2012年9月份考試電機及拖動第三次作業(yè)

1、2012年9月份考試電機及拖動第三次作業(yè)一、簡答題（本大題共100分，共 25 小題，每小題 4 分）1. 直流電動機中，換向器和電刷的作用是什么？2. 直流發(fā)電機的電樞繞組中流過的電流是直流還是交流，為什么？3. 下圖是直流電動機還是直流發(fā)電機的工作原理圖，為什么？4. 直流發(fā)電機中，換向器和電刷的作用是什么？5. 直流電動機電樞回路串接電阻時，串接電阻阻值與機械特性之硬度有何關(guān)系？6. 在相同額定負載轉(zhuǎn)矩的情況下，直流電動機的額定轉(zhuǎn)速降與機械特性之硬度有何關(guān)系？7. 三相異步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和定子繞組電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同嗎？為什么？8. 下圖是三相異步電動機降壓時的機械特性，試比較

2、U"1、U'1、U1的大小，并說明理由。9. 直流電動機減弱每極磁通時，機械特性之硬度如何變化？10. 三相異步電動機的轉(zhuǎn)子導條的受力方向和定子繞組電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的方向是相同的還是相反的？為什么？11. 直流電動機的額定轉(zhuǎn)速降相同，額定負載轉(zhuǎn)矩愈大，機械特性愈硬嗎？為什么？12. 三相繞線式異步電動機，為了得到良好的啟動性能，可適當?shù)卦谵D(zhuǎn)子回路串電阻，以增大起動轉(zhuǎn)矩。適當?shù)卦谵D(zhuǎn)子回路串電抗，是否也能夠達到同樣的效果？為什么？13. 將變壓器的二次繞組折算到一次繞組，假設變壓器的變比大于1，則二次繞組電流的折算值將減小，這與“保持折算前后二次繞組的磁通勢不變”矛盾嗎？為什么

3、？14. 將變壓器的二次繞組折算到一次繞組，假設變壓器的變比大于1，則二次繞組電流的折算值將減小，這與“保持折算前后功率傳遞關(guān)系不變”矛盾嗎？為什么？15. 三相異步電動機的機械特性分為固有機械特性和人為機械特性。降低U1、定子回路串電阻、定子回路串電抗、轉(zhuǎn)子串接對稱電阻的人為機械特性，哪一種的最大電磁轉(zhuǎn)矩不變？16. 直流電動機的機械特性如圖曲線1所示，負載特性如圖曲線2所示，C點是否能夠穩(wěn)定運行？17. 變壓器的空載運行時，空載電流相量和磁通相量的相位關(guān)系是怎樣的？18. 三相異步電動機的轉(zhuǎn)差率可以為負嗎？為什么？19. 直流電動機降低電樞電壓時，機械特性之硬度如何變化？20. 變壓器負載

4、時的磁通勢平衡關(guān)系為，說明其物理意義。21. 三相異步電動機的轉(zhuǎn)差率可以大于1嗎？為什么？22. 變壓器的空載運行時，一次繞組加額定電壓，雖然一次繞組電阻很小，可空載電流并不大，為什么？23. 三相鼠籠式異步電動機，為了改善電動機的啟動性能，可以改變轉(zhuǎn)子槽形，利用“集膚效應”使起動時轉(zhuǎn)子電阻增大，從而增大起動轉(zhuǎn)矩并減小起動電流，在正常運行時轉(zhuǎn)子電阻又能自動變小，基本上不影響運行性能。常用的方法是什么？24. 將變壓器的二次繞組折算到一次繞組，應該保持折算前后什么不變？為什么？25. 三相繞線式異步電動機，為了得到良好的啟動性能，適當?shù)卦谵D(zhuǎn)子回路串電阻，可增大起動轉(zhuǎn)矩。為什么？答案：一、簡答題（

