简答题1. 星—三角起动方式适用于重载起动吗?
星—三角起动方式只适用于无载或轻载起动,不适用于重载起动。因为电动机的起动转矩M与加在定子绕组相电压的平方成正比,而星形接法时定子绕组每相电压是三角形直接起动时每相电压的
倍,故起动转矩已降低到直接起动时的1/3,当然不能胜任重载起动。
2. 发电机定子线棒为什么必须很好地固定在槽内?
因为线棒槽内部分由于转子高速运动而受到机械力作用,并且当线棒中有交流电流通过时,将受到100Hz电磁力作用,产生振动使导线疲劳断裂,并使绝缘相互间或与槽壁间产生摩擦,造成绝缘磨损,导致绝缘击穿事故。该电磁力的大小与电流大小的平方成正比,尤其是短路时电磁力增长数十倍。
3. 简述直流电机换向极的作用及简单工作原理。
换向极的作用是改善直接电机的换向性能,消除或削弱电刷下的火花。换向极安装在主磁极的几何中性线上,换向绕组与电枢绕组串联,即流过电枢电流,并使换向极在主磁极几何中性线附近建立与电枢磁场相反方向的磁场,以抵消或削弱几何中性线附近电枢磁场的影响,维持几何中性线附近磁场强度为零,并在换向元件中感应产生与自感电动势相反方向的电势,以削弱或消除换向元件中的自感电动势,从根本上消除电刷下产生火花的电磁原因。
4. 简述直流电机补偿绕组的作用及工作原理。
补偿绕组安装的直流电机主磁极极靴槽内,并与电枢绕组串联。正确地与电枢绕组连接,以保证补偿绕组所建立的磁场与主磁极下电枢磁场的方向相反,从而起到削弱或抵消极面下由于电枢反应所引起主磁场畸变而出现的电位差火花,改善电机换向性能的作用。
5. 绕线式异步电动机起动时通常采用在转子回路中串联适当起动电阻的方法来起动,以获得较好的起动性能,如果将起动电阻改成电抗器,其效果是否一样?为什么?
不一样。起动时在绕线式异步电动机转子回路串入电抗与串入起动电阻虽然均能够增加起动时电动机的总阻抗,起到限制起动电流的目的,但串入电抗器之后,却不能够起到与串入起动电阻并增大转子回路功率因数一样的效果,反而大幅度地降低了转子回路的功率因数,使转子电流的有功分量大大减小,因而造成起动转矩的减小,使电动机起动困难。
6. 为什么串励式直流电动机不能在空载下运行?
串励直流电动机的特性是气隙主磁通随着电枢电流的变化而变化,转速随着负载的轻重变化而变化。串励电动机在空载运行时,电枢电流等于励磁电流,而且很小,因此主磁通也很小,电枢电流很小,电枢反电动势近似于端电压。另一方面,因主磁通很小,转子转速n将非常快,以致造成“飞车”现象,它会使换向条件严重恶化,甚至损坏转子,所以串励直流电动机规定绝不能在空载下运行。
7. 为什么采用分数节距?对电机有什么好处?
用分数节距可以缩短导线的长度、节省材料,能调节绕组的圈数,减少了连线的电感和槽内的互感,可以改善电动机的运行性能,同时削弱高次谐波的影响。
8. 异步电动机在何种情况下发热最严重?
从发热情况看,当转子卡住(堵转)时最严重。因为处于堵转状态下的异步电动机,要长时间经受5~7倍额定电流的作用。再加上由于不能通风冷却,致使电动机急剧发热,温度迅速上升。
9. 引起发电机定子绕组绝缘的过快老化或损坏的原因有哪些?
发电机定子绕组绝缘过快老化或损坏的主要原因有:
(1)发电机的散热条件脏污造成风道堵塞,导致发电机温升过高过快,使绕组绝缘迅速恶化。
(2)冷却器进水口堵塞,造成冷却水供应不足。
(3)发电机长期过负荷运行。
(4)在烘干驱潮时,温度过高。
10. 简述同步发电机温升过高或冒烟的主要原因有哪些?如何处理?
同步发电机温升过高或冒烟的常见原因及处理方法:
(1)长期过负荷。应调整负荷全额定值。
(2)定子绕组有接地或短路故障。应检查、修复定子绕组。
(3)发电机的转动部分与固定部分相摩擦。可检查轴承有无松动及损坏,定子及转子之间有无不良装配,可进行相应修复与处理。
(4)发电机通风散热不良。清理风道及绕组上的污垢和灰尘,改善通风散热条件。
11. 为什么对于给定同步发电机而言,其转速是定值?
