電力拖動與控制doc

1、第一章 電力拖動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)1-1 什么是電力拖動系統(tǒng)?它包括那幾部分？都起什么作用？舉例說明答：由原動機(jī)帶動生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)稱為拖動。用各種電動機(jī)作為原動機(jī)帶動生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動，以完成一定的生產(chǎn)任務(wù)的拖動方式，稱為電力拖動。電力拖動系統(tǒng)，一般由電動機(jī)、機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)、控制設(shè)備和電源五部分組成。其中，電動機(jī)作為原動機(jī)，通過傳動機(jī)構(gòu)帶動生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)執(zhí)行某一生產(chǎn)任務(wù)；機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)用來傳遞機(jī)械能；控制設(shè)備則用來控制電動機(jī)的運(yùn)動；電源的作用是向電動機(jī)和其他電氣設(shè)備供電。1-2 電力拖動系統(tǒng)運(yùn)動方式中T，Tn 及n的正方向是如何規(guī)定的？如何表示它的實際方向？答：設(shè)轉(zhuǎn)速n對觀察者而言逆

2、時針為正，則轉(zhuǎn)矩T與n的正方向相同為正；負(fù)載轉(zhuǎn)矩T與n的正方向相反為正。與正方向相同取正，否則取反。1-3 試說明GD的概念答：J=即工程中常用表示轉(zhuǎn)動慣量的飛輪慣量。1-4 從運(yùn)動方程式中如何看出系統(tǒng)是處于加速、減速、穩(wěn)速或靜止等運(yùn)動狀態(tài)？答: 當(dāng)時，系統(tǒng)加速；當(dāng)時，系統(tǒng)減速。當(dāng) 時，轉(zhuǎn)速不變，系統(tǒng)以恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，或者靜止不動。1-5 多軸電力拖動系統(tǒng)為什么要折算為等效單軸系統(tǒng)？答: 多軸電力拖動系統(tǒng)，不同軸上有不同的轉(zhuǎn)動慣量和轉(zhuǎn)速，也有相應(yīng)的反映電動機(jī)拖動的轉(zhuǎn)矩及反映工作機(jī)構(gòu)工作的阻轉(zhuǎn)矩，這種系統(tǒng)比單軸拖動系統(tǒng)復(fù)雜，計算較為困難，為了簡化計算，一般采用折算的辦法，把多軸電力拖動系統(tǒng)折算為

3、等小的單軸系統(tǒng)。1-6 把多軸電力拖動系統(tǒng)折算為等效單軸系統(tǒng)時負(fù)載轉(zhuǎn)矩按什么原則折算？各軸的飛輪力矩按什么原則折算？答:功率相等原則;能量守恒原則.1-7 什么是動態(tài)轉(zhuǎn)矩？它與電動機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩有什么區(qū)別？答:動態(tài)轉(zhuǎn)矩是指轉(zhuǎn)矩是時間的函數(shù).而負(fù)載轉(zhuǎn)矩通常是轉(zhuǎn)速的函數(shù).1-8 負(fù)載的機(jī)械特性有那幾種類性？各有什么特點(diǎn)？答：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性：與n無關(guān)，總是恒值；恒功率負(fù)載特性：與n 成反比例變化；通風(fēng)機(jī)負(fù)載特性：與n2成正比例變化。1-9 某拖動系統(tǒng)如圖1-11所示。當(dāng)系統(tǒng)以1m/s2的加速度提升重物時,試求電動機(jī)應(yīng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩。折算到電動機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tmeq =195Nm, 折算到電動機(jī)軸上的系

4、統(tǒng)總(包括卷筒)轉(zhuǎn)動慣量J=2kgm2 ,卷筒直徑d=0.4m，減速機(jī)的速比j=2.57。計算時忽略電動機(jī)的空載轉(zhuǎn)矩。 圖1-11 拖動系統(tǒng)傳動機(jī)構(gòu)圖 圖1-12 拖動系統(tǒng)傳動機(jī)構(gòu)圖解：=J，分別是電機(jī)轉(zhuǎn)軸。卷筒的機(jī)械角速度=j=2.57 R=V R=12=2 = 1-10 試求圖1-12所示拖動系統(tǒng)提升或下放罐籠時，折算到電動機(jī)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩以及折算到電動機(jī)軸上的拖動系統(tǒng)升降部分的飛輪力矩。已知罐籠的質(zhì)量m0=300k，重物的質(zhì)量m=1000kg，平衡錘的質(zhì)量mp=600kg，罐籠提升速度vm=1.5m/s，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n=980r/min，傳動效率0=0.85。傳動機(jī)構(gòu)及卷筒的飛輪力矩