5、100分，共 25 題，每小題 4 分）1. 參考答案：直流電動機中，換向器和電刷的作用是將加于直流電動機的直流電流轉(zhuǎn)換為直流電動機電樞線圈中的交變電流，從而使電樞產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不變，確保直流電動機朝確定的方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。 解題方案：復習直流電動機的換向器和電刷的作用。 評分標準：2. 參考答案：直流發(fā)電機的電樞繞組中流過的電流是交流。 從直流發(fā)電機的橫截面看，一對直流磁極產(chǎn)生的磁場是閉合的，或磁場方向是不變的，而電樞線圈轉(zhuǎn)過180后，運動方向剛好相反，因此，直流發(fā)電機電樞線圈中的感應電動勢的方向是交變的，而通過換向器和電刷的作用，在一對電刷兩端輸出的電動勢是方向不變的直流電動勢。若在

6、一對電刷之間接上負載，發(fā)電機就能向負載供給直流電能。 解題方案：復習直流發(fā)電機的換向器和電刷的作用。評分標準：3. 參考答案：是直流電動機的工作原理圖。 加于直流電動機的直流電源，借助于換向器和電刷的作用，使直流電動機電樞線圈中流過的電流，方向是交變的，從而使電樞產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩（圖中一對電磁力F形成的轉(zhuǎn)矩）的方向恒定不變，確保直流電動機朝確定的方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。 解題方案：復習直流電動機的工作原理圖。 評分標準：4. 參考答案：直流發(fā)電機電樞線圈中的感應電動勢的方向是交變的，通過換向器和電刷的作用，在一對電刷兩端輸出的電動勢是方向不變的直流電動勢。若在一對電刷之間接上負載，發(fā)電機就能向負載供給直流

7、電能。 解題方案：復習直流發(fā)電機的換向器和電刷的作用。 評分標準：5. 參考答案：串接電阻阻值愈大，機械特性愈軟。 解題方案：復習直流電動機電樞回路串接電阻時的人為機械特性。 評分標準：6. 參考答案：在相同額定負載轉(zhuǎn)矩的情況下，直流電動機的額定轉(zhuǎn)速降相同，則機械特性之硬度也相同。 解題方案：復習直流電動機的額定轉(zhuǎn)速降與機械特性之硬度的概念。 評分標準：7. 參考答案：是不相同的。如果相同的話，轉(zhuǎn)子導條的受力為零，轉(zhuǎn)子拖不動負載。只有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于定子繞組電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子導條的受力方向和定子繞組電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的方向才是相同的，從而拖動負載運行。 解題方案：復習三相異步電動機的

8、得名。 評分標準：8. 參考答案：因為三相異步電動機降壓時的最大電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比。 解題方案：復習三相異步電動機降壓時的機械特性。 評分標準：9. 參考答案：每極磁通愈小，機械特性愈軟。 解題方案：復習直流電動機減弱每極磁通時的人為機械特性。 評分標準：10. 參考答案：是相同的。如下圖所示，假設定子繞組電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的方向為逆時針方向，如果轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，相當于轉(zhuǎn)子導條相對于旋轉(zhuǎn)磁場按順時針方向運行，按右手定則判斷出轉(zhuǎn)子導條的電流方向如下圖所示，即在N磁極下，電流的方向是流入，在S磁極下，電流的方向是流出。根據(jù)左手定則，判斷出通電導線即轉(zhuǎn)子導條在磁場中的受力方向與f同方向，和定子

9、繞組電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的方向是相同的。 解題方案：按右手定則判斷出轉(zhuǎn)子導條的電流方向，根據(jù)左手定則，判斷出通電導線即轉(zhuǎn)子導條在磁場中的受力方向。 評分標準：11. 參考答案：是。因為機械特性的斜率等于額定轉(zhuǎn)速降除以額定負載轉(zhuǎn)矩，而額定負載轉(zhuǎn)矩愈大斜率愈小，所以機械特性愈硬。 解題方案：復習直流電動機的額定轉(zhuǎn)速降與機械特性之硬度的概念。 評分標準：12. 參考答案：達不到同樣的效果。因為根據(jù)三相異步電動機的機械特性，轉(zhuǎn)子回路電抗增加時，電磁轉(zhuǎn)矩會減小，啟動轉(zhuǎn)矩同樣降低。 解題方案：復習三相異步電動機的機械特性、啟動轉(zhuǎn)矩公式。 評分標準：13. 參考答案：不矛盾。因為二次繞組電流的折算值減小的倍數(shù)

