【正文】 和轉(zhuǎn)子兩部分。 綜上所述，要使同步發(fā)電機(jī)從發(fā)電狀態(tài)過渡到電動(dòng)狀態(tài)，可以將其軸上的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩變成負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩，同步電機(jī)就能夠自動(dòng)從發(fā)電機(jī)狀態(tài)過渡到電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。4怎樣使同步發(fā)電機(jī)從發(fā)電狀態(tài)過渡到電動(dòng)狀態(tài)？其功角、電流、電磁轉(zhuǎn)矩如何變化？ 答：當(dāng)同步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，電樞繞組流過的電流有功分量與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組之間將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩T，其大小可由功率與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系得到：T=PM/Ω=mE0Usinθ/(ΩXS)。電樞繞組產(chǎn)生的磁場對氣隙磁場的影響稱為電樞反應(yīng)。4同步發(fā)電機(jī)在三相對稱負(fù)載下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電樞電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場是否與勵(lì)磁繞組交鏈？它會在勵(lì)磁繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢嗎？ 答：同步發(fā)電機(jī)電樞電流產(chǎn)生的磁場是與勵(lì)磁繞組交鏈的。同步電機(jī)轉(zhuǎn)子有隱極式和凸極式兩種，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組通過電刷和滑環(huán)加直流電流勵(lì)磁；異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有鼠籠式和繞線式兩種，自成回路的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電勢產(chǎn)生電流。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。 答：該電動(dòng)機(jī)的極數(shù)是6極。否則當(dāng)接額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，繞組中電流將增加，超過額定值，致使保護(hù)器件動(dòng)作或者燒毀繞組（因?yàn)門減小，轉(zhuǎn)速將下降，轉(zhuǎn)差率s將增加，由式39可知，I2將增大；由式312可知，Φ↓只有I2↑才能使T保持額定值與額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡）。但三相繞組采用Y或△連接形式，電機(jī)線間電勢有不同的數(shù)值。從轉(zhuǎn)子電流計(jì)算公式看，轉(zhuǎn)子電流增大較多，同時(shí)引起定子電流有較大的增加。 ②但是，兩者卻有如下突出的不同點(diǎn)：變壓器中折合只是繞組匝數(shù)折合，而異步電動(dòng)機(jī)除了繞組匝數(shù)折合外，還有頻率、相數(shù)折合。3在分析異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子邊要進(jìn)行哪些折算？為什么要進(jìn)行這些折算？折算的條件是什么？ 答：⑴有：①頻率折算，②繞組折算。而轉(zhuǎn)子電流的去磁性質(zhì)將使主磁通出現(xiàn)下降的趨勢，定子繞組感應(yīng)的電勢也將出現(xiàn)減少的趨勢。當(dāng)此時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向相反，氣隙旋轉(zhuǎn)磁場相對于轉(zhuǎn)子的速度為n0；氣隙旋轉(zhuǎn)磁場相對于定子的轉(zhuǎn)速為sn0，轉(zhuǎn)向也與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，如右圖(題圖33)所示。第3章 異步電動(dòng)機(jī)3什么叫轉(zhuǎn)差率？如何根據(jù)轉(zhuǎn)差率判斷異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)？ 答：所謂轉(zhuǎn)差率，就是轉(zhuǎn)差的比率，是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場之間的轉(zhuǎn)差與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的相對比率。