5、略而不計.。解：（1）系統(tǒng)以1.5m/s提升罐籠時（g=9.81）（2）系統(tǒng)以1.5m/s下放罐籠時 1-11 一臺卷揚(yáng)機(jī)，其傳動系統(tǒng)如圖1-13所示，其各部分的數(shù)據(jù)如下：Z1=20， ；Z2=100，；Z3=30， ；Z4=124，；Z5=25， ；Z6=92， 。卷筒直徑d=0.6m，質(zhì)量mT=130kg，卷筒回轉(zhuǎn)半徑與卷筒半徑R之比R0.76，重物質(zhì)量m=600kg，吊鉤和滑輪的質(zhì)量m0=200kg,，重物提升速度m=12m/min，每對齒輪的傳動效率cZ=0.95，滑輪的傳動效率cn=0.97，卷軸效率cT=0.96，略去鋼繩的質(zhì)量。電動機(jī)的數(shù)據(jù)為PN=20kW，nN=950r/min

6、，。試求：（1） 折算到電動機(jī)軸上的系統(tǒng)總飛輪力矩；（2） 以 vm=12m/min提升和放下重物時折算到電動機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩圖1-13 卷揚(yáng)機(jī)傳動系統(tǒng)圖解：1、（1）齒輪總飛輪矩2 ，（2）動滑輪的飛輪矩（包括鉤子和重物）由于動滑輪半徑未知，故動滑輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的飛輪矩忽略。2、（1）提升時設(shè)繩的拉力為F（2）下放重物時，第二章 直流電機(jī)的電力拖動2-1 他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性指的是什么？是根據(jù)那幾個方程式推倒出來的？答：據(jù)以下三個方程：2-2 他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性的斜率與那些量有關(guān)？什么叫硬特性？什么叫軟特性？答：與所串電阻RC及勵磁磁場有關(guān)；值較小的機(jī)械特性稱硬特性，反之為軟特性2-3

7、 為什么稱為理想空載轉(zhuǎn)速？堵轉(zhuǎn)點(diǎn)是否只意味著電動機(jī)轉(zhuǎn)速為零？為什么？答：因為實際中空載轉(zhuǎn)矩T0不可避免，故n0達(dá)不到。堵轉(zhuǎn)就是n=0的點(diǎn)。2-4 什么叫人為機(jī)械特性？從物理概念上說明為什么電樞外串電阻越大，機(jī)械特性越軟？答：人為機(jī)械特性指通過改變u、R參數(shù)得到的機(jī)械特性。2-5 為什么降低電源電壓的人為機(jī)械特性是互相平行的？為什么減弱氣隙每極磁通后機(jī)械特性會變軟？答：u與值無關(guān)；因為減小，增大，特性邊軟。2-6 什么是電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行？能夠穩(wěn)定運(yùn)行的充分必要條件是什么？答：系統(tǒng)在某種外界擾動下離開原的平衡狀態(tài)，在新的條件下獲得的新的平衡；或當(dāng)擾動消失后系統(tǒng)能自動恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)。滿足

8、上述條件，系統(tǒng)就是穩(wěn)定的。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的充分必要條件是：1）電機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性必須有交點(diǎn)，在交點(diǎn)處；2）在交點(diǎn)附近應(yīng)有。2-7 他勵直流電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時，電樞電流的大小由什么決定？改變電樞回路電阻或改變電源電壓的大小時，能否改變電樞電流的大??？答：Ia由負(fù)載TL決定。不能。2-8 他勵直流電動機(jī)為什么不能直接起動？直接起動會引起什么不良后果？答：起動開始瞬間，由于機(jī)械慣性的影響，電動機(jī)轉(zhuǎn)速這時起動電流為，因電樞電阻數(shù)值很小，因此，很大，可達(dá)額定電流的（1020）倍。因此不能直接起動。直接起動可能產(chǎn)生如下后果：1、大電流使電樞繞組受到過大的電磁力，易損壞繞組；2、使換向困難，主要是在換

