电机与拖动基础习题解答第七章
电力拖动自动控制系统-运动控制系统习题解答第6、7章
第6章习题解答6-1 一台三相笼型异步电动机铭牌数据为：额定电压V U N 380=，额定转速m in /960r n N =，额定频率Hz f N 50=，定子绕组Y 联接。
由实验测得定子电阻Ω=35.0s R ，定子漏感H L s 006.01=，定子绕组产生气隙主磁通的等效电感H L m 26.0=，转子电阻Ω=5.0'r R ，转子漏感H L r 007.0'1=，转子参数已折合到定子侧，忽略铁心损耗。
（1）．画出异步电动机T 型等效电路和简化等效电路；（2）．额定运行时的转差率N s ，定子额定电流N I 1和额定电磁转矩；（3）．定子电压和频率均为额定值时，理想空载时的励磁电流0I ；（4）．定子电压和频率均为额定值时，临界转差率m s 和临界转矩m T ，画出异步电动机的机械特性。
解：（1）．异步电动机T 型等效电路和简化等效电路R L 'LL 'L（2）．额定运行时的转差率100096041000100N s -==根据简化等效电路，定子额定电流1N I =额定电磁转矩'2113pr e NNn R T Is ω=，其中，160605031000N p f n n ⨯===，12N f ωπ=（3）．定子电压和频率均为额定值时，理想空载时的励磁电流0I =（4）．定子电压和频率均为额定值时，临界转差率2'212')(lr ls s r m L L R R s ++=ω和临界转矩em T =异步电动机的机械特性eT ns n 1emms 06-2 异步电动机参数如6-1题所示，画出调压调速在12N U 和23N U 时的机械特性，计算临界转差率m s 和临界转矩m T ，分析气隙磁通的变化，在额定电流下的电磁转矩，分析在恒转矩负载和风机类负载两种情况下，调压调速的稳定运行范围。
解：调压调速在12N U 和23N U 时的机械特性T en s临界转差率2'212')(lr ls s r m L L R R s ++=ω12N U 时，临界转矩em T=气隙磁通1ΦSm s N≈23N U 时，临界转矩em T=气隙磁通1ΦSm s N ≈带恒转矩负载L T 工作时，稳定工作范围为0m s s <<，带风机类负载运行，调速范围01s <<。
电机与拖动 刘锦波第7章 习题解答
Ts′t
=
1 3 Tst
=
1 × 2963.79 = 987.93Nm < 1000Nm 3
因此，采用Y − Δ 起动不能带动 1000Nm 的恒转矩负载起动。
（3）若采用自耦变压器起动，则电网侧的起动电流和起动转矩分别为
I1
=
( Ux U1N
)2
I st
当抽头为 55%时，
Tx
=
( Ux U1N
) 2 Tst
TN
= 9550 PN nN
= 9550 × 22 = 290.59Nm 723
根据 A 点 (TN , sN ) 的数据以及机械特性的实用公式得
TN
=
2Te max sm + sN
sN sm
（1）
考虑到转子串电阻后，最大电磁转矩保持不变，根据 B 点 (TL , sB ) 的数据以及 机械特性的实用公式得
=
2
s
′
m
+
s
s sm′
0.8TN Te max
= 0.8 = λM
2 sm′ +
s
s sm′
于是得转子串电阻后的临界转差率为
sm′
=
s(λM 0.8
±
(λM )2 −1) 0.8
根据
= 0.28 × ( 2.4 ± ( 2.4)2 −1) 去)
sm =
=
sN E2N 3I 2N
（转子为 Y 接）计算）
解： 额定转差率为
sN
=
n1 − nN n1
=
750 − 720 = 0.04 750
根据三相异步电动机机械特性的实用公式得
TemN = 1 =
《电机原理及拖动基础》习题参考答案
