《电机原理及拖动》交流部分习题答案.doc 33页

'第五章三相异步电动机原理5-1什么是空间电角度，它与空间几何角度有什么关系？答：一个圆的空间几何角度（也称机械角度）是360度。但从电磁的观点来说：电机转子在旋转时每经过一对磁极，其绕组感应的电量（如感应电动势）就相应地变化一个周期，因此，将一对磁极对应的空间几何角度定义为360度电角度。空间电角度与电机的极对数P有关，即：空间电角度=空间几何角度P。例：一台6极异步电机（P=3），其转子转一周就经过3对磁极，转子绕组中感应电动势交变3个周期，即：空间电角度=3603=1080度电角度。5-2绕组的短矩和分布为什么能消减高次谐波？答：短距系数：基波：谐波：短距对于基波电动势的影响很小，但对于高次谐波的短距系数可能很小，甚至为零，因此，短距能有效地消减高次谐波。分布系数：基波：谐波：相临元件所夹空间电角度对基波来说是，对于次谐波则为，因此相临元件的次谐波电动势相位差很大，完全可能使相量和大为减小，甚至为零。所以，分布能有效地消减高次谐波。5-3何谓相带，在三相电机绕组中为什么常采用600相带，而很少采用1200相带？答：按每相绕组在圆周上连续占有空间的电角度（俗称相带）分类：有120°相带、60°相带和30°相带等绕组。通常三相交流电机采用60°相带绕组。在相同串联导体数下,60°相带绕组感应电动势约比120°相带绕组的感应电动势大15％以上。30°相带绕组虽然可以进一步提高绕组利用率，但由于其绕组制造复杂，而感应电动势提高不多，故仅用在一些有特殊要求的场合，例如用于高效率电动机中。 在三相电机中采用600相带绕组可以产生比1200相带绕组高的感应电势，分布系数也大于1200相带，所以常采用600相带。5-4已知一个元件的两个元件边电动势分别为E1=10∠00，E2=10∠1500，求这个元件的短矩系数ky1，ky5。解：5-5将三个相邻元件串联成一个元件组，元件电动势分别为40∠00、40∠200、40∠400，求这个元件组的电动势及分布系数kp1。解：5-6一台三相交流电机，定子是三相对称单层绕组，已知极数2p=4，定子槽数Z1=36，并联支路数a=1，元件节距。（1）画出槽电动势星形图；（2）画出U相绕组展开图；（3）求基波绕组系数w；（4）如果每极磁通ф=0.0172Wb，频率f=50Hz，每个元件的匝数N=10，求基波相电动势。191102822034567891112131415161718363533323130292726252423222134aU1U2V1W2W1V2解：1、槽电动势星形图 2、U相绕组展开图计算参数：τ=Z/2p=36/4=9α=p×360°/Z=2×360°/36=20°q=z/(2pm)=36/(2×2×3)=3分相带U1--(1-10)--(2-11)--(3-12)--(19-28)--(20-29)--(21-30)–U2V1--(7-16)--(8-17)--(9-18)--(25-34)--(26-35)--(27-36)---V2W1--(13-22)--(14-23)--(15-24)--(31-4)--(32-5)--(33-6)--W2画U相绕组展开图U1123456789101112131415151718192021222324252627282930313233343536U23、4、5-7一台三相交流电机，定子是三相对称双层短矩绕组，已知极数2p=4，定子槽数Z1=36，α=1，。 （1）画出元件电动势星形图；（2）画出U相绕组展开图；（3）求基波和五次谐波绕组系数；（4）如果把该绕组改成两路并联（α=2），或四路并联（α=4），应该怎样改接线。