电机与电气控制项目教程[殷建国][习题解答]项目1-2的答案

习题1

1、答：直流电机的电刷是连接内电路和外电路的装置，换向器可以实现交、直流电动势电流的转换。在直流发电机中，换向器连接的电枢元件在不同磁极下产生不同方向的交变电动势，而电刷位置是固定的，每个旋转到该位置的换向片输出电动势极性是一致的，通过静止的电刷可以得到极性固定的电枢电动势。在电动机刷间电压是直流，根据电磁力定律在旋转的电枢元件中，只有不断改变电流方向才能保证每根导体在任意时刻受到相同方向的电磁力，因此需要电刷和换向器将刷间的直流电转换成旋转元件中的交变电流，电枢才能连续旋转，保证电机正常运行。

2、（1）交流（2）直流

3、串励直流电动机的工作特性软，它的起动转矩较大，其理想空载转速为无穷大。串励电动机适合起动困难永不空载的情况。

4、主要有反抗性负载和位能性负载。反抗性负载转矩在任何时候都与电动机转向相反；位能性负载转矩方向始终不变。

5、有3种。（1）电枢回路串电阻：调速设备简单，操作方便。但属分级调速，平滑性差、轻载时调速范围小、损耗大、效率低。2）降低电源电压：可以实现无级调速，轻载或重载的调速范围不变，特性硬度较高，负载变化时稳定性好，损耗小效率高。但需要一套电压可连续调节的直流电源。3）弱磁调速：一般是基速以上的调速，调节方便、损耗小，可以实现无级调速。但转速不能升得太高，调速范围有限。通常与降压调速配合使用。

6、串电阻调速和降压调速属于恒转矩调速，弱磁调速属恒功率调速。

7、电动机调速方式与负载性质匹配是指恒功率负载采用恒功率调速方式，恒转矩负载采用恒转矩调速方式，这样就能保证在调速范围内电动机电流均保持额定值不变，可以充分利用电动机。如果电动机调速方式与负载特性不匹配时，电动机只能在n max或n min下运行时才能被充分利用，其他转速下I a将小于I N，不能充分利用，大马拉小车，造成资源浪费

8、不可以。转矩与电枢电流和磁通有关，在弱磁调速时如果要保证转矩不变，势必要加大电流，甚至超过额定值。这样长期运行将使电枢绕组过热严重，降低电动机的使用寿命。

9、10、题干有点问题。

11、改变任意两相电流的相序即可使旋转磁场反转

改变电流的频率或电动机的极对数可改变旋转磁场的转速。

12、脉振磁动势

余下两相绕组流过同一电流（没有相位差）

13、脉振磁动势

三相绕组通入的同相位电流，两相串联与另一相并联。

14、电动机转子将逆着磁场旋转方向旋转，转速接近同步转速。

15、电磁功率和转子电流基本不变，转子回路的铜损耗增加，轴输出功率减小。

16、简单方便，启动电流较大，起动转矩较小，仅适用于空载或轻载起动。电阻起动损耗较多电能不经济，适用于低压小功率电动机；定子串电抗起动主要用于高压大功率电动机。

17、反转

18、Y/YY联结属于恒转矩调速；Y/Δ接近恒功率调速

19、当频率较低定子电压比较低，定子绕组阻抗压降在定子电压中所占的成分就较大，这样就不能保证磁通近似不变。即磁通下降很多，转矩下降较多。

20、电动机的转速：n=n1(1-s)

在电动状态下，s 在0~1之间变化，在增大转子电阻Rc 时，s 增加表现为n 减小；在转子反向的反接制动时，s>1，表现为反转转速升高。

习题2

1、变压器额定值有S N 、I N 、U N 分别为额定容量、额定电流、额定电压。变压器

的额定容量S N 是变压器的额定视在功率；变压器的U 1N 、U 2N 是变压器一、二次额

定电压（三相绕组的线电压）；变压器额定电流I 1N /I 2N 是根据变压器的额定容量

和额定电压计算出来线电流；单相S N =U 1N I 1N 三相S N =3U 1N I 1N

2、额定电流为线电流： A U S I N

N N 2881035000311=⨯== A U S I N N

N 4583.635000322=⨯==

3、有4种

额定电压6/0.46kv

额定电压6/0.23kv

额定电压3/0.16kv

额定电压3/0.23kv

4、空载时二次侧开路，空载电流很小，所以空载损耗几乎完全是铁损；由于励磁阻抗很大，短路时可以看作是励磁支路断路，所以短路损耗就是消耗在铜损；变压器空载和负载时主磁通基本不变，所以铁损耗为不变损耗；铜损耗与负载电流的二次方成正比，为可变损耗，所以负载时的铜损与短路损耗差别较大。

5、电流互感器正常工作时相当于一台短路运行的升压变压器。使用时应注意：

（1）二次侧接地

（2）二次侧绝对不允许开路

（3）二次侧接入阻抗不能超过允许值

电流互感器二次侧开路时，一次侧的电流成为励磁电流，比正常的励磁电流大很多倍，使铁损耗急剧增加、变压器过热，同时二次侧出现高电压，不仅击穿绝缘也危及人身安全。为了减少误差，应将铁心磁通密度设计的很低。