《广东海洋大学电机学答案(张广溢)-习题答案(10-20章)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《广东海洋大学电机学答案(张广溢)-习题答案(10-20章)（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第10章10.1 什么叫转差功率？转差功率消耗到哪里去了？增大这部分消耗，异步电动机会出现什么现象？答 在感应电机中，传送到转子的电磁功率中，s部分变为转子铜耗，（1-s）部分转换为机械功率。由于转子铜耗等于所以它亦称为转差功率。增大这一部分消耗，会导致转子铜耗增大，电机发热，效率降低。10.2 异步电动机的电磁转矩物理表达式的物理意义是什么？答 电磁功率除以同步机械角速度得电磁转矩，经过整理为，从上式看出，异步电动机的电磁转矩T与气隙每极磁通、转子电流以及转子功率因数成正比，或者说与气隙每极磁通和转子电流的有功分量乘积成正比。10.3异步电动机拖动额定负载运行时，若电源电压下降过多，会产生
2、什么后果？答 当时，若电源电压下降过多，因为，则电磁转矩下降更多,会造成定、转子电流急速增大，则定子、转子铜耗增大，且其增加的幅度远远大于铁耗减小的幅度，故效率下降，甚至电动机停转。若无保护，则绕组会因过热而烧毁。10.4 一台三相二极异步电动机，额定数据为：，定子绕组D接，。空载试验数据：，机械损耗。短路试验数据：。时，。试计算：（1）额定输入功率；（2）定、转子铜损耗；（3）电磁功率和总机械功率；（4）效率；（5）画出等值电路图，并计算参数、。解：（1）额定输入功率（2）定、转子铜损耗（3）电磁功率总机械功率:（4）效率（5）T型等值电路图如下：电路参数：10.5一台三相六极异步电动机，额
3、定数据:，定子绕组D接。定子铜损耗，铁损耗,机械损耗，附加损耗。计算在额定负载时的转差率、转子电流频率、转子铜损耗、效率及定子电流。解 由，得 10.6 一台三相极异步电动机，有关数据为：，定子绕组Y接，。空载试验数据：。短路试验数据为：。假设附加损耗忽略不计，短路特性为线性，且，试求：（1）之值；（2）及之值。解 （1）电路参数：因为：；所以：；， 因为：；所以：；（2） ， 第11章11.1在额定转矩不变的条件下，如果把外施电压提高或降低，电动机的运行情况（）会发生怎样的变化？答 设额定电压运行时为B点。在额定转矩不变的条件下，如果把外施电压提高，则转速增加，如图中A点，输出功率增大，输入
4、功率将会增加。由于电压提高，铁耗增大，但定、转子电流减小，铜耗减小，且后者更显著，故效率提高。而由于电压提高，磁通增大，空载电流增大，功率因数降低。如果把外施电压降低，则转速下降，如图中C 点，减小，输入功率将会减小。而电压下降，铁损减小，但此时定子电流和转子电流均在增大，定、转子铜损增大，其增加的幅度远大于铁损减小幅度，故效率下降。电压下降，空载电流也会下降，功率因数上升。11.2 为什么异步电动机最初起动电流很大，而最初起动转矩却并不太大？答 起动时，因为，旋转磁场以同步转速切割转子，感应出产生很大的电动势和电流，因为电流平衡关系，引起于它平衡的定子电流的负载分量也跟着增加，所以异步电动机