191102822034567891112131415161718363533323130292726252423222134aU1U2V1W2W1V2解：1、元件电动势星形图2、U相绕组展开图计算参数：τ=Z/2p=36/4=9α=p×360°/Z=2×360°/36=20°q=z/(2pm)=36/(2×2×3)=3分相带U1--(1、2、3)–‘(10、11、12)’--(19、20、21)–‘(28、29、30)’–U2V1--(7、8、9)–‘(16、17、18)’--(25、26、27)–‘(34、35、36)’--V2W1--(13、14、15)–‘(22、23、24)’--(31、32、33)–‘(4、5、6)’--W2画U相绕组展开图U1123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536U2 3、4、α=2:U1123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536U2U1123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536U2α=4:5-8一台三相交流电机，2p=4，Z1=30，如在其上绕制三项对称双层短距绕组（不用1200相带），使并联支路数α=1，试合理地选择节矩y，绘出元件的电动势星形图及一相绕组的展开图。解：1、计算参数： τ=Z/2p=30/4=7.5α=p×360°/Z=2×360°/30=24°q=z/(2pm)=30/(2×2×3)=2.52、元件电动势星形图110220345678911121314151617181928302927262524232221aU1U2V1W2W1V23、分相带U1--(1、2、3)–‘(9、10)’--(16、17、18)–‘(24、25)’–U2V1--(6、7、8)–‘(14、15)’--(21、22、23)–‘(29、30)’--V2W1--(11、12、13)–‘(4、5)’--(26、27、28)–‘(20、21)’--W24、画U相绕组展开图U1U21234567891011121314151617181920212223242526272829305-9一台三相六极异步电动机，定子绕组联结成三路并联星形，额定电压为380V，问应该如何接，才能把它接到660V的电网上去？答：将定子绕组联结成三路串联形即可。分析：三路并联星形，额定电压为380V，则一路相电压为220V；将三路串联形即可承受660V线电压（等于相电压为660V）。5-10何谓时空函数，为什么说脉振磁动势和旋转磁动势都是时空函数？ 答：随时间变化又在空间分布的函数，称为时空函数。脉振磁动势和旋转磁动势都既随时间变化，同时其在空间分布，也就是说，它们都既是时间量，也是空间量。5-11怎样使旋转磁场反转，怎样改变旋转磁场的转速？答：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机的极对数可改变旋转磁场的转速（）。5-12怎样用空间矢量表示空间分布的正弦波？答：5-13证明两相对称绕组（空间位置差900电角度）流过两相对称电流（时间差900）时产生的是圆形旋转磁动势。证明：两相对称电流：两相对称绕组通入两相对称电流产生的两个脉振磁动势：显然，合成磁动势是沿轴正方向旋转的圆形旋转磁动势，其幅值等于单相脉振磁动势的幅值。5-14异步电动机定子三相绕组Y联接无中性线，说明一相断线后，定子产生的是何种磁动势？答：脉振磁动势。 分析：余下两相绕组流过同一电流（没有相位差）。5-15如果给一个三各相通入大小和相位均相同的单向交流电流（即），求绕组中产生的基波合成磁动势。解：三相对称绕组通入电流后的三个脉振磁动势：，，=5-16将三相集中绕组U1U2、V1V2、W1W2放在电机定子的同一个大槽内，如图所示，当绕组通入三相对称电流、、时，求绕组中产生的基波合成磁动势。解：方法参见5-15。5-17异步电动机定子三相绕组三角形联结，如果电源一相断线，试分析此时定子产生的是何种磁动势。答：脉振磁动势。分析：三相绕组通入的同相位电流，两相串联与另一相并联。5-18绕线转子异步电动机转子开路，试说明转子相电动势与定子相电动势 之间的相位关系。答：定、转子绕组位置一一对应，转子相电动势与定子相电动势的相位相同。分析：定、转子绕组处于同一旋转磁场内。5-19在推导异步电动机等效电路过程中，进行了哪些折算，折算所依据的原则是什么？答：依据原则：转子磁动势不变，目的：。电流（磁势平衡）、电势（电磁解耦）和阻抗（功率平衡）的折算。5-20异步电动机额定运行时，由定子电流产生的旋转磁动势相对于定子的转速是多少？