《電機(jī)與拖動(dòng)》習(xí)題解答.pdf

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1、變 壓 器 部 分 習(xí)題與解答 1 、 為 了 得 到 正 弦 感 應(yīng) 電 勢(shì) ， 當(dāng) 鐵 心 不 飽 和 時(shí) ， 空 載 電 流 各 成 何 種 波形 ？ 為 什 么 ？ 答 ： 為 了 得 到 正 弦 感 應(yīng) 電 勢(shì) ， 根 據(jù) 知 ， 就 必 須 使 磁 通 也 是 正 弦 量 ， 當(dāng)鐵 心 不 飽 和 時(shí) ， 故 ， 此 時(shí) 空 載 電 流 也 是 正 弦 變 化 量 ， 即 呈 正 弦 波 。 當(dāng) 鐵 心 飽 和 時(shí) ， 空 載 電 流 比 磁 通 變 化 大 ， 此 時(shí) 空 載 電 流 呈 尖 頂 波 形 。 2 、 為 什 么 可 以 把 變 壓 器 的 空 載 損 耗 近 似

2、看 成 是 鐵 耗 ， 而 把 短 路 損 耗 看成 是 銅 耗 ？ 變 壓 器 實(shí) 際 負(fù) 載 時(shí) 實(shí) 際 的 鐵 耗 和 銅 耗 與 空 載 損 耗 和 短 路 損 耗 有 無(wú) 區(qū) 別 ？ 為 什 么 ？答 ： 因 為 空 載 時(shí) 電 流 很 小 ， 在 空 載 損 耗 中 鐵 耗 占 絕 大 多 數(shù) ， 所 以 空 載 損 耗 近 似 看 成 鐵 耗 。 而 短 路 時(shí) ， 短 路 電 壓 很 低 ， 因 而 磁 通 很 小 ， 鐵耗 也 很 小 ， 短 路 損 耗 中 銅 耗 占 絕 大 多 數(shù) ， 所 以 近 似 把 短 路 損 耗 看 成 銅 耗 。 實(shí) 際 負(fù) 載 時(shí) 鐵 耗 和

3、 銅 耗 與 空 載 時(shí) 的 鐵 耗 和 銅 耗 有 差 別 ， 因 為 后 一個(gè) 是 包 含 有 其 它 損 耗 。 3 、 變 壓 器 的 其 它 條 件 不 變 ， 僅 將 原 、 副 邊 線 圈 匝 數(shù) 變 化 1 0 ， 試 問(wèn) 對(duì) 和 的 影 響 怎 樣 ？ 如 果 僅 將 外 施 電 壓 變 化 1 0 ， 其 影 響 怎 樣 ？ 如 果 僅 將 頻率 變 化 1 0 ， 其 影 響 又 怎 樣 ？ 答 ： 因 為 ， ， 所 以 當(dāng) 原 、 副 邊 匝 數(shù) 變 化 1 0 時(shí) ， 變 化 2 0 。 由 于w變 化 1 0 ， 而 U不 變 ， 使 變 化 1 0 。 又 因

4、為 ， 磁 通 變 化 1 0 時(shí) 由 于 飽 和 影 響 ， 變 化 k ， 所 以 的 變 化 大 于 2 0 。將 外 施 電 壓 變 化 1 0 時(shí) ， 也 將 變 化 1 0 ， 使 不 變 ， 的 變 化 大 于 1 0 。 這 是 因 為 變 化 1 0 ， 由 于 磁 路 飽 和 影 響 ， 變 化 大 于 1 0 。 如 果 將 頻 率 變 化 1 0 ， ， 所 以 變 化 1 0 ， 而 f變 化 1 0 ， 則 因 為 U 不 變 ， 使 變 化 1 0 。 同 樣 使 的 變 化 大 于 1 0 。 4 、 一 臺(tái) 變 壓 器 ， 原 設(shè) 計(jì) 頻 率 為 5 0 赫

5、茲 ， 現(xiàn) 將 它 接 到 6 0 赫 茲 的 電 網(wǎng) 上 運(yùn)行 ， 額 定 電 壓 不 變 。 試 問(wèn) 對(duì) 激 磁 電 流 ， 鐵 耗 ， 漏 抗 ， 電 壓 變 化 率 有 何 影 響 ？ 答 ： 因 為 ， 當(dāng) U不 變 而 f改 變 后 ， 將 下 降 到 原 來(lái) 的 5 /6 ， 所 以 激 磁 電 流 將 減 小 。 漏 抗 ， 所 以 增 大 6 /5 倍 。 電 壓 變 化 率 隨 增 大 而 增 大 。 又 因 為 ，而 ， 所 以 鐵 耗 將 下 降 。 5 、 有 一 臺(tái) 單 相 變 壓 器 ， 額 定 容 量 KVA， 原 副 邊 額 定 電 壓 伏 ， 赫 茲 。 原

6、副 線 圈 的 電 阻 及 漏 抗 為 歐 ， ， ， 。 試 求 ： （ 1 ） 折 算 到 高 壓 邊 的 短 路 電 阻 ， 短 路 電 抗 及 阻 抗 ；（ 2 ） 折 算 到 低 壓 邊 的 短 路 電 阻 ， 短 路 電 抗 及 阻 抗 ； （ 3 ） 將 （ 1 ） 、 （ 2 ） 求 得 的 參 數(shù) 用 標(biāo) 么 值 表 示 ； （ 4 ） 計(jì) 算 變 壓 器 的 短 路 電 壓 百 分 比 及其 分 量 ， 。 （ 5 ） 求 滿 載 及 超 前 等 三 種 情 況 下 的 電 壓 變 化 率 并 討 論 計(jì) 算 結(jié) 果 。 解 ： （ 1 ） 折 算 到 高 壓 邊 的 短

7、路 阻 抗 k 歐 （ 2 ） 折 算 到 低 壓 邊 的 短 路 阻 抗 歐 (3 ) 所 以 （ 4 ） 短 路 電 壓 百 分 值 （ 5 ） 當(dāng) 滿 載 ， 功 率 因 數(shù) 時(shí) 變 壓 器 的 電 壓 變 化 率 當(dāng) 滯 后 時(shí) ， 當(dāng) 超 前 時(shí) ， 對(duì) 于 電 壓 變 化 率 ， 當(dāng) 即 阻 性 負(fù) 載 時(shí) 電 壓 變 化 率 較 小 ， 當(dāng) 負(fù) 載為 感 性 時(shí) ， 電 壓 變 化 率 大 ， 當(dāng) 負(fù) 載 為 容 性 時(shí) ， 負(fù) 載 時(shí) 的 端 電 壓 可 能 高 于 空 載 時(shí) 的 端 電 壓 。 6 、 一 臺(tái) 單 相 變 壓 器 ， 已 知 ， ， ， ， ， ， ， ，

8、， 當(dāng) 滯 后 時(shí) ， 副 邊 電流 ， 。 試 求 ： (1 ) 用 近 似 T形 等 效 電 路 和 簡(jiǎn) 化 等 效 電 路 求 ， 并 將 結(jié) 果 進(jìn) 行 比 較(2 ) 畫(huà) 出 折 算 后 的 矢 量 圖 和 T形 等 效 電 路 。 解 ： （ 1 ） 變 壓 器 變 比 k 所 以 用 近 似 T形 等 效 電 路 計(jì) 算 時(shí) ， 以 作 參 考 向 量 6 0 0 0 伏 ， 所 以 6 0 0 0 6 3 0 0 .0 8 2 9 8 7 .1 6 伏 1 4 4 .8 3 +1 1 3 .5 9 1 8 4 .0 6 A 故 伏 A 用 簡(jiǎn) 化 等 效 電 路 計(jì) 算 時(shí) ，

