電機與電力拖動復(fù)習(xí)資料材料

電機與電力拖動復(fù)習(xí)材料一、填空題電動機按其功能可分為動力電動機和控制電動機。.電動機按用電類型可分為交流電動機和直流電動機。.電動機按其轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)電源頻率之間的關(guān)系可分為同步電動機和異步電動機。.電動機的工作原理是建立在電磁感應(yīng)定律通電導(dǎo)體在磁場中受電動力定律、電路定律和電磁力定律等基礎(chǔ)上的。.產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的必要條件是在三相對稱繞組中通入對稱三相交流電.電動機的轉(zhuǎn)動方向與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)動方向相同，它由通入三相定子繞組的交流電流的相序決定。.電動機工作在額定狀態(tài)時，鐵心中的磁通處于臨界飽和狀態(tài)，這樣可以減少電動機鐵心的磁滯和渦流損耗。.工作制是指三相電動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，即允許連續(xù)使用的時間，分為連續(xù)、短時和周期斷續(xù)三種。.三相電動機定子繞組的連接方法有星形和三角形兩種。.根據(jù)獲得啟動轉(zhuǎn)矩的方法不同，電動機的結(jié)構(gòu)也存在較大差異，主要分為籠型電動機和繞線式電動機兩大類。.三相異步電動機固有機械特性是在額定電壓、額定頻率、按規(guī)定方法接線條件下的特性。.固有機械特性曲線上的四個特殊點是額定點、理想空載點、啟動點、臨界點.常用的人為機械特性曲線是轉(zhuǎn)子串電阻和降低定子電壓14.常用的降壓啟動方法有定子串電阻、星形-三角形降壓、自耦降壓等。15.降壓啟動在啟動電流減小的同時啟動轉(zhuǎn)矩也減小了。.繞線式異步電動機啟動方法有轉(zhuǎn)子串電阻和轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器兩種，其中控制簡單的是轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器方法。.能耗制動實現(xiàn)時應(yīng)斷開定子的三相電源電源，在定子兩相上加上直流電源，同時串電阻.電源兩相反接反接制動的制動能源來自于電源和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的動能，其制動力較能耗制動更大.最常見的出現(xiàn)回饋制動的情況是限速下放重物和降低電壓調(diào)速.變極調(diào)速的調(diào)速范圍大，調(diào)速的平滑性差，最突出的優(yōu)點是低速時轉(zhuǎn)矩大，所以常被用于重載啟動.變頻調(diào)速的優(yōu)點有調(diào)速范圍寬、靜差率小，穩(wěn)定性好、平滑性好，能實現(xiàn)無級調(diào)速、可適應(yīng)各種負載、效率較高.單相罩極電動機的主要特點是箜簡單、方便、成本低、運行時噪聲小、維護方便。罩極電動機的主要缺點是啟動性能及運行性能較差效率和功率因數(shù)都較低方向不能改變。.如果在單相異步電動機的定子鐵心上僅嵌有一組繞組，那么通入單相正弦交流電時，電動機氣隙中僅產(chǎn)生脈振磁場，該磁場是沒有啟動轉(zhuǎn)矩的。.單相電容運行電動機的結(jié)構(gòu)簡單，使用維護方便，堵轉(zhuǎn)電流小，有較高的效率和功率因數(shù)；但啟動轉(zhuǎn)矩較小，多用于電風(fēng)扇、吸塵器等。.電容啟動電動機具有較大的啟動轉(zhuǎn)矩（一般為額定轉(zhuǎn)矩的1.5~3.5倍），但啟動電流相應(yīng)增大，適用于重載啟動的機械，如小型空壓機、洗衣機、空調(diào)器等。26.電動機種類選擇時應(yīng)考慮的主要內(nèi)容有：種類、結(jié)構(gòu)形式、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速、額定功率等方面。.電動機的結(jié)構(gòu)形式有開啟式、防護式、封閉式、防爆式等幾種。.電動機額定功率的選擇步驟是負載功率的確定、額定功率的預(yù)選、額定功率的修正、過載能力和啟動能力的校驗等。29.用于電動機制造上的絕緣材料等級有a、e、B、F、H等30.測速發(fā)電機是一種檢測元件，它能將速度信號變換成電壓信號31.異步測速發(fā)電機在轉(zhuǎn)子不動時類似于一臺變電壓，由于磁通的方向與輸出繞組的軸線垂直，因而輸出繞組的輸出電壓等于^^。.伺服電動機也稱執(zhí)行電動機，它具有一種服從控制電壓的要求而動作的職能。.