电力拖动与控制课后答案 李岚 梅丽凤(8)

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1100?1138rmin

1?0.03350?113838?38Hz,u1??380?289V

150050第五章 电力拖动系统电动机的选择

5-1 电力拖动系统中电动机的选择主要包括哪些内容？

答：内容：电机额定功率选择、电机种类、额定电压、额定转速及外部结构形式。 5-2 确定电动机额定功率时主要应考虑哪些因素？

答：主要考虑负载情况和进行发热校验。

5-3 电动机的额定功率选得过大和不足时会引起什么后果？

答：如果额定功率选小了，电动机经常在过载状态下运行，会使它过热而过早的损坏，还有可能承受不了冲击负载或造成起动困难。

如果额定功率过大，此时不仅增加了设备投资，而且由于电动机经常在欠载运行，其效率及功率因数等性能指标变差，浪费了电能，增加了供电设备的容量，使综合效益下降。

5-4 电动机的温度、温升、及环境温度三者之间有什么关系？

答：电动机温度比周围环境温度高出的值称为温升。当电动机的温度高于周围环境温度时，电动机就要向周围散热；温升越高，散热越快。当单位时间内产生的热量与单位时间内散发到周围介质中的热量相等时，电动机的温度不再升高，达到了所谓的热稳定状态，此时的温升为稳定温升?w，其大小决定于电动机的负载。

5-5 电机的温升按什么规律变化？两台同样的电动机，在下列条件下拖动负载运行时，它们的起始温升、稳定温升是否相同？发热时间常数是否相同？

（l）相同的负载，但一台环境温度为一般室温，另一台为高温环境；

（2）相同的负载，相同的环境，一台原来没运行，一台是运行刚停下后又接着运行； （3）同一个环境下，一台半载，另一台满载；

（4）同一个房间内，一台自然冷却，一台用冷风吹，都是满载运行。

答：规律：发热过程开始时，由于温升小，散发出去的热量少，大部分热量被电动机所吸收，所以温升上升较快。其后随着温升的升高，散发的热量逐渐增加，电动机吸收的

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热量则逐渐减少，使温升的变化缓慢了。当发热量与散热量相等时，电动机的温升不再升高，达到一稳定值?w。

（1） 起始温升不同，稳态温升和时间常数相同 （2） 起始温升和稳态温升不同，时间常数相同。 （3） 起始温升相同，稳态温升和时间常数不同。 （4） 起始温升相同，稳态温升不同，时间常数相同。

5-6 电动机有几种工作制？是怎样划分的？其发热的特点是什么？

答：一、连续工作制。电动机连续工作时间很长，可达几小时，甚至几昼夜，在工作时间内，电动机的温升可以达到稳定值。

二、短时工作制。电动机工作时间较短，在工作时间内，电动机的温升达不到稳定值。而停歇时间长，电动机的温升可以降到零。

三、断续工作制。电动机的工作时间与停歇时间轮流交替。

5-7 同一台电动机，如果不考虑机械强度问题或换向问题等，在下列条件下拖动负载运行时，为充分利用电动机，它的输出功率是否一样？哪个大？哪个小？

（1）自然冷却，环境温度为40℃；（2）强迫通风，环境温度为40℃； （3）自然冷却，高温环境。 答：不一样（2）大（3）小

5-8 为什么说电动机运行时的稳定温升取决于负载的大小？

答：电动机的稳定温升?w?Q，由于Q与电动机的损耗功率?p成正比，当电动机的A负载增大时，?p随之增大，因而Q增加。若散热系数A不变，则?w将随负载的增加而升高。如果电动机的负载恒定，那么，?p及Q都是常数，这时?w与A成反比关系，设法改善散热条件，使A增大，即可降低?w。

5-9 连续工作变化负载下，电动机容量选择的一般步骤是什么？

解：（1）初选电动机容易

（2）校验电动机容易

5-10用平均损耗法校验电动机发热的依据是什么？请指出等效电流法、等效转矩法、等效功率法及平均损耗法的共同点和不同点，以及它们各自的适用条件？

答： 依据：电动机发热是由其内部损耗决定，所以电动机损耗的大小直接反映了电动机的温升情况。

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相同点：几种方法实质上都是温升的校验。 不同点：每种方法判断的依据不同

5-11 什么是负载持续率？ 试比较普通三相鼠笼式异步电动机ZC%=15%、PN=30kW与ZC%=40%、PN=20kW的电动机，哪一台实际功率大？

答：在断续周期工作制中，负载工作时间与整个周期之比称为负载持续率。

c%?40%,PN?20kW的电动机实际功率大。

5-12 电动机若周期性地工作15min、停歇85min，则应选择什么工作方式？

答：短时工作方式。

5-13 一台35kW、工作时限为30min的短时工作电机突然发生故障。现有一台20kW连续工作制电机，已知其发热时间常数TH=90min，不变损耗与额定可变损耗比k=0.7，短时过载能力?=2。这台电机能否临时代用？

