【文章內容簡介】 以幾個千瓦的三相異步電動機可以直接起動。 ) 深槽與雙籠 型異步電動機為什么起動轉矩大而效率并不低？ (深槽式與雙籠型異步電動機所以起動轉矩打，是因為起動時轉子電動勢、電流頻率較高，出現(xiàn)集膚效應造成了轉子電阻增大所致。正常運行時集膚效應不顯著，轉子電阻減小為正常值。因此運行時效率仍較高。 ) 簡述異步測速發(fā)電機的剩余電壓誤差產(chǎn)生原因及解決辦法？ 答：由于加工、裝配過程中存在機械上的不對稱及定子磁性材料性能的不一致性，使得測速發(fā)電機轉速為零時，實際輸出電壓并不為零，此時的輸出的電壓叫剩余電壓。剩余電壓的存在引起的測量誤差稱為剩余電壓誤差。減小剩余電壓誤差的方法 是選擇高質量各方向性一致的磁性材料，在機加工和裝配過程中提高機械精度，也可以通過裝配補償繞組的方法加以補償。 電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件是什么？ 答：必要條件：電動機的機械特性與負載特性必須有交點，即 Tem=TL. 充分條件：在交點的轉速以上存在 TemTL.,而在交點的轉速以下存在TemTL. 直流電機空載和負載運行時，氣隙磁場各由什么磁動勢建立？負載后電樞電動勢應該用什么磁通進行計算？ 答 空載時的氣隙磁場由勵磁磁動勢建立，負載時氣隙磁場由勵磁磁動勢和電樞磁動勢共同建立。負載后 電樞繞組的感應電動勢應該用合成氣隙磁場對應的主磁通進行計算。 2．伺服電動機的作用及特點 ？ 答：伺服電動機的作用是將輸入的電壓信號（即控制電壓）轉換成軸上的角位移或角速度輸出，在自動控制系統(tǒng)中常作為執(zhí)行元件，所以伺服電動機又稱為執(zhí)行電動機，其最大特點是：有控制電壓時轉子立即旋轉，無控制電壓時轉子立即停轉。轉軸轉向和轉速是由控制電壓的方向和大小決定的。 3．將三相繞線式異步動機定子繞組接到三相電源上，轉子三相繞組開路，試問這臺電動機能否轉動？為什么？ 答： 將三相繞線式異步動機定子繞組接到三相電源上，轉子三 相繞組開路，這臺電動機不能轉動。因為轉子三相繞組開路，轉子電流為零，電磁轉矩為零，電動機沒有起動轉矩，所以不能起動。 12 12 1． 某單相變壓器額定電壓為 380 伏 /220 伏，額定頻率為 50 赫，如果將該變壓器誤接到電壓等于變壓器額定電壓的直流電源上，會發(fā)生什么現(xiàn)象，為什么？ 答：如果將該變壓器誤接到電壓等于變壓器額定電壓的直流電源上，變壓器燒毀。因為勵磁阻抗僅決定于繞組的直流電阻，故勵磁電流大增，銅損大增，變壓器過熱而燒毀。 2． 三相異步電動機在什么情況下轉差率 s 為下列數(shù)值： s＜ 0、 s＞ 1 和 0＜ s≤ 1。 答：當 s＜ 0 時，三相異步電動機工作在發(fā)電機狀態(tài)； 當 s＞ 1 時，三相異步電動機工作在電磁制動狀態(tài)；當 0＜ s≤ 1 時，三相異步電動機工作在電動狀態(tài)。 3． 從外部結構特征如何區(qū)分直流電磁機構與交流電磁機構？怎樣區(qū)分電壓線圈與電流線圈？ 答：直流電磁鐵線圈沒有骨架且成細長形，交流電磁鐵鐵心由硅鋼片疊制而成，線圈做成粗短形并有線圈骨架將線圈與鐵心隔開，單相安有短路環(huán) 電壓線圈并接在電源電壓兩端其匝數(shù)多導線細，常用絕緣能好的電磁線繞制而成 ,電流線圈串接在電路中，其匝數(shù)少，導線粗，常用扁銅線饒制而成。 1． 直流電動機為什么不能直 接起動？如果直接起動會引起什么后果？（ 5 分） 答：起動瞬間轉速 n=0，電動勢 Ea=CeΦn=0，最初起動電流 aNN RUI ? 。若直接起動，由于 Ra 很小， Ist 會達到十幾倍 甚至幾十倍的額定電流，造成電機無法換向，同時也會過熱，因此不能直接起動。 2． 異步電動機中的空氣隙為什么做得很?。? 答：異步電動機氣隙小的目的是為了減小其勵磁電流（空載電流），從而提高電動機功率因數(shù)。因異步電動機的勵磁電流是由電網(wǎng)供給的，故氣隙越小，電網(wǎng)供給的勵磁電流就小。而勵磁電流又屬于感性無功性質，故減小 勵磁電流，相應就能提高電機的功率因數(shù)。 3． 變壓器一次繞組若接在直流電源上，二次側會有穩(wěn)定的直流電壓嗎，為什么？ 答： 不會。