《電機與拖動》電機與電氣控制技術(shù)第3版答案.doc

1 習(xí)題集 第一章 變壓器 1-1 在分析變壓器時，對于變壓器的正弦量電壓、電流、磁通、感應(yīng)電動勢的正 方向是如何規(guī)定的？ 答：1）電源電壓 正方向與其電流 正方向采用關(guān)聯(lián)方向，即兩者正方向一致。U。I 2）繞組電流 產(chǎn)生的磁通勢所建立的磁通 ，這二者的正方向符合右手螺旋定。I 。 則。 3）由交變磁通 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢產(chǎn)，二者的正方向符合右手螺旋定則，即它 的正方向與產(chǎn)生該磁通的電流正方向一致。 1-2 變壓器中的主磁通和漏磁通的性質(zhì)和作用是什么？ 答：交變磁通絕大部分沿鐵心閉合且與一、二次繞組同時交鏈，這部分磁通稱 為主磁通 ；另有很少的一部分磁通只與一次繞組交鏈，且主要經(jīng)非磁性材料 。 而閉合，稱為一次繞組的漏磁通 。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，主磁通中在一、二次 。 1 繞組中分別產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 和 ；漏磁通 ；只在一次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電 E2。 1 動勢 ，稱為漏磁感應(yīng)電動勢。二次繞組電動勢 對負載而言即為電源電動1 E 2E 勢，其空載電壓為 。20 U 1-3 變壓器空載運行時，空載電流為何很?。?答：變壓器空載運行時，原邊額定電壓不僅降落在原邊電阻 r1 上，而且還有漏 磁壓降，還有主磁通產(chǎn)生的壓降，由于- 很大，或者說 Zm=rm+jxm 很大，致使 1E 勵磁電流很小。 1-4 一臺單相變壓器，額定電壓為 220V110V，如果將二次側(cè)誤接在 220V 電 源上，對變壓器有何影響？ 答 副邊勵磁電流將非常非常大。因為原邊接額定電壓時主磁通 m 為設(shè)計值， 鐵心磁路接近飽和，最大磁密 Bm 接近飽和值；這時副邊電壓為 U2E2，即 E2=110V。不慎把到邊接到 220V 時，副邊漏阻抗也很小，電壓與電勢近似相等， 因此有 E2U2220V，與原邊接 220V 時相比，副邊電勢大小增大到原來的二 倍。我們知道，E 24.44fw 2m 因此 m 也增大到原來的二倍，磁密 Bm 也增大到 原來的二倍。正常運行時 Bm 已到了磁化曲線的拐彎點，B m 增加一倍，勵磁磁 動勢將急劇增加，勵磁電流由副邊提供，勵磁電流非常大，會數(shù)倍于額定電流。 2 l-5 一臺單相變壓器，額定容量 SN250kVA，額定電壓 U1NU 2N10kV0.4kV，試求一、二次側(cè)額定電流為 I1N、 、I 2N。 解：原邊額定電流 I1N=SN /U1N=250/10=25A 副邊額定電流 I2N=SN /U2N=250/0.4=625A 1-6 有一臺三相變壓器，S N250KvA，U 1NU 2N6kV0.4kV ，Yyn 聯(lián)結(jié)， 求一、二次繞組的額定電流。 解：原邊額定電流 I1N=SN / U1N=250/ 6=24A33 副邊額定電流 I1N=SN / U2N=250/ 0.4=361A 1-7 有一臺三相變壓器，S N5000kVA，U 1NU 2N10.5kV6.3kV，Yd 聯(lián)結(jié)， 求一、二次繞組的額定電流。 解：原邊額定電流 I1N=SN / U1N=5000/ 10.5=275A33 副邊額定電流 I1N=SN / U2N=5000/ 6.3=458.2A 1-8 如圖 l-28 為變壓器出廠前的 “極性”試驗。在 A-X 間加電壓，將 X、x 相連， 測 A、a 間的電壓。設(shè)定電壓比為 220V110V，如果 A、a 為同名端，電壓表 讀數(shù)是多少？如 A、a 為異名端，則電壓表讀數(shù)又應(yīng)為多少 解：A、a 為同名端 電壓表讀數(shù)是 110V A、a 為異名端電壓表讀數(shù)是 330V 1-9 試用相量圖判斷圖 1-29 的聯(lián)結(jié)組號。 解： Yd11 3 1-10 有一臺三相變壓器，其一、二次繞組同名端及標志如圖 1-30 所示，試把該 變壓器聯(lián)結(jié)成 Yd7 和 Yy4。 解： 1-11 三相變壓器的一、二次繞組按圖 l-31 所示聯(lián)結(jié)，試畫出它們的線電動勢相 量圖，并判斷其聯(lián)結(jié)組別。 解：a)Y/-7 b)Y/Y-4 c) /Y-3 d) /-10 Yd7 Yy4 4 1-l2 三相變壓器并聯(lián)運行條件是什么？為什么？ 答：變壓器并聯(lián)運行的條件： 1）并聯(lián)運行的各臺變壓器的額定電壓與電壓比要相等。否則，并聯(lián)變壓器 未帶上負載前（即空載時）其一、二次繞組內(nèi)都產(chǎn)生環(huán)流。 2）并聯(lián)運行變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相同，如果不相同，將引起兩臺并聯(lián)變 壓器二次繞組線電壓相位不同，致少使其相位差為 300，由此產(chǎn)生很大的電壓差， 于是在變壓器二次繞組中產(chǎn)生很大的空載環(huán)流。 3）并聯(lián)運行的各變壓器的短路阻抗的對應(yīng)值要相等。這樣才能在帶上負載 時，各變壓器所承擔(dān)的負載按其容量大小成比例分配，防止其中某合過載或欠 載，使并聯(lián)組的容量得到充分發(fā)揮。 l-13 自耦變壓器的主要特點是什么？它和普通雙繞組變壓器有何區(qū)別？ 答：自耦變壓器的主要特點是一、二次繞組共用一個繞組。 普通雙繞組變壓器，其一、二次繞組是兩個獨立的繞組，它們之間只有 磁的聯(lián)系，而沒有電的直接聯(lián)系。 l-l4 儀用互感器運行時，為什么電流互感器二次繞組不允許開路？而電壓互感 器二次繞組不允許短路？ 答：1）電流互感器運行時二次繞組絕不許開路。若二次繞組開路，則電流互感 器成為空載運行狀態(tài)，此時一次繞組中流過的大電流全部成為勵磁電流，鐵心 中的磁通密度猛增，磁路產(chǎn)生嚴重飽和，一方面鐵心過熱而燒壞繞組絕緣，另 一方面二次繞組中因匝數(shù)很多，將感應(yīng)產(chǎn)生很高的電壓，可能將絕緣擊穿，危 及二次繞組中的儀表及操作人員的安全。為此，電流互感器的二次繞組電路中 絕不允許裝熔斷器。在運行中若要拆下電流表，應(yīng)先將二次繞組短 2）電壓互感器在運行時二次繞組絕不允許短路，否則短路電流很大，會 將互感器燒壞。為此在電壓互感器二次側(cè)電路中應(yīng)串聯(lián)熔斷器作短路保護。 l-15 電弧焊對弧焊變壓器有何要求？如何滿足這些要求？ 答：l）為保證容易起弧，空載電壓應(yīng)在 6075V 之間。為操作者安全，最高空 載電壓應(yīng)不大于 85V。 2）負載運行時具有電壓迅速下降的外特征，如圖 l25 所示。一般在額定 負載時輸出電壓在 30V 左右。 3）為滿足不同焊接材料和不同焊件要求，焊接電流可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 4）短路電流不應(yīng)過大，且焊接電流穩(wěn)定。 基于上述要求，弧焊變壓器具有較大的電抗，且可以調(diào)節(jié)。為此弧焊變壓 器的一、二次繞組分裝在兩個鐵心柱上。為獲得電壓迅速下降的外特性，以及 弧焊電流可調(diào)，可采用串聯(lián)可變電抗器法和磁分路法，由此磁生出帶電抗器的 5 弧焊變壓器和帶磁分路的弧焊變壓器。 