《電機(jī)與應(yīng)用》習(xí)題答案思考題與習(xí)題及答案3資料

#思考題與習(xí)題三（參考答案）P102第三章3—1什么叫電力拖動(dòng)系統(tǒng)?電力拖動(dòng)系統(tǒng)通常需由哪些部分組成?答：p79,由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械或工作機(jī)構(gòu)，并按一定的程序工作的系統(tǒng)，電力拖動(dòng)系統(tǒng)通常需由電源、電動(dòng)機(jī)、控制設(shè)備、生產(chǎn)或工作機(jī)構(gòu)等部分組成。。3—2舉出五種常見的電力拖動(dòng)實(shí)例。答：p79，電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、水泵、生產(chǎn)機(jī)床、電梯、電動(dòng)吊車等3—3以最常見的吊扇為例，說明該電力拖動(dòng)由哪些部分組成。答：由電源一220v單相電源、電動(dòng)機(jī)一中間為定子部分，外部為轉(zhuǎn)子部分，、控制設(shè)備—調(diào)速開關(guān)、生產(chǎn)或工作機(jī)構(gòu)—風(fēng)葉等部分組成。3—4家用電器中的日光燈、電視機(jī)、電熱水瓶能稱為電力拖動(dòng)系統(tǒng)嗎?為什么?答：不是，都沒有電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。3—5電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩T與負(fù)載的負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tl，在方向上有什么關(guān)系？若電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)瞬間t=tl,則情況如何？若T>TL，則情況如何？若t<tl,則情況如何?答：p79,拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩T與負(fù)載的負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tl，在方向上剛相反。由T=Tl，dQ/dt=0，系統(tǒng)靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)T>TL，dQ/dt>0,系統(tǒng)處于加速狀態(tài)TvTL，dQ/dtv0,系統(tǒng)處于減速狀態(tài)可判斷電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)瞬間T=T-,則電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)；若T>T-，則可以起動(dòng)；若T<TL,也不能起動(dòng)。3—6從機(jī)械特性上看生產(chǎn)或工作機(jī)械負(fù)載可分為哪幾類?各有什么特點(diǎn)?答：p80,可分為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、（包括反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載）、恒功率負(fù)載、通風(fēng)機(jī)型負(fù)載。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特點(diǎn)是負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小不隨轉(zhuǎn)速的變化而變化，恒功率負(fù)載特點(diǎn)是所需的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，功率近似不變，通風(fēng)機(jī)型負(fù)載特點(diǎn)是轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比。3—7什么叫三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線?答：p81，在以轉(zhuǎn)矩T為橫坐標(biāo)，以轉(zhuǎn)速n為縱坐標(biāo)的直角坐標(biāo)系中表示轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)

速n之間關(guān)系的曲線叫三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線。3—8為什么三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩不能設(shè)定為電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 ？答：p83,如果三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩設(shè)定為電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，稍有過載電動(dòng)機(jī)有可能拖不動(dòng)負(fù)載而被迫停止運(yùn)轉(zhuǎn)，所以三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩不能設(shè)定為電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。3—9什么叫三相異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū) ？電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)和電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行條件有什么不同？答：p84,在三相電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線上，有一段區(qū)域，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩有較大的變化時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化并不大，始終能滿足電動(dòng)機(jī)與負(fù)載轉(zhuǎn)矩的平衡關(guān)系，維持電動(dòng)機(jī)能正常穩(wěn)定地運(yùn)行，這段區(qū)域叫三相異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)是一個(gè)范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)電動(dòng)機(jī)都滿足電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行條件；電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行條件是運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩必須小于電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。3—10某臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，額定功率PN=20kW,額定轉(zhuǎn)速nn=970r/min過載系數(shù)入=2.0，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)入N=1.8，求該電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩TN,最大轉(zhuǎn)矩Tm,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst。