1、習題集第一卓變壓器在分析變壓黠時，對于變壓器的正弦電壓、電流、磁通、感應電動勢的正 方向是如何規定的？答：1）電源電壓“正方向與其電流/正方向采用關聯方向，即兩者正方向一致。2）繞組電流/產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 則。3）由交變磁通（P產生的感應電動勢產，二者的正方向符合右手螺旋定則，即它 的正方向與產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4；另有很少的一部分磁通只與一次繞組交鏈，且主要經非磁性材料而閉 合，稱為一次繞組的漏礙通畑。根據電磁感應定律，

2、主磁通中在一、二次繞組 申分別產生感應電動勢&和山；漏磁通電”；.只在一次繞組中產生感應電動勢 麗，稱為漏環感應電動勢。二次繞組電動勢鳥2對負載而言即為電源電動勢， 其空載電壓為20。1-3變壓器空載運行時，空載電流為何很?。看穑鹤儔浩骺蛰d運行時，原邊額定電壓干僅降落在原邊電阻珂上，而且還有漏 磁壓降，還有主磁通產生的壓降，由于広 很大，或者說Zu=rul+jxul很大，致使 勵磁電流很小。1-4 -合單相變壓黑，額定電壓為220V/110V,如果將二次側謀按在220V 電源上，對變壓器有何彰響？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（Pux為設計值， 鐵心磁路接近飽和，最大磁

3、密Em接近飽和值；這時副邊電壓為U2E2,即 E2=110VO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E2U2 = 220V,與原邊接220V時相比，副邊電勢大小増大到原來 的二倍。我們知道，E2 = 4.44fw2cplu因此也增大到原來的二倍，磁密Eg也 増大到原來的二倍。正常運行時氏已到了磁化曲線的拐彎點，増加一倍， 勵磁磁動勢將急劇増加，勵磁電流由副邊提供，勵磁電流非常大，會數倍干額定 電流。15臺單相變壓衆，額定容SN=250kVA,額定電壓U 1N/U2N=10kV/0.4kV,試求一、二次側額定電流為1倔、I2NO解：原邊額定電流I1N=SN /U

4、1N=250/10=25A副邊額定電流】2N=SN /U2N=250/0.4=625A1-6 有一臺三相變壓器，SN=250KV A, U1N/U2N=6kV/0.4kV, Yyn 聯結， 求一、二次統組的額定電流。解：原邊額定電流I1N=SN / V3 U1N=250/ 餡 X 6=24A副邊額定電流IIN=SN /A/3U2N=250/V3 X0.4=361A1-7 有一臺三相變壓器,SN=5000kV A, U1N/U2N= 10.5kV/6.3kV, Yd 聯結，求一、二次繞組的額定電流。解：原邊額定電流IIN=SN / V3 U1N=5000/ /3 X 10.5=275A副邊額定電

5、流IIN=SN / A/3 U2N=5000/ V3 X6.3=458.2A1-8如團1-28為變壓舉出廠前的“極性”試驗。在A-X間加電壓，將X、x相 連，測A、a間的電壓。設定電壓比為220V/110V,如果A、a為同名端，電 壓表讀數是多少？如A、a為異名端，則電壓表讀數又應為多少解：A、a為同名端電壓表讀數是110VA、R為異名端電壓表讀數是330V1-9試用相量圖判斷圖1-29的聯結組號。解：Ydll圖C29題1-10圖圖1-28題19圖1-10有一臺三相變壓黑，其一、二次繞組同名端及標志如圖130所示，試把 該變壓舉聯結成Yd7和Yy4。解:e Yd7Yy4c) Dv31-11三相

6、變壓器的f 二次繞組按圖1-31所示聯結，試畫出它們的線電動勢 相量圖，并判斷其聯結組別。解：a）Y/A-7b）Y/Y-4 c） A/Y-3 d） A/A-1001-32所示聯結的三相變壓器，其線電動勢相豈國如題1-12圖所示.1-12 E1-12三相變壓器并聯運行條件是什么？為什么？答：變壓器并聯運行的條件：1）并聯運行的各臺變壓器的額定電壓與電壓比要相等。否則，并聯變壓器 未帶上負載前（即空載時）其一、二次繞組都產生環流。2）并聯運行變壓器的聯結組別必須相同，如果不相同，將引起兩臺并聯變 壓器二次繞組線電壓相位不同，致少使其相位差為30,由此產生很大的電壓差, 于是在變壓器二次繞組中產生很