6 第二章 三相異步電動機 2-1 三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場是如何產(chǎn)生的？ 答：在三相異步電動機的定子三相對稱繞組中通入三相對稱電流，根據(jù)三相對 稱電流的瞬時電流來分析由其產(chǎn)生的磁場，由于三相對稱電流其大小、方向隨 正弦規(guī)律變化，由三相對稱電流建立的磁場即合成磁極在定子內(nèi)膛中隨一定方 向移動。當(dāng)正弦交流電流變化一周時，合成磁場在空間旋轉(zhuǎn)了一定角度，隨著 正弦交流電流不斷變化，形成了旋轉(zhuǎn)磁場。 2-2 三組異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速由什么決定？對于工頻下的 2、4、6、8、10 極的三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速為多少？ 答：三相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速由電動機定子極對數(shù) P 交流電源頻率 f1 決 定，具體公式為 n1=60f1/P。 對于工頻下的 2、4、6、8、10 極的三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速即旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn) 速 n1 分別為 3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min、600r/min。 2-3 試述三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理，并解釋“異步”的意義。 答：首先，在三相異步電動機三相定子繞組中通入三相交流電源，流過三相對 稱電流，在定子內(nèi)膛中建立三相旋轉(zhuǎn)磁場，開始轉(zhuǎn)子是靜止的，由于相對運動， 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割磁場，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，又由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體是閉合 的，將在其內(nèi)流過轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流，該轉(zhuǎn)子電流與定子磁場相互作用，由左手定 則判斷電磁力方向，轉(zhuǎn)子將在電磁力作用下依旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。 所謂“異步”是指三相異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 與定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速 n1 之間必須有 差別，且 nn1。 2-4 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向由什么決定？如何改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向？ 答：旋轉(zhuǎn)磁場在空間的旋轉(zhuǎn)方向是由三相交流電流相序決定的，若要改變旋轉(zhuǎn) 磁場的方向，只需將電動機三相定子繞組與三相交流電源連接的三根導(dǎo)線中的 任意兩根對調(diào)位置即可。如果來繞組 U1 接電源 L1、V1 接 L2、W1 接 L3 為正 轉(zhuǎn)，要想反轉(zhuǎn) U1 仍接 L1，但 V1 接 L3、W1 接 L2 即可。 2-5 當(dāng)三相異步電動機轉(zhuǎn)子電路開路時，電動機能否轉(zhuǎn)動？為什么？ 答：三相異步電動機轉(zhuǎn)子電路開路時，電動機是不能轉(zhuǎn)動的。這是因為，三相 交流電源接入三相定子繞組，流過了三相對稱定子電流，建立起來了三相定子 旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與三相旋轉(zhuǎn)場相互切割，在轉(zhuǎn)子電路中產(chǎn)生了轉(zhuǎn)子感應(yīng)電 動勢，但由于轉(zhuǎn)子電路開路，沒有轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中無電流，也就不 會與定子磁場相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁轉(zhuǎn)矩了，轉(zhuǎn)子也就無法轉(zhuǎn)動起來了。 2-6 何謂三相異步電動機的轉(zhuǎn)差率？額定轉(zhuǎn)差率一般是多少？起動瞬間的轉(zhuǎn)差 率是多少？ 答：三相異步電動機的轉(zhuǎn)差率 S 是指電動機同步轉(zhuǎn)速 n1 與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 之差即轉(zhuǎn) 速差 n1n 與旋轉(zhuǎn)磁場（同步轉(zhuǎn)速）的轉(zhuǎn)速的比值，即 S=（n 1n）/n 1。 額定轉(zhuǎn)差率 SN=0.010.07，起動瞬間 S=1。 2-7 試述三相異步電動機當(dāng)機械負載增加時，三相異步電動機的內(nèi)部經(jīng)過怎樣 的物理過程，最終使電動機穩(wěn)定運行在更低轉(zhuǎn)速下。 答：三相異步電動機原穩(wěn)定工作在 nA 轉(zhuǎn)速下運行，當(dāng)機械負載增加時，由于負 載轉(zhuǎn)矩大于電磁轉(zhuǎn)矩，電動機轉(zhuǎn)速 n 將下降，由于 n 的下降，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割 定子磁場運動加大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢與轉(zhuǎn)子電流相應(yīng)加大，電磁轉(zhuǎn)矩加大，直到 電動機電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩相等時，電動機將在新的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 nB 下運動，且 7 nBnA。 2-8 當(dāng)三相異步電動機的機械負載增加時，為什么定子電流會隨轉(zhuǎn)子電流的增 加而增加？ 答 ： 當(dāng) 三 相 異 步 電 動 機 的 機 械 負 載 增 加 時 ， 轉(zhuǎn) 子 電 流 將 增 加 ， 轉(zhuǎn) 子 電 流 所 建 立 的 轉(zhuǎn) 子 磁 通 勢 總 是 力 圖 削 弱 主 磁 通 ， 而 當(dāng) 定 子 繞 組 外 加 電 壓 和 頻 率 不 變 時 ， 主 磁 通 近 似 為 一 常 數(shù) 。 為 此 ， 定 子 電 流 也 應(yīng) 隨 轉(zhuǎn) 子 電 流 的 增 加 而 增 加 ， 以 增 加 的 定 子 電 流 產(chǎn) 生 的 磁 通 勢 來 抵 消 轉(zhuǎn) 子 電 流 增 加 所 產(chǎn) 生 的 去 磁 作 用 。 2-9 三 相 異 步 電 動 機 在 空 載 時 功 率 因 數(shù) 約 為 多 少 ？ 