9、 仍 以 作 參 考 向 量 伏 A所 以 用 兩 種 等 效 電 路 計(jì) 算 結(jié) 果 相 差 很 小 。 U相 同 ， I略 變 。（ 2 ） 7 、 一 臺(tái) 單 相 變 壓 器 ， ， ， ， 空 載 及 短 路 實(shí) 驗(yàn) 的 結(jié) 果 如 下 ： 實(shí) 驗(yàn) 名 稱 電 壓 （ 伏 ） 電 流 （ 安 ） 功 率 （ W） 電 源 加 在 空 載 6 3 0 0 1 0 .1 5 0 0 0 低 壓 邊 短 路 3 2 4 0 1 5 .1 5 1 4 0 0 0 高 壓 邊 試 計(jì) 算 （ 1 ） 折 算 到 高 壓 邊 的 參 數(shù) （ 實(shí) 際 值 及 標(biāo) 么 值 ） ， 假 定 ， （ 2

10、） 畫(huà)出 折 算 到 高 壓 邊 的 T型 等 效 電 路 ； （ 3 ） 計(jì) 算 短 路 電 壓 的 百 分 值 及 其 二 分 量 ； （ 4 ） 滿 載 及 滯 后 時(shí) 的 電 壓 變 化 率 及 效 率 （ 5 ） 最 大 效 率 。 解 ： （ 1 ） 空 載 實(shí) 驗(yàn) 可 以 得 到 折 算 到 高 壓 邊 的 參 數(shù) ， 而 k 6 0 /6 .3 9 .5 2 4所 以 根 據(jù) 短 路 實(shí) 驗(yàn) 得 到 折 算 到 低 壓 邊 的 參 數(shù) 所 以 （ 2 ） 折 算 到 高 壓 的 T型 等 效 電 路 （ 3 ） 所 以（ 4 ） 電 壓 變 化 率 （ 1 .6 9 4 4 0

11、 .8 +5 .6 9 4 4 0 .6 ） 4 .7 7 此 時(shí) ，而 所 以 k w故 k w 則（ 5 ） 達(dá) 到 最 大 效 率 時(shí) ， 所 以 所 以 9 8 .1 9 8 、 一 臺(tái) 的 單 相 變 壓 器 ， 如 接 在 直 流 電 源 上 ， 其 電 壓 大 小 和 銘 牌 電 壓 一 樣 ， 試 問(wèn) 此 時(shí) 會(huì) 出 現(xiàn) 什 么 現(xiàn) 象 ？ 副 邊 開(kāi) 路 或 短 路 對(duì) 原 邊 電 流 的 大 小 有 無(wú)影 響 ？ （ 均 考 慮 暫 態(tài) 過(guò) 程 ） 答 ： 因 是 直 流 電 ， 變 壓 器 無(wú) 自 感 和 感 應(yīng) 電 勢(shì) ， 所 以 加 壓 后 壓 降 全 由電 阻 產(chǎn)

12、生 ， 因 而 電 流 很 大 ， 為 。 如 副 邊 開(kāi) 路 或 短 路 ， 對(duì) 原 邊 電 流 均 無(wú) 影 響 ， 因 為 不 變 。 9 、 變 壓 器 的 額 定 電 壓 為 2 2 0 /1 1 0 伏 ， 若 不 慎 將 低 壓 方 誤 接 到 2 2 0 伏 電 源上 ， 試 問(wèn) 激 磁 電 流 將 會(huì) 發(fā) 生 什 么 變 化 ？ 變 壓 器 將 會(huì) 出 現(xiàn) 什 么 現(xiàn) 象 ？ 答 ： 誤 接 后 由 知 ， 磁 通 增 加 近 一 倍 ， 使 激 磁 電 流 增 加 很 多 （ 飽 和 時(shí)大 于 一 倍 ） 。 此 時(shí) 變 壓 器 處 于 過(guò) 飽 和 狀 態(tài) ， 副 邊 電 壓

13、 4 4 0 伏 左 右 ， 使 效 率 降 低 ， 絕 緣 可 能 被 擊 穿 等 現(xiàn) 象 發(fā) 生 。 1 0 、 一 臺(tái) 三 相 變 壓 器 ， 5 6 0 0 KVA， ， Y/ 1 1 連 接 ， 變 壓 器 空 載 及 短路 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 如 下 ： 實(shí) 驗(yàn) 名稱 線 電 壓（ 伏 ） 線 電 流（ 安 ） 三 相 功 率（ W） 電 源 加在 空 載 6 3 0 0 7 .4 6 8 0 0 低 壓 邊 短 路 5 5 0 3 2 4 1 8 0 0 0 高 壓 邊 求 ： （ 1 ） 計(jì) 算 變 壓 器 參 數(shù) ， 實(shí) 際 值 及 標(biāo) 么 值 ；（ 2 ） 利 用 型 等 效

14、電 路 ， 求 滿 載 滯 后 時(shí) 的 副 邊 電 壓 及 原 邊 電 流 ； （ 3 ） 求 滿 載 滯 后 時(shí) 的 電 壓 變 化 率 及 效 率 。 解 ： （ 1 ） 所 以 則 ： 因 所 以 （ 2 ） 以 作 參 考 向 量 ， 即 ， 并 近 似 認(rèn) 為 相 位 與 相 反 ， 故 可 以 得 到 0 .8 j0 .6 所 以 故 k V故 （ 3 ） （ 0 .3 2 0 1 0 .6 +5 .4 8 0 .6 ） 3 .5 4 對(duì) 于 第 （ 2 ） 個(gè) 問(wèn) 題 ， 由 于 假 設(shè) 與 同 相 ， 如 想 減 小 這 一 假 設(shè) 造 成 的 誤 差 ， 可 對(duì) 相 位 進(jìn)

15、行 修 正現(xiàn) 修 正 后 的 這 樣 ， 與 arcCo s0 .8 很 接 近 了 。 1 1 、 一 臺(tái) Y/連 接 的 三 相 變 壓 器 ， 原 邊 加 對(duì) 稱 正 弦 額 定 電 壓 ， 作 空 載 運(yùn) 行 ， 試 分 析 ： （ 1 ） 原 邊 電 流 、 副 邊 相 電 流 和 線 電 流 中 有 無(wú) 三 次 諧 波 成 分 ？（ 2 ） 主 磁 通 及 原 副 邊 相 電 勢(shì) 中 有 無(wú) 三 次 諧 波 成 分 ？ 原 方 相 電 壓 及 副 方 相 電 壓 和 線 電 壓 中 有 無(wú) 三 次 諧 波 成 分 ？ 答 ： （ 1 ） 由 于 原 方 Y接 ， 三 次 諧 波 電

16、 流 無(wú) 通 路 。 所 以 原 邊 電 流 沒(méi)有 三 次 諧 波 成 分 。 副 邊 三 角 形 接 ， 相 電 流 中 有 三 次 諧 波 成 分 ， 而 線 電 流 中 沒(méi) 有 三 次 諧 波 成 分 。（ 2 ） 主 磁 通 中 有 三 次 諧 波 ， 原 副 方 相 電 勢(shì) 中 也 有 三 次 諧 波 成 分 。 原 方 的 相 電 壓 中 有 三 次 諧 波 成 分 ， 副 邊 相 電 壓 及 原 副 方 線 電 壓 中 均 無(wú) 三次 諧 波 成 分 。 1 2 、 一 臺(tái) Y/連 接 的 三 相 變 壓 器 ， 原 邊 加 額 定 電 壓 空 載 運(yùn) 行 。 此 時(shí) 將 副 方