7、大的空載環流。3）并聯運行的各變壓器的短路阻抗的對應值要相等。這樣才能在帶上負載 時，各變壓器所承擔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, 使并聯組的容量得到充分發揮。1-13自耦變壓器的主要特點是什么？它和普通雙綁組變壓舉有何區別？ 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 b Y4ABCd 1X110的聯系，而沒有電的直接聯系。1-14儀用互感器運行時，為什么電流互感黠二次繞組不允許開賂？而電壓互感 器二次繞組不允許短賂？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

8、空載運行狀態，此時一次繞組中流過的大電流全部成為勵磁電流，鐵心中 的磁通密度猛増，磁路產生嚴重飽和，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很多，將感應產生很高的電壓，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電路中應串聯熔斷器作短路保護。1-15電弧焊對弧焊變壓黠有何要求？如何滿足這些要求？答：1）為保證容易起弧，空載電壓應在60 75V之間。為操作者安全，最高空 載電壓

9、應不大于85Vo2）負載運行時具有電壓迅速下降的外特征，如圖1 25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，焊接電流可在一定圍調節。4）短路電流不應過大，且焊接電流穩定?；谏鲜鲆?，弧焊變壓器具有較大的電抗，且可以調節。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，可采用串聯可變電抗器法和磁分路法，由此磁生出帶電抗器的弧焊變 壓器和帶磁分路的弧焊變壓器。第二章三相異步電動機2-1三相異步電動機的旋轉磁場是如何產生的？答：在三相異步電動機的定子三相對稱繞組入三相對稱電流，根據三相對稱電流 的瞬時電流來

10、分析由其產生的磁場，由于三相對稱電流其大小、方向隨正弦規律 變化，由三相對稱電流建立的磁場即合成磁極在定子膛中隨一定方向移動。當正 弦交流電流變化一周時，合成磁場在空間旋轉了一定角度，隨著正弦交流電流不 斷變化，形成了旋轉磁場。2-2三組異步電動機淀轉磁場的轉速由什么決定？對于工頻下的2、4、6、8、 10極的三相異步電動機的同步轉速為多少？答：三相異步電動機旋轉磁場的轉速由電動機定子極對數P交流電源頻率決 定，具體公式為nGOA/Po對干工頻下的2、4、6、8、10極的三相異步電動機的同步轉速即旋轉磁場的 轉速 6 分別為 3000r/min 1500r/min1000r/min 750r/

11、min 600r/mino2-3試述三相異步電動機的轉動原理，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入三相交流電源，流過三相對稱電流, 在定子膛中建立三相旋轉磁場，開始轉子是靜止的，由于相對運動，轉子導體將 切割磁場，在轉子導體中產生感應電動勢，又由于轉子導體是閉合的，將在其流 過轉子感應電流,該轉子電流與定子磁場相互作用，由左手定則判斷電磁力方向， 轉子將在電磁力作用下依旋轉磁場旋轉方向旋轉。所謂“異步”是指三相異步電動機轉子轉速n與定子旋轉磁場轉速m之間必須 有差別，且n nlo2-4旋轉磁場的轉向由什么決定？如何改變旋轉徼場的方向？答：旋轉磁場在空間的旋轉方向是由三

12、相交流電流相序決定的，若要改變旋轉磁 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線中的任意 兩根對調位置即可。如果來繞組U1接電源厶1、VI接2、W1接A3為正轉， 要想反轉U1仍接厶1,但VI接A3、W1接厶2即可。2-5當三相異步電動機轉子電路開路時，電動機能否轉動？為什么？答：三相異步電動機轉子電路開路時，電動機是不能轉動的。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 磁場，轉子導體與三相旋轉場相互切割，在轉子電路中產生了轉子感應電動勢， 但由于轉子電路開路，沒有轉子感應電流，轉子導體中無電流，也就不會與定子 磁場相互作用產

13、生電磁力，電磁轉矩了，轉子也就無法轉動起來了。2-6何謂三相異步電動機的轉差率？額定轉差率一般是多少？起動瞬間的轉 差率是多少？答：三相異步電動機的轉差率S是指電動機同步轉速m與轉子轉速n之差即轉 速差m n與旋轉磁場(同步轉速)的轉速的比值，即$= (m n) /nlo 額定轉差率SN=0.010.07,起動瞬間S=l。2-7試述三相異步電動機當機械負載増加時，三相異步電動機的部經過怎樣的 物理過程，最終使電動機穂定運行在更低轉速下。答：三相異步電動機原穩定工作在HA轉速下運行，當機械負載増加時，由于負 載轉矩大于電磁轉矩，電動機轉速n將下降，由于n的下降，使轉子導體切割 定子磁場運動加大。