1?eg解：PN?Pg?t1?Reg?tTT

tg?30min，T?90min，R?0.7?，Pg?35kW

1?e?13?13?PN?30PgPN?30?0.189?5.66kW

1?0.7e????35kW?6.184???2

5.66kWPg?17.5kW

不通过过载能力，此时应选择：PN??而PN?20kW?17.5kW，所以可以代替。

5-14 需要一台电动机来拖动工作时间tg?5min的短时工作负载，负载功率PL=18kW，空载起动。现有两台笼型异步电动机可供选用，它们是：

（1）PN?10kW，nN?1460r/min，?m?2.1，起动转矩倍数kT?1.2； （2）PN?14kW，nN?1460r/min，?m?1.8，起动转矩倍数kT?1.2； 如果温升都无问题，试校验起动能力和过载能力，以确定哪一台电动机可以使用。（校验时考虑到电网电压可能降低10%）

解：考虑电网电压u?0.9uN

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???m?0.92?0.81?m ?PN???mPg?m?10.58kW

第一台 PN?10kW?10.58kW 故不取 第二台 PN?14kW?12.35kW 故可以取用 又因为是空载起动，故选用第二台。

第六章 常用低压电器

6-1 电弧是怎样产生的？怎样灭弧？

答：电弧实际上是触点间气体在强电场作用下产生的放电现象，所谓气体放电，就是 触点间隙中的气体被游离产生大量的电子和离子，在强电场作用下，大量的带电粒子 定向运动，于是绝缘的气体就变成了导体。电路通过这个游离区时所消耗的电能转换为 热能和光能，发出光和热的效应，产生高温并发出强光，使触点烧坏，并使电路的切 断时间延长，甚至不能断开，造成严重事故。

6-2 交流接触器和直流接触器在结构上有何区别？为什么？

答：交流接触器：铁心用钢片叠成，有短路环。

直流接触器：铁心用整块软钢，无短路环，多用指形触点，在动铁与静铁之间加一

个非磁性垫片。

原因：铁心用叠片构成可以减少涡流，短路环用来消除交流电过零点影响。

6-3 继电器和接触器比较，区别在哪里？

答：继电器用于通、断小电流的控制电路和保护电路，其触点的额定电流较小，所以在结构上不需加灭弧装置；而接触器用于通、断电动机及电热器等大电流的负载电路，其触点的额定电流较大，所以在结构上有时需加灭弧装置。另外，继电器可以对各种输入量作出反应，而接触器只能在一定的电压信号下工作。

6-4 交流接触器在运行中，有时在线圈断电后衔铁仍掉不下来，试分析故障原因。

答：1）释放弹簧损坏或反作用力太小；

2）触点弹簧损坏； 3）衔铁自重量太大； 4）铁芯剩磁太大；

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5）铁芯端面有油污。

6-5 试述继电器的种类及其用途。

答：电压继电器：作电压保护和控制用

中间继电器：远距离传输或转换控制信号 电流继电器：作起动控制和电流保护 时间继电器：用作电机延时起动等

热继电器：用于电动机过载保护、断相及电流不平衡运行 温度继电器：用于电动机过载、堵转等过热保护 速度继电器：用于反接制动控制中。

6-6 热继电器进行过载保护时，如果热继电器不动作而将电动机烧坏，试分析故障原因。

答：电机绕组过热而烧坏也有可能是由于1）电网电压或频率升高2）周围介质温度

过高3）通风不良。

6-7 熔断器用于保护电动机时，若电动机过载电流为两倍额定电流，熔断器能否起过载保护作用？为什么？

答：不能。过载保护实际上是热保护，熔断器不能检测电动机的绕组过热，根据熔断器安秒特性，当通过熔断器的电流为两倍额定电流时，熔断时间会很长。 6-8 低压断路器有哪些基本组成部分？在电路中的作用时什么？

答：一般由触点系统、灭弧系统、各种脱扣器及开关机构组成。

作用：对配电电器、电动机或其他用电设备实行不频繁地通断操作、线路转换、当 电路内出现过载、短路或欠电压等情况时，能自动分断电路。 6-9 单相交流电磁机构中，短路环的作用是什么？

答：单相交流电磁机构中，电磁吸力与磁通的平方成正比，当磁通过零时，吸力也为零，这时衔铁在弹簧反力作用下被拉开，之后又被吸合，造成触点的振动，为了消除衔铁的这种震动，可以在铁心上安装短路环。

6-10 磁阻尼式时间继电器的工作原理是什么？如何调节延时的长短？

答：工作原理：利用装在铁心上的短路线圈，在衔铁打开时，延迟铁心中的磁场到达

?F的时间，以达到延时打开的目的。

通过调整反作用弹簧的松紧和非磁性垫片的厚度，可以调整延时时间。 6-11 带断相保护和不带断相保护的三相热继电器各用于什么场合？

答：不带断相保护的热继电器适用于三相同时出现过载电流的场合。

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