P 20解：p84，Tn=95509550 197N*m，Tm二TN=2.0197=394N?mnN 970Tst「nTn=1.8197=295.5N*m3—11Y2—132S一4三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率PN=5.5kW額定轉(zhuǎn)速nn=1440r/min，入st=2.3，起動(dòng)時(shí)拖動(dòng)的負(fù)載阻力矩Tl=50N-m求：(1)在額定電壓下該電動(dòng)機(jī)能否正常起動(dòng)?(2)當(dāng)電網(wǎng)電壓降為額定電壓的80%時(shí)，該電動(dòng)機(jī)能否正常起動(dòng)？P 55解：p84,(1)Tn=9550」=9550 36.5N*mnN 1440Tst=■nTn=2.336.5=83.5N*m,Tstz0.8U^Tstz0.8U^2=0.64,Tst二0.64Tst二0.6483.5二53.7N*mTst>Tst，所以電動(dòng)機(jī)可以起動(dòng)。3—12三相異步電動(dòng)機(jī)接入電源起動(dòng)時(shí)，如轉(zhuǎn)子被卡住無法旋轉(zhuǎn)，問對(duì)電動(dòng)機(jī)有無危害？如遇到此情況，該怎么辦？答：p ，如轉(zhuǎn)子被卡住無法旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子中繞組感生電動(dòng)勢(shì)最大（ 巳o=4.44K2N2f1①m感生電流也最大，反映到定子的電流也最大，如果時(shí)間長了，電動(dòng)機(jī)會(huì)因過載而燒毀。如遇到此情況，應(yīng)立即停電，檢查卡住的原因，排除故障再通電起動(dòng)。3—13三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法分為哪兩大類？說明適用的范圍。答：p85、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法分為直接起動(dòng)和降壓起動(dòng)兩大類。直接起動(dòng)適用于小功率（7.5kw以下）電動(dòng)機(jī)和電源和線路的容量比較大（大于電動(dòng)機(jī)容量5倍以上）的情況，直接起動(dòng)的條件：起動(dòng)電流倍數(shù)： - '，超過應(yīng)用降壓起動(dòng)。0 4 >4X電動(dòng)機(jī)功降壓起動(dòng)適用于大中功率（7.5kw以上）電動(dòng)機(jī)和電源和線路的容量相對(duì)比較小，以及電動(dòng)機(jī)空載或輕載的條件下。3—14什么叫三相異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)？有哪幾種降壓起動(dòng)的方法？分別比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。答：p87，降壓起動(dòng)是指起動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，起動(dòng)結(jié)束后加額定電壓運(yùn)行的起動(dòng)方式。常用的降壓起動(dòng)方法有： 丫-△降壓起動(dòng)、串電阻（電抗）降壓起動(dòng)和自耦變壓器降壓起動(dòng)。降壓起動(dòng)方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)丫-△所需設(shè)備少電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行必須是三角形接法起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小（為正常時(shí)的三分之一）串電阻（電抗）起動(dòng)平穩(wěn)、工作可靠，起動(dòng)時(shí)功率因數(shù)高起動(dòng)時(shí)電阻功率損耗大自耦變壓器起動(dòng)轉(zhuǎn)矩相對(duì)比較高設(shè)備較多，成本高3—15繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法有哪幾種？分別說明其適用的場合。答：p90,有轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串頻敏電阻器起動(dòng)。轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)適用起重機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、龍門吊等要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的場合，轉(zhuǎn)子串頻敏電阻器起動(dòng)一般應(yīng)用在輕載起動(dòng)的場合。3—16如果繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組開路問能否起動(dòng)？為什么？答：不能，因?yàn)槔@線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組開路，轉(zhuǎn)子只有感生電動(dòng)勢(shì)沒有感生電流，不會(huì)產(chǎn)生電磁力矩，所以不能起動(dòng)。3—17什么叫三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速？對(duì)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，有哪幾種調(diào)速方法分別比較其優(yōu)缺點(diǎn)。答：p92,98,調(diào)速是用人為的方法來改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。調(diào)速方法有：變極調(diào)速、變頻調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。表3-2三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方案比較方牲調(diào)速指曠'變極調(diào)遞變頻調(diào)速轉(zhuǎn)子串電粗（繞躲子）改變定子電壓（離轉(zhuǎn)差籠型）電磁詞速異步電動(dòng)機(jī)詞速方向上、下上、下下調(diào)下調(diào)下凋銅速范圍不廣寬廣不廣較廣較廣調(diào)速平滑性差'好差好好調(diào)速穩(wěn)定性“好好較好較好適合的負(fù)載類型恆轉(zhuǎn)矩恒轉(zhuǎn)矩恒轉(zhuǎn)矩恒轉(zhuǎn)矩恒轉(zhuǎn)楚恒功率恒功率通風(fēng)機(jī)型迪佩機(jī)型電能損耗小小低速時(shí)大低速時(shí)大低速時(shí)尢設(shè)備投資少多校少較多較少3—18對(duì)三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)通常采用什么方法調(diào)速？答：p93,采用改變轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)的電阻調(diào)速。