當(dāng) 在 額 定 負 載 下 運 行 時 ， 功 率 因 數(shù) 為 何 會 提 高 ？ 答：三相異步電動機空載時功率因數(shù)約為 0.2 以下。當(dāng)在額定負載下運行時， 轉(zhuǎn)子電流有功分量，相對應(yīng)的定子電流的有功分量也增加，使功率因數(shù)提高。 2-10 電網(wǎng)電壓太高或太低，都易使三相異步電動機定子繞組過熱而損壞，為 什么？ 答：由 U1E1=4.44f1N1K1m，當(dāng)電源頻率一定時，電動機的每極磁通 m 僅與外 加電壓 U1 成正比。當(dāng)電網(wǎng)電壓太高時， m 相應(yīng)加大使電動機磁路飽和，定子 勵磁電流加大，定子電流加大，在過大的定子電流作用下將定子繞組燒壞。 當(dāng)電網(wǎng)電壓過低時， m 過小，電動機電磁轉(zhuǎn)矩過小，在負載作用下，電動機轉(zhuǎn) 速 n 迅速下降，甚至發(fā)生堵轉(zhuǎn)，致使電動機定子電流加大，也會使異步電動機 定子繞組過熱而損壞。 2-11 三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓大小有何關(guān)系，若電源電壓下降 20%，電動機的最大轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)矩將變?yōu)槎啻螅?答：由公式 可知電動機的電磁轉(zhuǎn)矩 T 與電源電壓 U1 平方成 21USRTCfx（ ） 正比。 若電源電壓下降 20%，即為額定電壓的 0.8，此時電動機的最大轉(zhuǎn)矩 Tm 隨 U12 成比例下降，即為額定電壓下電動機最大轉(zhuǎn)矩的 0.64 倍。同理，此時電動機的 起動轉(zhuǎn)矩 Tst 也與 U12 成正比，起動轉(zhuǎn)矩也只為額定電壓下電動機起動轉(zhuǎn)矩的 0.64 倍。 2-12 為什么在減壓起動的各種方法中，自耦變壓器減壓起動性能相對較好？ 答：自耦變壓器減壓起動不受電動機繞組接線方式的限制，而且可以按容許的 起動電流和所需要的起動轉(zhuǎn)矩來選擇不同的抽頭，適合起動容量較大的電機。 所以其起動性能相對較好。 2-13 三相籠型異步電動機定子回路串電阻起動和串電擾起動相比，哪一種較 好？ 答：串電阻減壓起動在起動時電能損耗較大，對于小容量電動機采用串電抗減 壓起動為好。 2-14 對于三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串合適電阻起動，為什么既能減小起 動電流，又能增大起動轉(zhuǎn)矩？串入電阻是否越大越好？ 答：轉(zhuǎn)子起動電流 22/STIERX 起動轉(zhuǎn)矩 /StR 所以串入合適的電阻起動時，能減小起動電流，又能增大起動轉(zhuǎn)矩。串入電阻 8 并不是越大越好，當(dāng)起動轉(zhuǎn)矩達到最大轉(zhuǎn)矩后再增大串入轉(zhuǎn)子電阻，起動轉(zhuǎn)矩 反而減小。 2-15 在橋式起重機的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子回路中串接可變電阻，當(dāng)定子 繞組按提升方向接通電源，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子可變電阻可獲得重物提升或重物下降，原 因何在？ 答：橋式起重機用于提升重物的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機，在其轉(zhuǎn)子回路中串接可 變電阻，當(dāng)定子繞組按提升方向接通電源，隨著轉(zhuǎn)子串接可變電阻的加大，電 動機提升重物的速度愈來愈慢。電動機按提升方向轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)速愈來愈低。如何繼 續(xù)加大轉(zhuǎn)子串接電阻，轉(zhuǎn)子電流進一步減小。電動機提升方向電磁轉(zhuǎn)矩減小， 當(dāng)提升重物產(chǎn)生的重物轉(zhuǎn)矩作用下，將重物按下降方向運動，而電動機在重物 轉(zhuǎn)矩作用下反轉(zhuǎn)。所以重物提升時，電動機處于提升電動狀態(tài)，而重物下降時， 電動機處于倒拉反接制動狀態(tài)，重物獲得倒拉反接制動下降。 2-16 為什么變極調(diào)速時要同時改變電源程序？ 答：當(dāng)極對數(shù)改變時，將引起三相繞組空間相序發(fā)生變化，也就是說變極后繞 組的相序改變了。此時若不改變外接電源相序，則變極后，不僅電動機的轉(zhuǎn)速 發(fā)生了變化，而且連電動機的旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生了變化。所以，為保證變極調(diào)速前 后電動機旋轉(zhuǎn)方向不變，在改變?nèi)喈惒诫妱訖C定子繞組接線的同時，必須改 變電源的程序。 2-17 電梯電動機變極調(diào)速和車床切削電動機的變極調(diào)速，定子繞組應(yīng)采用什 么樣的改接方式？為什么？ 答 ： 電 梯 電 動 機 的 負 載 為 恒 轉(zhuǎn) 矩 負 載 ， 變 極 調(diào) 速 時 采 用 Y/YY 變 極 調(diào) 速 ， 因 它 具 有 恒 轉(zhuǎn) 矩 調(diào) 速 性 質(zhì) 。 車床切削電動機的負載為恒功率負載、變極調(diào)速時采用/YY 度極調(diào)速、因它 近似為恒功率調(diào)速性質(zhì) 2-18 試述繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速原理和調(diào)速過程，有何優(yōu)、缺 點？ 答：書中圖 2-37 為繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速圖，當(dāng)電動機拖動恒轉(zhuǎn) 矩負載且 TL=TN 時，轉(zhuǎn)子回路不串附加電阻時，電動機穩(wěn)定運行在 A 點，轉(zhuǎn)速 為 nA。當(dāng)轉(zhuǎn)子串入 RP1 時，由于慣性，轉(zhuǎn)速不能突變，則從 A 點過渡到 A點， 轉(zhuǎn)子電流 I2 減小，電磁轉(zhuǎn)矩 T 減小，電動機減速，轉(zhuǎn)差率 S 增大，轉(zhuǎn)子電動勢、 轉(zhuǎn)子電流、電磁轉(zhuǎn)矩均增大，直到 B 點，T B=TL 為止，電動機將穩(wěn)定運行在 B 點，轉(zhuǎn)速為 nB，顯然 nBnA。當(dāng)串入轉(zhuǎn)子回路電阻 Rp2、 Rp3 時，電動機最后將分 別穩(wěn)定運行于 C 點和 D 點，獲得 nC和 nD 轉(zhuǎn)速。 線繞轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速為有級調(diào)速，調(diào)速平滑性差；轉(zhuǎn)速上限為 額定轉(zhuǎn)速，下限受靜差度限制，因而調(diào)速范圍不大；適用于重載下調(diào)速；低速 時轉(zhuǎn)子發(fā)熱嚴重，效率低。但這種調(diào)速方法簡單方便，調(diào)速電阻可兼作起動電 阻、制動電阻使用，在起重機拖動系統(tǒng)中廣為應(yīng)用。 2-19 對于一臺單相單繞組異步電動機若不采取措施，起動轉(zhuǎn)矩為什么為零？ 當(dāng)給電動機轉(zhuǎn)子一個外力矩時，電動機為什么就可向該力矩方向旋轉(zhuǎn)？ 