习题参考答案第一章1-5 解：cm /A 98H ,T 1002.0002.0A B ====φ（1） F=Hl=98A/cm ⨯30cm=2940A;I=F/N=2940/1000=2.94A.(2) 此时，F 总=H 铁l 铁+H δδ其中：H 铁l 铁=98A/cm ⨯29.9cm=2930.2A; H δδ=δ⨯B/μ0=0.001/(4π⨯10-7)=795.8A; 所以：F 总=2930.2+795.8=3726A1-6 解：（1）;5.199sin Z x ;1407.0200cos Z r 2005.0100Z 1111111ΩϕΩϕΩ===⨯====（2）;66.8sin Z x ;55.010cos Z r 1010100Z 1221222ΩϕΩϕΩ===⨯====1-7 解：每匝电势为：匝744884.036N ;V 4884.00022.05044.4f 44.4e m 1===⨯⨯==φ第二章2-13 解：作直线运动的总质量为：Kg 63966.128022m )1m m (2m =⨯⨯+++⨯=总 转动惯量为：222L m kg 63964D m m J ⋅=⨯==总ρ 系统折算后总转动惯量为：2M 2m L eq m kg 74.49J iJ J 2J J ⋅=+++= 总负载静转矩为：Nm 127792/D g )Hq m (T 2L =⨯⨯+= 折算后负载转矩为：Nm 710i T T L'L ==η 电动机转速加速度等于：5.95dt dv D 60i dt dn i dt dn m ===π 由运动方程的启动转矩：Nm 4.12075.9555.974.49710dt dn 55.9J T T eq 'L k =⨯+=+=第三章3-12 解：因为：n 60Np E a φ=（1）单叠：a=2；6004.02602N 230⨯⨯⨯⨯=； N=5750。
电机与拖动基础习题解答第七章
武汉纺织大学第七章7 . 1 为什么小容量的直流电动机不允许直接起动,而小容量的三相异步电动机却可以直接起动?答: 直流电动机电压方程是a a a I R E U +=,感应电动势a E 与转速成正比, 起动瞬间电动机转速为零, 感应电动势亦为零,外加电压等于电枢电阻压降,而直流电动机的电枢电阻很小,使得起动电流很大,所以直流电动机不允许直接起动。
对三相异步电动机而言, 起动电流st I =2212211)()(X X R R U '++'+,起动时的阻抗中除了电阻(21R R '+)外,还有电抗 (21X X '+),小容量的三相异步电动机起动时阻抗比较大,所以可以直接起动。
7 . 2 三相异步电动机起动时,为什么起动电流很大,而起动转矩却不大?答: 三相异步电动机起动瞬间转速为零,定子旋转磁场相对于转子的切割速度最大,在转子绕组中产生的感应电动势最大,使得转子电流很大,从而使得定子电流即起动电流很大。
定子电压方程式是1U = -1E +1Z 1I ,起动电流很大,使得定子绕组的漏阻抗压降1Z 1I 增大,感应电动势1E 减小, 1E 与气隙磁通1Φ成正比,从而导致1Φ减小到额定值的一半;起动时n=0 ,s=1 ,转子电流频率112f sf f ==为最高, 转子电抗2X 为最大,使得转子功率因数cos 2ϕ比较小; 由电磁转矩表达式T=T C 1Φ2I ' cos 2ϕ可知,T 与1Φ、2I '和cos 2ϕ分别成正比关系,尽管起动时2I '很大,但是1Φ的减小和cos 2ϕ的减小,使得起动转矩却不够大。
7 . 3 什么情况下三相异步电动机不允许直接起动?答: 如果电源容量相对于电动机的容量而言不是足够大时就不允许直接起动电动机,一般可根据经验公式来判断,即起动电流倍数I K 应满足下述条件I K =N st I I ≤43+NN P S 4 电动机才允许直接起动,否则不允许直接起动。
《电机与拖动基础》习题详细解答解析
《电机与拖动基础》习题详细解答绪论0.8解：（1）F1=I1N1-I2N2（2）F2=I1N1+I2N2（3）F3=I1N1-I2N2，因为加入气隙并不改变磁路总磁动势大小（4）由于（3）中大部分磁动势都降落在气隙中，因此加在铁芯上的磁动势远小于（1）中铁芯上的磁动势，又因为两种情况下的铁芯长度大致相等，所以H1≫H3，B1>>B3。
因此在（3）中气隙和铁芯中的B相同，由B=μH，可知由于气隙中的μ远小于铁芯中的μ，所以H气隙≫H铁芯。