相对于转子的转速又是多少？由转子电流产生的旋转磁动势相对于转子的转速是多少？相对于定子的转速又是多少？答：、、、。5-21异步电动机定子绕组与转子绕组在电路上没有直接联系，为什么输出功率增加时，定子电流和输入功率会自动随之增加？答：异步电动机定子电流为：随负载的增加，转子电流增加，转子电流为去磁作用，为保持电动机中磁动势基本不变（“恒压系统”），定子电流也要增加一个，用来平衡转子电流产生的磁动势。从而定子电流和输入功率随输出功率增加而自动增加。5-22试证明异步电动机无论工作在何种状态（包括电动状态，再生发电制动状态和反接制动状态），定转子旋转磁动势总是相对静止的。证明：定子磁动势相对于定子的转速：转子磁动势相对于转子的转速：转子磁动势相对于定子的转速：5-23异步电动机T形等效电路中电阻r2’(1-s)/s的含义如何？它是怎样得来的？能否用电感或电容代替，为什么？答： 5-24一台绕线转子异步电机，如将定子绕组短接，转子接至频率为f1电压等于转子额定电压的三相电源上去，为什么？5-25一台绕线转子异步电机，如将定子接入频率为f1的三相电源，转子接入频率为f2的三相电源，如果电机能够稳定运行，转速可有几种情况？数值各是多少？5-26异步电动机，PN=75kW，UN=380V，IN=139A，nN=975r/min，cosфN=0.87，fN=50Hz，试问该电机的极对数p，额定转差率sN和额定负载时的效率ηN各为多少？解：（1）因nN=975r/min，则n1=1000r/min故p=60f/n1=3000/1000=3（2）(3)5-27一台异步电动机，输入功率P1=8.6kW，定子铜损耗pcu1=425W，铁损耗pFe=210W，转差率s=0.05，试求电磁功率PM，转子铜损耗pCu2和总机械功率Pm。解：（1）PM=P1-pcu1-pFe=8600-425-210=7965W（2）pCu2=sPM=398.25W（3）Pm=（1-sPM）=7566.75W5-28绕线转子异步电动机，PN=30kW，U1N=380V定子Y联结，nN=578r/min，定子绕组每相串联匝数N1=80匝，kω1=0.93，转子绕组每相串联匝数N2=30匝，kω2=0.95，已知参数r1=0.123Ω，x1=0.127Ω，r2=0.0176，x2=0.127Ω，rm=1.9Ω，xm=9.8Ω。（1）计算转子阻抗折算值r’2,x’2；（2）用简化等效电路计算额定电流I1N。（3）求额定时的功率因数cosφN效率ηN。解：（1）（2） （3）5-29三相异步电动机，PN=28kW，UN=380V，nN=950r/min，cosφN=0.88，fN=50Hz，额定运行时pcu1+pFe=2.2kW，pm=1.1kW忽略ps，试求：（1）额定转差率sN；（2）总机械功率Pm，电磁功率PM和转子铜损耗pCu2；（3）输入功率P1及功率ηN；（4）定子额定电流I1N。解：（1） （2）Pm=PN+pm+ps=PN+pm=29.1kWpcu2=sN*PM=0.0530.63=1.53kW（3）P1=PM+pcu1+pFe=30.63+2.2=32.83kW（4）5-30一台四极异步电动机，P1=10.7kW，pCu=450W，pFe=220W，s=0.029，求该电动机的电磁功率PM，转子铜损耗pCu，总机械功率PM及电磁转矩T。解：PM=P1-pcu1-pFe=10.7103-450-200=10050Wpcu2=sPM=0.02910050=291.45WPm=（1-s）PM=（1-0.029）10050=9758.5WTN=9.55PM/n1=9.5510050/1500=63.96N.m5-31三相异步电动机，已知PN=10kW，UN=380，nN=1455r/min，额定运行时pcu1+pFe=205W，求（1）转差率sN；（2）总机械功率Pm和转子铜损耗pCu2；（3）输出转矩T2N，空载转矩T0和电磁转矩T。