河南机电高等专科学校电线电缆制造技术专业(电缆厂电气设备与控制系统)练习

习题一至六

作业题参考答案

习题一(直流电机)

1-1试述直流发电机和直流电动机的工作原理及直流电机的可逆性。（最好通过原理图加以说明）

答：直流发电机工作原理：由磁感应定率，励磁绕组通电后，产生磁场，当电枢在磁场中作切割磁力线运动时，就会产生感应电动势，在负载与线圈构成的回路中便会产生电流。

直流电动机工作原理：电磁力定律，励磁绕组通电后，产生磁场，当在电枢绕组有电流时，带电导体在电枢中就会产生电磁力F,从而产生电磁转矩T，使电动机电枢旋转。

可逆性：电机既可作发电机运行，把机械能转换为电能。又可以作电动机运行，把电能转换为机械能。只是由于外部条件不同----电枢由原电动机带动或是向电枢输入电功率，得到相反的能量转换，所以电机是一种双向的机电能量转换装置，这一特性为电机的可逆性。

1-2试述直流电动机的主要组成部分及其作用。

答：定子 主磁极：产生主磁通 。

换向磁极：产生附加磁场抵消电枢磁场，使主磁极中性面内的磁感应强度近于零，这样就改

善了电枢绕组的电流换相条件，减少了电刷与换相器之间的火花。

电刷装置：使电枢绕组与外电路接通。

机座：用来固定主磁极，换相极和端盖极等，是电机磁路的一部分。

端盖：支撑旋转地电枢。

转子 电枢铁心：用来嵌放绕组，也作为电机磁路的部分。

电枢绕组：产生感应电动势或电磁转矩，实现能量转换的主要部件。

换相器：将线圈内的交变电动势在两电刷间变换为方向不变的电动势。

习题三（三相交流异步电动机）

3-1 旋转磁场是如何产生的？其转速和转向由什么决定的？笼型电动机的转子电流是不是三相的？

答：对称的三相对称的绕组（且在铁芯空间位置是彼此互差1200电角度）中通入三相对称的三相正弦交流电源后就会产生一个旋转的磁场。

旋转磁场转速由电源频率f1与磁极对数有关。

旋转磁场转向由三相电流的相序决定，即把通入三相绕组中的电流相序任意调换其中的两相，就可以改变旋转磁场的方向。

转子电流是感应电流，不是三相的，通常认为一根导条就是一相。

3-2 为什么三相异步电动机的转速n2和旋转磁场n1之间有差别才能使电动机转动？

答：因为只有n2，n1有差别，才会存在相对运动，才会切割磁感线而产生感应电动势，由于转子绕组是闭合的，于是在感应电动势的作用下，绕组内有电流流过，转子电流与旋转磁场相互作用，使在转子中产生电磁力，该力对转轴形成了电磁转矩，使转子按旋转磁场方向转动。

3-5 怎样才能改变三相异步电动机的转向和转速？ 答：改变电动机的转速，由n2 60f1(1 S)P，可改变电源额定f1,极对数Ｐ，以及转差率Ｓ。 改变电动机转向，改变电源中三相的任意两相的相序。

3-9 一台三相异步电动机的额定电压220V，频率60HZ,转速1140r/min,求电动机的极数，转差率和转子的频率。

答：n2 1140r/min

60f13600 P 3PP

1 n1 1200r/min

习题一至六

S

n1 n21200 1140 0.05n1200 f1 Sf2 0.05*60 3HZ

nN＝950r/min

＝2，起动转矩与额定转矩之比3-13 已知一台三相异步电动机的额定数据如下：PN=4.5KW, ＝84.5％，cos ＝0.8，起动电流与额定电流之比IQ/IN＝5，

TQ/TN＝1.4，额定电压220/380V，星/三角连接，f1＝50HZ

求：（1）磁极对数p；（2）额定转差率SN＝0.03；（3）额定转矩TN；（4）三角形联接和星形联接时的额定电流IN；（5）起动电流IQ；T（6）起动转矩Q。

n1 60f1,P 3P 答：由nN 950r/min，得n1 1000r/min，

SN

Pn1 n2100 09504500 5%TN 9.55N 9.55* 45.2N.mn11000n950N

TQ 45.2*1.4 63.3N.m P1 PN4500 532.4W50.8450.845

17.5A

PUNINcos ，△连接：13

IN

连接IN 5325.43*220*0.85325.4*380*0.8 10A

连接时， △连接时，IQ 5*IN 87.5A

IQ 5*IN 50A

习题四（低压电器）

6-1熔断器有那些用途？一般应如何选用？在电路中应如何连接？

答：熔断器是低压配电系统和电力拖动系统中的保护电器。在电路中起短路保护作用和过流作用。选用一般应遵循以下原则：1）根据使用环境和负载性质，选择适当类型的熔断器。2）熔断器的额定电压必须大于等于线路的额定电压。3）熔断器的额定电流必须大于等于所装熔体的额定电流。4）熔断器的分断电流能力应大于电路可能主观而最大短路电流。5）熔断器在电路中上、下两级的配合应有利于实现选择性保护。 6-2何谓热继电器的整定电流，如何调节？热继电器的热元件和触头在电路中如何连接？热继电器会不会因电动机起动电流大而动作？为什么在电动机过载时会动作？

答：1）整定电流是指热继电器长期不动作的最大电流。电动机电路可以通过电流调节凸轮在一定范围内调节。2）热元件应串联在被保护电路中。触头（常闭）应串联在电动机的控制中。3）它不会因电动机电流大而动作。4）过载时，串在电动机电路中的电阻丝发热过量，双金属片受热膨胀，动作机构使常闭触头分断，切断控制电路。

6-4电动机主电路中已安装有熔断器，为什么还要装热继电器？它们的作用是否相同？

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习题一至六

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