《电机及拖动基础》思考题与习题解答

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3-15 试画出Yd7、Yy10、Yy2、Yd3的三相变压器联结图。

解:Yd7有两解:

Yy10: Yy2:

Yd3有两解:

3-16 变压器为什么要并联运行?并联运行的条件有哪些?哪些条件必须严格遵守?

解:当要扩大用电量的时候,要在原有的基础上并联新的变压器,另外并联运行可以提高供电的可靠性、提高运行的经济性、减小总的备用容量;并联运行的条件

① 各台变压器的额定电压应相等,即各台变压器的电压比应相等;否则会出现环流。

② 各台变压器的联结组必须相同;否则大环流烧坏变压器。

③ 各台变压器的短路阻抗(或短路电压)的相对值要相等;否则变压器的利用率降低。(容量大的短路阻抗的相对值小些,利用率大些)

上述条件②必须严格遵守。

3-17 电压互感器和电流互感器的功能是什么?使用时必须注意什么?

解:电压互感器和电流互感器的功能是安全测量(与被测电路隔离)大电流、大电压。电压互感器使用时,二次侧绕组绝对不允许短路,铁心的二次侧绕组一端必须可靠接地等。电流互感器使用时,二次侧绕组绝对不允许开路,铁心的二次侧绕组一端必须可靠接地等。

第四章 三相异步电动机

4-1 三相异步电动机的旋转磁场是怎样产生的?

解:三相异步电动机的旋转磁场是三相对称电流通入三相对称定子绕组而产生的。

4-2 三相异步电动机旋转磁场的转速由什么决定?试问工频下2、4、6、8、10极的异步电动机的同步转速各为多少?频率为60Hz时的呢?

解:三相异步电动机旋转磁场的转速与电源频率成正比,与电动机的极对数成反比。工频下2、4、6、8、10极的异步电动机的同步转速各为3000、1500、1000、750、600r/mim;频率为60Hz下2、4、6、8、10极的异步电动机的同步转速各为:3600、1800、1200、900、720 r/mim。

4-3 旋转磁场的转向由什么决定?

解:在三相绕组空间排序不变的情况下,由三相电流的相序决定。

4-4 试述三相异步电动机的转动原理,并解释“异步”的意义。

解:当三相异步电动机接到三相交流电源上,气隙中产生旋转磁场,则静止的转子绕组便相对切割磁场,感应出电动势。转子绕组是闭合的,就有转子电流产生,该电流再与旋转磁场相互作用,便在转子绕组中产生电磁力f,而转子绕组中均匀分布的每一导体上的电磁力对转轴的力距之总和即为电磁转矩T,它驱动转子沿旋转磁场的方向旋转起来。三相异步电动机的转子转速最终不会加速到等于旋转磁场的转速。因为如果同步,转子绕组与旋转磁场之间没有相对运动,就不会感应电动势并产生电流,也不会产生电磁转矩使转子继续转动。所以转子的转速n总要略低于旋转磁场的转速n1,这就是异步电动机的“异步”由来。

4-5 若三相异步电动机的转子绕组开路,定子绕组接通三相电源后,能产生旋转磁场吗?电动机会转动吗?为什么?

解:若三相异步电动机的转子绕组开路,定子绕组接通三相电源后,能产生旋转磁场,转子绕组上感应电动势,但没有电流产生,所以没有电磁转矩产生,电动机不会转动。

4-6 何谓异步电动机的转差率?异步电动机的额定转差率一般是多少?起动瞬时的转差率是多少?转差率等于零对应什么情况,这在实际中存在吗?

解:转差(n1 -n)与同步转速n1的比值称为转差率。异步电动机的额定转差率sN一般为1.5%~5%。起动瞬时的转差率s=1,转差率s=0,是理想空载状态,这在实际中不存在。

4-7 一台三相异步电动机的fN?50Hz,nN?960r/min,该电动机的极对数和额定转

差率是多少?另有一台4极三相异步电动机,其sN=0.03,那么它的额定转速是多少?

解:因异步电动机额定转速nN略低于但很接近于对应的同步速,因此选择1000r/min的同步速,其极对数为

60f60?50 p???4750n1?nNn11000?960额定转差率:

sN???0.04n11000

对4极sN=0.05的电动机:

nN=n1(1-s)=1500×(1-0.05)r/min=1425r/min

4-8 简述三相异步电动机的结构,它的主磁路包括哪几部分?和哪些电路耦合? 解:三相异步电动机主要由定子和转子组成。定子主要由定子铁心、定子绕组和机座等构成。转子由转轴、转子铁心和转子绕组等所构成。三相异步电动机的主磁路包括:定子铁心中的定子齿槽和定子磁轭、转子铁心中的转子齿槽和转子磁轭、气隙,和定、转子电路耦合。

4-9 为什么异步电动机的定、转子铁心要用导磁性能良好的硅钢片制成?而且空气隙必须很小?

解:异步电动机的定、转子铁心要用导磁性能良好的硅钢片制成,则主磁路的定、转子铁心段的磁阻很小,使额定电压下产生主磁通的励磁电流小(建立磁场的无功分量小),运行时的功率因数高。空气隙很小也是为了主磁路的空气隙段的磁阻小。

4-10 一台△联结的Y132M-4异步电动机,其PN=7.5kW,UN=380V,nN=1440r/min,

?N=87%,cos?N?0.82,求其额定电流和对应的相电流。

解:I1N?PN3UN?NCos?NI1N3??7.5?1033?380?0.87?0.82?9.22A

?15.97A

? ?接法 ? I1N??15.973

4-11 何为60°相带绕组?对三相交流绕组有何基本要求?

解:(每个极距内属于同相的槽所占有的区域,称为相带。一个极距占有180?空间电角度,由于三相绕组均分,每等分为60?空间电角度,称为60?相带。)按60?相带排列的三相对称绕组称为60?相带绕组。

对三相交流绕组的基本要求

l) 交流绕组通过电流之后,必须形成规定的磁场极对数。

2) 三相绕组在空间布置上必须对称,以保证三相磁通势及电动势对称。 3) 交流绕组通过电流所建立的磁场在空间的分布应尽量为正弦分布。 4) 在一定的导体数之下,建立的磁场最强而且感应电动势最大。 5) 用铜量少;嵌线方便 ;绝缘性能好,机械强度高,散热条件好。

4-12 单层绕组有几种?它们的主要区别是什么?

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