1、电机及电力拖动练习试卷 3 及答案与解析一、综合题本大题满分 50 分。涉及计算的问题，要求列出算式和计算步骤。需按公式计算的，应列出公式。如果试题没有特殊要求，则计算结果保留两位小数。1 简述三相异步电动机的工作原理。2 如何从电动机的定子和转子结构外观上来区别直流电动机、鼠笼式异步电动机和绕线异步电动机?3 在三相异步电动机直接起动电路中，常用哪些电路?其作用是什么?4 怎样确定鼠笼式三相异步电动机的起动方法?5 直流电动机的四种励磁方式有什么区别?6 绕线式异步电动机及其转子的结构特点是什么?7 为什么容量较大的鼠笼式三相异步电动机需采用降压起动?8 有一台冲天炉鼓风机，其容量为 95K
2、W，需采用降压起动。车间电源电压为550V，电动机铭牌有 550V，220A。该鼓风机能否采用星形-三角形起动?9 某台三相异步电动机，其额定功率为 8.5KW，额定转数为 1550r/min，试求该电动机的临界转矩。10 一台具有四个磁极的三相异步电动机，其额定电压为 380V，额定电流为 75A，额定功率为 40KW，采用三角形接法。在额定负载下运行时，其转差率为 0.02。电动机的 TQ/TN1.2，I Q/IN6.5。试求进行星形三角形换接起动时的起动电流和起动转矩。电机及电力拖动练习试卷 3 答案与解析一、综合题本大题满分 50 分。涉及计算的问题，要求列出算式和计算步骤。需按公式计
3、算的，应列出公式。如果试题没有特殊要求，则计算结果保留两位小数。1 【正确答案】 通入定子绕组的三相电流共同产生合成磁场。随着电流的交变，合成磁场在空间不断地旋转，故称旋转磁场。旋转磁场切割转子铁芯槽中的导体，产生感应电动势，进而在闭合的导体中产生电流，转子导体电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩，是转子旋转。若使电动机反向转动，只需将接于三相电源的三相绕组中的任意两对对调位置，使旋转磁场反向旋转即可。 旋转磁场的选装方向与电源的相一致，旋转磁场的速度正比于电源频率/，而与旋转磁场的磁极对数成正比。当转速以每分钟计算时，旋转磁场的转速可表示为： 式中 f电源频率； p磁极对数。【知识模块】 电机
4、及电力拖动2 【正确答案】 直流电动机的定子由磁极(主磁极、换向磁极)及其上面的绕组组成，转子由铁芯及其上面的绕组组成，转子上安装有许多铜片组成的换向器。鼠笼式异步电动机的定子由铁芯及其内圆周表面槽中的三相绕组组成，转子是由铁芯及其槽内的铜条组成的鼠笼转子，其上既无换向器也无滑环。绕线式异步电动机的定子与鼠笼式异步电动机定子的结构相同，其转子的绕组与定子上的绕组相似，通过转子上的三个滑环及一组电刷与外电路相连。由此可见，定子由铁芯及其内圆周表面槽中的三相绕组组成的电动机是交流异步电动机，定子由磁极(主磁极、换向磁极)及其上面的绕组组成的电动机是直流电动机。对于交流异步电动机，转子由铁芯及其槽内
5、的铜条组成的鼠笼式异步电动机；转子由铁芯及其槽内的三相绕组组成的是绕线式异步电动机。另外，转轴上有换向器的电动机是直流电动机，转轴上既无换向器也无滑环的电动机是鼠笼式电动机，转轴上有三个滑环的是绕线式电动机。【知识模块】 电机及电力拖动3 【正确答案】 在三相异步电动机的直接起动电路中，常使用的点汽油：组合开关(刀开关 )、熔断器、交流接触器、热继电器和按钮等。组合开关多用于电源的引入。熔断器用作短路保护。一旦发生短路或严重过载，熔断器中的熔丝(或熔片)立即熔断。交流接触器中有主触头和辅助触头，主触头能通过较大电流，用来接通或断开电动机的主回路，辅助触头通过电流较小，接在电动机的控制回路中，起
