### 电机原理与拖动基础知识点解析
#### 一、简答及填空题解析
1. **变压器电动势相量图与联结组别判断**
- **知识点概述**：变压器的电动势相量图可以帮助我们理解变压器内部电压、电流的关系以及其工作原理。通过分析相量图，我们可以判断变压器的联结方式。
- **详细解析**：在绘制相量图时，通常以一次侧或二次侧的线电压作为参考量，根据变压器的接线方式（如星形或三角形接法）来确定各相电压之间的相位关系。联结组别是指变压器的一次侧和二次侧之间的相位关系，通常表示为“Yyn0”、“Dyn11”等形式，其中字母表示接线方式，“0”或“11”等数字表示相位差。例如，“Yyn0”表示一次侧和二次侧都是星形接法，相位差为0度。
2. **三相异步电动机与同步电动机转向改变方法**
- **知识点概述**：改变电动机的旋转方向对于实际应用非常重要。对于不同类型的电动机，改变转向的方法也有所不同。
- **详细解析**：
- **三相异步电动机**：只需交换任意两相的接线即可实现转向改变。
- **同步电动机**：同样可以通过交换两相接线的方式来改变旋转方向。需要注意的是，同步电动机在改变转向后，还需要调整其励磁电流的方向，以确保同步运行。
3. **直流电动机起动电流大小比较**
- **知识点概述**：直流电动机的起动电流与其负载情况密切相关。
- **详细解析**：当直流电动机在额定负载下全压启动时，其起动电流会比半载下的起动电流大。这是因为，在额定负载下，电动机需要克服更大的机械阻力，从而导致起动电流增大。
4. **异步电动机电磁转矩性质及其产生机制**
- **知识点概述**：异步电动机的电磁转矩是其工作的核心，了解其性质及产生机制对于理解和使用异步电动机至关重要。
- **详细解析**：异步电动机电动运行时，电磁转矩是拖动性质的。它是由定子绕组产生的旋转磁场与转子导体之间的相对运动而产生的。当定子绕组通电后，会在空间产生一个旋转磁场，这个旋转磁场切割转子导体，根据法拉第电磁感应定律，会产生感应电动势，进而产生电流。这些电流又与旋转磁场相互作用产生电磁力，最终形成电磁转矩，使转子跟随旋转磁场旋转。
5. **电力拖动系统运动状态判断方法**
- **知识点概述**：电力拖动系统的运动状态直接影响到系统的性能和稳定性。
- **详细解析**：电力拖动系统的运动状态主要取决于电动机的电磁转矩与负载转矩之间的关系。当电磁转矩大于负载转矩时，系统加速；当两者相等时，系统保持匀速；当电磁转矩小于负载转矩时，系统减速。
6. **异步电动机转速计算**
- **知识点概述**：了解异步电动机在不同状态下定子和转子磁场的相对转速对于分析电动机的性能非常重要。
- **详细解析**：
- 定子电流产生的磁场相对于定子的转速为同步转速，即\(n_s = \frac{60f}{p}\)，其中\(f\)为电源频率，\(p\)为电动机极对数。对于本例中的六极电动机，\(p=3\)，所以同步转速\(n_s = \frac{60 \times 50}{3} = 1000\) rpm。
- 对于额定状态下的异步电动机，其转差率\(S_N = 0.03\)，则转子的实际转速\(n_N = n_s (1-S_N) = 1000 \times (1-0.03) = 970\) rpm。
- 相对于转子的转速为\(n_s - n_N = 1000 - 970 = 30\) rpm。
- 转子电流产生的磁场相对于转子的转速也为\(30\) rpm，相对于定子的转速则为\(1000\) rpm。
7. **同步电动机功率因数调节**
- **知识点概述**：同步电动机的功率因数可以通过调节励磁电流来改变。
- **详细解析**：对于一台功率因数为0.7（滞后）的同步电动机，可以通过增加励磁电流来提高功率因数至1。当功率因数为1时，表示电动机的磁场完全与负载匹配，此时电动机既不过励也不欠励。随着励磁电流的增加，电动机的电枢电流将减小，因为更多的能量被用于产生磁场而不是产生电磁转矩。
8. **连续恒定负载电动机选择**
- **知识点概述**：选择合适的电动机对于确保系统高效稳定运行至关重要。