0.10解：铁芯中的铁耗为P Fe=P1-P R=22-2=20W输入端的功率因素cosφ=P1/S1=22/(110×1)=0.2第一章变压器的工作原理和结构1.6 解：原边额定电流为I N1=N√3U =√3×35=82.5A副边额定电流为I N2=N3U =3×10.5=274.9A第二章变压器的运行原理与特性2.4解：由U1≈E1=4.44fN1Φm可知，变压器外加电压U1不变，若减少原绕组的匝数N1，则Φm增大，变压器的铁芯的饱和程度上升，空载电流上升，铁芯损耗上升，原边电动势E1基本不变，由于E2=E1×N2/N1，因此副边电动势E2应上升。
2.10解：N1=E1N4.44fΦm ≈U1N4.44fΦm=35×1034.44×50×1.45×1120×10−4≈971N2=E2N4.44fΦm≈U2N4.44fΦm=6×1034.44×50×1.45×1120×10−4≈166k=E1NE2N=N1N2=5.82.11 解：（1）k=U1NU2N =6000230=26.1R k=R1+R2′=4.32+26.22×0.0063=8.61Ωx k=x1σ+x2σ′=8.9+26.22×0.013=17.76ΩZ k=√R k2+x k2=19.74Ω（2）R k′=R1′+R2=0.0261Ωx k′=x1σ′+x2σ=0.0261ΩZ k′=√R k′2+x k′2=0.029Ω（3）Z1N=U1NI1N =U1NS N2=360ΩR k∗=R kZ1N=0.0239x k∗=x kZ1N=0.0493Z k∗=Z k1N=0.0548Z2N=U2NI2N=U2NS N2=0.529ΩR k′∗=R k′Z2N=0.0239x k′∗=x k′Z2N=0.0493Z k′∗=Z k′Z2N=0.0548计算结果说明原副边短路参数的标幺值是相等的。
李发海电机与拖动基础第四版第七章
（4）瞬间位置:
当定子
相电流
达
到正最大值时，
应在
相绕组
图7.16 转子堵转时电动势、 电流及磁通势的时空相矢量图
的轴线处。故画时空相矢量图时， 应使 和 重合。
由于定子旋转磁通势
和转子旋转磁通势
转向相同且转速
相等，即两者是同步的，相对静止的。将两者相加，得合成磁 通势 ，即 ，这才是产生气隙每极磁通的磁动势。
与 的关系为
得折合前后漏阻抗关系为：
阻抗角为 可见折合前后楼阻抗角不变。 从下式可知折合前后的铜秏不变 折合前后的无功功率可写成
即折合后的无功功率不变。
7.3.4 基本方程式、等效电路和向量图
右边列出转子绕组短路 且堵转时的五个方程式
图7.18 和图 7.19 分别是转子绕组 短路且堵转时的等值电路和向量图。
为双鼠笼槽型。铁芯压装在转轴上，成为一体。
图 7.5 转子冲片上的槽型
线绕式异步电动机的绕组也是三相绕组，可连成D型或Y型，
绕组的三条引线通过三个滑环和电刷引出来，如图 7.6所示。
图 7.6 线绕式异步电动机定、
转子绕组接线方式
鼠笼式绕组是一个自己短路的绕组。对铜材料绕组，先在每 个槽内放一根导体，在两侧用两个端环将所有导条焊接起来， 形成一个鼠笼，见图 7.7 （a）、（b）。当用铝料作材料时，
把定转子的空间坐标轴 A1 和 A2 都选在A 相绕组的轴处，
并重叠在一起，见图7.9（a）。
图7.9 转子绕组开路时三相线 绕式异步电动机的正方向
7.2.2 磁通及磁通势 1.励磁磁通势 当转子开路，定子接到三相对称电源时，定子绕组中产生三相 对称电流。由于对称，我们只取 A 相电流，用 I0 表示，并画在 图 7.10 （a）的时间坐标轴上。
《电机与拖动基础》课后习题答案
《电机与拖动基础》课后习题第一章 习题答案1．直流电机有哪些主要部件？各用什么材料制成？起什么作用？ 答：主要部件：（1）定子部分：主磁极，换向极，机座，电刷装置。
（2）转子部分：电枢铁心，电枢绕组，换向器。
直流电机的主磁极一般采用电磁铁，包括主极铁心和套在铁心上主极绕组（励磁绕组）主磁极的作用是建立主磁通。
换向极也是由铁心和套在上面的换向绕组构成，作用是用来改善换向。