17、的 三 角 形 打 開(kāi) 一 角 測(cè) 量 開(kāi) 口 處 的 電 壓 ， 再 將 三 角 形 閉 合 測(cè) 量 其 中 的 電流 。 試 問(wèn) 當(dāng) 此 時(shí) 三 相 變 壓 器 試 組 式 或 心 式 時(shí) ， 所 測(cè) 得 的 數(shù) 據(jù) 有 什 么 不 同 ？ 為 什 么 ？答 ： 由 于 組 式 變 壓 器 各 相 磁 路 相 互 獨(dú) 立 ， 三 次 諧 波 磁 通 的 磁 路 就 是 主 磁 路 ， 而 心 式 變 壓 器 中 三 次 諧 波 磁 通 只 能 走 箱 壁 ， 與 空 氣 等 耦 合 ， 很大 。 故 測(cè) 開(kāi) 口 處 電 壓 時(shí) 組 式 很 大 ， 而 心 式 很 小 。 當(dāng) 閉 合 測(cè) 電

18、 流 時(shí) ， 表 中 測(cè) 得 的 電 流 就 是 三 次 諧 波 電 流 。 這 個(gè) 起 一 個(gè) 激 磁 電 流 的 作 用 ， 使 主 磁 通中 減 小 。 1 3 、 兩 臺(tái) 三 相 變 壓 器 并 聯(lián) 運(yùn) 行 ， 組 號(hào) 均 為 Y/ 1 1 ， 數(shù) 據(jù) 如 下 ： 變 壓 器 1 ： 5 6 0 0 KVA ， 6 0 0 0 /3 0 5 0 V ， 0 .0 5 5 ； 變 壓 器 2 ： 3 2 0 0 KVA ， 6 0 0 0 /3 0 0 0 V ， 0 .0 5 5 。 兩 臺(tái) 變 壓 器 的 短 路 電 阻 與 短 路 電 抗 之 比 相 等 ， 試 求 空 載 時(shí) 每

19、 一 變 壓 器 的循 環(huán) 電 流 及 其 標(biāo) 么 值 。 解 ： 電 流 A A A A 則 變 比 環(huán) 流 （ 線 電 流 ） A 所 以 ， 1 4 、 用 對(duì) 稱 分 量 法 分 析 Y/Y連 接 的 三 相 變 壓 器 兩 相 短 路 時(shí) ， 原 、 副 方電 流 的 相 互 關(guān) 系 。 此 種 情 況 下 是 否 有 中 點(diǎn) 移 動(dòng) 現(xiàn) 象 ？ 為 什 么 ？ 解 ： 設(shè) 副 方 a、 b 兩 相 短 路 ， 并 令 短 路 電 流 為 ， 則 由 對(duì) 稱 分 量 法 得出 ： =， 所 以 = = =0 所 以 = = 則 += +=+=0 原 方 實(shí) 際 電 流 ，因 沒(méi) 有

20、零 序 分 量 所 以 此 種 情 況 下 沒(méi) 有 中 點(diǎn) 移 動(dòng) 現(xiàn) 象由 ， ，得 故 1 5 、 某 工 廠 由 于 生 產(chǎn) 的 發(fā) 展 ， 用 電 量 由 5 0 0 k VA增 加 到 8 0 0 k VA。 原 有 一 臺(tái) 變 壓 器 SN =5 6 0 k VA, U1 N/U2 N 6 0 0 0 /4 0 0 ， Y， y n 0 聯(lián) 結(jié) ， Uk 4 .5 。 現(xiàn) 有 三 臺(tái) 變 壓 器 可 供 選 用 ， 它 們 的 數(shù) 據(jù) 是 ：變 壓 器 1 ： 3 2 0 k VA， 6 3 0 0 /4 0 0 V， U k 4 ， Y， y n 0 聯(lián) 結(jié) ；變 壓 器 2 ：

21、 2 4 0 k VA， 6 3 0 0 /4 0 0 V， U k 4 .5 ， Y， y n 4 聯(lián) 結(jié) ；變 壓 器 1 ： 3 2 0 k VA， 6 3 0 0 /4 4 0 V， U k 4 ， Y， y n 0 聯(lián) 結(jié) ； 1 、 試 計(jì) 算 說(shuō) 明 ， 在 不 使 變 壓 器 過(guò) 載 的 情 況 下 ， 選 用 那 一 臺(tái) 投 入 并 聯(lián) 比 較 適 合 ？ 2 、 如 果 負(fù) 載 增 加 需 選 兩 臺(tái) 變 比 相 等 的 與 原 變 壓 器 并 聯(lián) 運(yùn) 行 ， 試 問(wèn) 最 大 總 負(fù) 載 容 量 是 多 少 ？ 那 臺(tái) 變 壓 器 最 先 達(dá) 到 滿 載 ？解 ： （ 1

22、） 選 第 1 臺(tái) 適 合 。 （ 2 ） 如 果 負(fù) 載 增 加 ， 則 選 第 一 臺(tái) 與 第 二 臺(tái) ， 但 第 二 臺(tái) 要 進(jìn)行 改 接 ， 使 原 Y， y n 4 改 接 為 Y， y n 0 。則 三 臺(tái) 變 壓 器 中 ， 由 于 第 一 臺(tái) ， U k 4 最 小 ， 所 以 最 先 達(dá)到 滿 載 則 S1 SN3 2 0 k VA。 故 所 以所 以 k VA 1 6 、 兩 臺(tái) 變 壓 器 并 聯(lián) 運(yùn) 行 均 為 Y， d 1 1 聯(lián) 結(jié) 標(biāo) 號(hào) ， U1 N/U2 N 3 5 /1 0 .5 KV， 第 一 臺(tái) 1 2 5 0 k VA， Uk 1 6 .5 ， 第 二

23、 臺(tái) 2 0 0 0 k VA， Uk 1 6 ， 試 求 ：1 、 總 輸 出 為 3 2 5 0 k VA時(shí) ， 每 臺(tái) 變 壓 器 的 負(fù) 載 是 多 少 ？ 2 、 在 兩 臺(tái) 變 壓 器 均 不 過(guò) 載 的 情 況 下 ， 并 聯(lián) 組 的 最 大 輸 出 為 多 少 ？ 此時(shí) 并 聯(lián) 組 的 利 用 率 達(dá) 到 多 少 ？ 解 ： 1 、所 以 所 以 所 以 k VA k VA 2 、 兩 臺(tái) 變 壓 器 均 不 過(guò) 載 ， 則 第 二 臺(tái) 滿 載 ，k VA 并 聯(lián) 組 利 用 率 ： 1 7 、 一 臺(tái) 三 相 雙 線 圈 變 壓 器 ， SJ1 1 0 0 /3 ， 1 0

24、0 KVA， 3 0 0 0 /4 0 0 V， Y/Y0 1 2 ， ， P0 6 1 6 w， ， Pk N 2 3 5 0 w。 現(xiàn) 將 其 改 成 升 壓 自 耦 變 壓 器 。 試 求 ： （ 1 ） 改 接 后 折 算 到 高 壓 方 的 參 數(shù) ； （ 實(shí) 際 值 基 標(biāo) 么 值 ） （ 2 ） 該 自 耦 變 壓 器 的 額 定 容 量 和 線 圈 容 量 之 比 ；（ 3 ） 當(dāng) 它 供 給 滿 載 且 功 率 因 數(shù) 為 1 時(shí) 的 電 壓 變 化 率 和 效 率 。 解 ： 因 為 KVA， 這 是 將 3 0 0 0 /4 0 0 V改 成 3 0 0 0 /3 4 0

25、 0 自 耦 變 壓 器 是 的 容 量 。 而所 以 ， ， ， （ 2 ）（ 3 ） 另 解 ： 當(dāng) 將 3 0 0 0 /4 0 0 變 壓 器 改 成 4 0 0 /3 4 0 0 變 壓 器 （ 這 種 變 比 用 自 耦 變 壓 器 意 義 不 大 ,反 而 會(huì) 帶 來(lái) 其 它 問(wèn) 題 ） （ 1 ） KVA， k 0 .1 3 3 而所 以 ， ， ， （ 2 ） （ 3 ） 直 流 電 機(jī) 及 拖 動(dòng) 部 分 習(xí)題與解答 1 、 為 什 么 直 流 電 機(jī) 能 發(fā) 出 直 流 電 ？ 如 果 沒(méi) 有 換 向 器 ， 直 流 電 機(jī) 能 不 能發(fā) 出 直 流 電 流 ？ 答 ：