解：（1）（2）Pm=PN+pm+ps=10+0.205=10.205kW（3）T2N=9550PN/nN=955010/1455=65.64N.mT0=(pm+ps)/nN*9550=95500.205/1455=1.35N.mTN=T2N+T0=65.64+1.35=66.99N.m另：TN=9550Pm/nN=955010.205/1455=66.98N.m 5-32一部电动机的电磁转矩是转子电流在磁场中受力产生的，为什么异步电动机起动初瞬（n=0）电流为额定电流的4-5倍以上，可是起动转矩只有额定转矩的1-1.5倍左右？参考答案：在电机起动瞬间，转子尚未转动，旋转磁场以同步速度切割转子导体，使转子中感应出很大的电动势，其值约为额定负载时转子电势的20倍。由于起动时转子电流频率较高，漏感抗较大，因此，起动电流可达其额定电流的5～8倍。转子电流增加，必然引起定子电流增加，其值约为额定电流的4～7倍。尽管起动电流很大，转子电路的功率因数很低，起动转矩只有额定转矩的0.8～1.5倍(相对大电流而言)。类似的问题：为什么三相异步电动机起动电流大，转矩却不大？参考答案：启动电流很大的原因是：刚启动时，转差率s最大，转子电动势E也最大，因而启动电流很大。启动转矩不大的原因有两方面：一是因电磁转矩取决于转子绕组电流的有功分量，启动时，s=1，转子漏电抗最大，转子侧功率因数很低（0.3左右），因而，启动时转子绕组电流有功分量很小；二是启动电流大又导致定子绕组的漏阻抗压降增大，若供电电源容量小，还会导致电源输出电压下降，其结果均使每极气隙磁通量下降，进而引起启动转矩的减小。5-33一台异步电动机PN=3kW,UN=380V,IN=7.2A,定子星形联结，r1=2Ω,空载试验数据如下：U0=380V,I0=3.64A,p0=264W,机械损耗pm=11W,附加损耗忽略不计。短路试验数据为Uk=100V,Ik=7A,pk=470W,认为x1=x2’,求r2’,x1,x2’,rm,xm。解： 第六章三相异步电动机的电力拖动6-1三相异步电动机的机械特性。当0＜S＜Sm时，电磁转矩T随S增加而增大，Sm＜S＜1时电磁转矩随S增加而减小，这是为什么？6-2什么是异步电动机的固有机械特性？什么是异步电动机的人为机械特性？6-3三相异步电动机最大转矩的大小与定子电压有什么关系？与转子电阻有关吗？异步电动机可否在最大转矩下长期运行？为什么？6-4绕线转子异步电动机拖动恒转矩负载运行时，若增大转子回路外串电阻，电动机的电磁功率，转子电流，转子回路的铜损耗及其轴输出功率将如何变化？6-5三相异步电动机拖动恒转矩负载运行在额定状态，TL=TN。如果电压突然降低，那么，电动机的机械特性以及转子电流将如何变化？6-6为什么三相异步电动机定子回路串入三相电阻或电抗时最大篆矩和临界转差率都要减小？6-7容量为几千瓦时，为什么直流电动机不允许直接启动而三相笼型异步电动机却可以直接启动？6-8笼型异步电动机起动电流大而起动转矩却不大，这是为什么？6-9笼型异步电动机能否直接启动主要考虑哪些条件？不能能直接起动时为什么可以采用减压启动？减压起动时对起动转矩有什么要求？6-10定子串电阻或电抗减压起动的主要有缺点是什么？适用什么场合？6-11三相笼型异步电动机的额定电压为380/220V，电网电压为380V时，能否采用Y-D空载起动？6-12采用自耦变压器减压起动时，如果自耦变压器的电压比为kA，电动机的初启动电流、初始起动转矩以及电网供给的最大起动电流等与直接启动相比较各降低多少？自耦变压器减压启动的主要有缺点是什么？适用于什么场合？6-13为什么深槽及双笼转子异步电动机的堵转转矩大？6-14绕线转子异步电动机起动时，转子串入适当的电阻是起动电流减小了，而起动转矩反而增大了，这是为什么？如果把电阻串在定子电路中或在定子电路中串入电抗是否也能起到减小起动流，增大起动转矩的作用？转子串电阻启动主要用于什么场合？6-15三相绕线转子异步电动机转子串频敏变阻器起动时，其机械特性有什么特点？为什么？频敏变阻器和铁心为什么用厚钢板而不用硅钢片？6-16为什么变极调速适合于笼型异步电动机而不适合于绕线转子异步电动机？6-17三相异步电动机改变极对数后，若电源的相序不变，电动机的旋转方向会怎样？6-18YY-Y联结和YY-D联结的变极调速都可以实现二极变四极，为什么前者属于恒转矩调速方式而后者却接近恒功率调速方式？6-19异步电动机拖动恒转矩负载运行，采用降压调速方法，在低速下运行时会有什么问题？ 