重大電氣復(fù)試之電機(jī)習(xí)題課

1、直流電機(jī) 電機(jī)學(xué)習(xí)題課23-1 直流電機(jī)有哪些勵(lì)磁方式勵(lì)磁方式3各類直流電機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)他勵(lì)式 separately excited D.C.自勵(lì)式 self-excited D.C.串勵(lì)電動(dòng)機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與過載能力 （適用于電氣牽引和卷 揚(yáng)機(jī)械） 缺點(diǎn)：軟機(jī)械特性、輕載時(shí)容易飛速（串勵(lì)電動(dòng)機(jī)不能用皮 帶傳動(dòng)，它和所驅(qū)動(dòng)的機(jī)械負(fù)載必須直接耦合） 優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械硬度不變 、轉(zhuǎn)速可調(diào)高調(diào)低 缺點(diǎn)：調(diào)速時(shí)電 樞需要專用 的直流電源（一般為晶閘管整流）單獨(dú)供電并勵(lì)電動(dòng)機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速簡單 、方便 缺點(diǎn)：能耗大、增加Ra 只能調(diào)低轉(zhuǎn)速、增加Rf只能調(diào)高轉(zhuǎn) 速，且機(jī)械特性變軟 復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī) 特點(diǎn)：串勵(lì)磁動(dòng)勢

2、使電樞反應(yīng)的去磁作用受到抑制，并勵(lì)磁 動(dòng)勢使得電機(jī)空載不會(huì)出現(xiàn)飛車43-2（1）計(jì)算下列電樞繞組的節(jié)距，并繪出展開圖和電路圖：右行單疊短距繞組：2P=4,Qu=S=K=22。分析：單疊繞組的連接規(guī)律是，所有的相鄰元件依次串 聯(lián)，同時(shí)每個(gè)元件的出線端依次連接到相鄰的換向 片上，最成一個(gè)閉合回路。 5原則：電刷應(yīng)固定放置在換向器上的幾何中心線上，對于端接對稱的 元件，元件軸線、主極軸線和換向器上的幾何中心線三線合一，故電刷也就放置在主極軸線下的換向片上。63-6 在直流發(fā)電機(jī)中，電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一角度，電樞反應(yīng)的性質(zhì)怎樣？當(dāng)電刷逆電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一角度，電樞反應(yīng)的性質(zhì)又是怎樣？如果是電動(dòng)機(jī)，

3、在這兩種情況下，電樞反應(yīng)的性質(zhì)又是怎樣？分析思路：按負(fù)載時(shí)合成磁場分布來分析交軸電樞反應(yīng) a）負(fù)載時(shí)的合成磁場 b）合成磁場分布不計(jì)磁飽和時(shí)：計(jì)磁飽和時(shí)：交軸電樞反應(yīng)既無增磁、亦無去磁作用交軸電樞反具有一定的去磁作用若電機(jī)為發(fā)電機(jī)，電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一角度，對主極磁場而言，直軸電樞反應(yīng)將是去磁的，若電刷逆著旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一角度，直軸電樞反應(yīng)時(shí)增磁的。電動(dòng)機(jī)的情況恰好相反。73-7 直流電機(jī)電樞繞組元件內(nèi)的電動(dòng)勢和電流是交流還是直流？為什么在穩(wěn)態(tài)電壓方程中不出現(xiàn)元件本身的電感電動(dòng)勢？電樞元件內(nèi)的電動(dòng)勢和電流是交流直流發(fā)電機(jī)：盡管單個(gè)元件內(nèi)的電動(dòng)勢是交流，但穩(wěn)態(tài)電壓方程考察的對象是電刷間的輸出電

4、動(dòng)勢（由于換向器的“整流”作用，輸出電動(dòng)勢是直流），所以不會(huì)出現(xiàn)元件本身的電感電動(dòng)勢直流電動(dòng)機(jī)：導(dǎo)體中的電流隨其所處的磁極極性的改變而同時(shí)改變方向，使得電磁轉(zhuǎn)矩不變。換向器將外電路的直流電改變?yōu)榫€圈內(nèi)的交流電。電壓方程與元件的電感電動(dòng)勢無關(guān)。83-9 一臺四極82kW、230V、970r/min的他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，電樞上共 有123個(gè)元件，每個(gè)元件為一匝，支路數(shù)為2a2。如果每極的合成磁通等于空載額定轉(zhuǎn)速時(shí)具有額定電壓時(shí)每極的磁通，試計(jì)算當(dāng)電機(jī)輸出額定電流的電磁轉(zhuǎn)矩。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)：注:中間過程完全不必計(jì)算, Ce和CT也不用求出來93-11 一臺他勵(lì)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高20，空載電壓會(huì)提高多 少