答：當(dāng)在單相單繞組異步電動機繞組中通入正弦交流電時，產(chǎn)生的是脈振磁通 勢，對其基波脈振磁通勢進行分解，可分解成為一個正向旋轉(zhuǎn)磁通勢 F1+和逆向 旋轉(zhuǎn)磁通勢 F1，它們均以同步角速度 W 旋轉(zhuǎn)，但旋轉(zhuǎn)方向相反，它們都切割 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢并產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流，形成正向電磁轉(zhuǎn)矩 T+和反向 電磁轉(zhuǎn)矩 T。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時 n=0，T +=T，起動轉(zhuǎn)矩 TST=T+T=0，所以不采取 9 措施，電動機不能起動。 當(dāng)給電動機轉(zhuǎn)子一個外力矩時，若 T 外 與 T+方向一致，則（T 外 +T+T）大于 負載轉(zhuǎn)矩時，則電動機便沿外力矩方向旋轉(zhuǎn)了。 2-20 一臺三相異步電動機（里接）發(fā)生一相斷線時，相當(dāng)于一臺單相電動機， 若電動機原來在輕載或重載運轉(zhuǎn)，在此情況下還能繼續(xù)運轉(zhuǎn)嗎？為什么？當(dāng)停 機后，能否再啟動？ 答：一臺三相異步電動機（里接）發(fā)生一相斷線時，若電動機原來在輕載下運 轉(zhuǎn)，此時電動機還能繼續(xù)運轉(zhuǎn)。若電動機原來在再載下運轉(zhuǎn)因此時 T+與 T的合 成轉(zhuǎn)矩小于重載轉(zhuǎn)矩，則電動機將停轉(zhuǎn)。 當(dāng)停機后，不能再起動旋轉(zhuǎn)了，因 TST=0。 2-21 一臺罩極電動機，若調(diào)換磁極上工作繞組的兩個端點，能改變電動機的 轉(zhuǎn)向嗎？ 答：不能改變電動機（罩極）的轉(zhuǎn)向。它總是從磁極的未罩部分轉(zhuǎn)向磁極被罩 部分，其轉(zhuǎn)向不能改變。 附加補充題 2.1 在額定工作情況下的三相異步電動機，已知其轉(zhuǎn)速為 960r/min，試問電動 機的同步轉(zhuǎn)速是多少？有幾對磁極對數(shù)？轉(zhuǎn)差率是多大？ 解： nN=960(r/min) n1=1000(r/min) p=3 04.9601sN 2.2 有一臺六極三相繞線式異步電動機，在 f=50HZ 的電源上帶額定負載動運行， 其轉(zhuǎn)差率為 0.02，求定子磁場的轉(zhuǎn)速及頻率和轉(zhuǎn)子磁場的頻率和轉(zhuǎn)速。 解：六極電動機，p=3 定子磁場的轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速 n1=(6050)/3=1000(r/min) 定子頻率 f1=50Hz 轉(zhuǎn)子頻率 f2=sf1=0.0250=1Hz 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n=n1(1-s)=1000(1-0.02)=980(r/min) 2.3 Y180L-4 型電動機的額定功率為 22kw，額定轉(zhuǎn)速為 1470r/min，頻率為 50HZ，最大電磁轉(zhuǎn)矩為 314.6N.M。 試求電動機的進載系數(shù)入？ 解： (N.M)143702959502NNnPT.1436m 2.4 已知 Y180M-4 型三相異步電動機，其額定數(shù)據(jù)如下表所示。 求：(1)額定電流 IN； (2)額定轉(zhuǎn)差率 SN； 10 (3)額定轉(zhuǎn)矩 TN；最大轉(zhuǎn)矩 TM、啟動轉(zhuǎn)矩 Tst。 滿 載 時 啟動電 流 啟動轉(zhuǎn) 矩 最大轉(zhuǎn) 矩額定 功率 (kw) 額定 電壓 （V） 轉(zhuǎn)速(r/min) 效率 (%) 功率因數(shù) 額定電 流 額定轉(zhuǎn) 矩 額定轉(zhuǎn) 矩 接法 18.5 380 1470 91 0.86 7.0 2.0 2.2 解：（1）額定電流 IN= = =35.9(A)NUPcos31 91.08635.1 3 （2）額定轉(zhuǎn)差率 SN=(1500-1470)/1500=0.02 （3）額定轉(zhuǎn)矩 TN=955018.5/1470=120(N.m) 最大轉(zhuǎn)矩 TM=2.2120=264(N.m) 啟動轉(zhuǎn)矩 Tst=2.0120=240(N.m) 2.5 Y225-4 型三相異步電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：380v、50HZ、接法、定子 輸入功率 P1N=48.75kw、定子電流 I1N=84.2A、轉(zhuǎn)差率 SN=0.013，軸上輸出轉(zhuǎn)矩 TN=290.4N.M，求：(1) 電動機的轉(zhuǎn)速 n2，(2)軸上輸出的機械功率 P2N，(3)功率 因數(shù) （4）效率 N。cos 解：（1）從電動機型號可知電動機為 4 極電機，磁極對數(shù)為 p=2，由 所以 (r/min)12ns 1480)3.(150)(12 sn （2） （KW）NmPT2950 59.22NmT （3） LNCosIU31 8.02438175.1LNIPos （4） 92.075.4812N 2.6 四極三相異步電動機的額定功率為 30kw，額定電壓為 380V，三角形接 法，頻率為 50HZ。在額定負載下運動時，其轉(zhuǎn)差率為 0.02，效率為 90%，電 流為 57.5A，試求：(1)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；(2)額定轉(zhuǎn)矩；(3)電動機的 功率因數(shù)。 解：（1）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 n2=Sn1=0.021500=30 (r/min) （2）額定轉(zhuǎn)矩 TN=955030/1470=194.5(N.m) 11 （3）電動機的功率因數(shù) 8.095.7380133NLNIUPCos 2.7 上題中電動機的 Tst/TN=1.2，Ist/IN=7，試求：(1)用 Y-降壓啟動時的啟 動電流和啟動轉(zhuǎn)矩；(2)當(dāng)負載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的 60%和 25%時，電動機能否 啟動？ 解：（1）用 Y-降壓啟動時的啟動電流 IST=757.5/3=134(A) 用 Y-降壓啟動時的啟動轉(zhuǎn)矩 Tst=1.2194.5/3=77.8(Nm) （2）因為 Tst=0.4TN， 當(dāng)負載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的 60%時, 由于 Tst 小于負載轉(zhuǎn)矩，電動機不能啟動。 當(dāng)負載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的 25%時，由于 Tst 大于負載轉(zhuǎn)矩，電動機可以啟動。 2.8 在習(xí)題 5.6 中，如果采用自耦變壓器降壓啟動，而使電動機的啟動轉(zhuǎn)矩為 額定轉(zhuǎn)矩的 85%，試求：(1)自耦變壓器的變比；(2)電動機的啟動電流和線路上 的啟動電流各為多少？ 