6-20异步电动机定子降压调速和转子串电阻调速同属消耗转差功率的调速方法，为什么在同一转矩不减压调速是转子电流增大，而转子串电阻调试时转子电流却不变？6-21三相异步电动机在基频以下变频调速时，如果只降低电源频率而电源电压的大小为额定值不变是否可以？为什么？6-22三相异步电动机保持E1/f1=常数，在基频以下变频调速，其不同频率下的机械特性有什么特点？6-23三相异步电动机保持U1/f1=常数，在基频以下变频调速时，为什么在较低的频率下运行时其过载能力下降较多？6-24三相异步电动机2p=4，nN=1440r/min在额定负载下，保持E1/f1=常数，将定子频率降至25Hz时，电动机的调速范围和静差率各是多少？6-25三相异步电动机基频以上变频调速，保持U1=UN不变时，电动机的最大转矩将如何变化？能否拖动恒转矩？为什么？6-26为什么三相异步电动机串级调速时效率较高？6-27笼型异步电动机采用反接制动时为什么每小时的制动次数不能太多？6-28三相绕线转子异步电动机拖动恒转矩负载运行，在电动状态下增大转子电阻时电动机的转速降低，而在转速反向的反接制动时增大转子外传电阻会使转速升高，这是为什么？6-29是否可以说“三相异步电动机只要转速超过同步转速就进入回馈制动状态”？为什么？6-30试说明突然降低三相异步电动机定子频率是电动机的降速过程？6-31三相异步电动机能耗制动时，保持通入定子绕组的直流电流恒定，在制动过程中气隙磁通是否变化？如何变化？6-32三相异步电动机能耗制动时，制动转矩与通入定子绕组中的直流电流有何关系?转子回路电阻对制动开始时的制动转矩有何影响？6-33一台三相六极笼型异步电动机的数据为：UN=380V，nN=975r/min，fN=50Hz，钉子绕组Y联结，r1=2.08Ω，r2‘=1.53Ω，x1=3.12Ω，x2‘=4.25Ω，试求：（1）额定转差率；（2）最大转矩；（3）过载能力；（4）最大转矩对应的转差率。6-33（1）SN=(1000-957)/1000=0.043(2) (3)过载能力（4）6-34一台三相绕线转子异步电动机的数据为PN=75Hz，nN=720r/min，I1N=148A，ηN=90.5%，cosφN=0.85，λm=2.4，E2N=213V，I2N=220A。求：（1）额定转差率；（2）最大转矩；（3）过载能力；（4）最大转矩对应的转差率。6-34(1)TN=9550PN/nN=9550*75/720=995N.m(2)Tmax=TN=2.4*995=2388N.m(3)(4)(5) 6-35一台三相绕线转子异步电动机，额定数据为PN=16kW，U1N=380V，定子绕组Y联结，E2N=223.5V，I2N=47A，nN=717r/min，λm=3.15。电动机拖动恒转矩负载TL=0.7TN，在固有机械特性上稳定运行。当突然在转子电路中串入三相对称电阻R=1Ω，求：（1）在串入转子电阻瞬间电动机产生的电磁转矩；（2）电动机稳定运行后的转速n，输出功率P2，电磁功率PM及外串电阻R上消耗的功率；（3）在转子串入附加电阻前后的两个稳定状态下，电动机转子电流是否变化？6-35（1）基本数据：TN=9550PN/nN=9550*16/717=273.11N.mTC：SC=SA=0.7SN=0.7*0.044=0.0308(2)(3)不变（转子电流不变） 6-36一台绕线转子异步电动机的铭牌数据为PN=75KW，U1N=380V,nN=1460r/min,I1N=144A,E2N=399V,I2N=116A,λm=2.8,负载转矩TL=0.8TN。如果要求电动机的转速为500r/min，求转子每相应串入的电阻值。6-36当T=0.8TN时s1=0.8*SN=0.0213当n=500r/mins2=(1500-500)/1500=0.667转子电阻转子外串电阻6-37一台三相笼型异步电动机技术数据如下：PN=320KW，UNT=6000V,nN=740r/min,I1N=40A,Y联结，cosφN=0.83,堵转电流倍数KI=5.04,堵转转矩倍数KT=1.93,过载倍数λm=2.2。试求：（1）直接起动时的初始起动电流和初始起动转矩；（2）把初始起动电流限定在160A时,定子回路每相应串入的电抗是多少？