避免由于絕緣老化或損壞造成漏電，危及人身安全。原邊繞組上的反電勢作用是與電源電壓相平衡，使加在原邊繞組電阻r1中電壓很小。②短路阻抗的大，負(fù)載的大，副邊電壓變化率就大。2額定頻率為50Hz的變壓器接于頻率為60Hz的額定電壓上，以及額定頻率為60Hz的變壓器接于頻率為50Hz的額定電壓上，將對變壓器運(yùn)行帶來什么影響？50Hz和60Hz的變壓器能通用嗎？答：頻率增加鐵心損耗也增加。2感應(yīng)電動(dòng)勢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因素有：繞組的匝數(shù)、電源的頻率和與繞組交鏈磁通的幅值。若接觸器工作時(shí)交流電磁鐵的銜鐵卡?。床荒芡耆希瑢⑹咕€圈一直保持較大的電流，產(chǎn)生的銅損耗增加，很容易使線圈因過熱而燒毀。短路環(huán)是用良導(dǎo)體焊接成的，將鐵心的一部分套住。②直流電磁鐵產(chǎn)生的磁通是大小和方向都恒定不變的直流磁通，直流磁通不會產(chǎn)生渦流損耗，因此沒有必要象交流電磁鐵那樣采用硅鋼片制造，為了使制造工藝簡化，直流電磁鐵的鐵心就常常采用整塊鑄鐵制成。當(dāng)通電線圈套在鐵心上時(shí)，磁通所經(jīng)過的磁路有很大的一段是由鐵磁材料組成的，磁路的磁阻顯著下降，所以它所產(chǎn)生的磁通會顯著增加。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。 漏磁通：主要沿非鐵磁材料閉合，僅與原邊繞組或者副邊繞組交鏈，在所交鏈的繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢，起漏抗壓降的作用，在數(shù)量上遠(yuǎn)小于主磁通。 若將220/24V的變壓器接于110V交流電源上，磁路的磁通減少，對于變壓器運(yùn)行沒有什么不良影響。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。1=218。2在使用電壓互感器及電流互感器時(shí)，各應(yīng)注意什么？為什么？ 答：⑴電壓互感器：①副邊繞組不許短路。②鐵心和副邊繞組的一端必須可靠接地。此時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n高于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0；當(dāng)s＞1時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)處于反接制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)定子繞組施加三相額定電壓，磁通仍為額定值，在磁路的磁阻增大的情況下，需要有很大的勵(lì)磁磁動(dòng)勢，勵(lì)磁電流將大大超過額定電流，很快將使定子繞組燒毀。若考慮定子漏阻抗影響，則主磁通略有減少。 ⑶進(jìn)行頻率折算和繞組折算的條件是：折算前后等效繞組與實(shí)際繞組的①磁勢一樣，②產(chǎn)生的電磁功率和損耗一樣。3異步電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，若電源電壓下降過多，會產(chǎn)生什么后果？試說明其原因。31有些三相異步電動(dòng)機(jī)有380/220V兩種額定電壓，定子繞組可以連接成星形，也可連接成三角形。若忽略勵(lì)磁電流，（令s=1）；（令s=1）。電流相位關(guān)系發(fā)生變化，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)方向就與原來的旋轉(zhuǎn)方向相反，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向也就與原來的轉(zhuǎn)向相反，即單相分相式電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向得到改變。而電源電壓不變則主磁通不變，勵(lì)磁電流不變。 柴油發(fā)電機(jī)組的柴油機(jī)，一般屬于中、低速柴油機(jī)。在磁路上特點(diǎn)是氣隙不均勻，對著極?。ㄖ陛S方向）氣隙小，極間（交軸方向）氣隙大，也就是在磁極軸線位置（直軸）的磁路磁阻小，而在兩磁極中間位置（交軸）的磁路磁阻最大。而且隨著負(fù)載性質(zhì)的不同，這個(gè)夾角也會發(fā)生變化。有功功率與功角的章縣成正比。工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的同步電機(jī)，從電網(wǎng)輸入有功電功率，則電樞電流有功分量的方向變反。4具有異步起動(dòng)能力的同步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，是否存在異步轉(zhuǎn)矩，為什么？ 