机座通常采用铸钢件或用钢板卷焊而成，作用两个：一是用来固定主磁极，换向极和端盖，并借助底脚将电机固定在机座上；另一个作用是构成电机磁路的一部分。
电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆座和汇流条等组成，作用是把转动的电枢与外电路相连接，并通过与换向器的配合，在电刷两端获得直流电压。
电枢铁心一般用原0.5mm 的涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠加而成。
有两个作用，一是作为磁的通路，一是用来嵌放电枢绕组。
电枢绕组是用带有绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成的线圈按一定的规律联接而成，作用是感应电动势和通过电流，使电机实现机电能量装换，是直流电机的主要电路部分。
换向器是由许多带有鸠尾的梯形铜片组成的一个圆筒，它和电刷装置配合，在电刷两端获得直流电压。
2．一直流电动机，已知，，，，0.85r/m in 1500n V 220U kw 13P N N N ====η求额定电流N I 。
解：电动机η⋅=N N N I U P ， 故 A =⨯⨯=⋅=5.6985.02201013U P I 3N N N η3． 一直流电动机，已知，，，，0.89r/m in 1450n V 230U kw 90P N N N ====η求额定电流N I 。
解：发电机N N N I U P =， 故 A ⨯==3912301090U P I 3N N N7．什么叫电枢反应？电枢反应的性质与哪些因素有关？一般情况下，发电机的电枢反应性质是什么？对电动机呢？答：负载时电枢磁动势对主磁场的影响称为电枢反应。
电机与拖动基础课后习题答案(部分)
第一章作业解答参考1—8．解：)(630230101453A U P I N N N =⨯==)(1619.0145KW P P NN===ηλ 1—20．解：（1）U V n a pN E a <=⨯⨯⨯⨯==)(186150001.0160372260φ 是电动机状态。
∴（2）)(46.163208.0186220A R E U I a a a =-=-=)(63.19315002604.30)(4.3046.163186m N P T KW I E P M a a M ⋅=⨯⨯⨯=Ω==⨯==π （3）)(6.5208.046.16322KW R I p a a cua =⨯==)(79.292403624.30)(366.54.3021KW p p P P KW p P P Fa M cua M =--=--==+=+=Ω%823679.2912===P P η 1—23．解：（1）)(112.54300014.326010172603m N n P P T N N N N N ⋅=⨯⨯⨯⨯=⨯=Ω=π%2.82942201017)(812.557.1112.54)(7.1344014.32608.2)316.08.2220(26030'00000=⨯⨯==⋅=+=+=⋅=⨯⨯⨯⨯⨯-=⨯=Ω=N N N N N a a M I U P m N T T T m N n I E P T ηπ（2）N e e C C Φ=Φ∴0忽略电枢反应影响， 恒定。
0'0Φ-=e a a N C R I U n ， 0636,03440316.08.22200=⨯-=Φe C)min (34590636.022000r C U n e N ==Φ=（3） Φ=Φe M C C 55.9)min (27860636.0)15.0316.0(89.91220)()(89.910636.055.9812.55r C R R I U n I T T A C T I e a a N a Z M a =+⨯-=Φ+-=→==⨯=Φ=Ω不变不变，第二章 习题解答参考2—6．