初始起动转矩是多大？6-37（1）初始启动电流：初始启动转矩：（2）电流减小倍数令rK=0.3IK=17.18*0.3=5.15 Tst=TKN*a2=7970.38*(160/201.6)2=5020.39N.m6-38三相笼型异步电动机，已知UN=380V,nN=1450r/min,IN=20A,D联结，cosφN=0.87，ηN=87.5%,KI=7,KT=1.4,最小转矩Tmin=1.1TN./。试求：（1）轴输出的额定转矩；（2）电网电压降低到多少伏以下就不能拖动额定负载起动？（3）采用Y—D起动时初始起动电流为多少？当TL=0.5TN时能否起动？（4）采用自耦变压器降压起动，并保证在TL=0.5TN时能可靠起动，自耦变压器的电压比kA为多少？电网供给的最初起动电流是多少？6-38(1)(2)设：电网压降系数为a时，不能直接额定负载起动由图Tmin下降—〉到TL时则不能起动即：a2=TN/Tmin=TN/1.1TN=0.9U最小<=a*UN=0.95*380=360V当电压降到360V，则不能起动额定负载（3）TST’=1.4/3*TN<0.5TNTL=0.5TN时，不能启动（4）kA=1.67网电流：6-39某生产机械所用三相绕线转子异步电动机技术数据为：PN=28KW，I1N=96A,nN=965r/min，E2N=197V,I2N=71A,定转子绕组均为Y联结，λm=2.26。若拖动TL=230N.m的恒转矩负载，采用转子串电阻分级起动，试确定起动级数并计算各级启动电阻的数值。 6-40某笼型异步电动机技术数据为：PN=11KW，UN=380V，IN=21.8A,nN=2930r/min，λm=2.2，拖动TL=0.8TN的恒转矩负载运行。求：（1）电动机的转速；（2）若降低电源电压到0.8UN时电动机的转速；（3）若频率降低到0.8fN=40Hz,保持E1/f1不变时电动机的转速。6-40(1)TL=0.8TN时转速临界转差率：TL=0.8TN时转差率：s=0.0194电机转速n=(1-s)n1=(1-0.0194)*3000=2941.8r/min(2)降压调速转速计算降压后最大转矩Tmax’=0.82*λmTN=0.8*2.2TN=1.408TN降压后的转差率s2为s2=0.0302n2=(1-s2)n1=(1-0.0302)*3000=2909.4r/min(3)变频降速的转速n3因为E1/f1=c所以特性平行所以自然特性上转速降 变频后的n1’=0.8n1=0.8*3000=2400r/min变频的转速n3=n1’-=2400-58.2=2431.8r/min6-41一台绕线转子异步电动机有关数据为：PN=75KW，UN=380V，nN=976r/min，λm=2.05，E2N=238V，I2N=210A。转子回路每相串入电阻为0.05Ω，0.1Ω，0.2Ω时，求转子串电阻调速的：（1）调速范围；（2）最大静差率；（3）拖动恒转矩负载TL=TN时的各级转速。6-41(1)调速范围应按最低可能速度计算所以：(2)最大静差率：异步机的转差率，即静差度。最大静差度即最低转速nT=Tn的转差率（3） 各档速为nN,n1,n2,n3如上所求。6-42一台笼型三相异步电动机PN=75KW，UN=380V，nN=980r/min，λm=2.15，采用变频调速，保持E1/f1恒定，若调速范围与上题相同，试计算：（1）最大静差率；（2）频率为40Hz，30Hz时电动机的转速。6-42（1）要求调速范围与上题相同即D=1.46E1／f1=C，变频机械特性如图不变:则与6-41题比较上题=0.33本题=0.029相对较小，这是变频的优点。（2）f1=40Hz时转速（各特性不变）当f1=30Hz时转速6-43一台绕线转子异步电动机PN=30KW，nN=726r/min，U1N=380V，E2N =285V，I2N=65A，λm=2.8。该电动机拖动反抗性恒转矩负载，TL=0.8TN，在固有机械特性上运行，现采用反接制动停车，制动开始时在转子电路中每相串入2.12Ω电阻。试求：（1）制动开始瞬间电动机产生的电磁转矩；（2）制动到n=0时不切断定子电源，也不采用机械制动措施，求电动机的最后稳定转速。