- **详细解析**：对于连续恒定负载的情况，应选择额定功率略大于负载功率的电动机。此外，还需要考虑电动机的工作方式（如连续工作制、短时工作制等）、过载能力等因素。一般建议选择额定功率为负载功率1.1～1.2倍的电动机。
9. **直流电动机调速方法及其机械特性**
- **知识点概述**：直流电动机可以通过多种方式进行调速，每种方法都会影响其机械特性。
- **详细解析**：
- **调速方法**：直流电动机常见的调速方法包括改变电枢电压、改变励磁电流和在电枢回路中串入电阻。
- **机械特性**：改变电枢电压会导致机械特性曲线斜率不变但整体下移；改变励磁电流会改变机械特性曲线的斜率；在电枢回路中串入电阻会使机械特性曲线变得更陡峭。
10. **变压器损耗功率计算**
- **知识点概述**：变压器的损耗功率包括铜损和铁损，这些损耗会影响变压器的效率。
- **详细解析**：变压器的损耗功率主要包括铜损和铁损。铜损是在变压器绕组中由于电流通过产生的电阻热效应造成的，铁损则是由于铁芯中的涡流效应和磁滞效应造成的。变压器的效率可以通过以下公式计算：\(\eta = \frac{P_2}{P_1} = \frac{P_{out}}{P_{in}}\)，其中\(P_1\)为输入功率，\(P_2\)为输出功率。
#### 二、并励直流电动机参数计算
1. **知识点概述**：本部分涉及并励直流电动机的基本参数计算，包括电枢电势、电枢电流、电磁转矩和稳定转速等。
2. **详细解析**：
- **电枢电势**：电枢电势\(E_a = U - I_a R_a\)，其中\(U\)为电源电压，\(I_a\)为电枢电流，\(R_a\)为电枢电阻。
- **电枢电流**：根据题目给定的数据，可以先计算电枢电势\(E_a\)，然后利用\(I_a = \frac{U - E_a}{R_a + R_{ext}}\)来计算电枢电流，其中\(R_{ext}\)为额外串入的电阻。
- **电磁转矩**：电磁转矩\(T_e = C_T \cdot I_a\)，其中\(C_T\)为转矩常数。
- **稳定转速**：稳定转速可以根据电磁转矩和负载转矩之间的平衡关系计算得出。
#### 三、三相六极绕线异步电动机参数计算
1. **知识点概述**：这部分内容涉及三相六极绕线异步电动机的相关参数计算，包括滑差率、铜损、效率、定子电流等。
2. **详细解析**：
- **滑差率\(S_N\)**：滑差率\(S_N = \frac{n_s - n_N}{n_s}\)，其中\(n_s\)为同步转速，\(n_N\)为额定转速。
- **转子铜损\(p_{cu2}\)**：转子铜损可以通过滑差率\(S_N\)、输入功率\(P_{in}\)和效率\(\eta\)计算得出。
- **效率\(\eta\)**：效率可以根据输入功率\(P_{in}\)、输出功率\(P_{out}\)和各种损耗计算得出。
- **定子电流\(I_{1N}\)**：定子电流可以通过输入功率\(P_{in}\)、电压\(U\)和功率因数\(\cos\phi\)计算得出。
#### 四、单相变压器参数计算
1. **知识点概述**：这部分内容涉及单相变压器的相关参数计算，包括原边电流、副边电压和短路电流等。
2. **详细解析**：
- **原边电流**：原边电流可以通过负载功率和副边电压计算得出。
- **副边电压**：副边电压可以通过负载电流和负载电阻计算得出。
- **短路电流**：短路电流可以通过短路阻抗和电源电压计算得出。
#### 五、分析题
1. **知识点概述**：这部分内容涉及三相变压器给绕线异步电动机供电的相关问题，包括供电线路图绘制和机械特性解释等。
2. **详细解析**：
- **供电线路图**：供电线路图应包括变压器、开关、绕组等元件。
- **机械特性解释**：绕线异步电动机转子串电阻起动可以降低起动电流，同时提高起动转矩。通过串入电阻，可以增加转子回路的电阻，从而减少起动电流，提高起动转矩。随着电动机速度的增加，转子电阻逐渐减小，直至达到稳定运行状态。