9、向器表面產(chǎn)生火花及環(huán)火，少壞電刷與換向器；3、過大的起動電流還會產(chǎn)生過大的起動轉(zhuǎn)矩，從而使傳動機(jī)構(gòu)受到很大的沖擊力，加速過快，易損壞傳動變速機(jī)構(gòu)；4、過大的起動電流會引起電網(wǎng)電壓的波動，影響電網(wǎng)上其他用戶的正常用電。2-9 起動他勵直流電動機(jī)前勵磁繞阻斷線，沒發(fā)現(xiàn)就起動了，下面兩種情況會引起什么后果？(1)空載起動；(2)負(fù)載起動，TLTN。答：（1）電機(jī)飛車，轉(zhuǎn)速太高，容易造成事故。（2）電機(jī)電樞中電流很大，卻很可能起動不了，由于，此時磁場只有點(diǎn)剩磁很小。2-10 如何判斷他勵直流電動機(jī)是處于電動運(yùn)行狀態(tài)還是制動運(yùn)行狀態(tài)？答：電機(jī)所發(fā)出的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相同，即為電動狀態(tài)。若電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動

10、方向相反，則為制動狀態(tài)。2-11 電動機(jī)在電動狀態(tài)和制動狀態(tài)下運(yùn)行時機(jī)械特性位于哪個象限？答：電動狀態(tài)機(jī)械特性位于一、三象限；制動狀態(tài)機(jī)械特性位于二、四象限。2-12 能耗制動過程和能耗制動運(yùn)行有何異同點(diǎn)？答：相同點(diǎn)：兩種狀態(tài)下，電磁轉(zhuǎn)矩都與電機(jī)轉(zhuǎn)向相反。不同點(diǎn)：能耗制動中負(fù)載轉(zhuǎn)矩與電磁轉(zhuǎn)矩同向；而能耗運(yùn)行中負(fù)載轉(zhuǎn)矩與電磁轉(zhuǎn)矩反向。2-13 電壓反接制動與電動勢反接制動有何異同點(diǎn)？答：相同點(diǎn)：兩種狀態(tài)都是制動狀態(tài)，即電磁轉(zhuǎn)矩都與轉(zhuǎn)向相反。不同點(diǎn)：電壓反接制動中，電流方向發(fā)生改變；而電動勢方向制動中電流流向不變。2-14 什么叫電力拖動系統(tǒng)的過渡過程？在過渡過程中為什么電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變？答：

11、 指系統(tǒng)從一個穩(wěn)定工作狀態(tài)過渡到另一個穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。由于機(jī)械慣性時間遠(yuǎn)大于電磁慣性時間，在過渡過程中可以把電磁量任務(wù)是突變的，而機(jī)械量不能。2-15什么是機(jī)械過渡過程？推導(dǎo)他勵直流電動機(jī)拖動系統(tǒng)機(jī)械過渡過程解析式時作了哪些假定？答：指機(jī)械量如轉(zhuǎn)速的變化過程（從一個穩(wěn)態(tài)到另一個穩(wěn)態(tài)）假設(shè)：1）電源電壓u恒定不變2）磁通恒定不變3）負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL保持常數(shù)不變2-16什么是他勵直流電動機(jī)拖動系統(tǒng)機(jī)械過渡過程的三要素？機(jī)電時間常數(shù)的大小與哪些量有關(guān)？答：三要素指：初始值、穩(wěn)態(tài)值、機(jī)電時間常數(shù)。機(jī)電時間常數(shù)與系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量、所串電阻、及勵磁磁場有關(guān)。2-17 他勵直流電動機(jī)有那幾種調(diào)速方法？各有什么特點(diǎn)？

12、答：1）電樞串電阻調(diào)速特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單、初投資少；缺點(diǎn)：1、有級調(diào)速，級數(shù)有限，平滑性差2、輕載時，調(diào)速范圍小3、低速時，低，電能損耗大4、低速運(yùn)行，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差適用于調(diào)速性能要求不高的場合。2）降低電壓調(diào)速特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1、電源電壓能連續(xù)調(diào)節(jié)，調(diào)速的平滑性好，可達(dá)到無級調(diào)速；2、無論是高速或低速，機(jī)械特性硬度不變，低速時穩(wěn)定性好；3、低速時電能損耗小，效率高。缺點(diǎn)：設(shè)備的初投資大。適用于對調(diào)速性能要求較高的設(shè)備上。3）減弱勵磁磁通調(diào)速特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1、電流較小的勵磁電路中進(jìn)行調(diào)節(jié)、控制方便，功率損耗小2、用于調(diào)速的變阻器功率小，可較平滑調(diào)速，實現(xiàn)無級調(diào)速。缺點(diǎn)：調(diào)速范圍較小。2-18 靜差率