14、轉子感應電勢與轉子電流相應加大，電磁轉矩加大，直到電 動機電磁轉矩與負載轉矩相等時，電動機將在新的穩定轉速 m下運動，且 n.g no2-8當三相異步電動機的機械負載増加時，為什么定子電流會隨轉子電流的増 加而增加？答：當三相異步電動機的機械負載増加時，轉子電流將增加，轉子電流所建 立的轉子磁通勢總是力圖削弱主磁通，而當定子繞組外加電壓和頻率不變時， 主磁通近似為一常數。為此，定子電流也應隨轉子電流的増加而増加，以增 加的定子電流產生的磁通勢來抵消轉子電流増加所產生的去磁作用。2-9三相異步電動機在空段時功率因數約為多少？當在額定負栽下運行時， 功率因數為何會提高？答：三相異步電動機空載時功率

15、因數約為0.2以下。當在額定負載下運行時，轉 子電流有功分量，相對應的定子電流的有功分量也増加，使功率因數提高。2-10電網電壓太高或太低，都易使三相異步電動機定子繞組過熱而損壞，為 什么？答：由5 EL4.44RNK 山，當電源頻率一定時，電動機的每極磁通 山僅 與外加電壓U】成正比。當電網電壓太高時，耳相應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。 當電網電壓過低時，山過小，電動機電磁轉矩過小，在負載作用下，電動機轉 速n迅速下降，甚至發生堵轉，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矩

16、與電源電壓大小有何關系，若電源電壓下降 20%,電動機的最大轉矩和起動轉矩將變為多大？答：由公式卩=C冊詁可知電動機的電磁轉矩T與電源電壓5平方成正比。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矩Tm隨U/ 成比例下降，即為額定電壓下電動機最大轉矩的0.64倍。同理，此時電動機的 起動轉矩Tst也與U/成正比，起動轉矩也只為額定電壓下電動機起動轉矩的 0.64 倍。2-12為什么在減壓起動的各種方法中，自耦變壓器滅壓起動性能相對校好？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矩來選擇不同的抽頭，適合起動容量較大的電機。所以

17、 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對于三相繞線轉子異步電動機轉子串合適電阻起動，為什么既能減小起 動電流，又能增大起動轉矩？串入電阻是否越大越好？答：轉子起動電流=起動轉矩Ts產RJR豊+所以串入合適的電阻起動時，能減小起動電流，又能増大起動轉矩。串入電阻并 不是越大越好，當起動轉矩達到最大轉矩后再増大串入轉子電阻，起動轉矩反而 減小。2-15在橋式起重機的繞線轉子異步電動機轉子回賂中串接可變電阻，當定子 繞組按提升方向接通電源，調節轉子可變

18、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子異步電動機，在其轉子回路中串接可變 電阻，當定子繞組按提升方向接通電源，隨著轉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動轉速愈來愈低。如何繼續加大 轉子串接電阻，轉子電流進一步減小。電動機提升方向電磁轉矩減小，當提升重 物產生的重物轉矩作用下，將重物按下降方向運動，而電動機在重物轉矩作用下 反轉。所以重物提升時，電動機處于提升電動狀態，而重物下降時，電動機處于 倒拉反接制動狀態，重物獲得倒拉反接制動下降。2-16為什么變極調速時要同時改變電源程序？答：當極對數改變時，將引起三相繞組空間

19、相序發生變化，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，不僅電動機的轉速發生 了變化，而且連電動機的旋轉方向發生了變化。所以，為保證變極調速前后電動 機旋轉方向不變，在改變三相異步電動機定子繞組接線的同時，必須改變電源的 程序。2-17電梯電動機變極調速和車床切削電動機的變極調速，定子繞組應采用什 么樣的改按方式？為什么？答：電梯電動機的負載為恒轉矩負載，變極調速時采用Y/YY變極調速，因 它具有恒轉矩調速性質。車床切削電動機的負載為恒功率負載、變極調速時采用/YY度極調速、因它近似為恒功率調速性質2-18試述繞線轉子異步電動機轉子串電阻調速原理和調速過程，有何優、

20、缺點？ 答：書中圖2-37為繞線轉子異步電動機轉子串電阻調速圖，當電動機拖動恒轉 矩負載且TL=TN時，轉子回路不串附加電阻時，電動機穩定運行在A點，轉速 為S 當轉子串入Rp】時，由于慣性，轉速不能突變，則從A點過渡到A點, 轉子電流【2減小，電磁轉矩T減小，電動機減速，轉差率S増大，轉子電動勢、 轉子電流、電磁轉矩均増大，直到B點，TB=TL為止，電動機將穩定運行在B 點，轉速為g,顯然皿nA0當串入轉子回路電阻鳥2、忌3時，電動機最后將 分別穩定運行于C點和D點，獲得nc和n轉速。線繞轉子異步電動機轉子串電阻調速為有級調速，調速平滑性差；轉速上限為額 定轉速，下限受靜差度限制，因而調速圍