答：具有異步起動(dòng)能力的同步電動(dòng)機(jī)之所以能夠產(chǎn)生異步起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是因?yàn)樵谄滢D(zhuǎn)子磁極上安裝有象鼠籠異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子相似的短路繞組。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸是支撐整個(gè)轉(zhuǎn)子的部件，風(fēng)扇則起通風(fēng)散熱的作用。對于直流電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后也將在電樞繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢，它是消耗電能用于將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的，它具有阻礙電流通過的特征，與電樞電流方向相反，因此直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組的電動(dòng)勢是反電勢，是與電源電壓相平衡的電動(dòng)勢。從電能的角度看電磁功率為電樞繞組感應(yīng)的電動(dòng)勢與電樞電流通過的電流的乘積，即為EaIa；從機(jī)械能的角度看電磁功率為電磁轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)子的角速度的乘積，即為TΩ。即，兩者的形狀相似，只要選擇合適的坐標(biāo)量綱，兩條曲線可以完全重合。對于直流發(fā)電機(jī)，Is=I=IaIf，串勵(lì)電流Is等于外部電流I是電樞電流Ia與并勵(lì)電流If之差； 長復(fù)勵(lì)：對于直流電動(dòng)機(jī)，Is=Ia=IIf，串勵(lì)電流Is等于電樞電流Ia是外部電流I與并勵(lì)電流If之差。 6改變交流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的方法有哪些？ 答：要改變交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，可單獨(dú)改變它的勵(lì)磁繞組的接線（即，將其兩根引線脫開對調(diào)一下再接上）；或可單獨(dú)改變它的控制繞組的接線（即，將其兩根引線脫開對調(diào)一下再接上）。這是因?yàn)樨?fù)載轉(zhuǎn)矩T2減小，T＞T2，轉(zhuǎn)速n將增大，電樞電勢E隨之增大，而電壓不變，I2減小，T也減小。再者，輸出繞組的輸出電壓與此感應(yīng)電勢（按變壓器原理）成正比。主要不同點(diǎn)是：①無刷直流電動(dòng)機(jī)定子電樞繞組通入的是經(jīng)過控制的脈沖電流，而永磁式同步電動(dòng)機(jī)定子電樞繞組通入的則是多相對稱交流電流；②無刷直流電動(dòng)機(jī)具有直接起動(dòng)的能力，而永磁式同步電動(dòng)機(jī)則無直接起動(dòng)的能力；③無刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由其結(jié)構(gòu)（定子的相數(shù)和齒數(shù)等）決定，一般較難進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，而改變通入同步電動(dòng)機(jī)電樞繞組電流的頻率，就可方便地對其進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。用數(shù)學(xué)式表達(dá)為：T=TL，且在T=TL處，滿足dT/dn＜dTL/dn。若起動(dòng)過程中，TL不變，隨著轉(zhuǎn)速的增加，電動(dòng)機(jī)電樞繞組感應(yīng)的電動(dòng)勢增大，電樞電流Ia減小，電磁轉(zhuǎn)矩T=CTΦIa也減小，若不適時(shí)增大Ia，起動(dòng)過程將延長。因此，在空載和滿載起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流及起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是一樣的。 ②異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)主要是：調(diào)速控制簡便，調(diào)速時(shí)機(jī)械特性硬度基本不變，可以選擇不同的電機(jī)適應(yīng)恒功率負(fù)載或恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的需要。若電源電壓為380V而該電機(jī)接成Δ連接，繞組所承受的電壓就是380V，已經(jīng)大大超過其額定電壓，該電機(jī)將因?yàn)檫^電壓而燒毀。因?yàn)椋獙?shí)現(xiàn)拉反接制動(dòng)的條件有兩個(gè)：①帶足夠大的位能性負(fù)載，②電機(jī)轉(zhuǎn)子回路串足夠大的電阻使電機(jī)的機(jī)械特性變得足夠軟，在位能性負(fù)載的拉動(dòng)下才能進(jìn)入倒拉反接制動(dòng)。