因為直流電源加在變壓器一次繞組上，將產(chǎn)生直流電流，在鐵心中建立恒定磁通，恒定磁通不會在二次繞組中產(chǎn)生穩(wěn)定的感應電動勢。 13 13 另外，如加上和額定交流電壓相同的直流電壓，由于電感對直流相當于短路，故此時只有繞組電阻限制電流，電流將很大，并將燒毀變壓器。 1．單相繞組通入交流電流后產(chǎn)生脈振磁動勢，該磁動勢可以分解成兩個旋轉磁動勢，從轉速、轉向和幅值角度分析兩個旋轉磁動勢的特點與區(qū)別。 答： 都是旋轉磁動勢，轉速相同，為同步轉速（ 2 分）；轉向相反（ 2 分）；行波磁動勢幅值是原脈振基波磁動勢幅值的一半（ 2 分）。 2．一臺三相異步電動機額定電壓為 380V，定子繞組為星形接法，現(xiàn)改為三角形接法，仍接在 380V 電源上，會出現(xiàn)什么情況？ 答：定子繞組由 Y 接法改為 ?接法，則定子繞組相電壓增加為原值的 3 倍，主磁通也將增加 為原值的 3 倍，鐵心飽和程度增加，勵磁電流會有較大增加 （ 4 分） 。勵磁電流為無功電流，功率因數(shù) 降低，且負載運行時定子電流視在值過大 （ 2 分） 。 3．例舉 6 種可以實現(xiàn)三相繞線式異步電動機調速的方法。 答：變頻調速、變壓調速、定子串電阻調速、轉子串電阻調速、串級調速、滑差離合器調速、定子串電抗調速。（寫出 6 種，各占 1 分） 4. 大亞灣核電站采用三機無刷勵磁系統(tǒng)，請首先說明三機和無刷的含義，并簡要說明是如何實現(xiàn)無刷的。 答：三機：主發(fā)電機、主勵磁機、副勵磁機（ 2 分）；無刷：沒有電刷滑環(huán)裝置（ 1 分）。采用旋轉整流器勵磁，主勵磁機采用旋轉電樞式同步發(fā)電機，副勵磁機采用永磁同步發(fā)電機（ 3 分）。 三、計算題（總計 24 分） 注：計算結果不正確酌情扣除 1~2 分。 1.（本題 5 分）某臺三相異步電動機，額定功率 75kW，額定轉速 975r/min，額定電壓 3000V，額定電流 ，額定功率因數(shù) ，額定頻率 50Hz，試求：（ 1）極數(shù)；（ 2）額定轉差率；（ 3）額定效率；（ 4）額定轉矩。 解：（ 1）根據(jù)額定轉速略小于同步轉速，頻率 50Hz 時，同步轉速為1000r/min。 16 0 6 0 5 0 31000fp n ?? ? ?，所以 2p=6。 （ 2 分） （ 2） 111 0 0 0 9 7 5 0 .0 2 51000NN nns n? ?? ? ?（ 1 分） （ 3） 2 75000 8 9 . 7 %3 c o s 3 3 0 0 0 1 8 . 5 0 . 8 7N N N NPUI? ?? ? ?? ? ?（ 1 分） （ 4） 759 5 5 0 9 5 5 0 7 3 4 . 6975NN NPT N mn? ? ? ? ?（ 1 分） 14 14 2．（本題 12 分）繞線式三相四極 異步電動機，額定電壓 380 伏，頻率 50 赫茲，額定功率 10 千瓦，定子繞組為三角形連接，額定負載時，定子電流 安，轉子電流 安，功率因數(shù)為 ，額定效率 %，定子相電阻 歐，轉子相電阻 歐，激磁電阻 7 歐。試計算功率圖中所示傳遞過程中的各種損耗和傳遞功率，以及轉矩方程中的三個轉矩值。另外已知機 械損耗為 100 瓦，附加損耗 50 瓦。 解： 2 100 00 100 50 101 50( )m e c h m e c hP P p p W?? ? ? ? ? ? ? 222 2 23 3 9. 97 1. 12 33 4( )Cup I R W? ? ? ? ? 2 1 0 1 5 0 3 3 4 1 0 4 8 4 ( )e m m e c h C uP P p W? ? ? ? ? 1 3 c os 3 38 0 19 .8 0. 87 11 32 6( )N N NP U I W?? ? ? ? ? ? 221 1 13 3 11 .4 2 1. 33 52 0( )Cup I R W? ? ? ? ? 11 1 1 3 2 6 1 0 4 8 4 5 2 0 3 2 2 ( )F e e m C up P P p W? ? ? ? ? ? ?（ 6 分） 2 334 0 .0 3 210485CuNemps P? ? ? 