13、與機(jī)械特性的硬度有何區(qū)別？答：，機(jī)械特性越硬，越小?？梢岳脕砗饬繖C(jī)械特性的硬度。2-19 調(diào)速范圍與靜差率有什么關(guān)系？為什么要同時提出才有意義？答：調(diào)速范圍，其中nmin受到調(diào)速相對穩(wěn)定性限制，而穩(wěn)定性則通過（靜差率）反映，故同時考察D與對調(diào)速系統(tǒng)才有意義。2-20什么叫恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式和恒功率調(diào)速方式？他勵直流電動機(jī)的三種調(diào)速方法各屬于哪種調(diào)速方式？答： 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式：當(dāng)采用電樞串電阻調(diào)速和降低電樞電壓調(diào)速時，則電動機(jī)容許輸出的轉(zhuǎn)矩為常數(shù)。由此可見，這兩種調(diào)速方法在整個調(diào)速范圍內(nèi)，不論轉(zhuǎn)速等于多少，電動機(jī)容許輸出的轉(zhuǎn)矩都為一恒值，因此稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。恒功率調(diào)速方式：當(dāng)采用弱磁調(diào)速時，磁

14、通是變化的，因此容許輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速n成反比。而輸出功率，即為一恒定值。故稱為恒功率調(diào)速方式。串電阻調(diào)速和降電壓調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，弱磁調(diào)速屬于恒功率調(diào)速。2-21 電動機(jī)的調(diào)速方式為什么要與負(fù)載性質(zhì)匹配？不匹配時有什么問題？答：電動機(jī)的容許輸出轉(zhuǎn)矩和容許輸出功率，僅僅表示電動機(jī)的利用限度，并不代表電動機(jī)的實際輸出，電動機(jī)的實際輸出是由負(fù)載的需要來決定的。負(fù)載有三種類型：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、恒功率負(fù)載、通風(fēng)機(jī)型負(fù)載。每種類型的負(fù)載，在不同轉(zhuǎn)速下所需要的轉(zhuǎn)矩和電流是不同的。所以要根據(jù)電動機(jī)所拖動負(fù)載的性質(zhì)來選擇調(diào)速方式，達(dá)到合理使用電動機(jī)的目的。2-22是否可以說他勵直流電動機(jī)拖動的負(fù)載只要轉(zhuǎn)矩不超過

15、額定值，不論采用哪一種調(diào)速方法，電動機(jī)都可以長期運(yùn)行而不致過熱損壞？答：不可以。串電阻調(diào)速和降壓調(diào)速可以這樣認(rèn)為，但弱磁調(diào)速時時，繞組，故不能長時間運(yùn)行。2-23 一臺他勵直流電動機(jī)，銘牌數(shù)據(jù)為PN=60kW，UN=220V，IN=305A，nN=1000r/min，試求：（1） 固有機(jī)械特性并畫在坐標(biāo)紙上。（2） T=0.75TN時的轉(zhuǎn)速。（3） 轉(zhuǎn)速n=1100r/min時的電樞電流。解：（1），通過（1058，0）及（1000，605.8）可以作出固有機(jī)械特性（2）（3）n=1100r/min 2-24 電動機(jī)的數(shù)據(jù)同上題，試計算并畫出下列機(jī)械特性：（1） 電樞回路總電阻為0.5RN時的

16、人為機(jī)械特性。（2） 電樞回路總電阻為2RN的人為機(jī)械特性。（3） 電源電壓為0.5UN，電樞回路不串電阻時的人為機(jī)械特性。（4） 電源電壓為UN，電樞不串電阻，=0.5N時的人為機(jī)械特性。注：RN=UN/IN稱為額定電阻，它相當(dāng)于電動機(jī)額定運(yùn)行時從電樞兩端看進(jìn)去的等效電阻。解：（1）當(dāng)外串后總電阻為0.5Rn時：（2）當(dāng)電樞總電阻為時：（3）（4）2-25 Z271型他勵直流電動機(jī),PN=7.5kW， UN=110V， IN=85.2A， nN=750r/min，Ra=0.129。采用電樞串電阻分三級起動,最大起動電流為2ln，試計算各級起動電阻值。解：選，2-26 一臺他勵直流電動機(jī)，PN

17、=7.5kW，UN=220V， IN=41A， nN=1500r/min，Ra=0.376，拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，T=TN。當(dāng)把電源電壓降到U=180V時，問：（1） 降低電源電壓瞬間電動機(jī)的電樞電流及電磁轉(zhuǎn)矩是多少？（2） 穩(wěn)定運(yùn)行時轉(zhuǎn)速是多少？解：機(jī)械特性 （1）當(dāng)在額定點(diǎn)運(yùn)行時 降壓瞬間 180 (2) 2-27上題中的電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，T=TN ，若把磁通減小到=0.8N,。計算穩(wěn)定運(yùn)行時電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是多少?電動機(jī)能否長期運(yùn)行?為什么?解: 當(dāng)T=TN,時 電機(jī)不能長期運(yùn)行2-28 他勵直流電動機(jī)的數(shù)據(jù)為PN=13kW，UN=220V， IN=68.7A， nN=1500r/mi

