答: 如果并励电路发生断路故障,若空载直流电动机将会出现“飞车”;若负载转矩较大,
则会出现因电枢电流过大而烧毁的后果。这是因为并励电路断路,主磁通为很小的剩磁磁通。感应电势很小,电枢电流很大;若电机所带负载很小,很大的电枢电流在很小的剩磁的作用下,将产生一定的电磁转矩,使电动机加速,只有电动机转速达到很高的危险转速(飞车)时,才可能感应出一定的电势去平衡电源电压,使电枢电流有所减小。若负载转矩较大,剩磁产生的转矩带不动,则电机将堵转,很大的堵转电流将很快使电枢绕组烧毁。 (答毕#)
5-4-4、在实际操作中,如何使并励电动机反转?如果反接它的两根电源线能否使它反转?
答: 在实际操作中,要使并励电动机反转可以单独反接它的并励绕组或单独反接它的电
枢绕组,使它的磁通或电枢电流两者之一改变方向,就能改变电磁转矩的方向,从而使其反转。如果反接它的两根电源线,由于磁通和电枢电流将同时改变方向,因而电磁转矩不能反向,不能使并励电动机反转。
(答毕#)
(第五章“解答”结束)
第六章.控制用电机 (6题)
6-1、改变交流伺服电动机的转动方向的方法有哪些?
答: 要改变交流伺服电动机的转动方向,可单独改变它的励磁绕组的接线(即,将其两
根引线脱开对调一下再接上);或可单独改变它的控制绕组的接线(即,将其两根引线脱开对调一下再接上)。也可不改变接线,仅通过控制装置,单使控制电压相位变反来实现。 (答毕#) 6-2、交流伺服电动机当控制电压为零时,为什么能够迅速停止?
答: 因为交流伺服电动机转子电阻很大,使发生最大电磁转矩的转差率sm>1。这样,
伺服电动机单相运行产生的合成转矩将和普通鼠笼转子的情况相反。转子电阻很大时,脉振磁场分解的正、反相旋转磁场在s>1时产生的电磁转矩将比在s<1时产生的转矩大,所以运行中,若交流伺服电动机控制电压为零,伺服电动机处于单相运行状态,此时与转子同向的旋转磁场产生的转矩将小于与转子反向的旋转磁场产生的转矩。因而总的合成电磁转矩将变成制动转矩,在电磁制动转矩的作用下,电动机就能够迅速停止。 (答毕#)
6-3、电动机的单相绕组通入直流电流,单相绕组通入交流及两相绕组通入两相交流电流各产生什么磁场?定子与转子间气隙的磁感应强度在空间怎样分布?在时间上又怎样变化?
答: 单相绕组通入直流电流,产生的是磁场方向不变的“直流”磁场;单相绕组通入交
流,产生的是脉振磁场;两相绕组通入两相交流电流,产生的是旋转磁场。定子与转子间气隙的磁感应强度在空间的分布为“平顶波”。在时间上的变化为:“直流”磁场和旋转磁场幅值不随时间变化;脉振磁场的幅值随时间按正弦规律变化。
(答毕#)
6-4、一台400Hz的交流伺服电动机,当励磁电压U1 = 110V,控制电压U2 = 0时,测得励磁绕组的电流I1 = 0.2A。若与励磁绕组并联一适当电容值的电容器后,测得总电流I的最小值为0.1A。(1) 试求励磁绕组的阻抗︱Z1︱和I1与U间相位差φ1 ; (2) 保证U1较U越前90°,试计算图6-1-2中所串联的电容值。
????解: (1)根据题意,并联一适当电容值的电容器C后,测得总电流I的最小值为0.1A
时,该回路处于并联谐振(R2= L/C),谐振时回路总等效电阻为:R0 = L/(CR)= R = U1/I
2
= 110/0.2;谐振前,︱Z1︱=(R+ XL2)1/2 = 110/0.1;于是Cosφ1=R/(R2+ XL2)1/2 = 0.5;φ1=60°。
(2)要保证U1较U越前90°,Sinφ=(1- Cos2φ1)1/2 = 0.751/2 = R/(R2+ XC2)
1/2
??;由于R/(R2+ XL2)1/2 = 0.5;2R2 = 1100;R2 = 550;∴0.75(550+ XC2)= 550;XC2 = 0.25×550/0.75;XC =(550/3)1/2 ≈ 13.54 = 1/(2πfC);C = 1/(13.54×800π)≈29.3859μF 。
答:(1)︱Z1︱和I1与U间相位差φ1为60°;(2)所串联的电容值约为29.4μF 。
(答毕#)
6-5、当直流伺服电动机的励磁电压U1 和控制电压(电枢电压)U2 不变时,如将负载转矩减小,试问这时电枢电流I2,电磁转矩T和转速n将怎样变化?