6-43（1）(2)另解： 6—44电动机的数据与习题6—43相同，并已知转子的额定铜损耗为1500w，风阻摩擦和杂散损耗之和为1050w，该电动机拖动起重机的提升机构。采用转子反向的反接制动下放中午。已知电动机的负载转矩TL=TN，转子回路每相串入电阻R=3.1Ω，试求（1）电动机的转速；（2）转子外串电阻上的功率损耗；6-44原题转子额定损耗1500W不合理，应为1027KW（1）(2)(3)全机电刷6-45 自然特性Sm：（1）TSt=1.5TN时，转子串电阻的值RC1与RC2由S=f（T）：其中当S=1时T=TSt1=.5TN如图Sm=Sm1,Sm2均合理即Sm1=0.35，Sm2=2.85均合理外串电阻其中（2）求反接制动停车起始制动转矩为2TN时应串电阻RC3起始转差率：SB=2-SA=2-0.04=1.96（图中Sm4不合理） 6-46（1）时，线性化（2）自然特性上反响回馈下放重物的转速nB按线性转差率SB=-0.66SN，相应的nB：（3）n=-280r／min，转子串电阻R2转自电阻：(4)重物在空间静止（不用挂闸）电阻计算 M点：N点：电阻值在0.639-0.87之间时，重物可在电子外转矩作用下，静止于空中。 第七章同步电动机7-1为什么同步电动机只能运行在同步转速，而异步电动机不能在同步转速下运行？7-2何为双反应法，为什么分析凸极同步电动机时要用双反应法，而分析隐极同步电动机不用？7-3一台凸极同步电动机，假如它的电枢反应磁动势两个分量Fad和Faq有相同的量值，它们分别产生的磁通Фad和Фaq大小是否相等，如果不等，哪一个有较大的数值，为什么？7-4说明xσ,xa,xe,xad,xd,xaq,xq分别是什么电抗，各与哪些磁路有关，相互之间有什么关系？7-5说明功角θ的物理意义。7-6试分析同步电动机负载增加时转矩的自动平衡过程，他与异步电动机和直流电动机有何不同？7-7说明矩角特性式（7-15）中转矩的两个分量T’和T’’的意义。7-8结合图7-15说明有功功率恒定时的励磁调节，何为正常励磁、过励磁和欠励磁状态，它们的无功功率有何不同？7-9何谓同步补偿机，它起什么作用，为什么它总是工作在过励磁状态。7-10同步电动机在异步起动过程中，直流励磁绕组为什么不能送直流电流、不能开路、也不宜直接短路？7-11分析同步电动机在异步起动过程中的单轴转矩，它对起动有何不利影响，怎样克服？7-12一台隐极同步电动机，额定状态时功角θ=30o，（1）求此时电机的过载能力；（2）负载转矩不变，要想提高它的过载能力使λ=4，求励磁电流应增加到原值的几倍（假定E0∝If）。7-13同步电动机PN=1300kW，UN=6000V，定子Y联结，IN=152A，nN=150r/min，ηN=0.915，同步电抗xd=xo=22.8Ω（额定时Ì超前于Ù）。（1）求额定的功率因数cosφN；（2）求额定时电动机向电网提供的无功功率；（3）电动机原工作在额定状态，减小负载使输出有功功率变为1000kW；If,η均不变，求定子电流I及向电网提供的无功功率。7-14同步电动机PN=6300kW，UN=10000V，定子Y联结，IN=417A，cosφN=0.9（超前）。额定励磁电流If=404A，假定xd=xo==14Ω，E0∝If,（1）求额定效率ηN；（2）求额定时电动机向电网提供的无功功率；（3）保持PN不变，减小If，使cosφ=1，求此时的定子电流I和励磁电流If，（η不变）；（4）电动机原工作在额定状态，保持If不变，使输出功率降为4000 kW，假定电动机效率不变，求此时的定子电流及电动机向电网提供的无功功率；（1）保持P为4000kW，（η仍不变）调If，使电流I=417A，求此时的If及电动机向电网提供的无功功率，假定E0∝If。 第八章控制电机8-1为什么直流测速发电机有最高转速和最小负载电阻的限制？8-2有哪些因素能引起直流测速发电机的误差，怎样消除？8-3说明交流测速发电机的工作原理。8-4在分析交流测速发电机的工作原理时，变压器电动势与速率（切割）电动势交织在一起，说明哪些是变压器电动势，哪些是速率电动势？8-5什么是交流伺服电动机的调节特性？给出用标幺值的表示的调节特性曲线组？