18、n，Ra=0.224。采用電樞串電阻調(diào)速，要求max=30%，求：（1） 電動機(jī)拖動額定負(fù)載時最低轉(zhuǎn)速。（2） 調(diào)速范圍。（3） 電樞需串入的電阻值。（4） 拖動額定負(fù)載在最低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時電動機(jī)電樞回路輸入的功率，輸出功率（忽略T0）及外串電阻上的消耗的功率。解: (1) (2) (3) 1133(4) 2-29 上題中的電動機(jī)，如果采用降低電源電壓調(diào)速，要求max=30%，求：（1） 電動機(jī)拖動額定負(fù)載運(yùn)行時的最低轉(zhuǎn)速。（2） 調(diào)速范圍。（3） 電源電壓需調(diào)到的最低數(shù)值。（4） 電動機(jī)拖動額定負(fù)載運(yùn)行在最低轉(zhuǎn)速時，從電源輸入的功率及輸出功率（不計T0）。解: (1) (2) (3) (4)

19、2-30 他勵直流電動機(jī)PN=29kW，UN=440V，IN=76A， nN=1000r/min，Ra=0.376，采用降低電源電壓及弱磁調(diào)速，要求最低理想空載轉(zhuǎn)速n0min=250r/min，最高理想空載轉(zhuǎn)速n0max=1500r/min，試求：（1） T=TN時的最低轉(zhuǎn)速及此時的靜差率。（2） 拖動恒功率負(fù)載P2=PN時的最高轉(zhuǎn)速。（3） 調(diào)速范圍。解: (1) (2) (設(shè)x為弱磁系數(shù))當(dāng)時,設(shè)電機(jī)轉(zhuǎn)速為nx,轉(zhuǎn)矩為Tx 代入機(jī)械特性n中,整理有解得 或拖動恒功率時最高轉(zhuǎn)速為1410.(3) 弱磁時拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)速2-31 一臺他勵直流電動機(jī)PN=3KW，UN=110V，IN=35.

20、2A，nN=750r/min，Ra=0.35。電動機(jī)原工作在額定電動狀態(tài)下，已知最大允許電樞電流為Iamax=2IN，試問：（1） 采用能耗制動停車，電樞中應(yīng)串入多大電阻？（2） 采用電壓反接制動停車，電樞中應(yīng)串入多大電阻？（3） 兩種制動方法在制動到n=0時，電磁轉(zhuǎn)矩各是多大？（4） 要使電動機(jī)以-500r/min的轉(zhuǎn)速下放位能負(fù)載，TL=TN，采用能耗制動運(yùn)行時電樞應(yīng)串入多大電阻？ 解: （1）能耗制動：代入數(shù)據(jù)，可解得 （2） （3）能耗制動時：n=0 則T=0；反接制動時：將U=，代入：得（4） 2-32 一臺他勵直流電動機(jī)，PN=13KW，UN=220V，IN=68.7A，nN=15

21、00r/min，Ra=0.195，拖動一臺起重機(jī)的提升機(jī)構(gòu)。已知重物的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=TN，為了不用機(jī)械閘而由電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩把重物吊在空中不動，問此時電樞回路中應(yīng)串入多大電阻？解：固有機(jī)械特性若使重物吊在空中不動，即時解得 2-33 他勵直流電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)為PN=29KW，UN=440V，IN=76A，nN=1000r/min，Ra=0.377，Iamax=1.8IN，TL=TN。問電動機(jī)拖動位能負(fù)載以-500r/min的轉(zhuǎn)速下放重物時可能工作在什么狀態(tài)？每種運(yùn)行狀態(tài)電樞回路中應(yīng)串入多大電阻（不計傳動機(jī)構(gòu)中的損耗轉(zhuǎn)矩和電動機(jī)的空載轉(zhuǎn)矩）？要求畫出相應(yīng)的機(jī)械特性，標(biāo)出從穩(wěn)態(tài)提升重物到以500r

