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“电机与电气控制技术”数字化教材
讨论及参考答案
项目一、认识CA6140型卧式车床的电机系统
1.1.1三相异步电动机的结构和工作原理
1.三相异步电动机的铭牌数据中的“接法”是指什么?三相异步电动机一般采用什么“接法”?
“接法”是指电动机在额定电压下,三相定子绕组的连接方式,分为Y联结和△联结。
一般情况下,功率在3kW及以下的电动机采用Y联结,而功率在4kW及以上的电动机采用△联结。
2.根据转子绕组的结构不同,三相异步电动机分为哪两种类型?这两种类型的电动机哪种应用更广泛?为什么?
笼型和绕线型。
三相笼型异步电动机应用更广泛。
原因有二:1.从结构上看,笼型异步电动机比绕线型异步电动机结构简单、制造方便、成本低;2、从应用上看,笼型异步电动机适用于空载或轻载启动,绕线型异步电动机适用于重载启动,而实际生产中需要重载启动的场合并不多。
3.判断三相异步电动机转子导体在定子磁场中的受力方向,需要用左手定则还是右手定则?
左手定则
4.给三相异步电动机的定子绕组通入三相交流电之后,判断其转子导体中产生的感应电流的方向,需要用左手定则还是右手定则?
右手定则
5.任何一台三相异步电动机的定子旋转磁场中,都只有一对N、S磁极吗?
不是的。对三相异步电动机而言,磁极数有只有一对的,也有具有多对的。
6.给三相异步电动机的定子绕组通入对称的三相交流电,会产生什么?
圆形的旋转磁场。
7.如果通入三相异步电动机定子绕组的三相交流电是不对称的,比如:某相电流大,而另外两相电流小,还能产生旋转磁场吗?如果能,产生的旋转磁场与通入对称交流电时一样吗?
能。
不一样。通入对称交流电时产生的旋转磁场是圆形的,通入不对称交流电时产生的旋转磁场是椭圆形的。而且,三相交流电的不对称程度越大,椭圆形就越扁平。
8.如果通入三相异步电动机定子绕组的三相交流电之间的相位差不是120度电角度,还能产生旋转磁场吗?如果能,得到的是怎样的旋转磁场?
能。
椭圆形的旋转磁场。因为相位差不是120度电角度的三相交流电属于不对称三相交流电。
9.三相异步电动机在运行中,定子和转子哪个是固定不动的,哪个在做旋转运动?
定子固定不动,转子在旋转。
10.三相异步电动机电动运行时,其定子绕组中旋转磁场的转向由什么决定?
由通入三相定子绕组的三相交电流的相序决定。
11.三相异步电动机中的“异步”是什么意思?
异步是指三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速,即不同步。
12.何为三相异步电动机的转差率?额定转差率一般是多少?启动瞬间的转差率是多少?
参考答案:
三相异步电动机的转差率是指转差与同步转速的比值,而转差又称转差速度,是指同步转速n1与转子转速n之间的差值。转差率用字母s表示,其计算公式为:s=(n1-n)/n1。
额定转差率一般在0.01~0.07之间。
启动瞬间,由于转子转速n为0,所以的转差率为1。
1.1.2三相异步电动机的电磁转矩特性
1.用电磁转矩的实用表达式进行工程计算时,计算结果有误差吗?为什么?
有误差。因为实用表达式并非准确的计算公式,其推导过程忽略了一些因素。
2.三相异步电动机电磁转矩的表达式有几种?分别是什么表达式?
三种。分别是物理表达式、参数表达式和实用表达式。
3.三相异步电动机电磁转矩的哪种表达式适用于对电磁转矩进行定量计算?
实用表达式。
4.三相异步电动机运行在电动状态时,转子的转向与旋转磁场的转向是否相同?产生的电磁转矩是动力矩还是阻力矩?
相同。电磁转矩是带动转子旋转的动力矩。
1.1.3三相异步电动机的固有机械特性
1.三相异步电动机的启动转矩倍数,数值大比较好,还是数值小比较好?为什么?
数值大比较好。因为启动转矩倍数大,表明启动转矩大、启动能力强。
2.一台最大转矩为300N.m的三相异步电动机,能带320N.m的负载运行吗?
不能。最大转矩小于负载转矩,肯定带不动。
3.一台启动转矩为180N.m的三相异步电动机,带上130N.m的负载,能否顺利启动?
能。启动转矩大于负载转矩,能顺利启动。
4.三相异步电动机的机械特性是指电动机的哪两个参数之间的函数关系?
电磁转矩T与转速n之间的函数关系,或者电磁转矩T与转差率s之间的函数关系。
5.用电磁转矩的实用表达式粗略绘制三相异步电动机的固有机械特性时,必须事先确定好哪些特殊运行点的坐标?
同步点,额定点,最大转矩点,启动点。
6.三相异步电动机堵转的情况是什么样子的?
电动机转子不转,但转子电流和定子电流都增大,电动机持续发热甚至会烧毁。
1.1.4三相异步电动机的人为机械特性
1.与固有机械特性相比,降低定子端电压U1后,三相异步电动机的启动转矩有什么变化?最大转矩呢?
启动转矩大幅度减小。最大转矩也大幅度减小。
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