??答: 当直流伺服电动机的励磁电压
U1 和控制电压(电枢电压)U2 不变时,如将负载转
矩减小,则电枢电流I2和电磁转矩T都将随之减小,转速n将随之增大。这是因为负载转矩T2减小,T>T2,转速n将增大,电枢电势Ea随之增大,而电压不变,I2减小,T也减小。 (答毕#)
6-6、交流测速发电机的转子静止时有无电压输出?转动时为何输出电压与转速成正比,但频率却与转速无关?何谓剩余电压和线性误差?
答: 当交流测速发电机的转子静止时,励磁绕组在其轴线方向上产生的脉振磁通与输出
绕组的轴线垂直,因而不能在输出绕组中感应电势,也就无电压输出。转动时测速发电机(杯形)转子切割励磁绕组产生的脉振磁通,将在转子导体中感应电势、产生电流;此电流所产生的转子磁通与输出绕组基本一致,输出绕组与转子这部分导体的关系就如变压器原副绕组的关系一样,因而输出绕组将有电压输出。由于切割历次的转子导体感应的电势大小与励磁磁通和转子转速成正比,励磁磁通是脉振磁通(幅值不变,频率为励磁电源频率),所以感应的电势为交变电势,大小正比于转速,交变频率为励磁电源频率。再者,输出绕组的输出电压与此感应电势(按变压器原理)成正比。于是,结论为:输出电压幅值与转速成正比,电压的频率为励磁电源频率与转速无关。
剩余电压是指:交流测速发电机在额定励磁电压下,转速为零时输出的电压。虽然
理论上讲,转速为零输出的电压也为零。但实际上由于材料和工艺等方面的原因,剩余电压通常很难为零。线性误差是指:输出电压与转速之间存在的非线性关系。这是因为上述的“成正比”关系在分析中忽略了励磁电流的变化。实际上,测速发电机带负载后,输出绕组将流过电流,此电流也将产生磁通,并影响励磁绕组,从而使励磁电流发生变化,进而破坏“成正比”的线性关系,造成线性误差。
(答毕#)
6-7、什么是步进电动机的步距角?什么是单三拍通电方式?
答: 步进电动机每次通电工作其转子都将相应转动一个角度,这一过程称为称为一步,
工作时每一步步进电动机转子转过的角度称为步进电动机的步距角。步进电动机从一相绕组通电换接到另一相绕组通电称为“一拍”,每次只有一个绕组通电用“单”以示区别于每次有两个的“双”。所谓“单三拍”通电方式是指:步进电动机每次只有一个绕组通电,且完成一个轮流通电的周期需要三拍的工作方式。
(答毕#)
(第六章“解答”结束)
第七章.电力拖动基础 (20题) §7—1.电力拖动的基本概念 (书
P.89.,)
7-1-1、电力拖动系统的加速、减速或稳定运行等状态决定于什么?
答: 电力拖动系统的加速、减速或稳定运行等状态决定于电动机产生的电磁转矩与负载
转矩之差的取值(T-T2)。取值大于零,系统加速;取值小于零,系统减速;取值为零,系统稳定运行。
(答毕#)
7-1-2、起动瞬时若电动机的起动转矩等于系统的静负载转矩,能否起动起来?为什么?
答: 电动机不能起动。因为起动瞬时若电动机的起动转矩等于系统的静负载转矩,则系
统处于平衡状态,平衡状态是稳定状态,系统将继续保持静止不动(由牛顿定律也可知,合力[矩]为零时,系统将保持原有状态不变)。
(答毕#)
7-1-3、反抗性恒转矩负载与位能性恒转矩负载有什么不同?
答: 不同在于:反抗性恒转矩负载的转矩随转速的变反而变反;而位能性恒转矩负载的
转矩随转速的改变而改变。
(答毕#)
§7—2.交流电力拖动系统的调速 (书
P.92.,)
7-2-1、三相异步电动机有哪几种基本调速方法?