3—19全面比較籠型異步電動(dòng)機(jī)和繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)答：異步電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)籠型結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，調(diào)速不方便繞線轉(zhuǎn)子起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，調(diào)速方便結(jié)構(gòu)復(fù)雜3—20如何改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向？頻繁改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向有何害處？答：p43，p85,改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的電流的相序可改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，具體的是將電源到三相異步電動(dòng)機(jī)的三根連線中的兩根互換。因?yàn)橐话汶妱?dòng)機(jī)啟動(dòng)電流為額定電流的5?7倍，如果電動(dòng)機(jī)未停就反轉(zhuǎn)啟動(dòng)電流更大，頻繁改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向會(huì)使電動(dòng)機(jī)常處于大電流狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)會(huì)嚴(yán)重過熱甚至燒毀。3—21什么叫三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)？制動(dòng)方法通常分為哪兩大類？答:p98,電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)是指在電動(dòng)機(jī)的軸上加一個(gè)與其旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)減速或停轉(zhuǎn)，對(duì)位能性負(fù)載（起重機(jī)下放重物），制動(dòng)運(yùn)行可獲得穩(wěn)定的下降速度。根據(jù)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的方法不同，可分為機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩類。3—22什么叫三相異步電動(dòng)機(jī)的電源反接制動(dòng)？它一般在什么場合下使用？答：p99,電動(dòng)機(jī)在停機(jī)后因機(jī)械慣性仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn).此時(shí)如果和控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)一樣改變?nèi)嚯娫吹南嘈?，電?dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場隨即反向，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向相反，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)很快停下來，這就是反接制動(dòng)。反接制動(dòng)一般適用于制動(dòng)要求迅速、系統(tǒng)慣性較大、不經(jīng)常啟動(dòng)和制動(dòng)的場合，如銑床、鏜床中型車床等主軸的制動(dòng)控制。3—23什么叫三相異步電動(dòng)機(jī)的倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)？它的工作特點(diǎn)是什么？在什么場合下使用？答：p99，若電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的是位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載（例如起重機(jī)械），電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到零時(shí)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩仍小于位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩，此時(shí)在位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩的拖動(dòng)下使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡，則機(jī)組穩(wěn)速 （n）反向轉(zhuǎn)動(dòng)（下降），稱為倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)。它的工作特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩小于位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩。當(dāng)起重機(jī)將重物低速緩慢下放時(shí)，為了能使重物低速平穩(wěn)下降，往往使用這種制動(dòng)狀態(tài)。3—24什么叫三相異步電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)？它的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答：p100,三相異步電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)控制就是在斷開電動(dòng)機(jī)三相電源的同時(shí)接通直流電源，此時(shí)直流電流流人定子的兩相繞組，產(chǎn)生恒定磁場。轉(zhuǎn)子由于慣性仍繼續(xù)沿原方向以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)，切割定子磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，載流導(dǎo)體在磁場中受電磁力作用，其方向與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，因而起到制動(dòng)作用。能耗制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)力較強(qiáng)、制動(dòng)平穩(wěn)、對(duì)電網(wǎng)影響小。缺點(diǎn)是需要一套直流電源裝置，而且制動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的減小而減小，不易制停。3—25比較三相異步電動(dòng)機(jī)三種電氣制動(dòng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用場合。答：見附表：制動(dòng)方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用場合反接制動(dòng)能很快使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)或保持一疋轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，故制動(dòng)性能較好。快速停車反接制動(dòng)在制動(dòng)時(shí)仍需從電源吸收電能，故經(jīng)濟(jì)性能差，適用于制動(dòng)要求迅速、系統(tǒng)慣性較大、不經(jīng)常啟動(dòng)和制