10、就是繞組匝數(shù)折算值增加的倍數(shù)，二次繞組的磁通勢不變。 解題方案：復習變壓器的折算法，將變壓器的二次繞組折算到一次繞組，應該保持折算前后二次繞組的磁通勢不變。 評分標準：14. 參考答案：不矛盾。因為二次繞組電流的折算值減小的倍數(shù)就是二次繞組電壓折算值增加的倍數(shù)，二次繞組輸出功率不會變。 解題方案：復習變壓器的折算法，將變壓器的二次繞組折算到一次繞組，應該保持折算前后二次繞組的磁通勢不變，折算前后功率傳遞關(guān)系不變。 評分標準：15. 參考答案：轉(zhuǎn)子串接對稱電阻的人為機械特性的最大電磁轉(zhuǎn)矩不變。 解題方案：復習三相異步電動機的固有機械特性及各種人為機械特性的特點。 評分標準：16. 參考答案：C點

11、不能穩(wěn)定運行。 解題方案：復習直流電動機電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的充要條件。 評分標準：17. 參考答案：變壓器的空載運行時，空載電流相量超前磁通相量一個很小的相位角Fe，稱為鐵耗角。 解題方案：復習變壓器的空載運行時，空載電流相量和磁通相量的相位關(guān)系，鐵耗角的定義。 評分標準：18. 參考答案：三相異步電動機的轉(zhuǎn)差率可以為負。 如果用另外一臺原動機拖動異步電機，使它的轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速運行，這時旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導體的方向與電動機運行狀態(tài)時相反，導體中電動勢、電流的方向以及產(chǎn)生的電磁 轉(zhuǎn)矩的方向也反了。這時電磁轉(zhuǎn)矩對原動機來說是一個制動轉(zhuǎn)矩。要保持電機轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動，原動機必須不斷地向電機輸入機械功率

12、。而異步電機定子方面則向電網(wǎng)發(fā)出電功率，即電機處于發(fā)電機狀態(tài)。 解題方案：復習轉(zhuǎn)差率的定義。 評分標準：19. 參考答案：直流電動機降低電樞電壓時，機械特性之硬度不變。 解題方案：復習直流電動機降低電樞電壓時的人為機械特性。 評分標準：20. 參考答案：由于電源電壓U1為常數(shù)，相應地E1與產(chǎn)生E1的主磁通m也近似為常數(shù)，所以變壓器負載時，合成磁通也近似不變，與空載時近似相等，即。 解題方案：復習變壓器負載時的磁通勢平衡關(guān)系。 評分標準：21. 參考答案：三相異步電動機的轉(zhuǎn)差率可以大于1。 如果用其他機械拖著三相異步電動機轉(zhuǎn)子逆著旋轉(zhuǎn)磁場方向轉(zhuǎn)動，即n < 0 ，s 1 。 解題方案：復習

13、轉(zhuǎn)差率的定義。 評分標準：22. 參考答案：空載電流產(chǎn)生一個交變磁通勢，同時匝鏈一、二次繞組，分別在一、二次繞組中感應電動勢e1和e2，e1的大小近似與一次繞組所加額定電壓相等，方向相反，相差的一個很小電壓加在一次繞組的漏抗上，所以，雖然一次繞組電阻很小，可空載電流并不大。 解題方案：復習變壓器空載運行時的物理情況。 評分標準：23. 參考答案：深槽式和雙鼠籠式。 解題方案：復習轉(zhuǎn)子電路頻率與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系、“集膚效應”的概念。 評分標準：24. 參考答案：變壓器是通過磁耦合工作的，所以將變壓器的二次繞組折算到一次繞組，應該保持折算前后二次繞組的磁通勢不變。變壓器只改變二次繞組的電壓，不改變功率傳遞，雖然變壓器有損耗，但是應該保持折算前后功率傳遞關(guān)系不變 解題方案：復習變壓器的折算法，將變壓器的二次繞組折算到一次繞組，應該保持折算前后二次