答: 三相异步电动机的基本调速方法有:(一)、改变转差率调速;(二)、改变同步转速
调速。改变转差率调速包括:1、鼠笼异步机的降压调速;2、绕线式异步机的转子串电阻调速。改变同步转速调速也可分为:1、鼠笼异步机的变极调速;2、变频调速,等。 (答毕#)
7-2-2、有几种方法使一台三相异步电动机实现三速的变极调速?
答: 使一台三相异步电动机实现三速的变极调速可以:1、采用三套极对数不同的交流绕
组一起装在同一个电机的铁心中实现;2、采用二套交流绕组一起装在同一个电机的铁心中,其中一套绕组为可变极绕组(可接成Y/YY或Δ/YY),与另一套绕组的极对数各不相同来实现。
(答毕#) 7-2-3、单绕组变极调速异步电动机变极的同时,如何保证转动方向不变?
答: 单绕组变极调速异步电动机变极的同时,只要将其定子绕组的相序也同时改变,即
可保证变极后的转动方向不变。这是因为,变极绕组为两个“半相”绕组,变极前三相绕组各差120°电角度;变极后,由于极对数增加一倍;三相绕组之间的电角度也将增加一倍,即变为三相绕组各差240°。也就是说,变极后的相序变反,因而要将三相定子绕组的相序加于改变,才可保证变极后的转动方向不变。
(答毕#)
§7—3.直流电力拖动系统的调速 (书
P.94.,)
7-3-1、直流电动机有哪些基本调速方法?它们与异步电动机的哪些调速方法相类似?
答: 直流电动机的基本调速方法主要有:1、电枢串电阻调速;2、弱磁调速;3、降压调
速等三种。它们分别与异步电动机的:1、绕线式转子串电阻;2、基频以上升频调速;3、基频以下降频调速等三种调速方法相类似。
(答毕#)
7-3-2、恒转矩负载电枢电路串电阻调速,是否串的电阻越大电枢电流越小、电阻的功耗越小?
答: 拖动恒转矩负载的电动机稳定运行时,其电枢电流只与负载转矩的大小有关,而与
电枢电阻无关。所以,电枢所串电阻的大小不影响电枢电流的大小;而电枢电阻增大,电阻的功耗不仅不能变小,反而会因电阻的增大而增大(功耗等于:电枢电流的平方与电阻的组值的乘积;电流不变,组值增大,则功耗增大)。
(答毕#)
7-3-3、为什么G-M和SCR-M调速系统有较宽的调速范围?
答: G-M和SCR-M调速系统都不仅可以改变电动机的电枢电压以实现降压调速,而且可
以改变电动机的励磁以实现弱磁调速。因而都有较宽的调速范围。 (答毕#)
7-3-4、直流G-M调速系统具有何种调速方式(恒转矩、恒功率或这两者相结合)的功能?
答: 直流G-M调速系统具有恒转矩与恒功率两者相结合的调速方式的功能。当系统通过
改变发电机输出电压使电动机在额定电压以下实现降压调速时,其调速方式为恒转矩调速;当系统通过改变电动机的励磁实现弱磁调速时,其调速方式为恒功率调速。因此,直流G-M调速系统具有恒转矩与恒功率两者结合调速的功能。
(答毕#)
§7—4.电力拖动系统的制动 (书
P.97.,)
7-4-1、电动机有几种制动方式?它们的制动特性曲线分别在T-n直角坐标的第几象限?
答: 电动机的电气制动方式主要有:1、反接制动:①、电源反接制动,(在
T-n直角坐标的第2、4象限);②、倒拉反接制动,(在第4象限);2、回馈(发电、再生)制动,(在第2、4象限);3、能耗制动,(在第2、4象限)。此外,电动机还有机械制动的制动方式。 (答毕#)
7-4-2、拖动反抗性负载的小容量三相异步电动机,从正转到反转的过程中都经历哪些运行状态?
答: 设:小容量三相异步电动机为鼠笼式,可以直接进行反接制动。从正转到反转的过
程中首先经历“电源反接制动”;当转速降为零后,进入“反向起动”直至与反抗性负载在反向的平衡点稳定运行。
(答毕#) 7-4-3、为什么大容量鼠笼异步电动机反转或停车一般不采用反接制动?
答: 因为大容量鼠笼异步电动机从电网输入的功率大,反接制动时轴上输入的机械功率
也很大,若反转或停车采用电源反接制动,则转子在制动时消耗的功率很大,产生的热量很多,很容易使电动机过热;而且转子在制动时也将产生很大的机械冲击。所以大容量鼠笼异步电动机反转或停车一般不采用反接制动。
(答毕#) 7-4-4、在制动方式中,哪种制动状态是稳定运行工作状态?