交流伺服電動機定子上裝有兩個繞組，它們在空間上相差90度，一個是由定值交流電壓勵磁，稱為勵磁繞組；另一個是由伺月艮放大器供電而進行控制的，稱為控制繞組.交流伺服電動機運行時，勵磁繞組固定地接到交流電源上，通過改變控制繞組上的控制電壓來控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動.交流伺服電動機的控制方法有幅值控制、相位控制和幅-相控制三種。.步進電動機也稱脈沖電動機，它是把輸入的脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)角的控制電機。.步進電動機按勵磁方式可分為反應(yīng)式、勵磁式和感應(yīng)子式（混合式）三類。.步進電動機轉(zhuǎn)動的方向取決于控制繞組的通電順序.通常把由一種通電狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種通電狀態(tài)稱為一拍，每一拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度叫做步距角，其大小與轉(zhuǎn)子齒數(shù)ZR和拍數(shù)N間的關(guān)系式為。廣碧。r.直線電動機的種類按形式可分為平板形、U形和圓筒形，（或稱為管形）等。二、判斷題（在括號內(nèi)打W"或打"X”）三相異步電動機的定子是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的。（V）三相異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心可以用整塊鑄鐵來制成。（X）.三相定子繞組在空間上互差120。電角度。（寸）."異步”是指三相異步電動機的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速有差值。（寸）三相異步電動機沒有轉(zhuǎn)差也能轉(zhuǎn)動。（X）負載增加時，三相異步電動機的定子電流不會增大。（X）不能將三相異步電動機的最大轉(zhuǎn)矩確定為額定轉(zhuǎn)矩。（寸）電動機工作在額定狀態(tài)時，鐵心中的磁通處于臨界飽和狀態(tài)。（X）異步電動機轉(zhuǎn)速越快則磁極對數(shù)越多。（X）.額定功率是指三相電動機工作在額定狀態(tài)時軸上所輸出的機械功率。（寸）.額定電壓是指接到電動機繞組上的相電壓。（X）.額定轉(zhuǎn)速表示三相電動機在額定工作情況下運行時每秒鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。（X）.轉(zhuǎn)子串電阻人為機械特性的同步轉(zhuǎn)速比固有機械特性的同步轉(zhuǎn)速低。（X）.定子串電阻降壓啟動由于可以減小啟動電流，所以得到廣泛應(yīng)用。（X）.轉(zhuǎn)子串電阻啟動既可以減小啟動電流，又可以增大啟動轉(zhuǎn)矩。（寸）.轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動適用于只有啟動要求，而對調(diào)速要求不高的場所。（寸）TOC\o"1-5"\h\z.反接制動一般只用于小型電動機，且不常用于停車制動的場合。 （X）.反接制動準確平穩(wěn)。 （X）.能耗制動制動力大，制動迅速。 （寸）.回饋制動廣泛應(yīng)用于機床設(shè)備。 （X）21.氣隙磁場為脈動磁場的單相異步電動機能自行啟動。（X）.單相罩極異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便等優(yōu)點，所以廣泛應(yīng)用于洗衣機中。（X）.單相電容啟動異步電動機啟動后，當啟動繞組開路時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速會減慢。（x）.單相電容運行異步電動機，因其主繞組與副繞組中的電流是同相位的，所以叫做單相異步電動機。（x）.離心開關(guān)是較常用的啟動開關(guān)，一般安裝在電動機端蓋邊的轉(zhuǎn)子上。（寸）.在滿足性能的前提下應(yīng)優(yōu)先采用直流電動機。（寸）.防爆式電動機可以避免電動機爆炸。（x）.負載電流越大電動機的穩(wěn)定溫升就越高。（寸）.電動機的工作制是根據(jù)發(fā)熱特點的不同進行劃分的。（寸）.空心杯轉(zhuǎn)子伺服電動機的轉(zhuǎn)動慣量較小，響應(yīng)迅速。（寸）.測速發(fā)電機不僅可以作為速度檢測元件，還可以作拖動電動機使用。（x）.