21、不大；適用于重載下調速；低速時轉子 發熱嚴重，效率低。但這種調速方法簡單方便，調速電阻可兼作起動電阻、制動 電阻使用，在起重機拖動系統中廣為應用。2-19對于一合單相單繞組異步電動機若不采取措施，起動轉矩為什么為*? 當給電動機轉子一個外力矩時，電動機為什么就可向該力矩方向旋轉？答：當在單相單繞組異步電動機繞組入正弦交流電時，產生的是脈振磁通勢，對 其基波脈振磁通勢進行分解，可分解成為一個正向旋轉磁通勢F-和逆向旋轉磁 通勢F】，它們均以同步角速度W旋轉，但旋轉方向相反，它們都切割轉子導 體，產生轉子感應電動勢并產生轉子電流，形成正向電磁轉矩T+和反向電磁轉 矩T o當轉子靜止時n=0, T+

22、=T ,起動轉矩T =0,所以不采取措施, 電動機不能起動。當給電動機轉子一個外力矩時，若T與T+方向一致，則（T樸+T+ T ）大于負載轉矩時，則電動機便沿外力矩方向旋轉了。p=31000 -96010002-20 一臺三相異步電動機(里接)發生一相斷線時，相當于一合單相電動機, 若電動機原來在輕栽或重栽運轉,在此ttf況下還能繼續運轉嗎？為什么？當停機 后，能否再啟動？答：一臺三相異步電動機(里接)發生一相斷線時，若電動機原來在輕載下運轉, 此時電動機還能繼續運轉。若電動機原來在再載下運轉因此時T+與T的合成轉 矩小干重載轉矩，則電動機將停轉。當停機后，不能再起動旋轉了，因T3T=0O2-

23、21 一臺罩極電動機，若調換徴極上工作繞組的兩個端點，能改變電動機的 轉向嗎？答：不能改變電動機(罩極)的轉向。它總是從磁極的未罩部分轉向磁極被罩部 分，其轉向不能改變。附加補充題2.1在額定工作況下的三相異步電動機，已知其轉速為960r/mm,試問電 動機的同步轉速是多少？有幾對黴極對數？轉差率是多大？解：T nN=960(r/min)二 nY= 1000(r/min)2.2有一臺天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，其轉差率為0.02,求定子磁場的轉速及頻率和轉子磁場的頻率和轉速。解：六極電動機，p=3 定子磁場的轉速即同步轉速22(60 X 50)/3= 1

24、000(r/min)定子頻率=50Hz轉子頻率 =s=0.02 X 50=lHz轉子轉速 n=n1(l-s)=1000(l-0.02)=980(r/min)2.3 Y180L-4型電動機的額定功率為22kw,額定轉速為1470r/min,頻率 4為50HZ,最大電磯轉矩為314.6N.Mo 試求電動機的進載系數入？解:T, = 9550 x = 9550 x = 143 (N.M)5nKr1470一幾_ 314.6八1432.4已知Y180M-4型三相異步電動機，其額定數據如下表所示。 求：額定電流IN；(2)額定轉差率SK;額定轉矩TN；最大轉矩啟動轉矩Tst。滿載時啟動電流啟動轉矩最大轉矩

25、額定功率(kw)額定電壓(V)轉速(r/min)效率(%)功率因數額定電流額定轉矩額定轉矩接法18.53801470910.867.02.02.2解：(1)額定電流4母噸皿5X380；0.86X0.9359A)(2)額定轉差率 5=(1500-1470)/1500=0.02(3)額定轉矩 7=9550 X 18.5/1470= 120(N.m)最大轉矩 7；1=2.2X120=264(N.m)啟動轉矩 Tst=2.0 X 120=240(N.m)2.5 Y225-4型三相異步電動機的技術數據如下：380v. 50HZ、接法、定子輸入功率N=48.75kw.定子電流2；N=84.2A.轉差率6=

26、0.013,軸上輸出轉矩7290.4N.M,求：電動機的轉速盹，軸上輸出的機械功率EN,(4)= 0.923= 0.88(3)電動機的功率因數Coscp.=PNam功率因數cos% (4)效率劭。解：(1)從電動機型號可知電動機為4極電機，磁極對數為尸2,由所以 n2 =(1-5) = 1500 x(1-0.013) = 1480 (r/min)5警汁縉=駕畀“5 (KW)(3) V PiN = 43ULILCos(pN2.6四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。在類定負載下運動時，其轉差率為0.02,效率為90%, 電流為57.5A,試求：

