【正文】 制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向之間的關(guān)系都是一樣的。根據(jù)轉(zhuǎn)差率可以判斷異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的關(guān)系，從而判斷異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，具體如下： 當(dāng)s＜0時(shí)，n＞n0，異步電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電（即第七章介紹的回饋或再生）制動(dòng)狀態(tài)； 當(dāng)s=0時(shí)，n=n0，異步電動(dòng)機(jī)處于理想空載運(yùn)行狀態(tài)； 當(dāng)0＜s＜1時(shí)，n＜n0，異步電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)； 當(dāng)s=1時(shí)，n=0，異步電動(dòng)機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，或者電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的瞬間； 當(dāng)s＞1時(shí)，n＜0，異步電動(dòng)機(jī)處于反接制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)（參見(jiàn)第七章）。③副邊所帶的負(fù)載阻抗不能高于額定負(fù)載阻抗，否則也將影響互感器的測(cè)量精度。③副邊所帶的負(fù)載阻抗不能低于額定負(fù)載阻抗。2一臺(tái)50Hz的單相變壓器，若誤把原邊繞組接到與其額定電壓相同直流電源上，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？ 答：當(dāng)原邊接到直流電源上時(shí)，主磁通是恒定直流磁通，原、副邊繞組中沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2=?2RL+j?2XL ?1=?2 218。電容性負(fù)載電流具有增磁作用（或者說(shuō)容性負(fù)載電流在變壓器的漏抗上產(chǎn)生了負(fù)的壓降值），其作用的體現(xiàn)是使副邊電壓升高。2一臺(tái)額定電壓為220/110V的變壓器，原、副邊繞組匝數(shù)NN2分別為2000和1000，若為節(jié)省銅線，將匝數(shù)改為400和200，是否可以？ 答：不可以。但一般變壓器設(shè)計(jì)時(shí)都讓其鐵心工作在半飽和區(qū)，在半飽和區(qū)再使磁通增加一倍，則勵(lì)磁電流（空載電流）將大大增加，使繞組的銅耗和鐵心損耗大大增加，變壓器將很快燒毀。 主磁通由原邊繞組和副邊繞組磁通勢(shì)共同產(chǎn)生，漏磁通僅由原邊或副邊繞組磁通勢(shì)單獨(dú)產(chǎn)生。它是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的媒介，是變壓器的工作磁通，占總磁通的絕大部分。1交流接觸器為什么要用鋼片疊成？ 答：交流電磁鐵工作時(shí)，線圈通入的是交流電流，在鐵心中產(chǎn)生的是交變磁通，交變磁通會(huì)在鐵心中產(chǎn)生渦流損耗。交流接觸器的線圈通過(guò)的是交流電流，在鐵心中產(chǎn)生的是交變磁通。對(duì)于直流電磁鐵，要電源電壓不變，流過(guò)線圈的電流只與線圈的導(dǎo)線電阻有關(guān)。交流電磁鐵工作時(shí)鐵心會(huì)產(chǎn)生磁滯損耗，線圈也會(huì)產(chǎn)生銅損耗，這些損耗都將轉(zhuǎn)換成熱量，為了增加線圈與鐵心的散熱效果，交電磁鐵的線圈通常做成“矮胖形”，繞制在專門(mén)的骨架上，與鐵心之間形成一定的間隙以利于它們各自的散熱。1交、直流接觸器有什么不同點(diǎn)？（注：本題主要指交、直流接觸器的電磁機(jī)構(gòu)） 答：交、直流接觸器的不同點(diǎn)基本上體現(xiàn)在交、直流電磁鐵的不同點(diǎn)上，即，它們的電磁機(jī)構(gòu)的不同點(diǎn)上。是由外指向紙面，運(yùn)動(dòng)方向從下往上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則，作用兩邊的磁場(chǎng)應(yīng)該是左N右S；④圖(d)中磁場(chǎng)為右N左S，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為⊙，是由紙面指向外，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)該是從下往上。1鐵磁材料在交變磁化時(shí)，為什么會(huì)產(chǎn)生磁滯和渦流損耗？直流電磁鐵的鐵心為什么是由整塊鑄鐵制成的？ 答：①由于鐵磁材料有磁滯和剩磁的性質(zhì)，需要一定的外界提供一定的能量來(lái)克服磁滯和剩磁的作用實(shí)現(xiàn)交變磁化，因此交變磁化時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁滯損耗。交變磁化的磁通將在鐵心中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而由于鐵磁材料本身具有一定的導(dǎo)電能力，感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)將在鐵心中形成渦流（以鐵心中心軸線為圓心的同心環(huán)形電流），渦流在導(dǎo)體上產(chǎn)生的損耗就是渦流損耗。1什么是自感？如何確定自感電動(dòng)勢(shì)的方向？在圖125所示的電路中，繪出開(kāi)關(guān)SA閉合時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)的方向和開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)的方向。