5、（If不變）？若為并勵(lì)發(fā)電機(jī)，則電壓升高的百分值 比他勵(lì)發(fā)電機(jī)多還是少(Rf不變)？ If不變不變他勵(lì)空載：EaU0=Ce n n20U020并勵(lì)空載：EaU0=Ce n RfIfnU0Rf不變IfnU0增幅大于20103-13 一臺四極82kW，230V，970r/min的并勵(lì)大電機(jī)，R（750）0.0259 ，R f（750）22.8 額定負(fù)載下 串入3.5 的調(diào)節(jié)電阻，電刷壓降為2V，鐵耗和機(jī)械損耗共2.5kW，雜散損耗為額定功率的0.5，試求額定負(fù)載時(shí)發(fā)電機(jī)的輸入功率、電磁功率和效率。 分析：并勵(lì)發(fā)電機(jī) 額定負(fù)載時(shí)：IfUN/Rf 230/26.38.745AI=P/UN=82000/

6、230=356.52A Ia I + If365.27APeP2+Ia2R + 2UsIaIf2Rf88.197kW 或者： PeEaIa(U+ I aR+2Us)Ia=(230+365.27*0.0259+2)*365.27 88.198kW（推薦）11P1PeP088.1982.50.58291.108kW 123-14 一臺100kW，230kV的并勵(lì)發(fā)電機(jī)，每極勵(lì)磁繞組有1000匝，在額定轉(zhuǎn)速下，空載產(chǎn)生額定電壓需勵(lì)磁電流7A，額定電流時(shí)需9.4A才能達(dá)到同樣的電壓，今欲將該機(jī)改為平復(fù)勵(lì)，問每極應(yīng)加多少勵(lì)磁繞組？分析：平復(fù)勵(lì)串勵(lì)繞組的補(bǔ)償作用適中，額定負(fù)載時(shí)的端電壓為額定電壓分兩種情況

7、：短復(fù)勵(lì)、長復(fù)勵(lì)Case 1：1000（9.47）N100103/230 N=5.52取N6匝13Case 2:1000（9.4-7）NN=5.403取N5匝143-15 一臺并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)為某一轉(zhuǎn)速，如將它停車，僅改變勵(lì)磁電流的方向后重新啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)此時(shí)轉(zhuǎn)速與原來不同，是什么原因？分析：轉(zhuǎn)速變化，由于僅有If方向變化，U、Ia、Ra都沒變化，由下式可知一定是主磁通 變化了。1.剩磁的影響。 的一部分用來抵消剩磁2.電樞位置不在幾何中心線。If變向前后直軸電樞反應(yīng)的效果是相反的，導(dǎo)致 不一樣153-16 一臺17kW、220V的并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，電樞總電阻Ra0.1歐，在額定電壓下電樞電

8、流為100A，轉(zhuǎn)速為1450r/min,并勵(lì)繞組與一變阻器串聯(lián)以限制電流為4.3A。當(dāng)變阻器短路時(shí)，勵(lì)磁電流為9A，轉(zhuǎn)速降低到850r/min,電動(dòng)機(jī)帶有恒轉(zhuǎn)距負(fù)載，機(jī)械損耗等不計(jì)，試計(jì)算（1）勵(lì)磁繞組的電阻和變阻器電阻（2）變阻器短路后，電樞電流的穩(wěn)態(tài)值；（3）電磁轉(zhuǎn)矩值 勵(lì)磁支路總電阻R220/4.351.16Rf=220/9=24.44R滑 =51.16-24.4426.72Tl不變，機(jī)械損耗等不計(jì)16173-18 一臺96kW得并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，額定電壓為440V，電樞總電阻為0.078歐，不計(jì)電樞反應(yīng)，試求（1）電動(dòng)機(jī)得額定輸出轉(zhuǎn)距；（2）額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩（3）電動(dòng)機(jī)的空載轉(zhuǎn)速。電