27、轉子旋轉黴場對轉子的轉速；額定轉矩；(3)電動機 的功率因數。解：(1)轉子旋轉磁場對轉子的轉速122=5/=0.02x1500=30 (r/min)(2)額定轉矩 7=9550X30/1470=194.5(N.m)3OxlO3_0883 x 380 x57.5 x 0.92.7上題中電動機的Tst/TN=1.2, Ist/IN=7,試求：用Y-降壓啟動時 的啟動電流和啟動轉矩；當負載轉矩為額定轉矩的60%和25%時，電動機能 否啟動？解： 用Y-降壓啟動時的啟動電流4T=7X57.5/3=134(A)用Y-降壓啟動時的啟動轉矩7bt=1.2xl94.5/3=77.8(Nm)(2)因為 7bt

28、=0.4為,當負載轉矩為額定轉矩的60%時，由于於t小于負載轉矩，電動機不能啟動。當負載轉矩為額定轉矩的25%時，由于7bt大于負載轉矩，電動機可以啟動。2.8在習題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矩為 額定轉矩的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 48,75 xlO373x380 x84.2PN 48.75的啟動電流各為多少？解：(1)因為異步電動機的轉矩與電壓的平方成正比，所以有由=0.857；所以自耦變壓器的變比K= J器=1.188KV 0.85(2)電動機的啟動電流 4T=7X 57.5/1.1882=285.2(A)線路上的

29、啟動電流4=7 X 57.5/1.1882=285.2(A)2.9我國生產的C660車床，其加工2件的最大宜徑為1250(mm),用統計分 析法計算主軸電動機的功率。解：=36.5Z54(KW)=36.5X1.25,54=51.5(KW)2.10有一帶負栽啟動的短時運行的電動機，折算到軸上的轉矩為130N.M, 轉速為730r/min,求電動機的功率。設過栽系數為心20。解：由于7； = 9550魚 所以心=儲=孚磐心10 (KW)nN955095502.11三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，為什么能繼續轉動？這兩種情況對電動機有何影響？答：三相異步電動機

30、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，但因轉子是轉動的，脈動磁場對轉子導體產生的作用力在兩方向上不同，所 以電動機仍能繼續轉動。這兩種情況對電動機均有很大的影響。二種情況均為過 載運行，長時間工作會損壞電動機。C）第三卓直流電機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換成電樞繞組的交變電流，進而產生恒定方向 的電磁轉矩

31、，或是將直流發電機電樞繞組中的交變電動勢轉換成輸出的直流電 壓。3-2.簡述直流電動機的工作原理。答：工作原理：當直流電動機電樞繞組接至電源上時，根據電磁力定律，載流導 體在磁場中受電磁力的作用，產生了一個轉矩，在轉矩的作用下，電樞便按逆時 針方向旋轉起來。3-3.宜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）復勵等四種，如圖3 7所示。34闡明1流電動機電磁轉矩和電根電動勢公式匸C：（pL、E=Csq）n中各物理量的函義。答:T=Ct(p L式中CL與電動機棘有關曲常數;9 -每極嚴通（陸）d)I廠電樞電流（A）；T一電撤轉矩（N-ni）

32、oEa=Ce(p n式中P電動機細上輸出功率(kw)；n 電動機轉速(r/min)：T電動機電磁轉矩(N- m)o3- 5直流電動機電樞電動勢為何稱為反電動勢？答：直流電動機電樞電動勢的方向與電樞電流的方冋相反，圉而稱為反電動勢。3- 6試寫出直流電動機的基本方程式，它們的物理意義各是什么？答:U=Ea+IX(34)式中電樞電壓(V)IL電樞電流(A) 電樞電阻(Q )3- 7何為直流電動機的機械特性，寫出他勵直流電動機的機械待性方程式。答：直流電動機的機械特性：是在穩定運行情況下，電動機的轉速與電磁轉矩之 間的關系，即n=f(7).機械特性方程式U R TSHCT 護3-8.何為宜流電動機的

33、固有機械特性與人為機械特性？答：當他勵直流電動機的電源電壓、磁通為額定值，電樞回路未幾附加電阻恥 時的機械特性稱為固有機械持性。人為機械特性：人為地改變電動機氣隙磁通、電源電壓U和電樞回路串聯 電阻R孩等參數，獲得的機械特性。3-9.寫岀他勵直流電動機各種人為機械特性方程式和人為機械特性曲線，并分 析其持點。答：1.電樞回路審妾電阻IU時的人為特性人為機械特性方程為2.改變電源電壓時的人為機械特性人為機械特性方程為UR* T“阪飛隔T3.改變磁謹E勺的人為機械特性圖313他勵厲流電動機電樞回路串 電阻的人為機械特性人曲機械特性方程式為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