26、直 流 由 于 換 向 器 的 作 用 ， 使 電 刷 短 接 的 元 件 始 終 切 割 相 同 磁極 ， 感 應(yīng) 電 勢(shì) 在 電 刷 兩 端 不 變 ， 故 直 流 機(jī) 能 發(fā) 出 直 流 電 。 2 、 試 判 斷 下 列 情 況 下 ， 電 刷 兩 端 電 壓 性 質(zhì) ： （ 1 ） 磁 極 固 定 ， 電 刷 與 電 樞 同 時(shí) 旋 轉(zhuǎn) ： （ 2 ） 電 樞 固 定 ， 電 刷 與 磁 極 同 時(shí) 旋 轉(zhuǎn) 。答 ： （ 1 ） 電 刷 兩 端 的 是 交 流 電 壓 ： （ 2 ） 電 刷 兩 端 的 是 直 流 電 壓 。 3 、 已 知 某 直 流 電 動(dòng) 機(jī) 銘 牌 數(shù) 據(jù)

27、如 下 ， 額 定 功 率 ， 額 定 電 壓 ， 額 定 轉(zhuǎn)速 ， 額 定 效 率 ， 試 求 該 電 機(jī) 的 額 定 電 流 。 解 ： 對(duì) 于 直 流 電 動(dòng) 機(jī) ，故 該 電 機(jī) 的 額 定 電 流 4 、 一 臺(tái) 直 流 發(fā) 電 機(jī) 額 定 容 量 1 8 0 k w， 額 定 電 壓 2 3 0 伏 ， 額 定 轉(zhuǎn) 速 1 4 5 0 r/m， 額 定 效 率 8 9 .5 %,求 額 定 輸 入 功 率 和 額 定 電 流 。解 ： 此 電 機(jī) 的 額 定 輸 入 功 率 額 定 電 流 5 、 何 謂 主 磁 通 ？ 何 謂 漏 磁 通 ？ 漏 磁 通 大 小 與 那 些 因

28、素 有 關(guān) ？答 ： 要 通 過(guò) 空 氣 隙 與 主 極 和 電 樞 繞 組 交 鏈 的 磁 通 ， 就 是 主 極 磁 通 。 只 與 激 磁 繞 組 交 鏈 而 不 通 過(guò) 氣 隙 與 電 樞 繞 組 交 鏈 的 磁 通 稱 為 漏 磁 通 。 漏 磁 通 與 電 機(jī) 磁 極 結(jié) 構(gòu) 、 激 磁 繞 組 、 氣 隙 等 有 關(guān) 。 6 、 何 謂 飽 和 現(xiàn) 象 ？ 電 機(jī) 的 磁 路 為 什 么 會(huì) 出 現(xiàn) 飽 和 現(xiàn) 象 ?飽 和 對(duì) 電 機(jī) 運(yùn) 行 性 能 有 何 影 響 ？答 ： 當(dāng) 隨 著 H增 大 而 減 小 ， 即 磁 阻 增 大 的 現(xiàn) 象 叫 做 飽 和 現(xiàn) 象 。 電

29、機(jī) 磁 路 中 由 于 有 非 線 性 鐵 磁 材 料 ， 所 以 會(huì) 出 現(xiàn) 飽 和 現(xiàn) 象 。 由 于 飽 和 現(xiàn)象 的 存 在 ， 使 電 機(jī) 設(shè) 計(jì) 時(shí) 對(duì) H和 B的 值 不 能 取 得 過(guò) 高 ， 材 料 利 用 率 受 到 限 制 ， 激 磁 電 流 需 要 增 大 。 7 、 一 臺(tái) 四 極 單 迭 繞 組 的 直 流 電 機(jī) 。（ 1 ） 如 果 取 出 相 鄰 的 兩 組 電 刷 ， 只 用 剩 下 的 兩 外 兩 組 電 刷 是 否 可 以 ？ 對(duì) 電 機(jī) 性 能 有 何 影 響 ？ 端 電 壓 有 何 變 化 ？ 此 時(shí) 發(fā) 電 機(jī) 能 供 給 多 大的 負(fù) 載 （ 用

30、 額 定 功 率 的 百 分 數(shù) 表 示 ） ； （ 2 ） 如 果 有 一 元 件 斷 線 ， 電 刷 間 的 電 壓 有 何 變 化 ？ 電 流 有 何 變 化 ？（ 3 ） 若 只 用 相 對(duì) 的 兩 組 電 刷 是 否 能 夠 運(yùn) 行 ？ （ 4 ） 若 有 一 極 失 磁 ， 將 會(huì) 產(chǎn) 生 什 么 后 果 ？答 ： （ 1 ） 對(duì) 于 四 級(jí) 單 迭 繞 組 直 流 電 機(jī) ， 如 果 取 出 相 鄰 的 兩 組 電 刷 、 ， 用 另 外 剩 下 的 兩 組 電 刷 仍 然 可 以 運(yùn) 行 ， 僅 因 、 去 掉 之 后 使 ， 間 元件 產(chǎn) 生 的 感 應(yīng) 電 勢(shì) 相 互 抵

31、消 ， 但 端 電 壓 仍 是 原 來(lái) 一 條 支 路 的 端 電 壓 保 持 不 變 。 并 聯(lián) 之 路 數(shù) 由 原 來(lái) 的 4 變 為 了 2 ， 能 供 給 的 負(fù) 載 為 原 來(lái) 的 5 0 。 (2 )如 果 有 一 元 件 斷 線 ， 使 原 來(lái) 并 聯(lián) 支 路 數(shù) 由 4 變 成 3 ， 電 刷 間 電 壓不 變 ， 負(fù) 載 能 力 變 為 原 來(lái) 的 7 5 。 （ 3 ） 若 只 用 相 對(duì) 兩 組 電 刷 不 能 運(yùn) 行 ， 因 為 如 只 用 運(yùn) 行 時(shí) ， 感 應(yīng) 電 勢(shì)與 感 應(yīng) 電 勢(shì) 相 抵 消 ， 使 端 電 壓 為 零 ， 不 能 發(fā) 電 。 （ 4 ） 若

32、有 一 極 失 磁 ， 如 圖 所 示 ， 如 假 定 失 磁 ， 則 產(chǎn) 生 的 磁 勢(shì) 比 產(chǎn) 生的 磁 勢(shì) 大 ， 故 每 極 下 磁 通 為 + + + +。 由 于 磁 通 不 等 ， 故 在 每 極 下 導(dǎo) 體 中 感 應(yīng) 電 勢(shì) 也 不 等 ， 這 樣 單 迭 繞 組 中 使 每 條 支 路 （ 并 聯(lián) ） 產(chǎn) 生的 總 感 應(yīng) 電 勢(shì) 不 等 ， 形 成 環(huán) 流 ， 由 于 電 機(jī) 繞 組 電 阻 很 小 ， 環(huán) 流 將 很 大 ， 使 電 機(jī) 過(guò) 熱 。 8 、 試 計(jì) 算 下 列 各 繞 組 的 節(jié) 距 ， ， 和 ， 繪 制 繞 組 展 開(kāi) 圖 ， 安 放 主 極 及 電