解：（1）T T T n C C R R C U n Nm e a N e N 64.1115819.055.94.006.01158202-=⨯+-='-=Φ+-Φ=Ωβ （2）T T T n C C R C U n N m e a N e 21.057921.019.011002-=-=-'=Φ-Φ=β （3）T T T n C C R C U n m e a e N 35.0146717.006.015.022002-=-=''-''=Φ-Φ=β 19.0=ΦN e C N Φ=Φ8.0 15.019.08.0=⨯=Φ∴e C2N m e C C Φ=()255.9N e C Φ=219.055.9⨯=0.28 2Φm e C C =17.028.08.02=⨯2—16．解：（1）[]V R I U E a N N a 20425.064220=⨯-=-=[]A R R E U I Z a a N a 84.67625.0204220max -=+--=---=29.0700204==-=ΦN a N N N e n R I U C 76.229.055.955.9=⨯=Φ=ΦN e N m C C[]m N I C T anax N m ⋅-=-⨯=Φ=23.187)84.67(76.2max停机时 n=0 0=Φ=n C E N e a[]A R R U I Z a N a 2.35625.0220-=+-=+-=[]m N I C T a N m ⋅-=-⨯=Φ=15.97)2.35(76.2此时反抗性负载 []m N I C T N N m Z⋅-=⨯-=Φ-='64.1766476.2 由于 T T Z>' 故系统不会反向起动。
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武汉纺织大学第七章7 . 1 为什么小容量的直流电动机不允许直接起动,而小容量的三相异步电动机却可以直接起动?答: 直流电动机电压方程是a a a I R E U +=,感应电动势a E 与转速成正比, 起动瞬间电动机转速为零, 感应电动势亦为零,外加电压等于电枢电阻压降,而直流电动机的电枢电阻很小,使得起动电流很大,所以直流电动机不允许直接起动。
对三相异步电动机而言, 起动电流st I =2212211)()(X X R R U '++'+,起动时的阻抗中除了电阻(21R R '+)外,还有电抗 (21X X '+),小容量的三相异步电动机起动时阻抗比较大,所以可以直接起动。
7 . 2 三相异步电动机起动时,为什么起动电流很大,而起动转矩却不大?答: 三相异步电动机起动瞬间转速为零,定子旋转磁场相对于转子的切割速度最大,在转子绕组中产生的感应电动势最大,使得转子电流很大,从而使得定子电流即起动电流很大。
定子电压方程式是1U = -1E +1Z 1I ,起动电流很大,使得定子绕组的漏阻抗压降1Z 1I 增大,感应电动势1E 减小, 1E 与气隙磁通1Φ成正比,从而导致1Φ减小到额定值的一半;起动时n=0 ,s=1 ,转子电流频率112f sf f ==为最高, 转子电抗2X 为最大,使得转子功率因数cos 2ϕ比较小; 由电磁转矩表达式T=T C 1Φ2I ' cos 2ϕ可知,T 与1Φ、2I '和cos 2ϕ分别成正比关系,尽管起动时2I '很大,但是1Φ的减小和cos 2ϕ的减小,使得起动转矩却不够大。
7 . 3 什么情况下三相异步电动机不允许直接起动?答: 如果电源容量相对于电动机的容量而言不是足够大时就不允许直接起动电动机,一般可根据经验公式来判断,即起动电流倍数I K 应满足下述条件I K =Nst I I ≤43+N N P S 4 电动机才允许直接起动,否则不允许直接起动。
7 . 4 绕线转子异步电动机为何不采用降压起动?答: 异步电动机降压起动可以降低起动电流,但也降低了起动转矩,只能用于空载或轻载起动。
绕线转子异步电动机除了降压起动外,还可以采用在转子回路中串电阻或串频敏变阻器的方法进行全压带负载起动, 串电阻起动不仅可以降低起动电流，还能增大起动转矩，所以绕线转子异步电动机不采用降压起动,而采用串电阻或串频敏变阻器的方法进行起动。
