【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 由于反接制動(dòng)時(shí)電樞電流不超過(guò)，電樞回路應(yīng)串入的電阻為 （2）如制動(dòng)結(jié)束時(shí)，不切斷電源，當(dāng)時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩 由于，電動(dòng)機(jī)將會(huì)反轉(zhuǎn)，最后穩(wěn)定運(yùn)行在反向電動(dòng)狀態(tài)，其穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速為 414 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的，。（1）電動(dòng)機(jī)以反向回饋制動(dòng)運(yùn)行下放重物，設(shè)，電樞回路不串電阻，求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)載轉(zhuǎn)矩各為多少？回饋電源的電功率多大？（2）若采用能耗制動(dòng)運(yùn)行下放同一重物，要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，問(wèn)電樞回路串入多大的電阻？該電阻上消耗的電功率是多大？（3）若采用倒拉反轉(zhuǎn)下放同一重物，要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，問(wèn)電樞回路串入多大的電阻？該電阻上消耗的電功率是多大？電源送入電動(dòng)機(jī)的電功率多大？解： （1）額定運(yùn)行時(shí) 反向回饋制動(dòng)運(yùn)行下放重物時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 不計(jì)空載轉(zhuǎn)矩，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 回饋電源的電功率為 （2）能耗制動(dòng)運(yùn)行下放重物時(shí)，電樞回路串入的電阻值 該電阻上消耗的電功率為 （3）倒拉反轉(zhuǎn)下放重物時(shí)，電樞回路串入的電阻值 該電阻上消耗的電功率為 電源送入電動(dòng)機(jī)的電功率為 415 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的，。負(fù)載轉(zhuǎn)矩，最大制動(dòng)電流。求當(dāng)該電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能負(fù)載時(shí)，用哪幾種方法可使電動(dòng)機(jī)以500r/min的速度下放負(fù)載，每種方法電樞回路中所串電阻為多少？并畫出相應(yīng)的機(jī)械特性，標(biāo)出從穩(wěn)態(tài)提升重物到以500r/min速度下放重物的轉(zhuǎn)換過(guò)程。解： 額定運(yùn)行時(shí) 不計(jì)空載轉(zhuǎn)矩，負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)的電樞電流為 以500r/min速度穩(wěn)態(tài)提升重物時(shí)的機(jī)械特性為 由此可求得電樞回路串入的電阻值 采用以下兩種方法可使電動(dòng)機(jī)以500r/min的速度下放負(fù)載： （1）采用轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為 由此可求得電樞回路串入的電阻值 從穩(wěn)態(tài)提升重物到以500r/min速度下放重物的轉(zhuǎn)換過(guò)程如下圖所示， （2）采用能耗制動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為 由此可求得電樞回路串入的電阻值 從穩(wěn)態(tài)提升重物到以500r/min速度下放重物的轉(zhuǎn)換過(guò)程如下圖所示， 416 某他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為：，，。拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行。采用能耗制動(dòng)或反接制動(dòng)停車，最大允許電流為，求兩種停車方法各自最快的制動(dòng)停車時(shí)間是多少（取）？解： 基本數(shù)據(jù)計(jì)算： 額定運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的 負(fù)載正向運(yùn)行時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 負(fù)載正向運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速（即制動(dòng)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速） （1）能耗制動(dòng)計(jì)算： 電樞回路串入電阻后的總電阻 能耗制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 能耗制動(dòng)時(shí)的時(shí)間常數(shù) 最快的制動(dòng)停車時(shí)間 （2）反接制動(dòng)計(jì)算： 電樞回路串入電阻后的總電阻 能耗制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 能耗制動(dòng)時(shí)的時(shí)間常數(shù) 最快的制動(dòng)停車時(shí)間 417 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為：，，，系統(tǒng)總飛輪慣量。在轉(zhuǎn)速為時(shí)使電樞反接，反接制動(dòng)的起始電流為，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)損耗轉(zhuǎn)矩。