33、刷 ， 并 求 并 聯(lián) 支 路 對(duì) 數(shù) 。 （ 1 ） 右 行 短 距 單 迭 繞 組 ： 2 P 4 ， Z S 2 2 ；（ 2 ） 右 行 整 距 單 波 繞 組 ： 2 P 4 ， Z=S=2 0 ; （ 3 ） 左 行 單 波 繞 組 ， 2 P 4 ,Z=S=1 9 ;（ 4 ） 左 行 單 波 繞 組 ， 2 P 4 ,Z=S=2 1 ; 解 ： （ 1 ） 1 1 -5 -4 a 2 （ 2 ） 5 1 1 -5 -4 a 2 （ 3 ） a 1 9 5 4 （ 4 ） a 1 5 展 開(kāi) 圖 略 。 9 、 一 臺(tái) 直 流 發(fā) 電 機(jī) ， 2 P 4 ， a 1 ， Z 3

34、5 ， 每 槽 內(nèi) 有 1 0 根 導(dǎo) 體 ， 如 要在 1 4 5 0 r/min 下 產(chǎn) 生 2 3 0 伏 電 勢(shì) ， 則 每 極 磁 通 應(yīng) 為 多 少 ？ 解 ： 電 機(jī) 的 總 導(dǎo) 體 數(shù) N 1 0 Z 3 5 0 根 根 據(jù) 直 流 電 機(jī) 感 應(yīng) 電 勢(shì) 系 數(shù) 1 1 .6 7 由 得 每 極 磁 通 0 .0 1 3 6 （ ）故 需 每 極 磁 通 為 0 .0 1 3 6 韋 。 1 0 、 用 單 波 繞 組 代 替 單 迭 繞 組 時(shí) ， 若 導(dǎo) 體 數(shù) 和 其 他 條 件 均 不 變 ， 電 機(jī) 額 定 容 量 有 無(wú) 改 變 ？ 例 如 一 臺(tái) 六 極 電 機(jī)

35、 原 為 單 波 繞 組 ， 如 果 改 成 單 迭 繞組 ， 保 持 元 件 數(shù) 和 元 件 匝 數(shù) 不 變 ， 問(wèn) 電 機(jī) 額 定 容 量 會(huì) 不 會(huì) 改 變 ？ 其 它 額 定 量 要 不 要 改 變 ？ 答 ： 用 單 波 代 單 迭 時(shí) ， 其 它 條 件 均 不 變 ， 則 電 機(jī) 額 定 容 量 不 會(huì) 變化 ， 因 為 每 個(gè) 元 件 的 感 應(yīng) 電 勢(shì) 、 負(fù) 載 能 力 均 不 變 ， 所 以 改 變 接 法 之 后 電 機(jī) 容 量 不 變 。如 一 臺(tái) 六 極 電 機(jī) 由 單 波 改 為 單 迭 ， 保 持 元 件 數(shù) 和 元 件 匝 數(shù) 不 變 ， 則 電 機(jī) 額 定

36、容 量 不 變 ， 其 它 額 定 電 壓 由 原 來(lái) 的 變 成 /3 ， 額 定 電 流 由 原 來(lái) 的變 為 3 ， 其 它 的 額 定 量 不 變 。 這 是 因 為 每 個(gè) 極 下 繞 組 產(chǎn) 生 的 感 應(yīng) 電 勢(shì) 和 每 根 導(dǎo) 體 內(nèi) 流 過(guò) 的 電 流 并 沒(méi) 有 改 變 。 1 1 、 一 臺(tái) 四 極 直 流 發(fā) 電 機(jī) ， 空 載 電 壓 為 4 4 0 伏 ， 電 樞 繞 組 修 理 后 ， 保 持 原 來(lái) 的 轉(zhuǎn) 速 和 勵(lì) 磁 電 流 不 變 ， 發(fā) 出 的 空 載 電 壓 為 2 2 0 伏 ， 問(wèn) 修 理 前 后 該電 樞 繞 組 可 能 是 什 么 型 式 的

37、 繞 組 ？ 為 什 么 ？ 如 果 保 持 電 樞 導(dǎo) 體 內(nèi) 電 流 不 變 ， 問(wèn) 修 理 前 后 發(fā) 電 機(jī) 的 功 率 有 無(wú) 改 變 ？ 為 什 么 ？答 ： 因 繞 組 修 理 前 后 保 持 轉(zhuǎn) 速 和 勵(lì) 磁 電 流 不 變 ， 而 空 載 電 壓 卻 減 小 一 半 ， 從 不 變 可 知 為 修 改 前 的 一 半 ， 所 以 可 以 認(rèn) 為 修 改 前 為 波 繞 組 ， 而修 改 后 為 迭 繞 組 。 如 保 持 電 樞 導(dǎo) 體 電 流 不 變 ， 則 總 電 流 為 原 來(lái) 的 2 倍 ， 故 修 改 前 后 發(fā) 電 機(jī) 功 率 P保 持 不 變 。 1 2 、

38、直 流 發(fā) 電 機(jī) 感 應(yīng) 電 勢(shì) 與 那 些 因 素 有 關(guān) ？ 若 一 臺(tái) 直 流 發(fā) 電 機(jī) 空 載 電勢(shì) 是 2 3 0 伏 ， 試 問(wèn) 在 下 列 情 況 下 電 勢(shì) 的 變 化 如 何 ？ （ 1 ） 磁 通 減 少 1 0 ；（ 2 ） 勵(lì) 磁 電 流 減 少 1 0 ； （ 3 ） 磁 通 不 變 ， 速 度 增 加 2 0 ；（ 4 ） 磁 通 減 少 1 0 ， 同 時(shí) 速 度 增 加 2 0 。 解 ： 根 據(jù) 感 應(yīng) 電 勢(shì) 知 ， 當(dāng) 一 臺(tái) 結(jié) 構(gòu) 一 定 的 電 機(jī) ， 它 的 電 勢(shì) 與 磁 通 和轉(zhuǎn) 速 有 關(guān) 。 （ 1 ） 磁 通 減 少 1 0 時(shí) ，

39、2 0 7 伏 （ 2 ） 勵(lì) 磁 電 流 減 少 1 0 時(shí) ， 由 于 磁 路 有 飽 和 現(xiàn) 象 存 在 ， 當(dāng) 磁 路 不 飽和 時(shí) 使 磁 通 減 少 1 0 ， 即 2 0 7 伏 ， 當(dāng) 磁 路 飽 和 時(shí) ， 磁 通 減 小 很 多 ， 感 應(yīng) 電 勢(shì) 比 2 3 0 伏 小 但 比 2 0 7 伏 大 。（ 3 ） 磁 通 不 變 ， 轉(zhuǎn) 速 增 加 2 0 時(shí) ， 2 7 6 伏 （ 4 ） 磁 通 減 少 1 0 ， 同 時(shí) 轉(zhuǎn) 速 增 加 2 0 ， 2 4 8 .4 伏 ， 此 時(shí) ， 電 勢(shì) 增 加 了 1 0 。 1 3 、 一 臺(tái) 四 極 、 8 2 k w、

40、2 3 0 伏 、 9 7 0 r/min 的 并 勵(lì) 直 流 發(fā) 電 機(jī) ， 在 7 5 度 時(shí) 電 樞 回 路 電 阻 ， 并 勵(lì) 繞 組 每 極 有 7 8 .5 匝 ， 四 極 串 勵(lì) 繞 組 總 電 阻 ， 額 定 負(fù)載 時(shí) ， 并 勵(lì) 回 路 串 入 3 .5 歐 的 調(diào) 節(jié) 電 阻 ， 電 刷 壓 降 為 2 伏 ， 基 本 鐵 耗 及 機(jī) 械 損 耗 ， 附 加 損 耗 ， 試 求 額 定 負(fù) 載 時(shí) 發(fā) 電 機(jī) 的 輸 入 功 率 ， 電 磁 功 率 ， 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 和 效 率 。解 ： 電 機(jī) 的 額 定 電 流 勵(lì) 磁 繞 組 中 通 過(guò) 的 電 流電 樞 電 流 為