9、樞電流電磁轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩18T0TeT22007.73-1834.39173.34Nm19電機(jī)學(xué)考試題型介紹選擇題、填空題、計(jì)算題（含分析推理題、畫圖題）例1：重慶大學(xué)2000級電機(jī)學(xué)期末考題，各題型分布如下：一、選擇：20 210二、填空：20 120三、計(jì)算題：6010（變）15（直）20（感）15（同）20例2：華北電力電機(jī)學(xué)期末考題，各題型分布如下：一、填空題：32二、作圖題：2 （畫向量圖，判別變壓器組別）三、計(jì)算題：4 變壓器交流繞組 2個(gè)同步電機(jī)一、選擇題：40二、作圖簡答題：2 （畫向量圖，判別變壓器組別）三、計(jì)算題：4 變壓器交流繞組2個(gè)同步電機(jī)例3：華北電力電機(jī)學(xué)期末考題2，

10、各題型分布如下：21真題范例例1：在單相變壓器中，高壓繞組的匝電動(dòng)勢：（1）大于低壓繞組的匝電動(dòng)勢；（2）等于低壓繞組的匝電動(dòng)勢；（3）小于低壓繞組的匝電動(dòng)勢。分析：主磁通同時(shí)與高壓側(cè)、低壓側(cè)相交鏈。而匝電動(dòng)勢是指單匝線圈上的感生電動(dòng)勢，故高低壓繞組的匝電動(dòng)勢是相等的。答案： 2 錯(cuò)誤：認(rèn)為匝電動(dòng)勢就是電動(dòng)勢，而選122例2：一臺并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的端電壓和勵(lì)磁回路電阻均不變，增加電樞回路調(diào)節(jié)電阻，則轉(zhuǎn)速將：（1）升高；（2）不變；（3）降低。 分析：Rf不變答案： 3 If不變不變Ran23分析：直流并勵(lì)發(fā)電機(jī)直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)例3：輸入功率與電磁功率之差，對于直流并勵(lì)發(fā)電機(jī)包括_機(jī)械損耗、鐵耗、雜

11、散損耗_對于直流電動(dòng)機(jī)包括_損耗。_電樞銅耗、電刷接觸損耗、勵(lì)磁銅耗_損耗，24例4：變壓器的空載損耗主要是_損耗，短路損耗主要是_損耗。銅鐵分析：空載時(shí)，一次繞組由于空載電流很小，繞組中產(chǎn)生的電阻損耗可以忽略不計(jì)，空載輸入功率基本上是供給鐵心的。短路時(shí)，變壓器內(nèi)的主磁通很小，激磁電流和鐵耗忽略不計(jì)，短路功率即為銅耗。例5：325例7：3例6：分析：電源正弦波激磁電流尖頂波主磁通正弦波Y,y聯(lián)結(jié)，三次諧波不能流過基波3次諧波飽和激磁電流接近正弦波226飽和主磁通平頂波分解成基波3次諧波由于將在繞組中感應(yīng)出三次諧波電動(dòng)勢e3， e3的幅值可達(dá)到基波e1幅值的50以上，結(jié)果使得相電動(dòng)勢形成尖頂波。

12、27例8：分析：消除次諧波，應(yīng)當(dāng)選用比整距短的短距線圈取1-1/5,1-1/7中間的5/6可同時(shí)減小5次和7次諧波。328計(jì)算題：1.一臺單相變壓器，空載時(shí)一次側(cè)與二次側(cè)的電壓比為4：1，額定負(fù)載時(shí)一次側(cè)與二次側(cè)的電壓比為80：19。求（1）該變壓器的變比k；（2）該變壓器額定運(yùn)行時(shí)的電壓調(diào)整率u。（10分）2.一臺四極他勵(lì)直流電機(jī)，已知a=1，Za372，Ra0.2，2U s2V，U220V，n1500r/min，0.011Wb，pfe362W，p204W，p0。求：（1）該直流電機(jī)運(yùn)行在發(fā)電機(jī)狀態(tài)還是電動(dòng)機(jī)狀態(tài)？（2）該直流電機(jī)的輸入功率P1、電磁功率Pe、輸出功率P2和效率。（15分）293.一臺三相六極50Hz的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，已知PN28kW，UN380V，nN950r/min，cosN0.88，定子繞組Y接法，在額定運(yùn)行pcu11.4kW，pFe0.8kW，p1.1kW，p0.186kW。求此時(shí)的：（1）轉(zhuǎn)差率；（2）轉(zhuǎn)子電流頻率；（3）轉(zhuǎn)子銅耗