自整角機無需勵磁就能將轉(zhuǎn)角信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。（x）.旋轉(zhuǎn)變壓器可用于坐標變換、三角運算、單相移相器、角度數(shù)字轉(zhuǎn)換、角度數(shù)據(jù)傳輸?shù)葓龊稀＃ù纾?4.步進電動機輸入通常為脈沖信號，輸出的轉(zhuǎn)角通常是連續(xù)的轉(zhuǎn)動。（x）.直線電動機是將電能轉(zhuǎn)換成直線運動機械能的一種電動機。（V）三、選擇題（將正確答案的序號填入括號內(nèi)）1.開啟式電動機適用于（A）的工作環(huán)境。A.清潔、干燥.轉(zhuǎn)速不隨負載變化的是（B）電動機。B.同步.能用轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的是（B）異步電動機。B?繞線式.適用于有易燃、易爆氣體工作環(huán)境的是（A）電動機。A.防爆式.下列選項中不滿足三相異步電動機直接啟動條件的是（C）。C.電動機在啟動瞬間造成的電網(wǎng)電壓波動小于20%6.Y-D降壓啟動適用于正常運行時為（A）連接的電動機。A?D.功率消耗較大的啟動方法是（C）。C?定子繞組串電阻降壓啟動.反抗性負載采用能耗制動停車后，（A）。A.立即斷掉直流電源.能實現(xiàn)無級調(diào)速的調(diào)速方法是（C）。C.變頻調(diào)速.轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速適用于（B）異步電動機。B?繞線式?改變電源電壓調(diào)速只適用于（A）負載。A?風(fēng)機型.下列方法中屬于改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速的是（A）調(diào)速。A.改變電源電壓.額定功率相同的電動機，（A）A.額定轉(zhuǎn)速越高，體積就越小。14.200kW及以下的電動機通常選用（C）電壓等級。C.380V.電動機在工作時，希望實際工作溫度（B）B.小于但接近于長時允許最高溫度。.同一臺電動機（B）B.帶長時工作負載能力比帶短時工作負載的能力弱。.交流伺服電動機的轉(zhuǎn)子電阻較大是為了3）。B?避免自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。.測速發(fā)電機的輸出特性是指（B\B.輸出電壓與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。.自整角發(fā)送機與自整角接收機之間（B）。B.只需有電的聯(lián)系就可以實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動。.旋轉(zhuǎn)變壓器將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為正弦或余弦關(guān)系的輸出電壓時，（A）。A.兩個轉(zhuǎn)子繞組的接線方法相同。.三相雙三拍運行方式的步進電動機（A）。A.每個通電狀態(tài)都有兩相控制繞組同時通電。四、筒答題1.常用的籠型轉(zhuǎn)子有哪兩種?為什么籠型轉(zhuǎn)子的導(dǎo)電條都做成斜的?答：銅排結(jié)構(gòu)和鑄鋁結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電條做成斜的是為了使電機轉(zhuǎn)子導(dǎo)電條在任何—個位置都能切割磁力線，從而在整周內(nèi)都有一樣大小的轉(zhuǎn)矩，使電機轉(zhuǎn)速均勻。當異步電動機的機械負載增加時，為什么定子電流會隨著轉(zhuǎn)子電流的增加而增堀答：機械負載增加時根據(jù)運動平衡方程，轉(zhuǎn)速將下降，轉(zhuǎn)差率增大，從而使得轉(zhuǎn)子電流增大。根據(jù)磁動勢平衡方程定子電流也將增大。三相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速由什么決定？試問兩極、四極、六極三相異步電動機的同步速度各為多少？若轉(zhuǎn)子電路開路時會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場嗎？轉(zhuǎn)子是否會轉(zhuǎn)動？為什么？答：旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速由磁極對數(shù)和頻率決定。兩極、四極、六極電動機的同步速度分別為：3000、1500、1000r/min。