Задача 9-15.

Как изменится напряжение работающего вхолостую генератора, если произойдет обрыв обмотки якоря, например в точке m рис. 9-15? Указать правильный ответ.

1. Уменьшится. 2. Увеличится. 3. Не изменится.

Рис. 9-15

Решение:

Обмотка генератора изображенная на рис. 9-15 состоит из четырех параллельных ветвей в каждой из которых действует э.д.с. E. Так как по условию генератор находится в режиме холостого хода, обрыв одной из ветвей не приведет к увеличению падения напряжения на внутреннем сопротивлении генератора. Соответственно напряжение U на зажимах генератора останется неизменным.

Правильный ответ указан под цифрой 3.

З
адача 9-27.

Как изменится ток якоря , ЭДС Е, напряжение и частота вращения двигателя n (установившееся их значение), передвинуть движок реостата вверх (рис. 9-27) при неизменном моменте на валу двигателя? Указать неправильный ответ.

1. не изменится. 2. E не изменится. 3. уменьшится. 4. n уменьшится.

Рис. 9-27

Решение:

Так как якорь и связанные с ним вращающиеся массы обладают инерцией, то в ближайший после увеличении сопротивления реостата отрезок времени можно считать, что скорость вращения якоря еще не успела измениться, т.е. по прежнему остается равной . В этих условиях

и

,

где – суммарное сопротивление обмотки якоря и добавочного реостата до начала регулирования;

– значение, на которое увеличивается сопротивление добавочного реостата.

Таким образом, вращающий момент двигателя уменьшится в отношении , тогда как, по условию, . По этому, по условию равновесия моментов, на валу двигателя появляется отрицательный динамический момент

,

под действием которого скорость вращения двигателя начинает уменьшаться. Этим заканчивается первая стадия регулировочного процесса и начинается вторая.

При уменьшении скорости вращения n э.д.с. уменьшается пропорционально n, соответственно чему ток начинает расти. Такой процесс параллельного уменьшения скорости вращения n и увеличения тока будет идти до тех пор, пока момент не станет равным нулю, а это будет тогда, когда ток якоря достигнет своего прежнего значения. После этого двигатель будет продолжать работать с новой постоянной скоростью вращения , а именно

.

Таким образом, при передвижении движка реостата вверх ток не изменится, э.д.с. E уменьшится, напряжение уменьшится, скорость вращения двигателя n уменьшится.

Неправильный ответ указан под цифрой 2.

Задача 9-36.

Определить сопротивление реостата, который надо включить в цепь якоря двигателя с параллельным возбуждением, чтобы он вращался с частотой об/мин и развивал момент ( ).

Паспортные данные двигателя: кВт, В, А, Об/мин. Указать правильный ответ.

1. 8,05 Ом. 2. 4,1 Ом. 3. 2,05 Ом. 4. 2,23 Ом.

Решение:

Номинальный вращающий момент двигателя

Н·м.

Так как номинальный ток якоря не задан примем .

Тогда сопротивление обмотки якоря

Ом.

где Вб.

Определяем сопротивление реостата

Ом.

В реальном ДПТ параллельного возбуждения ток якоря в номинальном режиме несколько меньше . Поэтому сопротивление добавочного реостата в цепи якоря будет несколько больше рассчитанного выше. Данному условию ( Ом) соответствует ответ, указанный под цифрой 4 ( Ом).

Правильный ответ указан под цифрой 4.

Задача 9-42.

В каком соотношении находятся моменты, развиваемые двигателем при работе в точках 1, 2, 3 характеристик, изображенных на рис. 9-42? Точка 1 расположена на естественной характеристике. Указать правильный ответ.

1. . 2. . 3. .

Рис. 9-42

Решение:

Характеристики изображенные на рис. 9-42 соответствуют режиму регулирования частоты вращения двигателя изменением магнитного потока. При этом при уменьшении магнитного потока Ф скорость вращения двигателя увеличивается.

Вращающий момент двигателя постоянного тока . Так как по условию , то при уменьшении магнитного потока Ф (увеличении скорости n) момент развиваемый двигателем уменьшается. По этому .

Правильный ответ указан под цифрой 3.

Задача 10-31.

Как изменяется ток холостого хода и ток обмотки ротора двигателя, если уменьшить напряжение на обмотке статора, а момент нагрузки при этом сохранить неизменным? Указать правильный ответ.