解：（1）因為異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，所以有 由 所以自耦變壓器的變比 K= =1.188NTK85.02. 85.021 （2）電動機的啟動電流 IST=757.5/1.1882=285.2(A) 線路上的啟動電流 IL=757.5/1.1882=285.2(A) 2.9 我國生產(chǎn)的 C660 車床，其加工 2 件的最大直徑為 1250(mm)，用統(tǒng)計分析 法計算主軸電動機的功率。 解：P=36.5D 1.54(KW)=36.5 =51.5(KW)54.1 2.10 有一帶負載啟動的短時運行的電動機，折算到軸上的轉(zhuǎn)矩為 130N.M，轉(zhuǎn) 速為 730r/min，求電動機的功率。設(shè)過載系數(shù)為 =2.0。 解：由于 所以 (KW)NNnPT2950 10957302NnT 2.11 三相異步電動機斷了一根電壓線后，為什么不能啟動？而在運行時斷了 一根線，為什么能繼續(xù)轉(zhuǎn)動？這兩種情況對電動機有何影響？ 答：三相異步電動機斷了一根電壓線后，則三相電源變成了單相電源，由于單 相電源所產(chǎn)生的磁場為脈動磁場，所以三相異步電動機不能正常啟動（原理同 單相異步電動機） 。而三相異步電動機在運行時斷了一根電源線，雖此時也為單 相運行，但因轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)動的，脈動磁場對轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生的作用力在兩方向上不 同，所以電動機仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動。這兩種情況對電動機均有很大的影響。二種情 12 況均為過載運行，長時間工作會損壞電動機。 13 第三章 直流電機 3-l直流電機中為何要用電刷和換向器，它們有何作用？ 答：在換向器的表面壓著電刷，使旋轉(zhuǎn)的電樞繞組與靜止的外電路相通，其作 用是將直流電動機輸人的直流電流轉(zhuǎn)換成電樞繞組內(nèi)的交變電流，進而產(chǎn)生恒 定方向的電磁轉(zhuǎn)矩，或是將直流發(fā)電機電樞繞組中的交變電動勢轉(zhuǎn)換成輸出的 直流電壓。 3-2簡述直流電動機的工作原理。 答：工作原理：當(dāng)直流電動機電樞繞組接至電源上時，根據(jù)電磁力定律，載流 導(dǎo)體在磁場中受電磁力的作用，產(chǎn)生了一個轉(zhuǎn)矩，在轉(zhuǎn)矩的作用下，電樞便按 逆時針方向旋轉(zhuǎn)起來。 3-3直流電動機的勵磁方式有哪幾種？畫出其電路。 按勵磁方式分為有（1）他勵；（2）并勵；（3）串勵；（4）復(fù)勵等四種，如 圖 37 所示。 14 15 3-10直流電動機一般為什么不允許采用全壓起動？ 答：因為他勵直流電動機電樞電阻 Ra 阻值很小，額定電壓下直接起動的起動 電流很大，通?？蛇_額定電流的 1020 倍，起動轉(zhuǎn)矩也很大。過大的起動電流 引起電網(wǎng)電壓下降，影響其他用電設(shè)備的正常工作，同時電動機自身的換向器 產(chǎn)生劇烈的火花。而過大的起動轉(zhuǎn)矩可能會使軸上受到不允許的機械沖擊。所 以全壓起動只限于容量很小的直流電動機。 3-11試分析他勵直流電動機電樞串電阻起動物理過程。 答：在電動機勵磁繞組通電后，電動機再接上額定電壓 UN，此時電樞回路串 人全部起動電阻起動，電動機從 a 點開始起動，轉(zhuǎn)速沿特性曲線上升至 b 點， 隨著轉(zhuǎn)速上升，反電動勢aCen 上升，電樞電流減小，起動轉(zhuǎn)矩減小，當(dāng) 減小至 Tst2 時，短接第 1 級起動電阻 Rst4,電動機由 R4 的機械特性切換到 R3 的機械特性。切換瞬間，由于機械慣性，轉(zhuǎn)速不能突變，電動勢 Ea 保持不變， 電樞電流將突然增大，轉(zhuǎn)矩也成比例突然增大，恰當(dāng)?shù)倪x擇電阻，使其增加至 Tst1，電動機運行點從 b 點過渡至 C 點。從 C 點沿 Cd 曲線繼續(xù)加速到 d 點， 切除第 2 級起動電阻 Rst3，電動機運行點從 d 點過渡到 e 點，電動機沿 ef 曲線 加速，如此周而復(fù)始，電動機由 a 點經(jīng) b、c 、d e、f、g、h 點到達 i 點。此時， 所有起動電阻均被切除，電動機進人固有機械特性曲線運行并繼續(xù)加速至 k 點。 在 k 點 TTL ，電動機穩(wěn)定運行，起動過程結(jié)束。 16 3-12他勵直流電動機實現(xiàn)反轉(zhuǎn)的方法有哪兩種？實際應(yīng)用中大多采用哪種方 法？ 答：直流電動機反轉(zhuǎn)的方法有以下兩種： （1）改變勵磁電流方向 （2）改 變電樞電壓極性 實際應(yīng)用中大多采用改變電樞電壓極性的方法來實現(xiàn)電動機 的反轉(zhuǎn)。 3-13他勵直流電動機電氣制動有哪幾種？ 答：常用的電氣制動方法有：能耗制動、反接制動和發(fā)電回饋制動。 3-14 何為能耗制動？其特點是什么？ 答：能耗制動是把正處于電動機運行狀態(tài)的他勵直流電動機的電樞從電網(wǎng)上切 除，并接到一個外加的制動電阻 Rbk 上構(gòu)成閉合回路。 其特點：（1）電樞電 壓 U0； （2）電樞電流為負值，其方向與電動狀態(tài)時的電樞電流反向； （3）電磁轉(zhuǎn)矩 T 與轉(zhuǎn)速 n 方向相反成為制動轉(zhuǎn)； （4）電動機把拖動系統(tǒng)的 動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑾脑陔姌谢芈返碾娮枭稀?3-15試分析電樞反接制動工作原理。 答：制動原理：電樞反接制動是將電樞反接在電源上，同時電樞回路要串接制 動電阻 RBk。 3-16 試分析倒拉反接制動工作原理。 答：制動原理：電動機運行在固有機械特性的 a 點下放重物時，電樞電路串入 較大電阻 Rbk，電動機轉(zhuǎn)速因慣性不能突變，工作點過渡到對應(yīng)的人為機械特 性的 b 點上，此時電磁轉(zhuǎn)矩 TTL 電動機減速沿特性曲線下降至 c 點。在負載 轉(zhuǎn)矩的作用下轉(zhuǎn)速 n 反向，Ea 為負值，電樞電流為正值，電磁轉(zhuǎn)矩為正值與轉(zhuǎn) 速方向相反，電動機處于制動狀態(tài)。稱為倒拉反接制動。 3-17何為發(fā)電回饋制動？其出現(xiàn)在何情況下？ 答：1）發(fā)電回饋制動：當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，即 nno 時，電樞電 動勢 Ea 大于電樞電壓 U，電磁轉(zhuǎn)矩 T 為制動性質(zhì)轉(zhuǎn)矩， 電動機向電源回饋電 能，此時電機運行狀態(tài)稱為發(fā)電回饋制動。2）其出現(xiàn)在位能負載高速下放和降 低電樞電壓調(diào)速情況下。 3-18他勵直流電動機調(diào)速方法有哪幾種？各種調(diào)速方法的特點是什么？ 答：他勵直流電動機的調(diào)速方法有：降壓調(diào)速、電樞回路串電阻調(diào)速；、減弱 磁通調(diào)速三種。 各種調(diào)速方法的特點是 ： 1電樞串電阻的特點： l）是基速以下調(diào)速，且串人電阻越大特性越軟； 2）是有級調(diào)速，調(diào)速的平滑性差； 3）調(diào)速電阻消耗的能量大，不經(jīng)濟； 4） 電樞串電阻調(diào)速方法簡單，設(shè)備投資少。 