只要定子三相繞組通入對稱三相交流電流即可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，但轉(zhuǎn)子開路時轉(zhuǎn)子電路沒有電流，轉(zhuǎn)子不受力，不轉(zhuǎn)動。增加三相異步電動機的轉(zhuǎn)子電阻對電動機的機械特性有什么影痛答：使特性曲線變軟，啟動轉(zhuǎn)矩增大。.三相異步電動機Y-D降壓啟動的特點是什么?適用于什么場合？答：Y-D降壓啟動簡單，運行可靠。適用于正常運行為D接的電動機。.三相異步電動機自耦變壓器降壓啟動的特點是什么?適用于什么場合？答：特點是在相同的啟動電壓下，自耦變壓器降壓啟動比Y/D降壓啟動向電源吸取的電流要小。適用于對啟動轉(zhuǎn)矩要求大的地方。7.簡述繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動的工作原理。答：當繞線式電動機剛開始啟動時，電動機轉(zhuǎn)速很低，故轉(zhuǎn)子頻率很大，鐵心中的損耗很大，即等值電阻Rm很大，故限制了啟動電流，增大了啟動轉(zhuǎn)矩。隨著n的增加，轉(zhuǎn)子電流頻率下降,Rm減小，使啟動電流及轉(zhuǎn)矩保持一定數(shù)值。8.變頻調(diào)速有什么優(yōu)點？答：調(diào)速范圍寬，靜差率小，穩(wěn)定性好，平滑性好，能實現(xiàn)無級調(diào)速，可適應(yīng)各種負載，效率較高。9.簡述三相異步電動機反接制動的特點及適用場合。答：電源兩相反接的反接制動其制動轉(zhuǎn)矩大，制動速度快，需要入較大傳的制動電阻，適用于要求快速制動的地方。倒拉反接制動可獲得穩(wěn)定下放速度，適用于低速下放位能性負載。10.什么是負載倒拉反接制動？答：在帶位能性負載下放時，在轉(zhuǎn)子回路串入大電阻，并按提升方向給電。此時，由于提升的電磁轉(zhuǎn)矩小于下降的負載轉(zhuǎn)矩，電動機將按下降方向運行，進入倒拉反接制動。11.回饋制動有什么優(yōu)點?適用于什么場合？答：充分利用運動的動能回饋電網(wǎng)，適用于高速下放重物的限速下放。.三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓有什么關(guān)系？如果電源電壓下降20%，電動機的最大轉(zhuǎn)矩和啟動轉(zhuǎn)矩將變?yōu)槎啻?？答：電磁轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，若電壓下降20%，最大轉(zhuǎn)矩和啟動轉(zhuǎn)矩將變?yōu)樵瓉淼?4%。.籠形異步電動機全壓啟動時，為何啟動電流大，而啟動轉(zhuǎn)矩并不大？答:啟動瞬間反電勢未建立，所以啟動電流很大。由于啟動時功率因數(shù)很低，導(dǎo)致啟動轉(zhuǎn)矩并不大。.比較單相電容運行、單相電容啟動、單相電阻啟動異步電動機的運行特點及使用場合。答：電阻啟動單相電動機通過控制工作繞組和啟動繞組的結(jié)構(gòu)和繞制方法來實現(xiàn)工作電流與啟動電流的分相。電容啟動單相電動機的啟動繞組在啟動結(jié)束后由離心開關(guān)斷開，啟動轉(zhuǎn)矩大，適用于重載啟動的負載。電容運行單相電動機的啟動繞組在啟動結(jié)束后不斷開，運行功率因數(shù)高，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，廣泛應(yīng)用于電風(fēng)扇、洗衣機等單相用電設(shè)備中。.試比較兩相、三相交流繞組所產(chǎn)生磁通的相同點和主要區(qū)別，他們與直流繞組所產(chǎn)生的磁通又有什么不同？答：相同點是都要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，區(qū)別是：兩相繞組互差9Oo,三相繞組互差12Oo。直流繞組產(chǎn)生的是恒定磁場。.若不采取其他措施，單向異步電動機能否自行啟動？為什么？答：不能，沒有啟動轉(zhuǎn)矩。.一臺單向電容運轉(zhuǎn)式臺式風(fēng)扇，通電時有振動，但不能轉(zhuǎn)動，如用手正撥或反撥扇葉時，則都會轉(zhuǎn)動且轉(zhuǎn)速較高，這是為什么？答：啟動繞組可能斷開了，沒有啟動轉(zhuǎn)矩。角的物理意義是什么？答：轉(zhuǎn)子磁極軸線滯后于定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁極軸線的角度。，稱為功率角。e變化時，電磁功率、電磁轉(zhuǎn)、過載能力也隨之發(fā)生變化。19如何使同步電動機獲得超前的功率因數(shù)？應(yīng)注意什么問題？答：通過增大勵磁電流，進入過勵狀態(tài)，可獲得超前的功率因數(shù)。運行中負載不能過大，否則將會〃失步”。