《电机与电力拖动》复习题
电机与电力拖动》复习题
备注: 1.请考生自带计算器;
2.计算题只有答案以零分计。一.试说明他励直流电动机的起动方法及其特点。
二.试说明变压器xx 运行的条件。
三.电压变化率△ U1!和阻抗电压U
K 有什么联系?U
K 的大小决定于哪些因素?U
K 的大小对变压器运行的影响如何?
四.一台三相异步电动机,如果把转子抽掉,而在定子绕组上加三相额定电
压,会产生什么后果?
五.一台八极异步电动机电源频率?=50Hz额定转差率S
N=0.04,试求额定转速n
N。
六.一台单相变压器,额定容量S
N=1000kVA ,额定电压U
1N/U
2N=60/ 6.3kV额定频率?=50Hz归算至高压侧的Z
K=61 + j205 Q P 0=5000W,P KN=16950W。求:
(1)阻抗电压U
K;
(2)额定负载且cos ?
2=0.8 (滞后)时的电压调整率;(3)cos ? 2=0.8(滞后)时的最高效率。
七.如果一对自整角机定子绕组的一根连接线接触不良或脱开,试问是否能同步转动?
八.一台直流发电机的额定数据为:P N=100kW,U
N=230V,n
N=2850r/min , n
N=85%,试求该发电机的额定电流I
N 及额定输入功率P
1N。九.如果一台并励发电机不能建立电压时,检查的方法是什么?十.试说明变压器的效率在什么样的情况下达到最大值,这个最大值是如何得到的?十一.三相异步电动机能在低于额定电压下长期运行吗?为什么?十二.三相异步电动机的定、转子铁芯如用非磁性材料制成,会产生什么
后果?十三.拆换异步电动机的定子绕组时,若把每相的匝数减少,则气隙中的
每极磁通与磁密数值将怎样变化?十四.异步电动机为什么又称为感应电动机?
十五.一台六极直流电机,1200r/min ,74 槽,每槽 4 个元件边,单匝元件,单叠绕组,每极磁通为1.38 X10-2WD电枢电流为120A,求其电磁转矩及电枢电动势。
十六.一台直流电动机的额定数据为:P
N=17kW,U
N=220V,n
N=1500r/min , n
N=83%,试求该电动机的额定电流I
N 及额定输入功率P
1N。
十七.一台他励直流电机并联于U=220V电网上运行,单波绕组,已知
p=2, N=372(电枢总导线数),n=1500r/min,每极磁通为? =1.1 x-2W/b,电枢回路总电阻R
a=0.208 , P
Fe=362W,P
Q =204"忽略附加损耗。试求:
a)
b)此直流电机是发电机还是电动机?
电磁转矩、输入功率和效率各为多少?
十八.一台他励直流电动机的额定数据为:P
N=7.5kW,U
N=220V,I
N=39.8A,n
N=1500r/min ,试计算并绘制其固有机械特性。
十九.一台四极直流发电机是单叠绕组,每极磁通为 3.79 x iO-2Wb电枢总导线数为152 根,转速为n= 1 2 0 0r/min ,求电机的空载电动势。若改为单波绕组,其他条件不变,问空载电动势为230V时,电机的转速应是多少?
二十.一台三相异步电动机P
N=60kW,n
N=577r/min , cos ? N=0.77 n
N=88.5%,试求在额定线电压为380V时的额定电流I
N。
二^一.一台三相异步电动机的输入功率8.6kW,定子铜耗为425W,铁耗为210W,转差率为S=0.034,试计算电动机的电磁功率、转子铜耗及机械损耗。
二十二.某台直流发电机的额定数据为:P
N=90kW,U
N=230V,n
N=1450r/min ,n
N=89.6%,试求该发电机的额定电流I
N。
二十三.一台四极直流电动机,单叠绕组,额定转速n
N=1460r/min , 36槽,每槽6个元件边,每极磁通为2.2 x 10-2Wb问电枢电流为800A 时,求其电磁转矩。
二十四.电动机的电磁转矩是驱动性质的转矩,电磁转矩增大时,转速似乎应该上升,但从直流电动机的转矩及转速特性来看,电磁转矩增大时,转速反而下降,这是什么原因?
二十五.并励直流电动机在运行时若励磁绕组断线,会出现什么后果?
二十六.三相异步电动机,额定功率P
N=55kW,额定电压U
N=380V,额定电流I
N=119A,额定转速n
N=570r/min,额定功率因素cos ?
N=0.89,求同步转速、极对数、额定负载时的效率和转差率。已知电网频
率为50Hz。
二十七.某台直流电动机的额定数据为:P
N=10kW,U
N=220V,n
N=1500r/mi n, n
N=88.6%试求该电动机额定运行时的输入功率P
1 及额定电流I
N。
二十八.有一台三相变压器,额定容量S
N=50kVA ,高压侧额定电压U
1N=10kV低压侧额定电压U
2N=400V高低压绕组都接成星形,试求高低压侧的额定电流I
1N 和I
2N。
二十九.某台直流发电机为单叠绕组,每极磁通为 3.5 X 10-2Wb电枢总导线为152根,转速为1200 r/min,求电机的空载电动势。
若改为单波绕组,其他条件不变,问空载电动势为210V时,电机的转速是
多少?