8-6说明交流伺服电动机，如果两相绕组对称，外加两相电压不对称，将产生椭圆形旋转磁场。8-7什么是交流伺服电动机的自转现象，如何消除？8-8说明正，余旋转变压器的工作原理。8-9说明正，余旋转变压器转子边补偿和定子边补偿的工作原理？8-10简要说明力矩式自整角机的自整步原理？8-11说明控制式自整角机发送机和接送机（自整角变压器）初始位置是如何规定的，与力矩式自整角机有何不同？8-12说明反应式步进电动机的静态稳定区和动态稳定区。 第九章电力拖动系统中电动机的选择9-1确定电动机额定功率时主要应考虑哪些因素？答：一、电动机的发热及温升；二、电动机的短时过载能力。对于笼型异步电动机还应考虑起动能力。9-2电动机额定功率选得过大和不足时会引起什么后果？答：选小：电动机经常在过载状态下运行，会使它因过热而过早地损坏；还有可能承受不了冲击负载或造成起动困难。选大：增加设备投资；电动机经常在欠载下运行，其效率及功率因数等力能指标变差，浪费电能，增加了供电设备的容量，使综合经济效益下降。9-3电动机的温度，温升及环境温度三者之间的关系？9-4电动机的发热和冷却过程中，其温升各按什么规律变化？9-5电动机的发热时间常数的物理意义是什么？它的大小与哪些因素有过？9-6为什么说电动机运行时的稳定温升取决于负载的大小？9-7什么是电动机的工作制？，及三种工作制的电动机及其发热的特点？答：电动机的工作制：对电动机承受负载情况的说明，包括起动、电制动、空载、断电停转以及这些阶段的持续时间和先后顺序。S1工作制：即连续工作制，电动机在恒定负载下持续运行。其工作时间足以使电动机的温升达到稳定温升。S2工作制：即短时工作制，电动机拖动恒定负载在给定的时间内运行。其工作时间不足以使电动机的温升达到稳定温升，随之即断电停转足够时间，使电动机冷却到与冷却介质的温差在2K以内。S3工作制：即断续周期工作制，电动机按一系列相同的工作周期运行，周期时间：。每一周期包括一段恒定负载运行时间、一段断电停机时间，但及都较短，时间内电动机不能达到稳定温升；时间内稳升未能下降到零，下一工作周期即已开始。这样，每经过一个周期，稳升便有所上升，经过若干周期后，电动机的温升即在一个稳定的小范围内波动。9-8负载持续率FS表示什么？ 答：负载持续率FS：在断续周期工作制下，负载运行时间与工作周期时间之比。即标准的负载持续率为15%、25%、40%及60%。9-9一台电动机周期性的工作15min，停机85min，其负载持续率FS=15%，对吗？答：不对。工作周期：，不满足断续工作制的条件。电动机处于短时工作制，因此计算负载持续率是没意义的。9-10用平均损耗法校验电动机发热的依据是什么？9-11校验电动机发热的等效电流法，等效转矩法和等效功率法各适用何种情况？答：等效电流法：周期时间、散热系数A=常数；定损耗和与绕组电阻有关的系数为常数。深槽及双笼型异步电动机，在经常起动、制动和反转时，绕组电阻及铁损耗变化较大，不适于该方法。等效转矩法：在等效电流法基础上要求。不满足等效电流法以及串励直流电动机等磁通变化的情况，不适于该方法。等效功率法：在等效转矩法基础上要求，即要求转速基本不变。不满足等效转矩法以及转速变化较大的情况，不适于该方法。9-12一台35kw，工作时限为30min的短时工作制电动机，突然发生故障，现有一台20kw连续工作制电动机，其发热时间常数为=90min，损耗系数=0.7，短时过载能力=2。试问这台电动机能否临时代用？9-13一台它励直流电动机，=7.5kw，=1500r／min，=2，一个周期的转矩负载，如图9-10所示，试就（1）他扇冷式；（2）自扇冷式两种情况校验电动机的发热是否通过？ 9-14需要一台电动机来拖动工作时间=5min的短时工作负载，负载功率为=18kw空载起动，现有两台鼠笼型异步电动机可供选用，它们是：（1）=10kw，=1460r／min，=2.1，起动转矩倍数=1.2；（2）=14kw，=1460r／min，=1.8，=1.2。如果温升无问题，试校验启动能力和过载能力，以决定哪台电动机可以选用（校验时考虑到电网电压可能降到10%）9-15试比较FS=15%，30kw和FS=40%，20kw两台断续周期工作制的电动机，哪台的实际功率大一些？'