2降壓調(diào)速的特點： 1）調(diào)速性能穩(wěn)定，調(diào)速范圍廣； 2）調(diào)速平滑性好， 17 可實現(xiàn)無級調(diào)速； 3）損耗減小，調(diào)速經(jīng)濟性好； 4）調(diào)壓電源設(shè)備較復(fù)雜。 3減弱磁通調(diào)速的特點： l）調(diào)速范圍不大；2）調(diào)速平滑，可實現(xiàn)無極調(diào)速； 3）能量損耗小； 4）控制方便，控制設(shè)備投資少。 3-19試定性地畫出各種電氣制動機械特性曲線。 答： 18 第四章 常用控制電機 4-1 為什么交流伺服電動機的轉(zhuǎn)子電阻值要相當(dāng)大？ 答：交流伺服電動機在制造時，適當(dāng)加大轉(zhuǎn)子電阻可以克服交流伺服電動機的 “自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，同時還可改善交流伺服電動機的性能。 4-2 當(dāng)直流伺服電動機勵磁電壓和控制電壓不變時，若將負載轉(zhuǎn)矩減小，試問 此時電樞電流、電磁轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速將如何變化？ 答：當(dāng)直流伺服電動機勵磁電壓和控制電壓不變時，若負載轉(zhuǎn)矩減小，電磁轉(zhuǎn) 矩也減小，電樞電流減小，轉(zhuǎn)速上升。 4-3 如何改變兩相交流伺服電動機的轉(zhuǎn)向，為什么能改變其轉(zhuǎn)向？ 答：交流伺服電動機勵磁繞組的軸線與控制繞組的軸線在空間相差 90電角 度，勵磁繞組接在恒定電壓的單相交流電源上，改變控制繞組中電流的相位， 就可以改變伺服電動機的旋轉(zhuǎn)方向。 根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁動勢理論可知，旋轉(zhuǎn)磁動勢 的旋轉(zhuǎn)方向是從電流超前的那一相繞組的軸線轉(zhuǎn)到滯后的那一相繞組的軸線。 如果將交流伺服電動機控制電壓的相位改變 180電角度，則控制繞組與勵磁 繞組中的電流的超前滯后關(guān)系也會顛倒過來，原來的超前相變?yōu)闇笙?，原?的滯后相變?yōu)槌跋?，所以旋轉(zhuǎn)磁動勢的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向也隨之改 變了。 4-4 為什么直流測速發(fā)電機使用時不宜超過規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速？負載電阻又不 能低于額定值？ 答：直流測速發(fā)電機當(dāng)負載電阻較小或電樞電勢很大（轉(zhuǎn)速很高）時，測速發(fā) 電機的負載電流比較大，因而電樞反應(yīng)的去磁作用就比較顯著。電樞反應(yīng)會使 氣隙磁通減小，這就使直流測速發(fā)電機輸出特性的線性關(guān)系遭到破壞，造成線 性誤差。 為了使直流測速發(fā)電機輸出電壓與輕速的線性誤差不超過規(guī)定值， 在使用時轉(zhuǎn)速不應(yīng)超過產(chǎn)品的額定轉(zhuǎn)速，負載電阻不應(yīng)小于規(guī)定的額定電阻值。 4-5 何謂步進電動機的步距角 Q？一臺步進電動機可以有兩個步進角，如 3 /1.5是什么意思？ 答：控制繞組每改變一次通電狀態(tài)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度叫步距角 Q。對于采用三 相單三拍控制的步進電機的步距角為 30，采用三相六拍控制時步距角為 15。 這種結(jié)構(gòu)簡單的步進電機的步距角太大，不能滿足精度要求。為了減小步距角， 通常將轉(zhuǎn)子與定子磁極都加工成齒形結(jié)構(gòu)。 若步進電機轉(zhuǎn)子齒數(shù) Zr40 個， 齒沿轉(zhuǎn)子圓周均勻分布，齒了槽的寬度相等，定子上有六個磁極，每極的極弧 上各有五個齒，齒寬和槽寬相等。極上裝有控制繞組，相對的兩個磁極上的繞 組串聯(lián)起來再連接成三相星形。當(dāng)采用三相單三拍控制方式時，步距角為 19 如果按三相六拍運行時，則步距角為： 由上可知，一臺步進電機由于采用三拍或六拍不同的運行方式而可以有兩 個步距角。 4-6 什么是步進電動機的單三拍、六拍和雙三拍工作方式？ 答：步進電機中，控制繞組的通電狀態(tài)每切換一次叫做“拍” ，若每次只有一相 控制繞組通電，切換三次為一個循環(huán)為“ 三拍”，叫三相單三拍控制方式。雙三 拍控制方式是指每次同時有兩相控制繞組通電，通電方式是 UVVWWUUV，切換三次為一個循環(huán)，故稱三相雙三拍控制。 三相六 拍控制方式的通電順序是 UUVVVWWWUU。每改變一次通電狀 態(tài)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的角度只有雙三拍通電方式的一半。定子三相繞組經(jīng)六次換接完 成一個循環(huán)，故稱“ 六拍” 20 第五章 常用低壓電器 5-1 直流電磁機構(gòu)有何特點？ 答 直流電磁機構(gòu)具有如下特點： 1）直流電磁機構(gòu)銜鐵吸合前后吸引線圈勵 磁電流不變，但銜鐵吸合前后吸力變化很大，氣隙越小，吸力越大。 2）直流 電磁機構(gòu)吸引線圈斷電時，由于電磁感應(yīng)，在吸引線圈中產(chǎn)生很大的感應(yīng)電動 勢，其值可達線圈額定電壓的十多倍，將使線圈過電壓而損壞，應(yīng)設(shè)置放電電 阻。 5-2 交流電磁機構(gòu)有何特點？ 答：交流電磁機構(gòu)有如下特點： 1）交流電磁機構(gòu)電磁吸力瞬時值是脈動的， 在工頻下，1s 內(nèi)有 100 次過零點，會引起銜鐵的振動，產(chǎn)生噪音與機械損壞應(yīng) 加以克服。 2）交流電磁機構(gòu)電磁吸力平均值基本不變，即平均吸力與氣隙無 關(guān)。 3）交流電磁機構(gòu)在銜鐵尚未動作時的線圈電流是銜鐵吸合后線圈電流 （額定電流）的十倍左右。所以交流電磁機構(gòu)線圈通電后，若銜鐵卡住無法吸 合將因電流過大而燒壞線圈，或由于交流電磁機構(gòu)頻繁工作，即銜鐵頻繁吸合、 打開再吸合，也將使線圈電流過大，線圈發(fā)熱而燒壞線圈。 5-3 從外部結(jié)構(gòu)特征上如何區(qū)分直流電磁機構(gòu)與交流電磁機構(gòu)？怎么區(qū)分電壓 線圈與電流線圈？ 答：從外部結(jié)構(gòu)特征上，直流電磁機構(gòu)鐵心與銜鐵由整塊鋼或鋼片疊制而成， 鐵心端面無短路環(huán)，直流電磁線圈為無骨架、高而薄的瘦高型。交流電磁機構(gòu) 鐵心與銜鐵用硅鋼片疊制而成，鐵心端面上必有短路環(huán)，交流電磁線圈設(shè)有骨 架，做成短而厚的矮胖型。 電壓線圈匝數(shù)多，線徑較細，電流線圈導(dǎo)線粗， 匝數(shù)少。 5-4 三相交流電磁鐵有無短路環(huán)，為什么？ 答：三相交流電磁鐵無短路環(huán)。三相交流電磁鐵電磁線圈加的是三相對稱電壓， 流過三相對稱電流，磁路中通過的是三相對稱磁通，由于其相位互差 120，所 產(chǎn)生的電磁吸力零值錯開，其合成電磁吸力大于反力，故銜鐵被吸牢而不會產(chǎn) 生抖動和撞擊，故無需再設(shè)短路環(huán)。 5-5 交流電磁線圈誤接入對應(yīng)直流電源，直流電磁線圈誤接入對應(yīng)交流電源， 將發(fā)生什么問題，為什么？ 答：交流電磁線圈誤接入對應(yīng)直流電源，此時線圈不存在感抗，只存在電阻， 相當(dāng)于短路狀態(tài)，產(chǎn)生大的短路電流，立即將線圈燒毀。 