41、 + 3 5 6 .5 +8 .7 5 3 6 5 .2 5 A 電 機(jī) 中 電 樞 繞 組 感 應(yīng) 電 勢(shì) 2 3 0 +3 6 5 .2 5 * 0 .0 2 5 9 +2 2 4 1 .4 6 伏所 以 在 額 定 負(fù) 載 時(shí) ， 發(fā) 電 機(jī) 的 輸 入 功 率 2 4 1 .4 6 * 3 6 5 .2 5 * 0 .0 0 1 +2 .3 +0 .0 0 5 * 8 2 9 0 .8 9 k w 電 機(jī) 的 電 磁 功 率 8 8 .1 9 k w 電 機(jī) 的 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 （ Nm）發(fā) 電 機(jī) 的 效 率 1 4 、 一 臺(tái) 并 勵(lì) 發(fā) 電 機(jī) 在 6 0 0 r/min 時(shí) 空

42、 載 電 壓 為 1 2 5 伏 ， 假 如 將 轉(zhuǎn) 速 提 高 到 1 2 0 0 r/min ， 同 時(shí) 將 勵(lì) 磁 回 路 的 電 阻 增 加 一 倍 ， 問(wèn) 電 機(jī) 的 空 載 電 壓 為 多少 ？ 解 ： 假 定 在 1 2 0 0 r/min 場(chǎng) 阻 增 大 一 倍 時(shí) 保 持 不 變 ， 由 于 假 定 不 變 ， 所 以 E正 比 于 轉(zhuǎn) 速 n ， 故 1 2 0 0 r/min 時(shí) 空 載 端 電 壓 伏當(dāng) 伏 時(shí) 實(shí) 際 的 為 與 假 定 不 變 相 符 ， 故 電 機(jī) 空 載 電 壓 為 2 5 0 伏 。 1 5 、 如 何 判 斷 直 流 電 機(jī) 運(yùn) 行 于 發(fā)

43、電 機(jī) 狀 態(tài) 還 是 電 動(dòng) 機(jī) 狀 態(tài) ？ 它 們 的 、n 、 E、 U、 的 方 向 有 何 不 同 ？ 能 量 轉(zhuǎn) 換 關(guān) 系 如 何 ? 答 ： 可 以 根 據(jù) 反 電 勢(shì) （ 感 應(yīng) 電 勢(shì) ） E的 大 小 來(lái) 判 斷 直 流 的 運(yùn) 行 狀態(tài) 。 當(dāng) EU時(shí) 處 于 發(fā) 電 機(jī) 狀 態(tài) ， 反 之 處 于 電 動(dòng) 機(jī) 狀 態(tài) 。 發(fā) 電 狀 態(tài) 時(shí) 于 n 反 向 ， E于 同 向 ， 于 反 向 ； 電 動(dòng) 機(jī) 于 n 同 向 ， E于 、 反 向 。 發(fā) 電 機(jī) 從 機(jī)械 能 電 能 ， 電 動(dòng) 機(jī) 從 電 能 機(jī) 械 能 。 1 6 、 一 臺(tái) 1 5 k w， 2 2

44、 0 伏 的 并 勵(lì) 電 動(dòng) 機(jī) ， 額 定 效 率 8 5 .3 ， 電 樞 回 路 總 電 阻 0 .2 歐 ， 并 勵(lì) 回 路 電 阻 歐 ， 今 欲 使 所 電 樞 起 動(dòng) 電 流 限 制 為 額 定 電 流的 1 .5 倍 ， 試 求 起 動(dòng) 變 阻 器 電 阻 應(yīng) 為 多 少 ？ 其 電 流 容 量 為 多 少 ？ 若 起 動(dòng) 時(shí) 不 接 起 動(dòng) 器 則 起 動(dòng) 電 流 為 額 定 電 流 的 多 少 倍 ？解 ： 并 勵(lì) 電 動(dòng) 機(jī) 的 額 定 電 流 安 設(shè) 電 樞 起 動(dòng) 變 阻 器 電 阻 為 ， 則 有 起 動(dòng) 時(shí) ， 其 電 阻 的 電 流 容 量 安 若 不 用 起

45、動(dòng) 器 而 直 接 起 動(dòng) ， 則 起 動(dòng) 電 流 起 動(dòng) 電 流 是 額 定 電 流 倍 數(shù) 倍 1 7 、 并 勵(lì) 電 動(dòng) 機(jī) 銘 牌 如 下 ： ， 4 4 0 伏 ， ， ，安 ， 已 知 電 樞 電 阻 為 0 .0 7 8 歐 ， 試 求 ： （ 均 忽 略 電 樞 反 應(yīng) 的 影 響 ） （ 1 ） 電 動(dòng) 機(jī) 的 額 定 輸 入 轉(zhuǎn) 矩 ；（ 2 ） 在 額 定 電 流 時(shí) 的 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 ； （ 3 ） 電 機(jī) 的 空 載 轉(zhuǎn) 速 ；（ 4 ） 在 總 制 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 不 變 的 情 況 下 當(dāng) 電 樞 回 路 串 入 0 .1 歐 電 阻 后 的 穩(wěn) 定 轉(zhuǎn) 速 。 解

46、 ： （ 1 ） 電 動(dòng) 機(jī) 的 額 定 輸 入 轉(zhuǎn) 矩 （ Nm） （ 2 ） 伏 因 為 故 在 額 定 電 流 時(shí) 的 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 （ Nm）（ 3 ） 因 故 （ v m/r）故 理 想 的 空 載 轉(zhuǎn) 速 r/min （ 5 ） 在 不 變 的 情 況 下 ， 電 樞 回 路 不 串 入 電 阻 時(shí) 當(dāng) 電 樞 回 路 串 入 電 阻 時(shí) 聯(lián) 立 解 得 r/min串 入 0 .1 歐 電 阻 之 后 得 穩(wěn) 定 轉(zhuǎn) 速 為 4 7 0 r/min 。 1 8 、 兩 臺(tái) 完 全 相 同 的 直 流 并 勵(lì) 電 機(jī) ， 機(jī) 械 上 用 同 一 軸 聯(lián) 在 一 起 ， 并 聯(lián) 于

47、2 3 0 伏 的 電 網(wǎng) 上 運(yùn) 行 ， 軸 上 不 帶 負(fù) 載 。 在 1 0 0 0 r/m時(shí) 空 載 特 性 為 （ A） 1 .3 1 .4 （ v ） 1 8 6 .7 1 9 5 .9 現(xiàn) 在 電 機(jī) 甲 的 勵(lì) 磁 電 流 為 1 .4 安 ， 電 機(jī) 乙 的 為 1 .3 安 ， 轉(zhuǎn) 速 為 1 2 0 0 r/m， 電樞 回 路 總 電 阻 （ 包 括 電 刷 接 觸 電 阻 ） 均 為 0 .1 歐 ， 若 忽 略 電 樞 反 應(yīng) 影 響 ， 試 問(wèn) ： （ 1 ） 那 一 臺(tái) 是 發(fā) 電 機(jī) ？ 那 一 臺(tái) 是 電 動(dòng) 機(jī) ？ （ 2 ） 總 的 機(jī) 械 損耗 和 鐵

48、耗 是 多 少 ？ （ 3 ） 只 改 變 勵(lì) 磁 電 流 能 否 改 變 兩 電 機(jī) 的 運(yùn) 行 狀 態(tài) （ 保 持 轉(zhuǎn) 速 不 變 ） ？ （ 4 ） 是 否 可 以 在 1 2 0 0 r/m時(shí) 兩 臺(tái) 電 機(jī) 都 從 電 網(wǎng) 吸 收 功 率 或 向 電 網(wǎng) 送 去 功 率 ？解 ： （ 1 ） 在 n 1 2 0 0 r/m時(shí) 甲 的 感 應(yīng) 電 勢(shì) 2 3 5 .0 8 伏 乙 電 機(jī) 的 感 應(yīng) 電 勢(shì) 伏 U， ， 故 甲 電 機(jī) 處 于 發(fā) 電 機(jī) ， 乙 電 機(jī) 處 于 電 動(dòng) 機(jī) 狀 態(tài) 。 （ 2 ） 根 據(jù) 得 甲 電 樞 電 流 安根 據(jù) 得 乙 電 機(jī) 電 樞 電