交、直流接觸器電磁機(jī)構(gòu)的主要不同點(diǎn)有：①鐵心構(gòu)造不同，②線圈結(jié)構(gòu)不同，③工作原理方面存在差異。直流電磁鐵穩(wěn)定工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生鐵損耗，溫度通常較線圈低，因此，直流電磁鐵的線圈通常直接繞在與鐵心緊密貼在一起的絕緣材料上，這樣，線圈產(chǎn)生的熱量容易通過(guò)鐵心散發(fā)，為了增加散熱效果，直流電磁鐵的線圈則通常做成“細(xì)長(zhǎng)形”，以利于與鐵心的接觸面積。已經(jīng)制好的線圈，電阻不變，線圈通過(guò)的電流也不變。在一個(gè)周期內(nèi)，交流電流和交變磁通都有兩個(gè)瞬時(shí)值為零的“過(guò)零點(diǎn)”。為了減少渦流損耗，鐵心的應(yīng)該由片間涂有絕緣材料的硅鋼片疊壓而成。無(wú)論空在還是運(yùn)行，只要變壓器的端電壓一定，主磁通都將不會(huì)改變，維持在一個(gè)恒定的值。2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的量值與哪些因素有關(guān)？勵(lì)磁阻抗Zm的物理意義如何？Xm的大小與哪些因素有關(guān)？ 答：①根據(jù)“”（即E=），影響變壓器繞組感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)量值（即幅值大?。┑囊蛩赜校豪@組的匝數(shù)、電源的頻率和與繞組交鏈磁通的幅值。 若將220/24V的變壓器接于110V交流電源上，磁路的磁通減少，對(duì)于變壓器運(yùn)行沒(méi)有什么不良影響。根據(jù)U≈E=，當(dāng)匝數(shù)減小而為了維持同樣電壓，必須導(dǎo)致磁通大大增加，必然使得磁路飽和，電流顯著增大。若負(fù)載容抗大于變壓器漏抗，容性負(fù)載將使電壓變化率減??；若負(fù)載容抗等于變壓器漏抗，容性負(fù)載將使電壓變化率為零；若負(fù)載容抗小于變壓器漏抗，容性負(fù)載將使電壓變化率變?yōu)樨?fù)值。1=218。沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電源電壓相平衡，直流電源電壓將全部降落在原邊繞組的電阻上，產(chǎn)生巨大的短路電流。否則，負(fù)載電流引起的電壓變化率將超過(guò)允許值，互感器的精度將受到影響。21一臺(tái)三相變壓器，額定容量為SN=400kVA，額定電壓為U1/U2=36000/6000V，Y/△連接。 【說(shuō)明】：異步電動(dòng)機(jī)的電磁制動(dòng)有三種，分別稱為：發(fā)電制動(dòng)、反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)。要區(qū)分這兩種運(yùn)行狀態(tài)可以從異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的關(guān)系（即轉(zhuǎn)差率）進(jìn)行判斷：當(dāng)s＜0時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)。3一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，如果把轉(zhuǎn)子抽掉，而在定子繞組上加三相額定電壓，會(huì)產(chǎn)生什么后果？ 答：三相異步電動(dòng)機(jī)抽掉轉(zhuǎn)子，磁路中氣隙將大大增加，即磁路的導(dǎo)磁率減小。因此，負(fù)載增加時(shí)，定子電流和輸入功率會(huì)自動(dòng)增加。因此需要進(jìn)行頻率折算，將轉(zhuǎn)子電量的頻率折算成與定子電量頻率一致的等效電量，以便進(jìn)行電氣分析。而三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，實(shí)際輸出機(jī)械功率，但在等效電路上用一個(gè)等效電阻表示，其上消耗（電功率）代表了電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率。 ⑶根據(jù)前面的分析，電壓下降，轉(zhuǎn)差率增加，轉(zhuǎn)子回路的等效電阻r′2/s減小，轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)cosj2=(r′2/s)/[x′22+(r′2/s)2]將減小。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)定子三相繞組采用Y連接時(shí)，其額定電壓為380V；當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)定子三相繞組采用△連接時(shí)，其額定電壓為220V。31某三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為460r/min，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的一半時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速約為多少？ 解：①由于異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率為1％～9％，即sN≈～，其理想空載轉(zhuǎn)速n0為500r/min： ∵n0=nN/(1sN)=460/(～)=～ p=60f/n0=3000/(～)=～，而p只能為整數(shù)，∴p=6(對(duì)極)； n0=60f/p=3000/6=500(r/min)，sN=(n0n)/n0=(500460)/500= ②從機(jī)械特性看，由于異步電動(dòng)機(jī)在額定工作范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)差率s與負(fù)載轉(zhuǎn)矩T可以用直線近似代替，即近似認(rèn)為s∝T(或s=kT)。 