直流電磁線圈誤接 入對應(yīng)交流電源，由于阻抗存在，使線圈電流過小，電磁吸力過小；銜鐵吸合 不上，時間一長，鐵心因磁滯、渦流損耗而發(fā)熱，致使線圈燒毀。 5-6 為什么交流電弧比直流電弧易熄滅？ 21 答：交流電弧主要存在電流過零點后防止電弧重燃，而直流電弧電流不存在過 零，將使直流電弧較交流電弧難以熄滅。 5-7 常用滅弧裝置有哪些？各應(yīng)用于何種情況下？ 答：常用滅弧裝置有： （1）橋式結(jié)構(gòu)雙斷口觸頭滅弧。常用于小容量交流接 觸器中。 （2）磁吹滅弧裝置。廣泛用于直流滅弧中。 （3）柵片滅弧裝置。常 用于交流電器中。 5-8 交流、直流接觸器是以什么定義的？交流接觸器的額定參數(shù)中為何要規(guī)定 操作頻率？ 答：接觸器是按主觸頭控制的電流性質(zhì)來定義為是交流還是直流接觸器。對于 交流接觸器，其銜鐵尚未動作時的電流為吸合后的額定電流的 56 倍，甚至高 達 1015 倍，如果交流接觸器頻繁工作，將因線圈電流過大而燒壞線圈，故要 規(guī)定操作頻率，并作為其額定參數(shù)之一。 5-9 接觸器的主要技術(shù)參數(shù)有哪些？其含義是什么？ 答；接觸器的主要技術(shù)參數(shù)有極數(shù)和電流種類，額定工作電壓、額定工作電流 （或額定控制功率） ，約定發(fā)熱電流，額定通斷能力，線圈額定電壓，允許操作 頻率，機械壽命和電壽命，接觸器線圈的起動功率和吸持功率，使用類別等。 1）接觸器的極數(shù)和電流種類 按接觸器主觸頭接通與斷開主電路電流種類，分 為直流接觸器和交流接觸器，按接觸器主觸頭個數(shù)又有兩極、三極與四極接觸 器。 2）額定工作電壓 接觸器額定工作電壓是指主觸頭之間的正常工作電壓值， 也就是指主觸頭所在電路的電源電壓。 3）額定工作電流 接觸器額定工作電流 是指主觸頭正常工作電流值。 4）約定發(fā)熱電流 指在規(guī)定條件下試驗時，電流 在 8h 工作制下，各部分溫升不超過 極限時接觸器所承載的最大電流。 5）額 定通斷能力 指接觸器主觸頭在規(guī)定條件下能可靠地接通和分斷的電流值。 6） 線圈額定工作電壓 指接觸器電磁吸引線圈正常工作電壓值。 7）允許操作頻率 指接觸器在每小時內(nèi)可實現(xiàn)的最高操作次數(shù)。 8）機械壽命和電氣壽命 機械 壽命是指接觸器在需要修理或更換機構(gòu)零件前所能承受的無載操作次數(shù)。電氣 壽命是在規(guī)定的正常工作條件下，接觸器不需修理或更換的有載操作次數(shù)。 9）接觸器線圈的起動功率和吸持功率 直流接觸器起動功率和吸持功率相等。 交流接觸器起動視在功率一般為吸持視在功率的 58 倍。而線圈的工作功率是 指吸持有功功率。 10）使用類別 接觸器用于不同負載時，其對主觸頭的接通 和分斷能力要求不同，按不同使用條件來選用相應(yīng)使用類別的接觸器便能滿足 其要求。 5-10 交流接觸器與直流接觸器有哪些不同？ 答：1）直流接觸器額定電壓有：110、220、440、660V ，交流接觸器額定電壓 22 有：127、220、380、500、660V。 2）直流接觸器額定電流有 40、80、100、150、250、400 及 600A；交流接觸器額定電流有 10、20、40、60、100、150、250、400 及 600A。 3）常用接觸器線圈額定電 壓等級為：交流線圈有 127、220、380V；直流線圈有 110、220、440V 。 4） 直流接觸器起動功率和吸持功率相等。交流接觸器起動視在功率一般為吸持視 在功率的 58 倍。 5-11 如何選用接觸器？ 答：1）接觸器極數(shù)和電流種類的確定 根據(jù)主觸頭接通或分斷電路的性質(zhì)來選 擇直流接觸器還是交流接觸器。三相交流系統(tǒng)中一般選用三極接觸器，當(dāng)需要 同時控制中性線時， 則選用四極交流接觸器。單相交流和直流系統(tǒng)中則常用 兩極或三極并聯(lián)。一般場合選用電磁式接觸器；易爆易燃場合應(yīng)選用防爆型及 真空接觸器。 2）根據(jù)接觸器所控制負載的工作任務(wù)來選擇相應(yīng)使用類別的接 觸器。如負載是一般任務(wù)則選用 AC3 使用類別；負載為重任務(wù)則應(yīng)選用 AC4 類別；如果負載為一般任務(wù)與重任務(wù)混合時，則可根據(jù)實際情況選用 AC3 或 AC4 類接觸器，如選用 AC3 類時，應(yīng)降級使用。 3）根據(jù)負載功率和操作情況 來確定接觸器主觸頭的電流等級。當(dāng)接觸器使用類別與所控制負載的工作任務(wù) 相對應(yīng)時，一般按控制負載電流值來決定接觸器主觸頭的額定電流值；若不對 應(yīng)時，應(yīng)降低接觸器主觸頭電流等級使用。 4）根據(jù)接觸器主觸頭接通與分斷 主電路電壓等級來決定接觸器的額定電壓。 5）接觸器吸引線圈的額定電壓應(yīng) 由所接控制電路電壓確定。6）接觸器觸頭數(shù)和種類應(yīng)滿足主電路和控制電路的 要求。 5-12 交流、直流電磁式繼電器是以什么來定義的？ 答：按繼電器線圈電流種類不同區(qū)分為交流電磁式繼電器與直流電磁式繼電器。 5-13 電磁式繼電器與電磁式接觸器在結(jié)構(gòu)上有何不同？ 答：電磁式繼電器在結(jié)構(gòu)上無滅弧裝置，有調(diào)節(jié)裝置。電磁式接觸器有滅弧裝 置，但無調(diào)節(jié)裝置。 5-14 何為電磁式繼電器的吸力特性與反力特性？它們之間應(yīng)如何配合？ 答：電磁式繼電器的吸力特征是指電磁機構(gòu)的電磁吸力與銜鐵和鐵心之間氣隙 的關(guān)系曲線。 電磁式繼電器的反力特征是指電磁機構(gòu)使銜鐵復(fù)位的力與氣隙的 關(guān)系曲線。 吸力特性與反力特性的配合：電磁機構(gòu)銜鐵吸合時，吸力必須始 終大于反力，但也不宜過大，銜鐵釋放時反力大于剩磁吸力。因此電磁機構(gòu)的 反力特性必須介于電磁吸力特性和剩磁吸力特性之間。 5-15 電磁式繼電器的主要參數(shù)有哪些？其含義如何？ 23 答：1）額定參數(shù) 繼電器的線圈和觸頭在正常工作時允許的電壓值或電流值稱 為繼電器額定電壓或額定電流。 2）動作參數(shù) 即繼電器的吸合值與釋放值。對 于電壓繼電器有吸合電壓 Uo 與釋放電壓 Ur；對于電流繼電器有吸合電流 Io 與 釋放電流 Ir。 3）整定植 根據(jù)控制要求，對繼電器的動作參數(shù)進行人為調(diào)整的 數(shù)值。 4）返回參數(shù) 是指繼電器的釋放值與吸合值的比值，用 K 表示。K 值 可通過調(diào)節(jié)釋放彈簧或調(diào)節(jié)鐵心與銜鐵之間非磁性墊片的厚度來達到所要求的 值。返回系數(shù)反映了繼電器吸力特性與反力特性配合的緊密程度，是電壓和電 流繼電器的主要參數(shù)。 5）動作時間 有吸合時間和釋放時間兩種。吸合時間是 指從線圈接受電信號起，到銜鐵完全吸合止所需的時間；釋放時間是從線圈斷 電到銜鐵完全釋放所需的時間。 6）靈敏度 靈敏度是指繼電器在整定值下動作 時所需的最小功率或按匝數(shù)。 5-16 過電壓繼電器、過電流繼電器的作用是什么？ 答：過電壓繼電器在電路中用于過電壓保護，過電流繼電器在電路中起過電流 保護。 5-17 能否用過電流繼電器來作電動機的過載保護，為什么？ 答：不能用過電流繼電器來作電動機的過載保護。這是因為三相異步電動機在 設(shè)計時是允許短時過載的，若用過電流繼電器作為過載保護時，只要電動機一 出現(xiàn)過載，過電流繼電器立即動作，電動機停轉(zhuǎn)，這不符合電動機的使用要求， 也使電動機因起動電流過大致使過電流繼電器動作而無法正常工作。 5-18 欠電壓、欠電流繼電器的作用是什么？ 答：欠電壓繼電器用于電路中作欠電壓保護。 