49、流 安 故 總 的 機(jī) 械 損 耗 和 鐵 耗 為 ： w （ 3 ） 能 改 變 其 運(yùn) 行 狀 態(tài) ， 此 時(shí) 甲 的 安 ， 乙 的 安 即 可 達(dá) 到 要 求 。（ 4 ） 由 于 機(jī) 組 有 存 在 ， 故 在 安 之 間 總 可 以 找 到 一 個(gè) 電 流 ， 當(dāng) 時(shí) 使 電 機(jī) 在 1 2 0 0 r/m時(shí) 同 時(shí) 從 電 網(wǎng) 吸 收 功 率 。 反 之 由 于 機(jī) 組 無(wú) 原 動(dòng) 機(jī) 帶 動(dòng) ，根 本 不 可 能 同 時(shí) 向 電 網(wǎng) 輸 出 功 率 （ 根 據(jù) 能 量 守 恒 定 律 ） 。 1 9 、 一 臺(tái) 1 7 k w， 1 1 0 伏 ， 1 8 5 安 ， 1 0

50、0 0 r/m的 并 勵(lì) 電 動(dòng) 機(jī) 。 額 定 勵(lì) 磁 電 流安 ， 電 樞 電 路 總 電 阻 （ 包 括 電 刷 接 觸 電 阻 ） 歐 ， 運(yùn) 行 在 額 定 工 況 。 采 用 能 耗 制 動(dòng) 方 式 停 車 ， 在 它 的 電 樞 電 路 里 串 入 1 .5 歐 的 電 阻 。 試 求 制 動(dòng) 初瞬 的 電 樞 電 流 和 減 轉(zhuǎn) 矩 。 解 ： 額 定 運(yùn) 行 時(shí) 電 樞 電 流 安 反 電 勢(shì) 伏在 能 耗 制 動(dòng) 時(shí) 初 瞬 ， 因 不 變 ， n 也 未 及 改 變 所 以 感 應(yīng) 電 勢(shì) 伏初 瞬 電 流 安 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 （ Nm） 1 1 0 （ 1 8 5 4

51、.0 2 ） 0 .0 5 6 6 1 7 0 0 0 1 0 5 3 .9 4 w（ Nm） 減 速 轉(zhuǎn) 矩 （ Nm） 2 0 、 一 臺(tái) 并 勵(lì) 電 動(dòng) 機(jī) 1 0 k w， 伏 ， r/m， ， 安 ， 歐 ， 試 求 ： 在 額 定 電 樞電 流 下 ， 從 下 列 制 動(dòng) 方 式 制 動(dòng) 時(shí) ， 電 樞 電 路 內(nèi) 所 需 串 聯(lián) 的 電 阻 值 ， 電 樞 電 路 內(nèi) 的 損 耗 以 及 電 磁 制 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 。（ 1 ） 反 接 制 動(dòng) ， n 2 0 0 r/m； （ 2 ） 反 饋 制 動(dòng) ， n 2 0 0 r/m； （ 3 ） 能 耗 制 動(dòng) ， n 2 0 0 r/

52、m； 解 ： 額 定 運(yùn) 行 時(shí) ： 額 定 電 流 安 電 樞 電 流 安 （ 1 ） 反 接 制 動(dòng) ， 感 應(yīng) 電 勢(shì) 伏 所 串 電 阻 歐損 耗 w 制 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 M Nm（ 2 ） 反 饋 制 動(dòng) ， 感 應(yīng) 電 勢(shì) 伏串 電 阻 歐 損 耗 w制 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 M Nm （ 3 ） 能 耗 制 動(dòng) ， 感 應(yīng) 電 勢(shì) 伏串 電 阻 歐 損 耗 w制 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 M Nm 交 流 電 機(jī) 及 拖 動(dòng) 部 分 習(xí)題與解答 1 、 在 交 流 電 機(jī) 中 ， 那 類 電 機(jī) 叫 同 步 電 機(jī) ？ 那 類 電 機(jī) 叫 異 步 電 機(jī) ？ 它 們的 基 本 工 作 原 理 和 激 磁 方

53、 式 有 什 么 不 同 ？ 答 ： 在 交 流 電 機(jī) 中 ， 凡 是 轉(zhuǎn) 子 速 度 與 電 機(jī) 同 步 轉(zhuǎn) 速 相 同 的 電 機(jī) 叫 做同 步 電 機(jī) ， 反 之 ， 轉(zhuǎn) 子 速 度 與 電 機(jī) 同 步 轉(zhuǎn) 速 不 一 致 的 叫 做 異 步 電 機(jī) 。 同 步 機(jī) 磁 極 由 直 流 勵(lì) 磁 。 同 步 發(fā) 電 機(jī) 工 作 原 來(lái) 就 是 ， 轉(zhuǎn) 子 磁 極 被 原 動(dòng) 機(jī) 帶動(dòng) 旋 轉(zhuǎn) 起 來(lái) ， 使 磁 場(chǎng) 相 對(duì) 定 子 旋 轉(zhuǎn) ， 切 割 定 子 繞 組 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 勢(shì) 發(fā) 出 交 流 電 。 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 當(dāng) 在 三 相 對(duì) 稱 繞 組 中 統(tǒng) 入 對(duì) 稱 的

54、 三 相 電 流 后 ， 它 們 共同 作 用 產(chǎn) 生 一 個(gè) 旋 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) ， 這 個(gè) 磁 場(chǎng) 的 勵(lì) 磁 是 由 電 流 的 無(wú) 功 產(chǎn) 生 。 旋 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) 切 割 轉(zhuǎn) 子 導(dǎo) 體 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 勢(shì) ， 通 過(guò) 短 路 環(huán) 形 成 感 生 電 流 ， 這 個(gè) 電 流在 磁 場(chǎng) 中 受 力 ， 使 電 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 這 就 是 異 步 機(jī) 工 作 原 理 。 2 、 整 數(shù) 槽 雙 層 迭 繞 組 和 單 層 繞 組 的 最 大 并 聯(lián) 支 路 數(shù) 與 極 對(duì) 數(shù) 有 什 么 關(guān) 系 ？ 整 數(shù) 槽 雙 層 波 繞 組 的 最 大 并 聯(lián) 支 路 數(shù) 是 多 少 ？ 如 何

55、 才 能 達(dá) 到 ？答 ： 整 數(shù) 槽 雙 層 迭 繞 組 的 最 大 并 聯(lián) 支 路 數(shù) a 極 數(shù) 2 P。 將 每 相 的 線 圈 組 并 聯(lián) 在 一 起 即 可 達(dá) 到 2 P條 并 聯(lián) 支 路 數(shù) 。 整 數(shù) 槽 單 層 繞 組 最 大 并 聯(lián) 支路 數(shù) a P， 同 前 一 樣 的 聯(lián) 法 。 整 數(shù) 槽 雙 層 波 繞 組 最 大 可 能 并 聯(lián) 支 路 數(shù) a 2 P， 聯(lián) 時(shí) 讓 y 即 可 。 3 、 在 電 勢(shì) 相 加 的 原 則 下 ， 交 流 迭 繞 組 和 波 繞 組 的 連 接 規(guī) 律 有 什 么 不同 ？ 并 說(shuō) 明 二 者 的 主 要 優(yōu) 缺 點(diǎn) 和 應(yīng) 用