電機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T方向亦變反，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此，電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，開始與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，直到d點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩與制動(dòng)轉(zhuǎn)矩相等，電機(jī)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定運(yùn)行在反向回饋制動(dòng)狀態(tài)，將負(fù)載的位能變成電能回饋給電源。進(jìn)入反向回饋制動(dòng)狀態(tài)后，電機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩由負(fù)變成正，但此時(shí)轉(zhuǎn)子處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)。在過載能力不變的前提下，要維持恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速的條件是：在降低頻率的同時(shí)電源電壓也按比例下調(diào)，其比例關(guān)系為U1/f1=常數(shù)。⑵交流電磁機(jī)構(gòu)①工作時(shí)磁路磁通為交變磁通，將產(chǎn)生包含渦流損耗和磁滯損耗的鐵損耗；②因此其鐵心應(yīng)該采用硅鋼制成，減少鐵耗；③屬于恒磁通型電磁鐵：電源U不變時(shí)，E基本不變(線圈感應(yīng)E用來平衡電源U)。②對于反力彈簧拉力過大造成的噪聲，消除方法是正確調(diào)整反力量彈簧的作用力。非磁性墊片厚度增大，吸合磁路的磁阻增大，磁通減小，直流接觸器（繼電器）的釋放值變大；非磁性墊片厚度減小，吸合磁路的磁阻變小，磁通增大，釋放值變小。因?yàn)榻涣麟娖鞴ぷ髟诮涣麟姇r(shí)，其電抗較大。這是因?yàn)橹绷鹘佑|器的電磁機(jī)構(gòu)屬于恒磁鏈(磁通)型，恒磁鏈(磁通)型電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)作后，磁路的磁阻減小，吸力增大，此時(shí)可以減小直流接觸器線圈的電流，從而減小電磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的磁勢和吸力。也就是說，電動(dòng)機(jī)的保護(hù)線路中的熔斷器只能起短路保護(hù)或程度較重的過載保護(hù)，而不能起輕度過載或過熱保護(hù)。 8交流磁力起動(dòng)器中為什么要有“自鎖”環(huán)節(jié)？“自鎖”環(huán)節(jié)失靈將發(fā)生什么現(xiàn)象？ 答：交流磁力起動(dòng)器中“自鎖”環(huán)節(jié)的功能有兩個(gè)：①實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行控制，②與接觸器或電壓繼電器的線圈配合，完成失壓或欠壓保護(hù)功能。 不同之處：①、圖820屬于電氣互鎖，即互鎖觸頭為接觸器的常閉輔觸頭作為互鎖觸頭。若同時(shí)按壓正反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，圖820的互鎖控制的兩個(gè)方向接觸器線圈將同時(shí)通電，將出現(xiàn)觸頭競爭，最終結(jié)果將使某個(gè)方向接觸器接通主電路，使電動(dòng)機(jī)以某一轉(zhuǎn)向起動(dòng)。 (1) 合上開關(guān)QS后，電機(jī)立即自動(dòng)起動(dòng)，但隨即反復(fù)出現(xiàn)停車、起動(dòng)、又停車的振蕩現(xiàn)象。這樣一來，合上開關(guān)QS后，KM線圈立即通電動(dòng)作，主觸頭使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。②KM2觸頭接錯(cuò)地方，如與停止按鈕SB2并聯(lián)等。 而對于鍋爐，鍋爐內(nèi)的水雖然有一定的壓力，但影響鍋爐內(nèi)壓力的因素既包含水的多少，還包含鍋爐產(chǎn)生蒸汽量的多少，因此壓力不能反映鍋爐內(nèi)水量的多少。 出現(xiàn)這樣的故障現(xiàn)象。此外，鍋爐內(nèi)水量的多少還是影響鍋爐安全運(yùn)行的重要參數(shù)，若水量過少，水位過低，可能造成鍋爐燒塌等重大事故。 81圖824的吊艇機(jī)控制電路，合上開關(guān)QS后，按吊艇按鈕SBb，無任何動(dòng)靜，可能的原因有哪些？ 答：圖824的吊艇機(jī)控制電路如右圖所示。KM線圈失電復(fù)位后，其常閉輔觸頭再次接通KM線圈，使KM線圈再次通電動(dòng)作，……，如此就出現(xiàn)反復(fù)停車、起動(dòng)、又停車振蕩的故障現(xiàn)象。 (3) 按SB1，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，松開SB1電動(dòng)機(jī)立即停車。 