欠電流繼電器起欠電流保護作用。 5-19 中間繼電器與接觸器有何不同？ 答：首先作用不同：接觸器是一種容量較大的自動開關(guān)電器，中間繼電器是在 電路中起增加觸頭數(shù)量和中間放大作用的控制電器，容量小。 第二結(jié)構(gòu)不同： 接觸器有主觸頭、輔助觸頭之分，中間繼電器觸頭容量相同且觸頭對數(shù)多。另 外，接觸器有滅弧裝置，中間繼電器無滅弧裝置。 5-20 何為通用電磁式繼電器？ 答：有的電磁式直流繼電器，更換不同電磁線圈可成為直流電壓繼電器，直流 電流繼電器及直流中間繼電器，若在鐵心柱套上阻尼套筒又可成為電磁式時間 繼電器，對于這類電磁式直流繼電器稱為通用繼電器。 5-21 如何選用電磁式繼電器？ 答：電磁式繼電器選用時應(yīng)考慮下面四點： 1）使用類別的選用 繼電器的典型 用途是控制接觸器的線圈，即控制交、直流電磁鐵。繼電器使用類別：AC-11 24 用來控制交流電磁鐵負載，DC-11 控制直流電磁鐵負載。 2）額定工作電流與 額定工作電壓的選用 繼電器在對應(yīng)使用類別下，繼電器的最高工作電壓為繼電 器的額定絕緣電壓，繼電器的最高工作電流應(yīng)小于繼電器的額定發(fā)熱電流。 選用繼電器電壓線圈的電壓種類與額定電壓值時，應(yīng)與系統(tǒng)電壓種類與電壓值 一致。 3）工作制的選用 繼電器工作制應(yīng)與其使用場合工作制一致，且實際操 作頻率應(yīng)低于繼電器額定操作頻率。 4）繼電器返回系數(shù)的調(diào)節(jié) 應(yīng)根據(jù)控制要 求來調(diào)節(jié)電壓和電流繼電器的返回系數(shù)。一般采用增加銜鐵吸合后的氣隙、減 小銜鐵打開后的氣隙或適當(dāng)放松釋放彈簧等措施來達到增大返回系數(shù)的目的。 5-22 空氣阻尼式時間繼電器由哪幾部分組成？簡述其工作原理。 答：空氣阻尼式時間繼電器由電磁機構(gòu)、延時機構(gòu)和觸頭系統(tǒng)三部分組成。 以通電延時型時間繼電器為例：當(dāng)線圈通電后，銜鐵吸合，活塞桿在塔形彈簧 作用下帶動活塞及橡皮膜向上移動，橡皮膜下方空氣室的空氣變得稀薄，形成 負壓，活塞桿只能緩慢移動，其向上移動速度由進氣孔氣隙大小決定。經(jīng)一段 延時后，活塞桿通過杠桿壓動微動開關(guān)，使其觸點動作，起到通電延時作用。 5-25 如何選用時間繼電器？ 答：1）根據(jù)電路控制要求來選擇通電延時型還是斷電延時型。 2）根據(jù)對延時 精度要求不同來選擇時間繼電器類型。 3）要注意電源電壓波動的影響。 4）要 注意環(huán)境溫度的影響。 5）要考慮操作頻率的情況。 6）要考慮延時觸頭種類、 數(shù)量和瞬動觸頭種類、數(shù)量是否滿足控制電路的要求。 5-26 星形接法的三相異步電動機能否采用兩相熱繼電器來作斷相與過載保護， 為什么？ 答：星形接法的三相異步電動機采用兩相熱繼電器就能實現(xiàn)電動機斷相與過載 保護，因為星形接線時，線電流等于相電流，流過電動機繞組的電流就是流過 熱繼電器熱元件的電流。 5-27 三角形接法的三相異步電動機為何必須采用三相帶斷相保護的熱繼電器 來作斷相與過載保護？ 答：對于三角形聯(lián)接的三相異步電動機在正常運轉(zhuǎn)時，線電流是相電流的 3 倍， 串接在電動機電源進線中的熱元件是按電動機的額定電流即線電流來整定的。 當(dāng)發(fā)生一相電源斷路時，流過跨接全電壓下的一相繞組電流等于 1.15 倍額定相 電流，而流過另兩相繞組串聯(lián)的電流僅為 0.58 倍的額定 相電流，這時流過未 斷相的那兩相電源線中的線電流正好為 3 倍額定相電流即為額定線電流，接在 電動機進線中的熱元件流過的是額定線電流，熱繼電器不動作，但流過全壓下 的一相繞組已流過 1.15 倍額定相電流，時間一長有過熱燒毀危險。所以，三角 形接法的三相異步電動機必須采用帶斷相保護的三相熱繼電器來作為斷相和過 25 載保護。 5-28 什么是熱繼電器的整定電流？ 答：熱繼電器的整定電流是指調(diào)節(jié)熱繼電器上的凸輪，進而調(diào)節(jié)補償雙金屬片 與導(dǎo)板的距離，達到調(diào)節(jié)熱繼電器整定動作電流的目的。所以整定電流是預(yù)先 設(shè)定的動作電流。 5-29 如何選用電動機過載保護用的熱繼電器？ 答：一般來說按電動機的額定電流來選擇熱繼電器的額定電流，但對于過載能 力較差的電動機，則按電動機額定電流的 0.60.8 倍來選擇熱繼電器的額定電 流。 5-30 速度繼電器的釋放轉(zhuǎn)速應(yīng)如何調(diào)整？ 答：速度繼電器的釋放轉(zhuǎn)速是通過調(diào)節(jié)反力彈簧的松緊程度來改變的。若將反 力彈簧壓緊，反力作用加大，則釋放轉(zhuǎn)速較高，否則反之。 5-31 熔斷器的額定電流、熔體的額定電流，熔體的極限分段電流三者有何區(qū) 別？ 答：熔斷器的額定電流也就是熔管額定電流，指長期工作熔管溫升不超過允許 溫升的最大工作電流。 熔體的額定電流是熔體長期工作，熔體不會熔斷的最 大電流。 熔體的極限分斷電流是指熔斷器可靠分斷的是最大短路電流。 熔管額 定電流等級較少，熔體額定電流等級較多，且一種電流規(guī)格的熔管內(nèi)可安裝等 于或小于熔管額定電流的多種規(guī)格的熔體。 5-32 熱繼電器、熔斷器的保護功能有何不同？ 答：熱繼電器主要用作電動機的斷相保護與長期過載保護。 熔斷器廣泛應(yīng)用 于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)及用電設(shè)備中作短路和過電流保護。 5-33 如何選擇熔體的額定電流？ 答：熔體額定電流對于負載平穩(wěn)無沖擊電流 的照明電路、電熱電路等按負載電流大小來確定熔體的額定電流。 對于有沖 擊電流的電動機負載電路，為起到短路保護又保證電動機的正常起動，其熔斷 器熔體額定電流的選擇分為下面三種情況來進行： 1）對于單臺長期工作電動 機：INP=（1.5 2.5）INM 式中：INP 熔體額定電流（A） ； INM 電 動機額定電流（A） 。 2）對于單臺頻繁起動電動機： INP=（33.5）INM 3）對 于多臺電動機共用一熔斷器保護時 INP=（1.5+2.5）INMmax+INM 式中： INMmax 多臺電動機中容量最大一臺電動機的額定電流（A ） ； INM 其 余各臺電動機額定電流之和（A） 。 5-34 低壓斷路器具有哪些脫扣裝置？各有何保護功能？ 答：低壓斷路器有分勵脫扣器，欠電壓、失電壓脫扣器，過電流脫扣器，熱脫 扣器。分勵脫扣器用來遠距離斷開電路；欠電壓、失電壓脫扣器用來實現(xiàn)欠電 26 壓與失電壓保護；過電流脫扣器用來實現(xiàn)過電流與短路電流保護；熱脫扣器用 來實現(xiàn)長期過載保護。 5-35 電動機主電路中接有斷路器，是否可以不接熔斷器，為什么？ 答：電動機主電路中接有斷電器?？梢圆唤尤蹟嗥鳌Ｒ环矫娴蛪簲嗦菲骶哂卸?路保護作用，更何況低壓斷路器短路保護要比熔斷器性能更為優(yōu)越，不會出現(xiàn) 單相運行狀況。 5-36 如何選用塑殼式斷路器？ 答：塑殼式低壓斷路器常用來作電動機的過載與短路保護，其選擇原則是； 1）斷路器額定電壓等于或大于線路額定電壓。 2）斷路器額定電流等于或大 于線路或設(shè)備額定電流。 3）斷路器通斷能力等于或大于線路中可能出現(xiàn)的最 大短路電流。 4）欠壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。 5）分勵脫扣器額定 電壓等于控制電源電壓。 6）長延時電流整定值等于電動機額定電流。 7）瞬 時整定電流：對保護籠型感應(yīng)電動機的斷路器，瞬時整