因为同步发电机频率、极对数与转速之间存在固定不变的关系,即
,所以对于给定发电机而言,极对数p一定,而频率f一定,故转速成为定值。
12. 简述同步电机的“同步”是什么意思。
同步是指电枢绕组流过电枢电流后,将在气隙中形成一旋转磁场,而该磁场的旋转方向及旋转速度均与转子相同,故称同步。
13. 同步发电机并入大电网运行时,欲增大其感性无功功率的输出,应调节什么?怎么调?
应调节励磁电流。在过励磁状态下,增大励磁电流,输出的感性无功功率将增大。
14. 变压器的分接开关有哪两种?各有何特点?
有载调压分接开关和无励磁调压分接开关。前者可在变压器不停电条件下进行分接变换,而后者必须在变压器停电的情况下进行分接变换。
15. 发电机转子常用的通风系统有哪些形式?
常用的通风系统形式有:转子表面冷却、气隙取气氢内冷、槽底副槽的转子径向通风、转子轴向通风。
16. 转子护环的作用是什么?
发电机在高速旋转时,转子端部受到很大的离心力的作用,护环就是用来固定绕组端部的位置,使转子运转时端部绕组不致移动。
17. 异步电动机起动时,为什么起动电流大而起动转矩不大?
当异步电动机起动时,由于转子绕组与电枢磁场的相对运动速度最大,所以转子绕组感应电动势与电流均最大,但此时转子回路的功率因数却很小,所以起动转矩不大。
18. 发电机与系统解列、停机后,能否马上进行解体工作?为什么?
发电机与系统解列、停机后,不能马上进行解体工作。一般需盘车72h,以等待汽缸的差胀符合规程要求时,才能拆卸发电机。
19. 试问为了防止现代汽轮发电机转子绕组由于热胀冷缩的作用而产生永久变形或损坏,在制作时采取了什么措施?
因为铜线在热胀冷缩作用下会产生永久性变形,使绕组损坏,所以大型汽轮发电机的转子绕组采用热屈服极限较高的、含有少量银的铜线来绕制。
20. 电角度与机械角度对交流电机而言,有何异同?
电角度用以描述电动势、电流等电量随时间变化的角度,而机械角度则是描述转子在空间转过的角度。两者的关系是:电角度=极对数×机械角度。
21. 为什么直流电动机起动电流会很大?当运行中的并励直流电动机励磁回路开路时,会出现什么现象?
因为刚合上电源时,转子由于惯性作用来不及转动,此时转速为零,电枢绕组反电动势不能建立,故起动电流,I
st=
。R
a为电枢绕组内阻,其值很小,故起动电流很大。当运行中的并励直流电动机励磁回路断线,则励磁电流为零,由公式
可知,此时转子转速将迅速升高,出现“飞车”现象。
22. 大容量的汽轮发电机定子铁心压板,采取铜屏蔽结构的作用是什么?
为了减少铁心端部漏磁通引起的损失和发热,结构上采取在铁心压板表面设铜屏蔽板可以抵消大部分端部轴向漏磁通。屏蔽板电阻约为铁心压板的1/5,热传导率为其5倍,使其损失减少1/2。
23. 待并系统和运行系统准同期并列的条件是什么?
两系统电压大小相等,相位相同;两系统频率相同,两系统相序一致。
24. 简述异步电动机的起动方法。
异步电动机主要有鼠笼式和绕线式两大类,其中鼠笼式异步电动机常用起动方法有直接起动与降压起动,降压起动又分为自耦变压器降压起动、星—三角形换接起动以及延边三角形起动等。绕线式异步电动机主要采用转子回路串入适当电阻的起动方法。
25. 发电机非同期并列有何危害?
当并列条件不满足并列运行时,发电机将会出现一定的冲击电流。当电压相差大时,对大型发电机而言,除产生很大的冲击电流外,还会使系统电压严重下降,导致事故发生。当并列发电机与系统电压相位不同时,如相位相差超过±30°时,则冲击电流很大,将使定子绕组和转轴受到很大的冲击应力,使定子端部严重变形,甚至使连轴器螺栓有被剪断的可能性。