試就反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載及位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載兩種情況求：反接制動(dòng)使轉(zhuǎn)速自降到0的制動(dòng)時(shí)間。解： 基本數(shù)據(jù)計(jì)算： 額定運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的 額定負(fù)載正向運(yùn)行時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 反接制動(dòng)時(shí)電樞回路串入電阻后的總電阻 反接制動(dòng)時(shí)的時(shí)間常數(shù) （1）反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載計(jì)算： 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 制動(dòng)時(shí)間 （2）位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載計(jì)算： 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 制動(dòng)時(shí)間 第五章 變壓器51 在研究變壓器時(shí)，對(duì)正弦量電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)和磁通等為什么要規(guī)定正方向？我們是按什么慣例來(lái)規(guī)定正方向的？答： 由于變壓器中電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)和磁通的大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化，為了能正確表明各量之間的關(guān)系，要規(guī)定它們的正方向。一般采用電工慣例來(lái)規(guī)定其正方向（假定正方向）： （1）同一條支路中，電壓的正方向與電流的正方向一致； （2）由電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)所建立的磁通其二者的正方向符合右手螺旋法則； （3）由磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其正方向與產(chǎn)生該磁通的電流的正方向一致，則有。52 變壓器中主磁通和漏磁通的性質(zhì)和作用有什么不同？在等效電路中如何反映它們的作用？答： 當(dāng)一次繞組加上交流電源電壓時(shí)，一次繞組中就有電流產(chǎn)生，由于變壓器為空載運(yùn)行，此時(shí)稱一次繞組中的電流為空載電流。由產(chǎn)生空載磁動(dòng)勢(shì)，并建立空載時(shí)的磁場(chǎng)。由于鐵心的磁導(dǎo)率比空氣（或油）的磁導(dǎo)率大得多，所以絕大部分磁通通過(guò)鐵心閉合，同時(shí)交鏈一、二次繞組，并產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和，如果二次繞組與負(fù)載接通，則在電動(dòng)勢(shì)作用下向負(fù)載輸出電功率，所以這部分磁通起著傳遞能量的媒介作用，因此稱之為主磁通；另有一小部分磁通（%左右）主要經(jīng)非磁性材料（空氣或變壓器油等）形成閉路，只與一次繞組交鏈，不參于能量傳遞，稱之為一次繞組的漏磁通，它在一次繞組中產(chǎn)生漏磁電動(dòng)勢(shì)。 在變壓器等效電路中，主磁通的作用通過(guò)它所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來(lái)表征，即一、二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、的大小與電源頻率、繞組匝數(shù)、及鐵心中主磁通的最大值成正比，而在相位上比產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的主磁通滯后90176。而等效電路中的漏電抗反映了漏磁通對(duì)電路的電磁效應(yīng)。由于漏磁通的主要路徑是非鐵磁性物質(zhì)，漏磁路不會(huì)飽和，是線性的，其磁導(dǎo)是常數(shù)，因此對(duì)已制成的變壓器，漏電感為一常數(shù)，當(dāng)電源頻率一定時(shí)，漏電抗也是常數(shù)。 53 變壓器空載運(yùn)行時(shí)，一次側(cè)加額定電壓，為什么空載電流很小？如果一次側(cè)加額定電壓的直流電源，這時(shí)一次側(cè)電流、鐵心中磁通會(huì)有什么變化？二次繞組開(kāi)路和短路對(duì)一次繞組的電流有無(wú)影響？答： 變壓器主磁通的路徑完全是通過(guò)鐵心閉合的，主磁路的磁阻很小，只需要很小的勵(lì)磁電流就能產(chǎn)生較大的主磁通，并產(chǎn)生足以平衡一次側(cè)額定電壓的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以變壓器空載運(yùn)行時(shí)，即使一次側(cè)加額定電壓，空載電流也很小。 如果一次側(cè)加額定電壓的直流電源，這時(shí)沒(méi)有電磁感應(yīng)作用，額定電壓將完全由一次側(cè)繞組的電阻壓降來(lái)平衡，由于一次側(cè)繞組的電阻一般很小，一次側(cè)電流將變得非常大，鐵心中的磁通很變得很大，有可能燒毀變壓器（相當(dāng)于短路事故）。這時(shí)二次繞組開(kāi)路和短路對(duì)一次繞組的電流沒(méi)有影響。54 一臺(tái)用于50Hz電源的單相變壓器，如果接在60Hz電網(wǎng)上運(yùn)行，如果額定電壓不變，則空載電流、鐵心損耗、漏電抗、勵(lì)磁電抗及電壓調(diào)整率等有何變化？答： 根據(jù)變壓器一次側(cè)的電壓平衡方程 時(shí)，；時(shí)，所以 即主磁通為原來(lái)的5/6。若不考慮磁路的飽和效應(yīng)，主磁通與空載電流（勵(lì)磁電流）成正比，空載電流將減小。 鐵心損耗的近似計(jì)算公式為 所以，鐵心損耗將減小。 漏磁路的磁阻不變，漏電感不變，所以漏電抗隨著頻率的增加而變大。在不考慮磁路飽和的情況下，勵(lì)磁電抗也隨著頻率的增加而變大。而漏電抗的變大意味著短路電抗的變大，所以電壓調(diào)整率也變大。