22、/min速度下放重物的轉(zhuǎn)換過程。解：若只可進(jìn)行一次變換則有可能的工作狀態(tài)：能耗制動，轉(zhuǎn)速反向的反接制動。i） 能耗制動 若-500下放，則則，此時校核制動瞬間的電流 可見 故不可采用。ii）將（IN，-500）代入得 變換瞬間 滿足要求如圖轉(zhuǎn)換過程：2-34 電動機(jī)的數(shù)據(jù)同上題，拖動一輛電車，摩擦負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL1=0.8TN，下坡時位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL2=1.2TN，問：（1） 電車下坡時在位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下電動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)將發(fā)生什么變化？（2） 分別求出電樞不串電阻及電樞串有0.5電阻時電動機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。解：（1）在位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下，電機(jī)從正向電動狀態(tài)逐漸過渡到正向回饋制動的發(fā)電狀態(tài)。（2） 電

23、機(jī)不串電阻時：電機(jī)串0.5電阻時：2-35 一臺他勵直流電動機(jī)的數(shù)據(jù)與題233相同，拖動起重機(jī)的提升機(jī)構(gòu)，不計傳動機(jī)構(gòu)的損耗轉(zhuǎn)矩和電動機(jī)的空載轉(zhuǎn)矩，求：（1） 電動機(jī)在反向回饋制動狀態(tài)下下放重物，Ia=60A，電樞回路不串電阻，求電動機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩各為多少？回饋到電源的功率多大？（2） 采用電動勢反接制動下放同一重物，要求轉(zhuǎn)速n=-850r/min，問電樞回路中應(yīng)串入多大電阻？電樞回路從電源吸收的功率是多大？電樞外串電阻上消耗的功率是多少？（3） 采用能耗制動運(yùn)行下放同一重物，要求轉(zhuǎn)速n=-300r/min，問電樞回路中應(yīng)串入的電阻值為多少？該電阻上消耗的功率為多少？解： （1）（2） （3）

24、2-36 設(shè)題233中的電動機(jī)原工作在固有特性上，T=0.8TN，如果把電源電壓突然降到400V，求：（1） 降壓瞬間電動機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T=？畫出機(jī)械特性曲線并說明電動機(jī)工作狀態(tài)的變化；（2） 電動機(jī)最后的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為多少？解：（1）電源電壓降到400V， （2）2-37 252型他勵直流電動機(jī)，PN=4kW，UN=220V，IN=22.3A，nN=1000r/min，Ra=0.91。TL=TN，為了使電動機(jī)停轉(zhuǎn)，采用電壓反接制動，已知電樞回路串入的制動電阻Rc=9，求：（1） 制動開始時電動機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩；（2） 制動結(jié)束時電動機(jī)所發(fā)出的電磁轉(zhuǎn)矩；（3） 如果是反抗性負(fù)載，在制動到n=0時

25、不切斷電源，不用機(jī)械閘制動，電動機(jī)能否反轉(zhuǎn)？為什么？解：（1）， （2）時 （3） 不采用機(jī)械抱閘，電機(jī)會反向起動。2-38 他勵直流電動機(jī)的數(shù)據(jù)為PN=17kW，UN=110V，IN=185A，nN=1000r/min，Ra=0.035， GD=30Nm2，拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，TL=0.85TN，采用能耗制動或反接制動停車，最大允許電樞電流為1.8IN。求兩種停車方法的停車時間是多少（取系統(tǒng)總飛輪矩GD2=1.25 GD）?解：（1）能耗制動 取 得 代入， 得 取t=（2） 第三章 三相異步電動機(jī)的電力拖動3-1 何謂三相異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性?答：固有特性：異步電機(jī)在額定

26、電壓和頻率下，按規(guī)定的接線方式接線，定、轉(zhuǎn)子外接電阻為零時的n與T的關(guān)系。人為特性：人為改變電動機(jī)參數(shù)或電源參數(shù)而得到的機(jī)械特性。3-2 三相籠型異步電動機(jī)的起動電流一般為額定電流的47倍，為什么起動轉(zhuǎn)矩只有額定轉(zhuǎn)矩的0.81.2倍?答：由起動時s=1，由很小，約0.2左右；另一方面，大，引起定子漏阻抗壓降大，電動勢E1減小，主磁通減小。由于這兩方面原因所致。3-3 異步電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Tmax受哪個參數(shù)變化的影響最大?試從物理意義上解釋其原。解：受電壓參數(shù)變化影響很大。3-4 三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性，當(dāng)0ssm時，電磁轉(zhuǎn)矩T隨轉(zhuǎn)差率s的增大而增加，當(dāng)sms1時，電磁轉(zhuǎn)短隨轉(zhuǎn)差率的增大而減小