答：該電動(dòng)機(jī)的極數(shù)是6極。又由于頻率升高時(shí)轉(zhuǎn)子漏抗X20=2pfL20增大，E20基本不變，則轉(zhuǎn)子電流減小。 ⑵定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n12等于定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)定子的轉(zhuǎn)速n1減去轉(zhuǎn)子對(duì)定子的轉(zhuǎn)速n，因此，當(dāng)n=0、n=2n0/3[n=2n0/3=1000 r/min]、s=[n=n0(1s)=1500=1470 r/min]時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n12分別為：①n=0時(shí)，n12=n1n=n0n=1500r/min；②n=1000r/min時(shí)，n12=n1n=n0n=15001000=500r/min；③n=1470r/min時(shí)，n12=n1n=n0n =15001470=30r/min。 ⑸比較⑴和⑷的計(jì)算結(jié)果可以得出：轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間相對(duì)靜止。試計(jì)算：(1)定子繞組中的相電流Ip，電動(dòng)機(jī)的額定電流IN及額定轉(zhuǎn)矩TN；(2)額定轉(zhuǎn)差率sN及額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)子電流頻率f2。n0=60f/p=3000/2 =1500r/min，所以： ①額定轉(zhuǎn)差率sN為：sN=(n0n)/n0=(15001440)/1500= ②額定電流IN為：IN=PN/(UNhcosj)=5500/(380)=(A) ③額定轉(zhuǎn)矩TN為：TN=PN/nN=5500/1440=(N因此，題目中的“過(guò)載系數(shù)l=Tmax/TN=，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)kT=Tst/TN=”可能有誤，最大可能是kT=Tst/TN=2。4隱極式和凸極式同步發(fā)電機(jī)各有什么特點(diǎn)，各適用于哪些場(chǎng)合？ 答：一般隱極式轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)少，結(jié)構(gòu)細(xì)長(zhǎng)，能夠承受較大的離心力。由于發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相同，雖然電樞磁場(chǎng)與勵(lì)磁繞組交鏈，但交鏈的磁通不變化，所以不會(huì)在勵(lì)磁繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。有了電樞反應(yīng)，同步發(fā)電機(jī)氣隙中的磁場(chǎng)就由轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)和電樞磁場(chǎng)共同產(chǎn)生。若逐漸減小的原動(dòng)機(jī)提供的機(jī)械轉(zhuǎn)矩，則功角θ減小，發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也減少。處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)運(yùn)行的同步電機(jī)，與處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)時(shí)相比較，功角變成負(fù)值，電流的有功分量方向和產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩方向也都變反。 解：設(shè)，該同步發(fā)電機(jī)為隱極式同步發(fā)電機(jī)，三相負(fù)載都是三角形連接?！菊f(shuō)明】：由本題所給的發(fā)電機(jī)參數(shù)是不可能得到“電網(wǎng)電壓為380V，定子繞組為Y接法，每相同步電抗為Xs=，發(fā)電機(jī)輸出電流為I=，cosj=(滯后)”時(shí)，“發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電勢(shì)E0=270V”的。⑵改變勵(lì)磁電流后發(fā)電機(jī)輸出的有功功率不變， kVar。176。將q=176。/17+110002[(1/9)(1/17)]sin133176。由圖還可知道，額定運(yùn)行時(shí)空載電勢(shì)E0為： E0=UNcosqN+IdXd=UNcosqN+INsinψNXd=11000176。 解：IN=8759000/(11000)=(A) cosj N=，則sinjN=⑴、額定運(yùn)行情況下的功角qN及空載電勢(shì)： 。若考慮電樞電阻，為了使每相繞組電壓U為，U=380/=。因此，在這兩種情況下，電樞反應(yīng)都是0＜y＜90176。電動(dòng)機(jī)電樞繞組的電流相位將發(fā)生變化后，將使電樞反應(yīng)的去磁（或增磁）作用增加，從而使氣隙合成的總磁通維持基本不變的狀態(tài)。若在此時(shí)將原動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)脫開(kāi)，在摩擦轉(zhuǎn)矩的作用下功角θ將變成負(fù)值，同步電機(jī)輸出的有功功率變成負(fù)值，即不但不輸出有功功率，反而從電網(wǎng)輸入有功電功率。4功角q在時(shí)間上及空間上各表示什么含義？功角q改變時(shí)，有功功率如何改變？無(wú)功功率會(huì)不會(huì)變化？為什么？ 答：在時(shí)間上，功角是空載電勢(shì)與電壓之間的夾角；在空間上，功角是指主磁極軸線與氣隙合成磁場(chǎng)軸線之間的夾角。 勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)是由直流勵(lì)磁電流產(chǎn)生的，