34、直流電動機電樞電阻RQ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10 20倍，起動轉矩也很大。過大的起動電流引 起電網電壓下降，影響其他用電設備的正常工作，同時電動機自身的換向器產生 劇烈的火花。而過大的起動轉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Q點開始起動，轉速沿特性曲線上升至b點，隨 著轉速上升，反電動勢EQ=Cecpn上升，電樞電流減小，起動轉矩減小，當減 小至Tst2時，短接

35、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，轉速不能突變，電動勢E汪保持不變， 電樞電流將突然増大，轉矩也成比例突然増大，恰當的選擇電阻，使其増加至 Tstl,電動機運行點從b點過渡至C點。從C點沿Cd曲線繼續加速到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，如此周而復始，電動機由Q點經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加速至h 點。在k點T=TL,電動機穩定運行，起動過程結束。ft =6一 CeCr2圖3-14 他勵直滅電動機

36、降壓的 人為機械符性ffl 3-15 他勵伍誡電動機減犧 fe逋的人為機械特性( (S3-p電功機.4綴妙機核冊3-12他勵宜流電動機實現反轉的方法有哪兩種？實際應用多釆用哪種方法？ 答：直流電動機反轉的方法有以下兩種：（1）改變勵磁電流方向 （2）改變電樞電壓極性 實際應用多采用改變電樞電壓極性的方法來實現電動機的反 轉。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的他勵直流電動機的電樞從電網上切 除，并接到一個外加的制動電阻Rbk構成閉合回路。其特點：（1）電

37、樞電壓 U = 0; （2）電樞電流為負值，其方向與電動狀態時的電樞電流反向；（3） 電磁轉矩T與轉速n方向相反成為制動轉；（4）電動機把拖動系統的動能轉 變為電能并消耗在電樞回路的電阻上。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RBko3-16.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Q點下放重物時，電樞電路串入較 大電阻Rbk,電動機轉速因慣性不能突變，工作點過渡到對應的人為機械特性 的b點上，此時電磁轉矩Tno時，電樞電 動勢Ea大于電樞電壓U,電磁轉矩T為制動性質轉矩，電動機向電源回饋

38、電 能，此時電機運行狀態稱為發電回饋制動。2）其出現在位能負載高速下放和降 低電樞電壓調速情況下。3-18.他勵直流電動機調速方法有哪幾種？各種調速方法的特點是什么？答：他勵直流電動機的調速方法有：降壓調速、電樞回路串電阻調速;、減弱磁 通調速三種。各種調速方法的特點是：1.電樞串電阻的特點：1）是基速以下調速，且串人電阻越大特性越軟；2） 是有級調速，調速的平滑性差；3）調速電阻消耗的能量大，不經濟；4）電 樞串電阻調速方法簡單，設備投資少。2.降壓調速的特點：1）調速性能穩定，調速圍廣；2）調速平滑性好，可 實現無級調速；3）損耗減小，調速經濟性好；4）調壓電源設備較復雜。c）能耗制動機極

39、卷巻d）電樞反接制動機械特性3.減弱磁通調速的特點：1）調速圍不大；2）調速平滑，可實現無極調速;3）能量損耗小；4）控制方便，控制設備投資少。3-19試定性地畫出各種電氣制動機械特性曲線。答：Tb）到拉反接制動機械特性c）能耗制動機極卷巻d）電樞反接制動機械特性a）降壓調速時的發電回謨動機械特性第四卓常用控制電機4-1為什么交流伺服電動機的轉子電阻值要相當大？答：交流伺服電動機在制造時，適當加大轉子電阻可以克服交流伺服電動機的 自轉”現象，同時還可改善交流伺服電動機的性能。4-2當直流伺服電動機勵怨電壓和控制電壓不變時，若將負載轉矩誠小，試問 此時電樞電流、電徴轉矩、轉速將如何變化？答：當直

40、流伺服電動機勵磁電壓和控制電壓不變時，若負載轉矩減小，電磁轉矩也減小，電樞電流減小，轉速上升。4- 3如何改變兩相交流伺服電動機的轉向，為什么能改變其轉向？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方向。 根據旋轉磁動勢理論可知，旋轉磁動勢 的旋轉方向是從電流超前的那一相繞組的軸線轉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系也會顛倒過來，原來的超前相變為滯后相，原來 的滯后相變為超前相，所以旋