27、，為什么?答：由于當(dāng)s很小時，忽略分母中s各項， ；當(dāng)時，可以忽略式中分母中的，即3-5 為什么通常把異步電動機(jī)機(jī)械特性的直線段稱為穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)，而把它的曲線段稱為不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)?曲線段是否有穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)?答：對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載而言，只有特性的直線段滿足穩(wěn)定運(yùn)行條件，曲線段不滿足。但若是對于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載整條特性都滿足條件，都是穩(wěn)定工作區(qū)域。3-6 三相異步電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓大小有什么關(guān)系?如果電源電壓比額定電壓下降30，電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Tmax和起動轉(zhuǎn)矩Tst將變?yōu)槎啻?若電動機(jī)拖動的額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，問電壓下降后，電動機(jī)轉(zhuǎn)速n、定于電流Il、轉(zhuǎn)于電流I2、主磁通m、定子功率因數(shù)cosl和轉(zhuǎn)子功

28、率因數(shù)cos2將有什么變化?答：，若，則，當(dāng)電壓下降后，n減小，I1與增大，減小，與降低。3-7 容量為幾個千瓦時，為什么直流電動機(jī)不允許直接起動，而籠型異步電動機(jī)可以直接起動?答：對于直流電機(jī)而言，而對于感應(yīng)電機(jī)，式中由于存在電抗，則此時，使得感應(yīng)電機(jī)起動時電流增大倍數(shù)沒有直流電機(jī)那么劇烈。3-8 三相籠型異步電動機(jī)的起動方法有哪幾種?各有何優(yōu)缺點(diǎn)?各適用于什么條件?答：各起動方法比較，如下表。起動方法優(yōu) 缺 點(diǎn)直接起動111起動最簡單，但起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩小，只適用于小容量輕載起動串電阻或電抗起動 起動設(shè)備較簡單，起動轉(zhuǎn)矩較小，適用于輕載起動自耦變壓器起動 起動轉(zhuǎn)矩較大，有三種抽頭可選，

29、起動設(shè)備較復(fù)雜，可帶較大負(fù)載起動Y-起動 起動設(shè)備簡單，起動轉(zhuǎn)矩較小，適用于輕載起動，只用于聯(lián)結(jié)電動機(jī)3-9 兩臺一樣的籠型異步電動機(jī)同軸聯(lián)接，起動時把它們的定于繞組串聯(lián)，如圖3-43所示，起動后再改成并聯(lián)。試分析這種起動方式時的起動轉(zhuǎn)矩和起動電流，與把它們并聯(lián)接電源起動相比較有什么不同?答：即相當(dāng)于的定子串電阻減壓起動，與直接并聯(lián)起動相比，串聯(lián)后。3-10 Y系列三相異步電動機(jī)額定電壓380V，3kW以下者為Y接法，4kW以上者為D接法。試問哪一種情況可以采用Y-D降壓起動?為什么? 答：后者可以即4kw以上者，因為它在正常工作時是接法。3-11 雙籠式和深槽式異步電動機(jī)與一般籠型異步電動機(jī)

30、相比有何優(yōu)缺點(diǎn)?為什么?答：優(yōu)點(diǎn)：起動性能好，即有較大起動轉(zhuǎn)矩，較小起動電流。缺點(diǎn)：功率因數(shù)和過載能力稍低，用銅多，制造工藝復(fù)雜原因：利用集膚效應(yīng)在起動時增大了轉(zhuǎn)子電阻。3-12 三相繞線轉(zhuǎn)于異步電動機(jī)有哪幾種起動方法?為什么繞線轉(zhuǎn)于電動機(jī)的轉(zhuǎn)于串頻敏變阻器可以得到“挖土機(jī)機(jī)械特性”而串一個固定電阻卻得不到?答；起動方法：直接起動、定子串電阻或電抗器降壓起動、自耦變壓器降壓起動、 起動、轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動、轉(zhuǎn)子串電阻起動。由頻敏變阻器隨起動過程進(jìn)行，自動根據(jù)s減小所串入的電阻，參數(shù)選擇合適時可以維持起動時間轉(zhuǎn)矩不變。3-13繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)、轉(zhuǎn)于電路串入適當(dāng)電阻，為什么起動電流減小而起動轉(zhuǎn)