5、最初起动电流很大，但是，起动时的很小，转子电流的有功分量就很小，其次，由于起动电流很大，定子绕组的漏抗压降大，使感应电动势减小，这样，也减小，所以，起动时，小，电流的有功分量也小，使得起动时的起动转矩也不大。11.3 在绕线转子异步电动机转子回路内串电阻起动，可以提高最初起动转矩，减少最初起动电流，这是什么原因？串电感或电容起动，是否也有同样效果？答 （1）因为起动时：，很明显，转子回路内串电阻起动，可减少最初起动电流，同时，电阻增加，增加；起动电流减小，感应电动势增加，增加，所以可以提高最初起动转矩。（2）串电感，增大了转子回路阻抗 ，由式 可见，可减小起动电流； 同时，它也增大了转子回路阻
6、抗角，减小，使转子电流有功分量减小，进而使起动转矩减小得更多，所以使得起动性能变差，不能达到同样的效果。至于转子回路串联电容器（如容抗不过分大），则转子回路阻抗减小，起动电流增大，虽然可使增大，起动转矩增大。因此，无论是串电抗器还是电容器，都不能全面改善起动性能。11.4起动电阻不加在转子内，而串联在定子回路中，是否也可以达到同样的目的？答 不能。虽然将起动电阻加在定子回路中，会降低加在定子上的起动电压，从而使实现起动电流的降低，但是因为，所以在降低起动电流的同时起动转矩也在降低，而且是以平方的速度降低，所以并不能达到将电阻串在转子回路的效果。11.5两台相同的异步电动机，转轴机械耦合在一起，
7、如果起动时将它们的定子绕组串联以后接在电网上，起动完毕以后再改成并联，试问这样的起动方式，对最初起动电流和转矩有怎样的影响?答 设电网电压为，两台完全相同的异步电动机，转轴机械耦合在一起，如果起动时将它们的定子绕组串联以后接在电网上，相当于每台电动机降压到起动，而并联起动，每台都是全压起动。因此两台同轴联接并联起动时起动总电流若为，起动转矩若为，那么串联起动时，起动总电流为为，而，所以起动总转矩为。11.6绕线转子异步电动机，如果将它的三相转子绕组接成形短路与接成形短路，对起动性能和工作性能有何影响？为什么？答 绕线式异步电动机转子为三相对称绕阻，因此在起动或运行时，无论是形连接或形连接，其每
8、相绕组感应电动势是相等的。而每相绕组的漏阻抗和等效的虚拟电阻又相同，所以每相绕组电流相等，那么由转子电流所形成的电磁转矩和由磁动势平衡关系所决定的定子电流就与转子绕组的上述接线无关，因此它不影响电动机的起动和运行性能。11.7 简述绕线转子异步电动机转子回路中串电阻调速时，电动机内所发生的物理过程。如果负载转矩不变，在调速前后转子电流是否改变？电磁转矩及定子电流会变吗？答 如图3-9所示：改变转子回路串入电阻值的大小，当拖动恒转矩负载，且为额定负载转矩，即时，电动机的转差率由分别变为，显然，所串电阻越大，转速越低。已知电磁转矩为 ，当电源电压一定时，主磁通基本上是定值，转子电流可以维持在它的额
9、定值工作，根据转子电流： 从上式看出，转子串电阻调速对，如果保持电机转子电流为额定值，必有 常数 当负载转矩时，则有 式中分别是转子串入不同的电阻、后的转差率。 绕线式异步电动机转子回路串电阻如果负载转矩不变，从上面的分析可以看出，在调速前后转子电流、电磁转矩及定子电流不会发生改变。11.8在绕线转子回路中串入电抗器是否能调速？此时曲线，等性能会发生怎样的变化？答 由式 可知，在绕线转子回路中串入电抗器后，、均减小，如右图曲线。若负载转矩一定，其工作点由a变至b，转差率s减小，转速增高。问题是它只能在值之内调速，故此法虽能调速，但调速范围很小，故很少有实用价值。串电抗后，因减小，功率因数就下降