81什么叫聯(lián)鎖控制？機(jī)艙輔機(jī)中有哪些設(shè)備需要聯(lián)鎖控制？ 答：所謂聯(lián)鎖控制，就是順序控制。②、圖820控制電路不能直接進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作，要反轉(zhuǎn)則需要先按停止按鈕，使正轉(zhuǎn)接觸器線圈失電后按壓反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕才能進(jìn)行反轉(zhuǎn)起動(dòng)；而圖824則允許直接進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作，在正轉(zhuǎn)接觸器通電而按壓反轉(zhuǎn)接觸器按鈕時(shí)，正轉(zhuǎn)接觸器線圈失電的同時(shí)反轉(zhuǎn)接觸器的線圈通電動(dòng)作。若出現(xiàn)由于主觸頭發(fā)生粘連，而使“自鎖”觸頭不能斷開的失靈，則交流磁力起動(dòng)器不能使電動(dòng)機(jī)停止，也不能完成失壓或欠壓保護(hù)功能。 在電機(jī)定子的至少兩相中安放熱繼電器不僅可以達(dá)到過載保護(hù)的目的，同時(shí)還可作為電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行的保護(hù)。 交流接觸器線圈是不能串經(jīng)濟(jì)電阻的。若將其接到相同電壓的直流電源上，則由于線圈的電抗在直流電作用下不復(fù)存在，只剩下較小的電阻。這是因?yàn)椋瑑蓚€(gè)交流接觸器的線圈同時(shí)通電后，它們的電磁機(jī)構(gòu)一般不能同時(shí)使其銜鐵吸合，未吸合的交流接觸器，線圈感應(yīng)電動(dòng)勢較小，串聯(lián)的線圈電路中的電流將增大，增大的電流不僅使兩個(gè)線圈的銅損耗都增大，而且還會使已經(jīng)吸合的接觸器磁路飽和，損耗增加其鐵心損耗。 8接觸器（繼電器）的返回系數(shù)如何定義的？如何整定其動(dòng)作值和釋放值？ 答：接觸器（繼電器）的返回系數(shù)等于接觸器（繼電器）的釋放值和動(dòng)作值之比。⑵交流電磁機(jī)構(gòu)的線圈①.導(dǎo)線粗，匝數(shù)少，線圈電阻小、電抗大；②.勵(lì)磁電流（產(chǎn)生磁通的電流）在銜鐵吸合前后變化很大：銜鐵吸合前電流是吸合后電流好幾倍甚至十幾倍。由于電源電壓的上升將受制于電機(jī)的絕緣強(qiáng)度等諸多因素影響，故一般保持U1不變。整個(gè)過程的機(jī)械特性曲線如圖所示。 設(shè)：直流他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)帶一位能性負(fù)載TL以倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行在如右圖所示的倒拉反接制動(dòng)機(jī)械特性的a點(diǎn)。因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降，迅速從b點(diǎn)下降到c點(diǎn)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為0，這個(gè)過程為電源反接制動(dòng)過程。且由于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路電阻通常較小，以滿足其正常時(shí)工作在電動(dòng)狀態(tài)。 而若使用電壓為220V的三相交流電源，接成Y連接時(shí)，其繞組所承受的電壓約為127V左右，接成Δ連接，繞組所承受的電壓為220V，不超過其額定電壓。 ③隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和基于坐標(biāo)變換的矢量控制理論的成熟，異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速已經(jīng)成為一種比較理想的調(diào)速方式。但通常起動(dòng)電流的定義是：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)電源向電動(dòng)機(jī)提供的線電流。 若單從起動(dòng)平穩(wěn)的角度看，理論上說為了使采用電阻分級起動(dòng)的直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)平穩(wěn)，電阻分級越多起動(dòng)就越平穩(wěn)。 7為了縮短起動(dòng)過程，在電動(dòng)機(jī)方面應(yīng)采取哪些辦法？常見船舶上的起貨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子為什么要制成又細(xì)又長的？ 答：從運(yùn)動(dòng)方程看，為了縮短起動(dòng)過程，可以增大電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的