1. не изменится. 2. увеличится. 3. не изменится. 4. увеличится.

Решение:

В асинхронной машине, так же как и в трансформаторе . По этому при уменьшении напряжения на обмотке статора магнитный поток машины так же уменьшится т.к.

,

где – число последовательно соединенных витков обмотки статора;

– обмоточный коэффициент обмотки статора;

– наибольшее значение основного магнитного потока, пронизывающего контур обмотки статора;

f – частота питающей сети.

Ток создает основной магнитный поток машины. По этому он, так же как и уменьшится при уменьшении напряжения на обмотке статора.

Вращающий магнитный момент асинхронной машины пропорционален квадрату напряжения питающей сети, однако, по условию задачи момент нагрузки на валу двигателя остается неизменным. По этому равновесие моментов возможно только при уменьшении частоты вращения двигателя (увеличении скольжения s).

Ток в обмотке ротора асинхронной машины определяется следующим выражением

,

где – конструктивный коэффициент;

– угол между фазами тока и напряжения в обмотке ротора.

Числитель данного выражения при уменьшении напряжения сети остается неизменным, так как по условию задачи . Знаменатель уменьшится, так как уменьшится и ( уменьшится из-за увеличения скольжения и как следствие частоты в роторе: ).

Таким образом, при уменьшении напряжения на обмотке статора асинхронного двигателя ток будет увеличиваться.

Правильный ответ указан под цифрой 4.

Задача 10-34.

Определить сопротивление, которое надо включить в цепь ротора асинхронного двигателя с фазным ротором, чтобы он при номинальном моменте на валу имел частоту вращения . Сопротивление фазы обмотки ротора Ом, номинальная скорость . Указать правильный ответ.

1. 1,08 Ом. 2. 0,44 Ом. 3. 0,32 Ом. 4. 1,15 Ом.

Решение:

Сопротивление регулировочного реостата для асинхронного двигателя с фазным ротором

Ом,

где – номинальное скольжение;

– скольжение при .

Правильный ответ указан под цифрой 2.

Задача 10-54.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором находится в неподвижном состоянии и потребляет из сети 15 кВт. Определить электромагнитную мощность , потери в обмотке ротора , и электромагнитный момент , если в обмотке и сердечнике статора потери равны 6 кВт. Потерями в сердечнике ротора пренебречь. Частота вращения магнитного потока двигателя об/мин. Указать неправильный ответ.

1. кВт. 2. кВт. 3. Н·м.

Решение:

Электрическая энергия, подводимая к статору, частью теряется в статоре на потери в проводниках обмотки статора и на потери от гистерезиса и вихревых токов в стали двигателя. Остальная мощность передается на ротор электромагнитным путем. Из сказанного следует

кВт.

Мощность, переданная на ротор, частью теряется в нем на потери в проводниках обмотки . Остальная часть мощности преобразуется в механическую мощность двигателя . Таким образом, .

Так как по условию двигатель находится в неподвижном состоянии то , следовательно кВт.

Определим электромагнитный момент двигателя

Н·м.

Неправильный ответ указан под цифрой 3.

Задача 10-63.

Эскалатор метро (рис. 10-63, а) приводится в движение асинхронным трехфазным двигателем с фазным ротором, естественная механическая характеристика которого изображена на рис.10-63, б. Частота вращения двигателя при подъеме пассажиров и момент, развиваемый двигателем равны об/мин и . Определить частоту вращения двигателя при спуске того же количества пассажиров при условии, что момент, обусловленный силами трения в звеньях механизма эскалатора, при подъеме и спуске одинаков и равен и двигатель работает в режиме генераторного торможения. Указать правильный ответ.

1. 1000 об/мин. 2. 1025 об/мин. 3. 1050 об/мин. 4. 1100 об/мин.

Рис. 10-63

Решение:

Двигатель эскалатора работает на линейном участке механической характеристики, которая имеет наклон об/дел (см. рис. 10-63, б). Зависимость аналитически можно выразить следующим образом.

.

Нагрузочный момент имеет две составляющие:

1. дел – момент, обусловленный силами трения в звеньях механизма эскалатора;

2. дел – момент, обусловленный весом пассажиров.

При спуске эскалатора момент совпадает по направлению с вращающим моментом двигателя, поэтому

об/мин.

Правильный ответ указан под цифрой 3.