6、自锁或互锁作用。热继电器用来保护电动机，避免因长时间过载而损坏。按钮用来接通或断开小电流控制回路，对电动机的运行进行控制。【知识模块】 电机及电力拖动4 【正确答案】 鼠笼式三相异步电动机的起动有直接起动和降压起动两种方法。降压起动又分为 Y-降压起动和自耦变压器降压起动。选用起动方法应考虑：(1)若电网容量相对于待起动电动机的容量足够大，电动机的起动电流不会在线路中产生明显的电压降，也不会对线路中其他设备产生不利影响，则可采用直接起动。(2)如果电网容量与待起动电动机的容量相比不是很大，那么为了限制起动电流应选用降压起动。对于正常运行时定子绕组接成三角形的电动机，可以采用 Y-降压起动；而对
7、于正常运行时定子绕组接成星形的电动机，则应选用自耦变压器降压起动。【知识模块】 电机及电力拖动5 【正确答案】 直流他励电动机的励磁绕组与转子绕组没有电的联系。励磁电流由另外的直流电源供给，因此励磁电流不受转子绕组端电压及转子绕组电流的影响。直流并励式电动机的励磁绕组与转子绕组并联，励磁电流的大小与转子绕组电压和励磁电路的电阻有关。并励绕组两端的电压即是转子两端的电压，其值较高。为使通过励磁绕组的励磁电流较小，励磁绕组一般用较细的导线绕制，且匝数较多，使其具有较大的电阻。直流串励式电动机的励磁绕组与转子绕组串联。由于励磁绕组电流的大小决定于转子绕组电流，所以这种电动机的内磁场随着转子绕组电流的
8、改变有显著的变化。为使励磁绕组不引起大的损耗和电压降，所用导线较粗，且匝数较少，以尽量减小其电阻。直流复励式电动机有两个励磁绕组，一个励磁绕组与转子绕组并联，另一个励磁绕组与转子绕组串联。电动机中的磁通由串、并联绕组内的励磁电流共同产生。【知识模块】 电机及电力拖动6 【正确答案】 绕线式异步电动机的定子与鼠笼式异步电动机的结构相同。但其转子不同于鼠笼式电动机的转子，它由铁芯和绕组组成。转子绕组与定子绕组相似，三相绕组连接成星形，三根端线链接到转轴的三个滑环上，通过一组电刷与外电路相连接。绕线式异步电动机可以通过转子上的滑还及一组电刷在转子回路中加入附加电阻或其他控制装置，但可以通过在转子回路
9、中串接电阻或频敏变阻器进行降压起动。绕线式异步电动机可以采用改变转差率 S 的方法调速，而鼠笼式异步电动机不能采用此方法调速。【知识模块】 电机及电力拖动7 【正确答案】 当鼠笼式异步电动机容量较大，而电源容量不够大时，为了限制起动电源，避免电网电压显著下降，一般采用降压起动。降压起动是利用起动设备，在起动时降低加在定子绕组上的电压，待起动过程结束，再给定子绕组加上全电压(正常工作的额定电压) 。由于电磁转矩正比于定子绕组电压的平方，所以电动机在起动时，起动转矩也有很大降低。因此，降压起动只适合于空载或轻载起动。选择起动方式时，要同时校核电流和起动转矩是否满足要求。【知识模块】 电机及电力拖动8 【正确答案】 电源电压与电动机的额定电压相等，均为 550V，可见该电动机应为三角形接法，故可采用 Y-降压起动。【知识模块】 电机及电力拖动9 【正确答案】 先求额定转矩 TN: 最大转矩即临界转矩，因此临界转矩为 102.2(N.m)。【知识模块】 电机及电力拖动10 【正确答案】 【知识模块】 电机及电力拖动