7 . 5 什么是异步电动机的Y-Δ起动?它与直接起动相比,起动电流和起动转矩有什么变化?答: 正常运行时定子绕组为Δ(三角形)联结的异步电动机,在起动时接成Y(星形) 联结, 起动完成时再转换成Δ(三角形)联结的起动方法称为Y-Δ起动。
Y-Δ起动时的起动电流和起动转 矩只有直接起动时的31。
7 . 6 笼型异步电动机采用自耦变压器降压起动时,起动电流和起动转矩的大小与自耦变压器的降压比A K =12N N 是什么数量关系?答: 笼型异步电动机采用自耦变压器降压起动时,起动电流和起动转矩与自耦变压器的降压比A K 的平方成正比,即起动电流和起动转矩是直接起动时的2A K 倍。
7 . 7 说明深槽式和双笼型异步电动机改善起动特性的原因,并比较其优缺点。
答: 深槽式笼型异步电动机是利用转子槽漏磁通所引起的电流集肤效应来改善起动性能的,起动时电流集肤效应使转子电流集中在槽中导条的上部, 电流集中在导条上部的效果就相当于减小了导条的有效截面积,增大了转子电阻,从而改善起动性能。
双笼型异步电动机转子有上下两套笼型绕组, 上笼绕组截面积较小,具有较大的电阻, 起动时上笼绕组起主要作用,可以改善起动性能; 下笼绕组截面积较大,电阻较小,运行时下笼绕组起主要作用, 电动机仍有较好的运行性能。
这两种异步电动机的缺点是功率因素低, 双笼型异步电动机结构复杂,价格较贵。
7 . 8 绕线转子异步电动机转子回路串适当的起动电阻后,为什么既能抑制起动电流又能增大起动转矩?如把电阻改为电抗,其结果又将怎样?答: 绕线转子异步电动机转子回路串电阻起动时能限制转子电流,所以能抑制起动电流;由st T =()()[]221221122123X X R R f R pU '++'+'π 可见,在一定范围内起动转矩随转子电阻增大而增大,所以绕线转子异步电动机转子回路串适当的起动电阻后,既能抑制起动电流又能增大起动转矩。
把电阻改为电抗对抑制起动电流有一定的作用,但不能增大起动转矩,还会降低起动转矩。
7 . 9 为什么绕线转子异步电动机转子回路串入的电阻太大反而会使起动转矩变小?答: 绕线转子异步电动机转子回路串入电阻时, 在一定范围内起动转矩随转子电阻增大而增大,当转子回路串入电阻增大到212X X R '+='时,即临界转差率m s =212X X R '+'=1, 起动转 矩st T 为最大,就等于电动机的最大转矩m T ,即st T =m T ,再增大串入电阻会使转子电流变小,从而会使起动转矩变小。
7 . 10 绕线转子异步电动机转子回路串频敏变阻器起动的原理是什么?答: 频敏变阻器就是一个三相铁心线圈,类似一台一次绕组Y 联结但没有二次绕组的三相心式变压器, 铁心用厚钢板或铸铁板叠压而成,铁损耗大,即励磁电阻大,所以绕线转子异步电动机转子回路串频敏变阻器起动时,既能限制起动电流又能增大起动转矩。
随着转速的升高,转子电流频率2f = s 1f 逐渐下降,励磁阻抗自动减小,故而称为频敏变阻器。
到起动快结束时,2f 很小,仅有1 ～ 3 Hz , 励磁阻抗很小,频敏变阻器已不再起作用,可将频敏变阻器切除,电动机完成起动过程。
7 . 11 为什么说绕线转子异步电动机转子回路串频敏变阻器起动比串电阻起动效果更好?答: 绕线转子异步电动机转子回路串频敏变阻器起动时, 频敏变阻器的阻抗会随着转速的升高而自动变小,不需要人为调节,操作简单方便。
转子回路串电阻起动时, 随着转速的升高需要一级一级地切除电阻,直至最后切除全部电阻,在切除电阻时电流会突变,使转矩发生突变,起动过程不平稳, 起动设备比较复杂。
所以说绕线转子异步电动机转子回路串频敏变阻器起动比串电阻起动效果更好。
7 . 12 三相异步电动机轴上带的负载转矩越重,起动电流是否越大?为什么?负载转矩的大小对电动机起动的影响表现在什么地方?答: 三相异步电动机起动电流st I =2212211)()(X X R R U '++'+,只与电源电压及电动机本身阻抗有关,与负载转矩大小无关,所以并不是电动机轴上带的负载转矩越重,起动电流就越大。