10、（因感抗增大所致）。 11.9某一鼠笼式异步电动机的转子绕组的村料原为铜条，今因转子损坏改用一结构形状及尺寸全同的铸铝转子，试问这种改变对电机的工作和起动性能有何影响？答 铝的电阻率比铜大，故转子由铜条改为铝条，实为增加转子绕组电阻，增大，转速减小，输出功率减小，而电动机从电网吸取的有功功率基本不变。由于转差率增大，故转子铜损增加，稍有增大，故定子铜损也稍大，而铁损不变，机械损耗因增大减小而稍有减小，但其减小幅度不及转子绕组铜损增大幅度，故总损耗增加，效率降低。而转子电阻改变不影响电机从电网吸取的励磁功率，故无功功率不变，所以基本不变。总之，鼠笼异步电动机转子由铜条改为铝条后，其工作动性能变差
11、。鼠笼异步电动机转子由铜条改为铝条后（仍保持），其起动转矩增大，起动电流减小，起动性能得到改善。11.10 变频调速有哪两种控制方法，试述其性能区别。答 变频调速时，从基频向下调有两种控制方法。1.保持=常数的恒磁通控制方式时，频率下降，机械特性向下平移，即各条特性彼此平行，硬度较高，最大电磁转矩不变，过载能力强。调速性能最好，属恒转矩调速方式。2.从基频向下变频调速，采用保持=常数的近似恒磁通控制方式时，频率下降时，机械特性最大转矩略有下降，机械特性接近平行下移。显然保持=常数时的机械特性不如保持=常数时的机械特性，特别在低频低速的机械特性变坏了。但=常数的控制方式简单。11.11 有一台三
12、相异步电动机，定子绕组Y形联接，转子为绕线式.已知等效电路的参数为。略去励磁电流，起动电机时，在转子回路中接入电阻，当时，问最初起动转矩是多少？解：即得11.12一台三相异步电动机，定子绕组形联接,，转子为绕线式。已知等效电路的参数为,电流及电势变比,今要求在起动电机时有,试问：（1）若转子绕组是形接法，每相应接入多大的起动电阻？（2）此时最初起动转矩是多大？解 （1）即得，（2）11.13一台三相异步电动机：，定子绕组形联接。已知在额定电压下直接起动时，电网所供给的线电流是电动机额定电流的5.6倍。今改用法起动，求电网所供给的线电流。解 直接起动时改用法起动时，电网所供给的线电流 11.14
13、 一台绕线式三相异步电动机，定子绕组Y极，四极，其额定数据如下：. 求：（1）起动转矩；（2）欲使起动转矩增大一倍，转子每相串入多大电阻？解：(1) （2）欲使起动转矩增大一倍，则 ，得11.15 某绕线式三相异步电动机，技术数据为：。其拖动起重机主钩，当提升重物时电动机负载转矩，求：（1） 电动机工作在固有机械特性上提升该重物时，电动机的转速；（2） 提升机构传动效率提升时为0.87，如果改变电源相序，下放该重物，下放速度是多少？（3） 若是下放速度为，不改变电源相序，转子回路应串入多大电阻？（4） 若在电动机不断电的条件下，欲使重物停在空中，应如何处理，并作定量计算。（5） 如果改变电源相
14、序在反向回馈制动状态下放同一重物，转子回路每相串接电阻为，求下放重物时电动机的转速。解：(1) ， （图中A点） （2）由，得（图中B点）（3）对应于图中C点转子电阻与相应的固有特性上转差率，转子回路应串电阻（4）在电动机不断电的条件下，欲使重物停在空中，转子回路应串入大电阻，使。与相对应，与相对应，时，重物停在空中。（5）对应于图中D点：11.16 一台绕线式三相异步电动机,其额定数据为: ,。拖动恒转矩负载时欲使电动机运行在，若:(1)采用转子回路串电阻，求每相电阻值；(2)采用变频调速，保持常数，求频率与电压各为多少。解：如右下图所示(1) 时 时 转子回路串电阻 (2) 时 第四篇 同 步 电 机 第 13 章12.1 什么叫同步电机？一台的同步电机，其极数是多少？答 （1）转子的转速恒等于定子旋转磁场的转速的电机称为同步电机，其感应电动势的频率与转速之间的关系是：，当电机的磁极对数一定时，即：频率与转速之间保持严格不变的关系。（2）一台的同步电机，其极数是24。12.2汽