20.簡述短時工作制的工作特點和定額指標。答:運行時間很短，停機時間很長，溫升達不到穩(wěn)態(tài)溫升。有15min,30min,60min,90min四種定額。.簡述周期斷續(xù)工作制的工作特點和定額指標。答：運行時間很短，停止時間也很短，電動機的溫升達不到穩(wěn)態(tài)溫升，電動機的溫升降不到零，工作周期小于10min的工作方式。有15%、25%、40%、60%四種定額。.選擇電動機時為什么要進行過載能力和啟動能力的校驗？答：保證過載時穩(wěn)定運行和能可靠啟動。.電動機額定功率修正的原因是什么？答：實際工作環(huán)境溫度與標準環(huán)境溫度不同，使得帶同樣負載時的穩(wěn)定溫升不同。.測速發(fā)電機的主要功能是什么?按用途不同，對其性能分別有什么要求？答：將電動機軸上的機械轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出。（1）直流測速發(fā)電機的優(yōu)點：1）不存在輸出電壓相位移問題。2）轉(zhuǎn)速為零時，無零位電壓。3）輸出特性曲線的斜率較大，負載電阻較小。（2）直流測速發(fā)電機的缺點：1）由于有電刷和換向器，所以結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，維護較麻煩。2）電刷的接觸電阻不恒定使輸出電壓有波動。3）電刷下的火花對無線電有干擾。.交流伺服電動機的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象指的是什么?怎樣消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象？答：控制信號已經(jīng)消失而轉(zhuǎn)子還在轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象。.什么叫做步進電動機的拍?三相單三拍運行的含義是什么？答：拍數(shù)：即通電狀態(tài)循環(huán)一周需要改變的次數(shù)。三相單三拍運行方式：通電狀態(tài)循環(huán)一周需要改變?nèi)?，每次只有單獨一相控制繞組通電。

.什么是自整角機的失調(diào)角，其大小對自整角機有何影響？答：發(fā)送機、接收機偏轉(zhuǎn)角之差，稱為失調(diào)角。只要失調(diào)角不為零，在整步繞組中就有電流，使轉(zhuǎn)子受力轉(zhuǎn)動，到失調(diào)角為零。五、計算題1.一臺三相異步電動機的fN=50Hz,nN=960r/min，該電動機的額定轉(zhuǎn)差率是多少?另有一臺4極三相異步電動機，其轉(zhuǎn)差率sN=0.03，那么它的額定轉(zhuǎn)速是多少？答：=:1000n^=1000-960=0.04n11000nN=q(1-Sn)=1500(1-0.03)=1455r/min.某三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)如下：Un=380V,In=15A,Pn=7.5kW,COS%=0.83,nN=960r/min。試求電動機的額定效率nN。答：：n= = 7500 =0.92=92%n 0UIcos甲1.732x380x15x0.833一臺三角形聯(lián)結(jié)的Y132M-4型三相異步電動機的額定數(shù)據(jù)如下Pn=7.5kW,UN=380V,nN=1440r/min,cos%=0.82,qn=88.2%o試求該電動機的額定電流和對應(yīng)的相電流。答：：7500P ，…7500―= n — —15.76A<3Uncos甲 1.732x380x0.882x0.82三角形聯(lián)結(jié)時/相15.76三角形聯(lián)結(jié)時/相15.761.732=9.1a4.一臺20kW電動機，其啟動電流與額定電流之比為6.5，變壓器容量為5690kV?A,能否全壓啟動?另有一臺75kW電動機，其啟動電流與額定電流之比為7.1,能否全壓啟動?答口:3+—=3+竺0-72>65可以全壓啟動。44xp44x20+—=3+竺0=19.7>7.1可以全壓啟動。4xp44x751.一臺繞線形異步電動機，PN=7.5kW,UN=380V,IN=15.7A,nN=1460r/min,人m=3.0,T0=0求：(1)臨界轉(zhuǎn)差率sm和最大轉(zhuǎn)矩Tmax。(2)寫出固有機械特性的實用表達式并繪出固有機械特性。答：(1)答：(1)s=n—nNn1\+J人2-1'XT VNxmmJ1500—1460=0.0271500=0.027(3+,''32—1)=0.157__P_7.5Tn=9550f=9550^60=49.1N-mNT=X