1 6 0 6 0 5 01 5 0 0 / m in2fnrp ?? ? ? 1( 1 ) ( 1 32) 150 0 145 2 / m inNNn s n r? ? ? ? ? ? （ 3 分） 11 0 . 4 8 49 5 5 0 9 5 5 0 6 6 . 7 81500emem PT N mn? ? ? ? ? 22 109 5 5 0 9 5 5 0 6 5 . 7 91452NPT N mn? ? ? ? ? 02 66. 78 65. 79 9emT T T N m? ? ? ? ? ? （ 3 分） 3．（本題 7 分）某三相四極籠型異步電動機， Y 連接，額定功率 11kW，額定電壓 380V，額定轉速 1430r/min，過載系數(shù) ，拖動 80%額定恒轉矩負載。求（ 1）電動機轉速；（ 2）電壓變?yōu)?80%額定電壓時的轉速。 解：（ 1）（ 4 分） 111 5 0 0 1 4 3 0 0 .0 4 6 71500NN nns n? ?? ? ? 22( 1 ) 0 .0 4 6 7 ( 2 .2 2 .2 1 ) 0 .1 9 4 2 5m N T Ts s K K? ? ? ? ? ? ? ? TNN mmKTT ssss? ? ，即 2 25 25s s??? 所以： s=，（ s=，不合理，舍去） 15 15 0( 1 ) ( 1 366 ) 150 0 144 5 / m inn s n r? ? ? ? ? ? （ 2） （ 3 分） 39。 2 20. 8 0. 8 2. 2 1. 40 8m T N N NT K T T T? ? ? ? 39。 mN mmTTssss? ? ??，即 2 25s s?? ? 所以： s? =，（ s ? =，不合理，舍去） 0( 1 ) ( 1 605 ) 150 0 141 0 / m inn s n r??? ? ? ? ? ? 1. 一直流他勵電動機銘牌數(shù)據(jù)為： PN=， UN=220V， IN=40A，nN=1000r/min， Ra=。當電源電壓降低到 180V 時，電動機拖動額定負載轉矩的轉速和電樞電流各為多少？（電機與拖動學習指導 pp40，例 2— 4） 解： 電動機的 CeΦN CeΦN=(UNINRa)/nN=(22040 )/1000= 理想空載轉速 n0=UN/CeΦN=220/=1100rpm 額定轉矩時轉速降落 Δ nN==n0nN=11001000=100rpm 降低電壓到 180V 時的理想空載轉速 n0’=U n0/UN=180 1100/220=900rpm 降低電壓后拖動額定轉矩時的轉速 n=n0Δ nN=900100=800rpm 降低電壓后拖動額定轉矩時的電流 Ia=IN=40A 2. 一臺三相四極籠型異步電動機，額定電壓 UN=380V，額定轉速為nN=1440r/min ，定子繞組為三角形聯(lián)接 ，電動機參數(shù)如下：定子每相漏阻抗 r1=， x1=，轉子每相漏阻抗的折算值 r2’=， x2’=，勵磁阻抗 rm=， xm=48Ω，試繪制三相異步電動機的一相“ T”形等效電路，并用 T 形等效電路求： （ 1） 額定轉差率 sN； （ 2） 定子額定電流 I1N； （ 3） 額定功率因數(shù) cosφ1N； （ 4） 額定運行時電機的總損耗∑ p。 （ 5） 額定輸出功率 P2N； （ 6） 額定運行時的效率。（電機與拖動學習指導 pp118 例 5— 2） 解： （ 1） 額定轉差率 SN sN=(n1nN)/n1=(15001440)/1500= 16 16 （ 2） 定子額定 電流 I1N： 轉子回路每相漏阻抗的折算值 z2’： z2’=r2’/sN+jx2’=+=10+ =∠ 勵磁阻抗 zm 為 zm=rm+jxm=+j48=∠ z2’與 zm 并聯(lián)阻抗 z2’zm/(z2’+zm)=(∠ ∠ )/（ 10+j2++j48） =∠ /∠ =+ 總阻抗 z z=z1+z2’zm/(z2’+zm)=+j2++=+=∠ 設相電壓 U1=380∠ 00V 為參考向量，則定子電流 I1N為 I1N=U1/z=380/∠ 00/∠ =∠ 轉子電流 I2’為，根據(jù) U1=E1I1z1， E1=E2’， E2’=I2’z2’ 所以 I2’