56、范 圍 。 答 ： 交 流 迭 繞 組 連 接 規(guī) 律 是 任 何 兩 個(gè) 相 鄰 的 線 圈 都 是 后 一 個(gè) 跌 在 前一 個(gè) 上 。 然 后 將 同 屬 一 相 的 相 鄰 線 圈 直 接 串 聯(lián) 起 來(lái) ， 形 成 迭 繞 組 ， 它 使 用 于 1 0 k w以 上 中 小 型 異 步 電 機(jī) 及 大 型 同 步 機(jī) 定 子 繞 組 中 。 它 的 優(yōu) 點(diǎn) 是短 矩 時(shí) 端 點(diǎn) 節(jié) 銅 ， 能 獲 得 較 多 的 并 聯(lián) 支 路 數(shù) 。 波 繞 組 是 依 次 把 同 極 下 的 線 圈 串 聯(lián) 起 來(lái) ， 每 次 前 進(jìn) 約 這 種 繞 組 就 是 波 繞 組 。 它 可 以 減

57、 少 線 圈 之 間的 連 接 線 ， 短 矩 時(shí) 不 能 節(jié) 銅 ， 多 用 于 水 輪 機(jī) 和 繞 線 式 異 步 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 子 中 。 4 、 試 說(shuō) 明 諧 波 電 勢(shì) 產(chǎn) 生 的 原 因 及 其 削 弱 方 法 。 答 ： 諧 波 電 勢(shì) 是 由 于 磁 極 磁 場(chǎng) 非 正 弦 分 布 以 及 電 樞 表 面 齒 槽 分 布 影 響 產(chǎn) 生 的 。 削 弱 的 方 法 有 ： （ 1 ） 改 變 磁 極 的 極 化 形 狀 使 之 電 樞 表 面 磁 場(chǎng)分 布 接 近 正 弦 。 （ 2 ） 在 三 相 電 機(jī) 中 采 用 或 Y接 消 除 三 次 諧 波 。 （ 3 ） 采 用

58、短 矩 繞 組 削 弱 高 次 諧 波 。 （ 4 ） 采 用 分 布 繞 組 削 弱 高 次 諧 波 電 勢(shì) 。 （ 5 ） 采 用 鈄 槽 削 弱 齒 諧 波 電 勢(shì) 。 （ 6 ） 采 用 分 數(shù) 槽 繞 組 削 弱 齒 槽 諧 波 電 勢(shì) 。 5 、 為 什 么 采 用 短 矩 和 分 布 繞 組 能 削 弱 諧 波 電 勢(shì) ？ 為 什 么 削 弱 5 次 諧 波 和7 次 諧 波 電 勢(shì) ， 節(jié) 距 選 多 大 比 較 合 適 ？ 答 ： 從 繞 組 系 數(shù) 公 式 可 知 ， 采 用 短 矩 和 分 布 繞 組 能 削 弱 諧 波 電 勢(shì) ，這 是 因 為 每 槽 電 勢(shì) 隨 著

59、諧 波 次 數(shù) 的 增 加 ， 相 鄰 槽 的 電 勢(shì) 相 位 差 增 大 倍 ， 所 以 采 用 它 們 可 以 削 弱 諧 波 電 勢(shì) 。 從 知 ， 要 削 弱 5 次 和 7 次 諧 波 電 勢(shì) ， 選y 1 比 較 合 適 ， 此 時(shí) ， ， ， 使 它 們 削 弱 都 比 較 大 。 6 、 何 謂 相 帶 ？ 在 三 相 電 機(jī) 中 為 什 么 常 采 用 6 0 0 相 帶 繞 組 而 不 用 1 2 0 0 相 帶繞 組 ？ 答 ： 將 極 下 的 電 樞 表 面 分 成 三 等 分 ， 每 相 占 一 等 分 ， 我 們 稱 每 一 等 分 為 一 相 帶 。 在 三 相

60、電 機(jī) 中 采 用 6 0 0 相 帶 繞 組 可 以 產(chǎn) 生 比 1 2 0 0 相 帶 繞 組 高 的 感 應(yīng) 電 勢(shì) ， 分 布 系 數(shù) 也 大 于 1 2 0 0 相 帶 ， 所 以 采 用 6 0 0 相 帶 。 7 、 交 流 電 機(jī) 的 頻 率 、 極 數(shù) 和 同 步 轉(zhuǎn) 速 之 間 有 什 么 關(guān) 系 ？ 試 求 下 列 交 流電 機(jī) 的 同 步 轉(zhuǎn) 速 或 極 數(shù) 。 （ 1 ） 汽 論 發(fā) 電 機(jī) f 5 0 Hz， 2 P 2 ， n ？（ 2 ） 水 輪 發(fā) 動(dòng) 機(jī) f 6 0 Hz， 2 P 3 2 ， n ？ （ 3 ） 同 步 發(fā) 電 機(jī) f 5 0 Hz， n

61、7 5 0 r/m， 2 P ？解 ： 交 流 電 機(jī) 的 頻 率 、 極 數(shù) 和 同 步 轉(zhuǎn) 速 之 間 的 關(guān) 系 是 n 6 0 f/P 1 2 0 f /2 P（ 1 ） 汽 論 發(fā) 電 機(jī) n 1 2 0 5 0 /2 3 0 0 0 r/m （ 2 ） 水 輪 發(fā) 電 機(jī) n 1 2 0 5 0 /3 2 2 2 5 r/m（ 3 ） 同 步 電 動(dòng) 機(jī) 2 P 1 2 0 f/n 1 2 0 5 0 /7 5 0 8 8 、 交 流 繞 組 和 直 流 繞 組 的 基 本 區(qū) 別 在 哪 里 ？ 為 什 么 直 流 繞 組 必 須 用 閉 合 繞 組 ， 而 交 流 繞 組 卻

62、常 接 成 開(kāi) 啟 繞 組 ？答 ： 基 本 區(qū) 別 在 于 交 流 繞 組 分 相 ， 不 閉 合 。 直 流 繞 組 不 分 相 ， 但 必 須 閉 合 。 直 流 繞 組 由 于 換 向 ， 使 電 刷 與 換 向 器 之 間 有 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) ， 所 以 為了 保 證 電 機(jī) 運(yùn) 行 ， 就 必 須 使 直 流 繞 組 用 閉 合 繞 組 。 而 交 流 繞 組 是 在 繞 組 中 通 電 后 產(chǎn) 生 旋 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) ， 不 存 在 換 向 問(wèn) 題 ， 所 以 常 將 其 接 成 開(kāi) 啟 繞 組 。 9 、 試 求 雙 層 繞 組 的 優(yōu) 點(diǎn) ， 我 是 現(xiàn) 代 中 、 大 型 電

63、機(jī) 的 交 流 繞 組 一 般 都 采用 雙 層 繞 組 ？ 答 ： 雙 層 繞 組 可 以 恨 靈 活 的 選 擇 線 圈 節(jié) 距 來(lái) 削 弱 諧 波 電 勢(shì) 和 磁 勢(shì) ，并 且 漏 抗 較 小 ， 電 壓 中 、 大 型 電 機(jī) 一 般 都 采 用 它 。 1 0 、 有 一 臺(tái) 三 相 異 步 發(fā) 電 機(jī) 2 P 2 ， 轉(zhuǎn) 速 為 3 0 0 0 r/m， 電 樞 槽 數(shù) Z 6 0 ， 雙 層 繞 組 ， 單 支 路 ， 每 個(gè) 線 圈 為 單 匝 ， 設(shè) 氣 隙 磁 場(chǎng) 的 基 波 Wb ， 五 次 諧 波 磁 密 幅 值 Bm5 為 基 波 幅 值 的 2 0 。 試 求 ： （ 1 ） 基 波 電 勢(shì) 的 頻 率 ； 整 距 線 圈 時(shí) 基 波 的 繞 組 系 數(shù) 和 一相 的 基 波 電 勢(shì) ； 五 次 諧 波 的 繞 組 系 數(shù) 和 一 相 的 五 次 諧 波 電 勢(shì) 。（ 2 ） 如 要 消 除 五