55 一臺(tái)單相變壓器，額定電壓為220V/110V，如果不慎將低壓側(cè)誤接到220V的電源上，對(duì)變壓器有何影響？答： 這是一臺(tái)降壓變壓器，低壓繞組匝數(shù)少。由公式可知，主磁通要增加很多才能平衡端電壓，磁通的增加又因磁路非線性引起勵(lì)磁電流增加很多，電流過(guò)大就可能燒壞低壓繞組。56 一臺(tái)單相變壓器，額定容量為5kVA，高、低壓側(cè)繞組均為兩個(gè)匝數(shù)相同的線圈，高、低壓側(cè)每個(gè)線圈的額定電壓為1100V和110V，現(xiàn)將它們進(jìn)行不同方式的連接，試問(wèn)每種連接的高、低壓側(cè)額定電流為多少？可得幾種不同的電壓比？解： （1）高壓繞組串聯(lián)、低壓繞組串聯(lián)： （2）高壓繞組串聯(lián)、低壓繞組并聯(lián)： （3）高壓繞組并聯(lián)、低壓繞組并聯(lián)： （4）高壓繞組并聯(lián)、低壓繞組串聯(lián)： 57 變壓器為什么要并聯(lián)運(yùn)行？并聯(lián)運(yùn)行的條件有哪些？哪些條件需要嚴(yán)格遵守？答： 所謂并聯(lián)運(yùn)行，就是將兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的變壓器的一、二次繞組分別并聯(lián)到公共母線上，同時(shí)對(duì)負(fù)載供電。變壓器之所以要并聯(lián)運(yùn)行，是因?yàn)椴⒙?lián)運(yùn)行時(shí)很多的優(yōu)點(diǎn)： （1）提高供電的可靠性。并聯(lián)運(yùn)行的某臺(tái)變壓器發(fā)生故障或需要檢修時(shí)，可以將它從電網(wǎng)上切除，而電網(wǎng)仍能繼續(xù)供電； （2）提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)負(fù)載有較大的變化時(shí)，可以調(diào)整并聯(lián)運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)，以提高運(yùn)行的效率； （3）可以減小總的備用容量，并可隨著用電量的增加而分批增加新的變壓器。 并聯(lián)運(yùn)行的條件有以下三條，都必須嚴(yán)格遵守： （1）并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器的額定電壓應(yīng)相等，即各臺(tái)變壓器的電壓比應(yīng)相等； （2）并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器的聯(lián)結(jié)組號(hào)必須相同； （3）并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器的短路阻抗（或阻抗電壓）的相對(duì)值要相等。58 與普通雙繞組變壓器相比，自耦變壓器有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？答： 自耦變壓器與普通雙繞組變壓器相比，在相同的額定容量下，由于自耦變壓器的計(jì)算容量小于額定容量，因此自耦變壓器的結(jié)構(gòu)尺寸小，節(jié)省有效材料（銅線和硅鋼片）和結(jié)構(gòu)材料（鋼材），降低了成本。同時(shí)有效材料的減少還可減小損耗，從而提高自耦變壓器的效率。 由于自耦變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)之間有電的直接聯(lián)系，所以高壓側(cè)的電氣故障會(huì)波及到低壓側(cè)，因此在低壓側(cè)使用的電氣設(shè)備同樣要有高壓保護(hù)設(shè)備，以防止過(guò)電壓。另外，自耦變壓器的短路阻抗小，短路電流比普通雙繞組變壓器的大，因此必須加強(qiáng)保護(hù)。59 電壓互感器和電流互感器的功能是什么？使用時(shí)必須注意什么？答： 電壓互感器實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)降壓變壓器，原理和結(jié)構(gòu)與普通雙繞組變壓器基本相同，其功能就是安全地測(cè)量高電壓。使用電壓互感器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）電壓互感器在運(yùn)行時(shí)二次繞組絕對(duì)不允許短路，因?yàn)槿绻蝹?cè)發(fā)生短路，則短路電流很大，會(huì)燒壞互感器。因此，使用時(shí)在一、二次側(cè)電路中應(yīng)串接熔斷器作短路保護(hù)。 （2）電壓互感器的鐵心和二次繞組的一端必須可靠接地，以防止高壓繞組絕緣損壞時(shí)，鐵心和二次繞組帶上高電壓而造成的事故。 （3）電壓互感器有一定的額定容量，使用時(shí)二次側(cè)不宜接過(guò)多的儀表，以免影響電壓互感器的準(zhǔn)確度。 電流互感器類似于一個(gè)升壓變壓器，其功能就是安全地測(cè)量大電流。使用電流互感器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）電流互感器在運(yùn)行時(shí)二次繞組絕對(duì)不允許開(kāi)路。如果二次繞組開(kāi)路，電流互感器就成為空載運(yùn)行狀態(tài)，被測(cè)線路的大電流就全部成為勵(lì)磁電流，鐵心中的磁通密度就會(huì)猛增，磁路嚴(yán)重飽和，一方面造成鐵心過(guò)熱而毀壞繞組絕緣，另一方面二次繞組將會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生很高的電壓，可能使絕緣擊穿，危及儀表及操作人員的安全。 （2）電流互感器的鐵心和二次繞組的一端必須可靠接地，以免絕緣損壞時(shí)，高電壓傳到低壓側(cè)，危及儀表及人身安全。 （3）電流表的內(nèi)阻抗必須很小，否則會(huì)影響測(cè)量精度。510 有一交流信號(hào)源，已知信號(hào)源的電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻，負(fù)載電阻。（1）如果負(fù)載經(jīng)變壓器接至信號(hào)源，并使等效電阻，求變壓器的電壓比和負(fù)載上獲得的功率；（2）如果負(fù)載直接接至信號(hào)源，求負(fù)載上獲得的功率？解： （1）變壓器的電壓比為