负载转矩的大小对电动机起动的影响表现在起动的快慢上, 负载转矩越重,加速度就越小, 速度上升越慢, 起动时间变长。
7 . 13 在基频以下变频调速时,为什么要保持11f E =常数,它属于什么调速方式?答: 电动机的气隙磁通1Φ=111144.4N k N f E 保持11f E =常数就保持气隙磁通1Φ恒定不变,正常运行时气隙磁通1Φ为额定磁通,已接近饱 和,若11f E 变大,则1Φ会增大到过饱和,将导致励磁电流急剧增大,铁损耗增加,电动机发热厉害; 若11f E 变小,则1Φ会减小,T 与1Φ成正比,T 会减小, 电动机带负载能力降低,这是不可取的,所以在基频以下变频调速时,要保持11f E =常数。
11f E =常数属于恒磁通调速方式。
7 . 14 在基频以上变频调速时,电动机的磁通如何变化?它属于什么调速方式?答: 在基频以上变频调速时,电压保持不变,由11111144.4N K N f E U Φ=≈可知,随着频率的升高, 磁通会降低,是弱磁调速。
电磁功率Ω=T P M ,频率升高,一方面使转速升高,Ω增大;另一方面使磁通降低,转矩变小,最终使电磁功率基本上保持不变,所以是恒功率调速方式。
7 . 15 笼型异步电动机如何实现变极调速?变极调速时为何要同时改变定子电源的相序?答: 在笼型异步电动机的定子绕组中,把每相绕组中的半相绕组的电流改变方向, 电动机的极对数就成倍地变化,从而实现变极调速。
变极调速时定子绕组电流的相序会发生变化,如果不改变定子电源的相序, 电动机就会反转,为防止电动机反转,在变极调速时要同时改变定子电源的相序。
7 . 16 定性画出Y-YY 变极调速的机械特性,它属于何种调速方式?答: Y-YY 变极调速的机械特性如题7 . 16图所示,:题7 . 16图从图中可以看出, 从Y 向YY 变极调速时,电动机的转速、最大转矩和起动转矩都增加了一倍,即mYY T =2mY T , stYY T =2stY T 。
Y-YY 变极调速属于恒转矩调速方式。
7 . 17 绕线转子异步电动机转子串电抗能否调速?为什么?答: 绕线转子异步电动机转子串电抗不能调速,因为正常运行时转差率s 很小,约为0.015~0.05,转子电流频率12sf f 很低, 约为1~3 HZ, 串入电抗后对转子电路的影响可以忽略不计,所以绕线转子异步电动机转子串电抗不能调速。
7 . 18 三相异步电动机串级调速的基本原理是什么?答: 三相异步电动机串级调速是在转子回路中串入一个与转子感应电动势频率相等、相位相同(或相反)的附加电动势,改变附加电动势的大小就可以改变转子电流,从而实现速度的调节;同时利用附加电动势吸收转子的转差功率并回馈电网,提高效率。
7 . 19 比较串级调速和转子串电阻调速的机械特性、效率和功率因数。
答: 绕线转子异步电动机串电阻调速的机械特性是经过理想空载点的曲线,其直线部分的斜率随串入电阻的增大而增大; 串级调速的机械特性, 其直线部分的斜率是不变的, 调速过程中机械特性上下平行移动。
串电阻调速时转子的转差功率消耗在电阻上, 效率低; 串级调速时转子的转差功率被吸收后回馈电网, 效率高。
串电阻调速功率因数高; 串级调速有逆变器和逆变变压器, 逆变变压器要从电网吸收无功功率, 功率因数低。
7 . 20 串级调速为什么比转子串电阻调速效率高?它适用于什么场合?答: 绕线转子异步电动机转子串电阻调速时, 转子的转差功率消耗在电阻上,而串级调速能将转子的转差功率吸收后回馈电网,所以串级调速比转子串电阻调速效率高。
串级调速适用于调速范围不大,中型容量以上的电力拖动系统中,如大型水泵、风机、矿井提升机等。
7 . 21 绕线转子异步电动机的调速方法有哪些?各有何优缺点?答: 绕线转子异步电动机的调速方法有变频调速、晶闸管移相调压调速、转子串电阻调速和串级调速等。
变频调速性能最佳,但变频器价格较贵; 晶闸管移相调压调速要接成闭环控制系统,才能扩大调速范围,实现无级调速,这时系统结构较为复杂; 转子串电阻调速, 功率因数高,操作控制简单方便,但是属有级调速, 调速的平滑性差,且效率低; 串级调速效率高, 平滑性好,但功率因数低。