三、综合分析题1. 试述同步电动机的构造及特点。
同步电动机主要由定子和转子组成。其中定子由基座、定子铁芯和三相绕组等组成;转子是磁极,其铁芯上绕有励磁绕组,励磁绕组的两端分别与固定在转轴上的两个滑环相接,环与环、环与转轴都相互绝缘。在环上用弹簧压着两个固定的电刷,直流励磁电流经此通入励磁绕组。直流励磁电流由励磁机产生。
在同步电动机中,由于定子绕组是静止的,不仅绝缘较为可靠,而且无须通过滑环而直接与外电路相连接,结构比较简单。
尽管同步电动机的定子绕组与三相交流电源接通时,和三相异步电动机一样,会产生旋转磁场。但是,如果已被励磁的转子原来是静止的,它是不会转动起来的。因此常采用异步起动法来起动同步电动机。一旦同步电动机起动起来,旋转磁场就能紧紧地牵引着转子一起转动。此后,两者转速保持相等(同步),即
n=n1=60f/P
2. 锅炉水冷壁有哪些作用?水冷壁产生管内壁垢下腐蚀有何征兆?
水冷壁是锅炉的主要蒸发受热面,其作用是:
(1)吸收炉膛内高温辐射热量,完成管内水的汽化任务。
(2)降低炉膛内壁附近的温度,从而保护炉墙。
水冷壁产生管内壁垢下腐蚀后有如下征兆:
(1)水冷壁向火侧内壁大量集结表面松软、内层坚硬的水垢。
(2)水冷壁向火侧内壁的水垢下有明显腐蚀,使管壁变薄。严重的腐蚀程度可达水冷壁壁管厚度的一半以上。
(3)水冷壁外壁出现鼓疱,有些鼓疱处甚至出现裂纹。
3. 已知某液压系统如图1所示。试说明各个元件的名称。若已知,泵的排量为32mL/r,转数为960r/min.密积效率为0.95,机械效率为0.92;其他元件和管路和的效率损失忽略不计。向右行程的推力要求是120000N,而反向行程推力为100000N。液压缸内径为D=125mm,活塞杆直径为d=65mm。试计算往返行程的速度为多少?该液压泵的实际输入功率至少为多少?
各元件:
1—油箱 2—定量泵 3—溢流阀 4—蓄能器 5—单向阀
6—三位四通换向滑阀 7—单杆活塞液压缸
泵的理论流量为
泵的实际流量为
泵的输出压力为
向右
向左
活塞向右速度为
活塞向左速度为
液压泵的输入功率计算为
向右
向左
总的结果取之ρ≥5.21kW。
4. 永磁同步交流伺服电动机与永磁同步直流电动机有什么区别?
永磁同步交流伺服电动机与永磁直流伺服电动机相比,其区别有以下几点:
(1)永磁同步交流伺服电动机的转子含有多块永久磁铁,即转子是永磁体的。而永磁直流伺服电动机的定子是永磁体的。
(2)两种电动机的工作原理不同。永磁同步交流伺服电动机的工作原理是:定子三相绕组接上电源后,产生一旋转磁场,该旋转磁场吸引转子的永磁磁极带动转子一起旋转。永磁直流伺服电动机的基本工作原理是:通电的转子绕组在定子磁场中受电磁力而产生转矩,使转子转动。
(3)永磁同步交流伺服电动机与永磁直流伺服电动机相比,机械特性更硬;另外,断续工作区的范围扩大,这更有利于提高电动机的加、减速能力。
(4)两种电动机的调速方法不同。永磁同步交流伺服电动机主要采用改变电源频率的方法,而永磁直流伺服电动机,如同并励直流电动机,主要采用改变外加电压的调频方法。
5. 试述步进电动机的结构。
步进电动机的主要组成部分是定子和转子。定子上可以有三对、四对、五对、六对磁极,分别称为三相、四相、五相、六相步进电动机。以三相反应式步进电动机为例,定子三对磁极上绕有三相绕组,每个磁极的极靴上均匀分布有小齿(如五个小齿)。转子铁芯沿圆周也均匀分布有小齿。定、转子齿数相等,且每个齿的齿宽、齿距相等。如果定子三对磁极的绕组依次轮流通电,那么三对磁极就依次轮流产生磁场吸引转子转动。
还有一种应用十分广泛的步进电动机叫做永磁感应子式步进电动机,它的转子由环形磁钢和两段铁芯组成。环形磁钢位于转子中部,轴向充磁。两段铁芯分别装在磁钢两端,转子铁芯沿圆周均匀分布有小齿,两段铁芯上的小齿相互错开半个齿距,定、转子的齿距相同。由于它的磁路内含有永久磁钢,故当定子绕组断电后仍具有一定的定位转矩。
此外,还有电磁式步进电动机、永磁式步进电动机等。