电机学是电气工程领域的核心课程,涵盖了电动机和发电机的基本原理、分析方法和操作实践。以下是对题目中涉及的知识点的详细解释:
1. **三相异步电动机的空载运行**:当三相异步电动机空载运行时,气隙磁通φm的大小主要取决于电源电压。这是因为电源电压决定了通过定子绕组的电流,进而影响磁通的大小。其他选项如磁路饱和程度、气隙大小和定子绕组漏阻抗大小虽然也会影响磁通,但在空载状态下,电源电压是最主要的因素。
2. **同步发电机的励磁电流变化**:如果保持转速不变,增加同步发电机的励磁电流,会使得发电机多输出有功电流。这是因为励磁电流的增加会导致磁通密度增加,从而使得感应电动势(E)增加,输出电流(I)也会相应增加,输出的有功功率(P=EIcosφ)也随之增加。
3. **三相异步电动机的工作原理**:三相异步电动机能转动是由于定子旋转磁场与转子电流的相互作用产生电磁转矩。这个转矩是电动机启动和运行的关键因素。
4. **直流电动机的励磁回路调整**:负载转矩不变时,若在直流电动机的励磁回路中串入电阻,稳定后电枢电流会不变,但转速会下降。这是因为励磁电流不变,而电阻增加导致电压降增大,使得电枢电流减小,从而转速降低。
5. **调速方法**:他励直流电动机通过电枢回路串电阻调速是一种有级调速方法,因为改变电阻值会改变电机的电压降,从而改变电机速度。
6. **同步发电机的短路特性**:同步发电机短路时,因为电机相当于在一个电阻为常数的电路中运行,所以短路电流与励磁电流成正比,短路特性表现为一条直线。
7. **直流电机的换向极**:直流电机的换向极主要作用是改善电机的换向性能,减少火花,提高运行效率和稳定性。
8. **凸极同步电机的参数变化**:凸极同步电机的气隙增加会导致Xd和Xq这两个直轴和交轴电抗减小,这是因为气隙增大导致磁阻增大,磁通路径变长,磁阻效应减弱。
9. **三相异步电动机的电压不对称**:三相异步电动机不应长时间在严重不对称电压下运行,因为这可能导致电机过热、效率下降甚至损坏。
10. **直流电机转速与电压的关系**:若并励直流发电机转速上升20%,空载时发电机的端电压U0将升高大于20%,因为Ea正比于n的平方。
11. **同步发电机的励磁与电枢反应**:过励时同步发电机从电网吸收滞后无功功率,产生直轴去磁的电枢反应。
12. **并励直流发电机的短路电流**:并励直流发电机在稳态运行时短路电流不会很大,因为短路时电机的电枢回路相当于短路,励磁电流几乎不通过电枢,因此短路电流较小。
13. **同步发电机的电压波动**:正常励磁的同步发电机并联在电网上,如果电压下降20%,发电机将向电网多输出电流(励磁不变),此电流具有感性,以补偿电压下降造成的无功功率缺失。
14. **凸极同步电机的参数与励磁**:凸极同步电机转子励磁匝数增加会使得Xd和Xq增大,因为励磁电流增加导致磁路饱和,电抗增大。
15. **直流电机的起动与极性**:起动直流电动机时,励磁回路应与电枢回路同时接入电源。若要改变电枢两端的正负极性,只需改变励磁绕组的接法。
16. **直流发电机的参数变化**:直流发电机转速下降30%,而励磁电流和电枢电流不变,Ea会下降30%,因为Ea正比于n。
17. **凸极同步发电机的电流计算**:已知凸极同步发电机的Id=Iq=10A,电枢电流Ia为Id和Iq的矢量和,所以Ia=√(Id²+Iq²)=√(10²+10²)=14.14A。
18. **直流电机的电刷调整**:直流电机的电刷逆转向移动一个小角度,电枢反应性质变为去磁与交磁,因为电刷位置改变会改变电枢磁场的分布。
19. **绕线式三相感应电动机的起动**:转子串电阻起动时,起动转矩增大,但起动电流也会增大,因为电阻的引入增加了起动时的电压降。
20. **直流电动机的额定功率定义**:直流电动机的额定功率是指转轴上输出的机械功率。
21. **同步发电机的特性测试**:测定同步发电机的空载特性和短路特性时,如果转速降至0.95n1,空载电势降为额定的0.95倍,短路电流不变,因为E0正比于n,Ik基本不受n影响。
22. **直流电机的运行状态**:直流电机运行在发电机状态时,感应电势Ea大于其端电压U,因为端电压包含电枢电阻压降。
23. **三相异步电动机的负载特性**:三相异步电动机在空载与额定负载之间运行,转矩T与滑差率s并不一定成正比,转矩T与负载性质和电源电压有关。
24. **同步发电机的电枢反应**:同步发电机稳态运行时,若负载为感性cosφ=0.8,电枢反应的性质为交轴电枢反应和直轴去磁电枢反应。
25. **直流电动机的额定功率**:直流电动机的额定功率是指转轴上输出的机械功率,而非电枢端口的电功率。
26. **同步电机的功角**:同步电机的功角确实有双重含义,包括励磁电动势和电压的空间夹角,以及表示电磁功率分配的角位移。
27. **同步发电机的短路电流**:同步发电机的稳态短路电流相对较小,因为短路时电机相当于一个电抗器,电流主要受电抗限制。
28. **凸极同步发电机的附加电磁功率**:凸极同步发电机附加电磁功率产生的原因是交轴上的磁阻比直轴上的磁阻大,导致磁通路径不同,产生额外的功率损失。
29. **直流发电机的速度调整**:并励直流发电机转速上升0.2倍,空载时发电机端电压会上升超过0.2倍,因为E0正比于n的平方。
30. **电动机制动方式**:向电网反馈电能的三相异步电动机制动方式称为再生制动或反馈制动,而非能耗制动。
31. **三相感应电动机的极数**:额定转速为1450r/min的三相感应电动机通常是4极电机,因为1450r/min接近于50Hz交流电的同步转速1500r/min(4极电机的同步转速)。
32. **星形-三角形换接起动**:应用星形-三角形换接开关起动时,起动电流可减少到1/3,这是因为星形接法降低了相电压,减少了起动电流。
以上是关于电机学的多个知识点的详细解释,涵盖了电机的原理、工作状态、特性分析和操作控制等多个方面。