答: 在电气制动方式中,拖动位能性负载时,反向回馈(发电、再生)制动、倒拉反接
制动和反向能耗制动等状态都可能是稳定运行(匀速落货)工作状态。 (答毕#)
7-4-5、试分析图7-4-6的第2、4象限中,各段制动特性都是如何实现制动的?
答: ①、第2象限中的特性“1”:是电机在原来的特性“7”运行时,突然将电源反接,
流入电枢的电流及电机转子产生的电势同相,产生的电磁(制动)转矩与转速相反,电机处于电源反接制动状态;②、第2象限中的特性“5”和第4象限中的特性“6”:电机都处于能耗制动状态,“5”是电机在原来的特性“7”运行时,切断电源并接入能耗制动电阻后的情况,电机最终转速为零;“6” 是电机在位能性负载的拖动下,进入稳定的能耗制动状态;③、第4象限中的特性“2”:是电机带位能性负载,且电枢回路串大电阻,由于电磁转矩小于负载转矩,电机被拖入倒拉反接制动状态稳定运行;④、第4象限中的特性“8”(第4象限部分):是电机带位能性负载,且电机在反向工作,负载拖着电机在反向回馈制动状态下运行;⑤、第2象限中的特性“4”:是电机在正向回馈制动状态下的过渡过程(由于降压或其它原因使转速高于理想空载转速而出现的短时运行状态)。
(答毕#)
§7—5.电动机的温升与维护管理 (书
P.100.,)
7-5-1、电机铭牌上的额定温升是在什么条件下确定的?实际环境温度发生变化时应注意什么?
答: 电机铭牌上的额定温升是在标准环境温度的条件下确定的。实际环境温度发生变化
时应注意:若实际环境温度高于标准环境温度则应相应减小电动机的使用容量,以使电机运行时的温度不会超过容许温度;若实际环境温度低于标准环境温度,则可相应增加电动机的使用容量。
(答毕#)
7-5-2、电机停车后立即测量的热态绝缘电阻值与冷态时测量的有什么不同?
答: 电机停车后立即测量的热态绝缘电阻值是电机的最低绝缘电阻值,这一阻值几乎不
受环境温度的影响,因而可以用来判断电机的真实绝缘电阻的情况;而冷态时测量的绝缘电阻值则受环境温度的影响,在不同的环境温度下测量到的绝缘电阻值是不同的,因而很难作为用来判断电机的真实绝缘电阻的依据。这就是热态绝缘电阻值与冷态测量的绝缘电阻值的不同之处。
(答毕#)
7-5-3、从发热和散热的角度来说有那些不正常的因素影响电机的温升?
答: 从发热的角度来说,电机过载、绕组绝缘降低或短路、电压不正常、断相以及机械
故障等原因都可引起电机的损耗增大和发热量的增加;从散热的角度来说,机壳和绕组沉积灰尘和污物阻碍散热、风道阻塞,冷却量不足等原因都可引起电机的散热条件变差。电机的发热量增加和散热条件变差都会使电机的温升异常升高。
(答毕#)
7-5-4、有什么理由说电机可以允许短时过载?允许过载时间的长短决定于什么?
答: 电机短时过载,过载产生的热量还来不及使电机的温度增加,也就是说,短时间内
电机的温度还不会超过容许温度,因此可以允许电机短时过载。允许过载时间的长短决定于电机的温度达到容许温度的时间的长短。
(答毕#)
7-5-5、为负载配用新的电动机时需要注意哪些事项?
答: 为负载配用新的电动机时:除应注意额定电压、频率、功率、转速、绝缘等级和防
护等级外,要特别注意电机和负载的工作制以及对起动能力和过载能力的要求。 (答毕#)
(第七章“解答”结束)
第八章.继电 — 接触器控制 (28题) §8—1.常用控制电器 (书
P.106.,)
8-1-1、如图8-1-4所示的电子式时间继电器是如何整定延时时间的?
答: 如图8-1-4所示的电子式时间继电器延时时间的整定是通过调整可变电阻R1的阻值
来实现的。阻值调大,电容C2的充电时间延长,时间继电器的延时时间变长,反之则变短。 (答毕#) 8-1-2、简述感应式速度继电器的工作原理。
答: 感应式速度继电器工作时,其转子的永久磁铁的磁场切割镶有鼠笼式绕组的圆环,