三十.为什么说交流异步测速发电机是交流侍服电动机的一种逆运行方式?
复习题参考答案:
一.降压起动、电枢xx起动变阻器起动
二.① 各变压器连接组号相同②各变压器一次侧额定电压相等,变比相等
③ 标幺值相等
三.答:可用下式来表示其联系,
△ U%(U
IN-U
2')/U
IN X 100%=U
K/U
IN X 100%
但阻抗电压U
K 的大小决定于漏阻抗Z
K 和负载的大小。
如果U
K 较大,则变压器在负载运行时的电压变化率就较大,即二次绕组端电压波动受负载影响较大。但从另一方面来考虑,U
K 越大,则限制变压器短路电流的能力就强些。所以要合理选择U
K 的大小。
四.答:如果把转子抽掉,则磁路中的气隙将大大增加,即磁阻增大。因为定
子绕组上加三相额定电压,那么所产生的磁通也应是额定的,这样就需要增加很大的励磁电流,以至烧毁定子绕组。
五.n
N=720 r/min
六.(1)阻抗电压U
K%=5.94%(2)电压调整率△ U%=4.77%3)最高效率n
max=97.75%
七.答:一般单相自整角机定子绕组是三相绕组,在一对自整角机定子绕组的一根连接线接触不良或脱开,其他两相还可以形成单相回路。当发送机有角位移或转动时,对接收机存在电势差,产生均衡电流,在两相绕组中形成单相回路,产生脉动磁场,它与转子励磁磁场的相互作用,不会产生转矩,因此无法与发送机保持同步转动。
八.额定电流I
N=434.78 A额定输入功率P
1N=117.6kW九基本步骤为① 观察电枢电压表②用欧姆计检查励磁电路断路点。
十.对变压器的效率公式利用数学方法求极值。十一.不能。长期电压太低会造成电动机的过载能力太低,当负载波动较大时,电动机可能会停止转动。
十二.答:如果三相异步电动机的定、转子铁芯如用非磁性材料制成,则主磁路的磁阻将急剧增加,而励磁电抗大为减小,若要产生同样大小的旋转磁场,必须大大增加励磁电流,甚至超过额定电流好多倍,以至电动机在运行时,有可能烧坏绕组。
十三.答:因为额定电压不变,所以感应电动势也不发生变化。
那么从公式E=4.44?Wk
W您中可以看出,如果匝数W减少,磁通①与磁密B的数值将增加。
十四.答:异步电动机的工作原理是由于在定子绕组接上三相对称电源,从而建立旋转磁场,依靠电磁感应作用在转子绕组中感应电动势,并产生电流,转子电流与磁场相互作用,产生电磁转矩,从而实现能量的转换。由于转子电流是感应而生的,因此又称为感应电动机。
十五. T
M=234 N m E
a=81.7V
十六.额定电流I
N=93.1A额定输入功率P
1N=20.48kW
十七. (1)电枢电势E
a= C
e ? n=204.6V < U=220为电动机
( 2)电磁转矩T
M=C
M?I
a=96.38 Nm-
输入功率P
1= UI
a=16.28kW
电磁功率P
M=E
a I
a=15.14 kW
输出功率P
2= P
M-P
Fe-P
Q =14.574 kW
效率n = P
2/P
1X 100%=89.52%
十八.通过计算求得理想空载转速n
0=1615r/min,额定电磁转矩T
N=51.77Nm。通过两点(0, 1615)和(51.77,1500)作一条直线,即得其固有机械特性曲线。
十九.单叠绕组:E
a=115V改为单波绕组:n=1198 r/min二十」
N=133.8A
二十一.电磁功率P
M=7965 W 转子铜耗P
CU2=SP
M=270.8W 机械损耗P
Q = P
M-P
CU2=7694.2W
二十二.I
N=391.3A
二十三.T
M=605 N m(牛米)
二十四.答:从公式T
M=C
M?I
a 和n=(U-I
aR
a)/C
e?中可以看出,当电磁转矩增大时,电流I
a 将增大,从而导致转速n 的减小。所以说电磁转矩增大转速反而下降
二十五.答:若励磁绕组断线,则主磁通下降到剩磁磁通值,而电枢电流将迅速增大,转速迅速上升,可能大大超过额定转速,造成“飞车”,使换向器、电枢绕组和转动部件损坏,甚至造成人身事故。(电机空载时励磁绕组断线最容易发生这种危险。)
二十六.同步转速n
1=600r/min
极对数p=5
效率n
N= 79%
转差率S
N=0.05
二十七.P
1=11.29 kWI
N=51.3A
二十八.I
1N=2.89AI
2N=72.17A
二十九.E
a=106.4Vn=1184 r/min
三十.答:在交流侍服电动机中,由控制绕组输入的是电压信号,通过电动机变成了转速信号在轴上输出,在交流异步测速发电机中,由外力拖动转轴转动,输入的是转速信号,通过测速发电机,输出与转速成正比的电压信号。所
以就信号的转换而言,两者互为可逆运行方式,和一般发电机和电动机的能量转换是一样的,是符合可逆原理的