41、轉磁動勢的旋轉方向和轉子的旋轉方向也隨之改變了。4- 4為什么直流測速發電機使用時不宜超過規定的最高轉速？負載電阻又不 能倚額定值？答：直流測速發電機當負載電阻較小或電樞電勢很大（轉速很高）時，測速發電機的負載電流比較大，因而電樞反應的去磁作用就比較顯著。電樞反應會使 氣隙磁通減小，這就使直流測速發電機輸出特性的線性關系遭到破壞，造成線 性誤差。 為了使直流測速發電機輸出電壓與輕速的線性誤差不超過規定值， 在使用時轉速不應超過產品的額定轉速，負載電阻不應小于規定的額定電阻值。4- 5何謂步進電動機的步距角Q? 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

42、狀態，轉子轉過的角度叫步距角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 o這種結構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，通常將轉子與定子磁極都加工成齒形結構。若步進電機轉子齒數 Zr 40個，齒沿轉子圓周均勻分布，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，齒寬和檳寬相等C極上裝有控制繞組，相對的兩個 磁極上的繞組串聯起來再連接成三相星形。當采用三相單三拍控制方式時，步距角為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

43、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 uv-vw-wu-uv，切換三次為一個循環，故稱三相雙三拍控制。 三相六 拍控制方式的通電順序是Uf UVf VfVWfWWUf U。每改變一次通電狀 態，轉子旋轉的角度只有雙三拍通電方式的一半。定子三相繞組經六次換接完成 一個循環，故稱“六拍”第五卓常用低壓電器5- 1直流電磁機構有何特點？答直流電磁機構具有如下特點：1）直流電磁機構銜鐵吸合前后吸引線圈勵 磁電流

44、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 電磁機構吸引線圈斷電時，由于電磁感應，在吸引線圈中產生很大的感應電動勢, 其值可達線圈額定電壓的十多倍，將使線圈過電壓而損壞，應設置放電電阻。5- 2交流電磁機構有何特點？答：交流電磁機構有如下特點：1）交流電磁機構電磁吸力瞬時值是脈動的， 在工頻下，is有100次過零點，會引起銜鐵的振動，產生噪音與機械損壞應加 以克服。2）交流電磁機構電磁吸力平均值基本不變，即平均吸力與氣隙無 關。3）交流電磁機構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。所以交流電磁機構線圈通電后，若銜鐵卡住無法吸合將因 電流過大

45、而燒壞線圈，或由于交流電磁機構頻繁工作，即銜鐵頻繁吸合、打開再 吸合，也將使線圈電流過大，線圈發熱而燒壞線圈。5- 3從外部結枸特征上如何區分直流電磁機構與交流電磁機構？怎么區分電 壓線圈與電流線圈？答：從外部結構特征上，直流電磁機構鐵心與銜鐵由整塊鋼或鋼片疊制而成，鐵 心端面無短路環，直流電磁線圈為無骨架、高而薄的瘦高型。交流電磁機構鐵心 與銜鐵用硅鋼片疊制而成，鐵心端面上必有短路環，交流電磁線圈設有骨架，做 成短而厚的矮胖型。電壓線圈匝數多，線徑較細，電流線圈導線粗，匝數少。5- 4三相交流電磁鐵有無短賂環，為什么？答：三相交流電磁鐵無短路環。三相交流電磁鐵電磁線圈加的是三相對稱電壓, 流

46、過三相對稱電流，磁路過的是三相對稱磁通，由于其相位互差120。，所產 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生抖 動和撞擊，故無需再設短路環。5-5交流電磁線圈謀按入對應直流電源，直流電禮線圈謀接入對應交流電源, 將發生什么間題，為什么？答：交流電磁線圈誤接入對應直流電源，此時線圈不存在感抗，只存在電阻，相 當干短路狀態，產生大的短路電流，立即將線圈燒毀。直流電磁線圈誤接入對 應交流電源，由于阻抗存在，使線圈電流過小，電磁吸力過?。汇曡F吸合不上， 時間一長，鐵心因磁滯、渦流損耗而發熱，致使線圈燒毀。5-6為什么交流電弧比直流電弧易熄滅？答：交流電弧主要存在電流過零點

47、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常用滅弧裝有哪些？各應用于何種1W況下？答：常用滅弧裝置有：（1）橋式結構雙斷口觸頭滅弧。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、直流接觸黠是以什么定義的？交流接尅器的額定參數中為何要規定 杯頻率？答：接觸器是按主觸頭控制的電流性質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 定操作頻率，并作為其額定參

48、數之一。5-9按觸黠的主要技術參數有哪些？其含義是什么？答；接觸器的主要技術參數有極數和電流種類，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）約定發熱電流指

49、在規定條件下試驗時，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 觸器在每小時可實現的最高操作次數。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零件前所能承受的無載操作次數。電氣壽命是在規 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。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。

50、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、440Vo 4）直流接觸器起 動功

51、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如何選用接楸黠？答：1）接觸器極數和電流種類的確定 根據主觸頭接通或分斷電路的性質來選 擇直流接觸器還是交流接觸器。三相交流系統中一般選用三極接觸器，當需要同 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中則常用兩極 或三極并聯。一般場合選用電磁式接觸器；易爆易燃場合應選用防爆型及真空接 觸器。2）根據接觸器所控制負載的工作任務來選擇相應使用類別的接觸器。 如負載是一般任務則選用AC3使用類別；負載為重任務則應選用AC4類別；如 果負載為一般任務與重任務混合時，則可根據實際情況選用AC3或AC4類接觸 器

52、，如選用AC3類時，應降級使用。3）根據負載功率和操作情況來確定接觸 器主觸頭的電流等級。當接觸器使用類別與所控制負載的工作任務相對應時，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；若不對應時，應降低接 觸器主觸頭電流等級使用。4）根據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由所接控制電路電 壓確定。6）接觸器觸頭數和種類應滿足主電路和控制電路的要求。5-12交流、直流電磁式繼電黠是以什么來定義的？答：按繼電器線圈電流種類不同區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構上有何不同？答：電磁式繼電

53、器在結構上無滅弧裝置，有調節裝置。電磁式接觸器有滅弧裝置, 但無調節裝置。5-14何為電磁式繼電黑的吸力特性與反力特性？它們之間應如何配合？答：電磁式繼電器的吸力特征是指電磁機構的電磁吸力與銜鐵和鐵心之間氣隙的 關系曲線。電磁式繼電器的反力特征是指電磁機構使銜鐵復位的力與氣隙的關 系曲線。吸力特性與反力特性的配合：電磁機構銜鐵吸合時，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電磁式繼電舉的主要參數有哪些？其含義如何？答：1）額定參數 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

54、電壓或額定電流。2）動作參數 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Ho 3）整定植根據控制要求，對繼電器的動作參數進行人為調整 的數值。4）返回參數 是指繼電器的釋放值與吸合值的比值，用K表示 K 值可通過調節釋放彈黃或調節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。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

55、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。5-16過電壓繼電黠、過電流繼電黠的作用是什么？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 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 過載，過電流繼電器立即動作，電動機停轉，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常工作。5-18欠電壓、欠電流繼電舉的作用是什么？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

56、電流保護作用。5-19中間繼電器與接觸舉有何不同？答：首先作用不同：接觸器是一種容量較大的自動開關電器，中間繼電器是在電 路中起増加觸頭數量和中間放大作用的控制電器，容量小。第二結構不同：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舉？答：電磁式繼電器選用時應考慮下面四點：1）使用類

57、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 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小干繼電器的額定發熱電流。選 用繼電器電壓線圈的電壓種類與額定電壓值時，應與系統電壓種類與電壓值一 致。3）工作制的選用繼電器工作制應與其使用場合工作制一致，且實際操作 頻率應低于繼電器額定操作頻率。4）繼電器返回系數的調節應根據控制要求 來調節電壓和電流繼電器的返回系數。一般采用増加銜鐵吸合后的氣隙、減小銜 鐵打

58、開后的氣隙或適當放松釋放彈簧等措施來達到増大返回系數的目的。5-22空氣阻尼式時間繼電舉由哪幾部分組成？簡述其工作原理。答：空氣阻尼式時間繼電器由電磁機構、延時機構和觸頭系統三部分組成。以 通電延時型時間繼電器為例：當線圈通電后，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。經一段延時后， 活塞桿通過杠桿壓動微動開關，使其觸點動作，起到通電延時作用。5-25如何選用時間繼電舉？答：1）根據電路控制要求來選擇通電延時型還是斷電延時型。2）根據對延時 精度要求不同來選擇時間繼電器類型。

59、3）要注意電源電壓波動的影響。4）要 注意環境溫度的影響。5）要考慮操作頻率的情況。6）要考慮延時觸頭種類、 數量和瞬動觸頭種類、數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黠來作斷相與過栽保 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：對于三角形聯接的三相異步電動機在正常運轉時，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

60、電動機的額定電流即線電流來整定的。當 發生一相電源斷路時，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載保 護。5-28什么是熱繼電器的酸定電流？答：熱繼電器的整定電流是指調節熱繼電器上的凸輪，進而調節補償雙金屬片 與導板的距離，達到調節