31、短反而增大?如串入的電阻太大，起動轉(zhuǎn)矩為什么會減小?若串入電抗器，是否也會這樣?答：因為串入電阻后，值變大，故減小，而雖然減小，但增加更多，所以使增大，當(dāng)串入電阻太大時，亦減小，使減小，串電抗器不行，因為這樣會使始終減小。3-14 如何從轉(zhuǎn)差率s的數(shù)值來區(qū)別異步機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)。答：時，電機(jī)電動運(yùn)行；時，電機(jī)制動； 時，電機(jī)回饋發(fā)電運(yùn)行。3-15為使異步電動機(jī)快速停車，可采用哪幾種制動方法?如何改變制動的強(qiáng)弱?試用機(jī)械特性說明其制動過程。答：（1）能耗制動：可以采用增大轉(zhuǎn)子電阻或加大直流勵磁來增強(qiáng)制動效果。（2）兩相反接的反接制動：可以采用轉(zhuǎn)子串電阻來增大制動效果。3-16 當(dāng)異步電動機(jī)拖動位

32、能性負(fù)載時，為了限制負(fù)載下降時的速度，可采用哪幾種制動方法?如何改變制動運(yùn)行的速度?其能量轉(zhuǎn)換關(guān)系有何不同?答：可以采用能耗制動，轉(zhuǎn)速反向的反接制動，回饋制動，通過改變轉(zhuǎn)子所串電阻可以改變運(yùn)行的速度。3-17 異步電動機(jī)有哪幾種制動運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)?每種狀態(tài)下的轉(zhuǎn)差串及能量轉(zhuǎn)換關(guān)系有什么不同?答：（1）能耗制動。機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能在外串電阻上消耗。（2）反接制動。，機(jī)械能與定子輸入的電磁能均被外串的轉(zhuǎn)子電阻消耗。（3）回饋制動。，機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑仞伝仉娋W(wǎng)。3-18 異步電動機(jī)在哪些情況下可能進(jìn)入回饋制動狀態(tài)?它能否像直流電動機(jī)那樣，通過降低電源電壓進(jìn)入回饋制動狀態(tài)?為什么?答：（1）帶位能負(fù)載，定子任

33、意兩相反接。（2）變極調(diào)速時（3）變頻調(diào)速時（4）電車下坡時不能通過改變電壓而進(jìn)入回饋狀態(tài)，因為此時沒有改變同步運(yùn)行點(diǎn)n1的大小。3-19 影響異步電動機(jī)起動時間的因素是什么?如何縮短起動時間?起動時能量損耗與哪些因素有關(guān)? 如何減少起動過程中的能量損耗?答：影響起動的時間因素：機(jī)電時間常數(shù)Tm和。縮短起動時間可以通過改變Tm，即采用小轉(zhuǎn)動慣量電機(jī)，以及采用高轉(zhuǎn)差率電機(jī)，縮短起動時間。影響起動時能量損耗因素：系統(tǒng)性能、?？梢圆捎脺p小系統(tǒng)性能，降低同步轉(zhuǎn)速，增大方法來減小損耗。3-20 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子突然串入電阻后電動機(jī)降速的電磁過程是怎樣的？如負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL為常數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定時轉(zhuǎn)子電

34、流是否會變化？為什么？答：當(dāng)轉(zhuǎn)子突然串入電阻后，電動機(jī)所發(fā)出的電磁轉(zhuǎn)矩減小，使，此時電機(jī)轉(zhuǎn)速沒變，在負(fù)載作用下，開始減速，同時T增大，當(dāng)T=TL時，電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，再次穩(wěn)定后，轉(zhuǎn)子電流不變。因為此時，對于等效電路不影響。3-21在繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路中串接電抗器能否改變轉(zhuǎn)速？這時的機(jī)械特性有何不同？答：可以改變轉(zhuǎn)速，隨著所串電抗器的增大sm減小。3-22 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速時，為什么他的機(jī)械特性變軟？為什么輕載時其轉(zhuǎn)速變化不大？答：串電阻后，sm隨著R的增大而增大。這樣這個穩(wěn)定工作區(qū)域增大，特性變軟。由于串電阻不改變同步轉(zhuǎn)速，故所有的人為特性均通過縱軸上同一個點(diǎn)，這樣越靠近縱

35、軸即輕載時，調(diào)速范圍越小。3-23為什么調(diào)壓調(diào)速不適用于普通籠型異步電動機(jī)而適宜用于特殊籠型異步電動機(jī)或繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)？答：因為調(diào)壓調(diào)速的范圍是0sm，為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，只有采用高轉(zhuǎn)差率電機(jī)或者在轉(zhuǎn)子回路串電阻。3-24 為什么調(diào)壓調(diào)速必須采用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)？答：單純調(diào)節(jié)電壓來調(diào)速，調(diào)速范圍太小，串了電阻后特性又太軟，為了克服這些問題故采用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。3-25 怎樣實現(xiàn)變極調(diào)速？變極調(diào)速時為什么同時要改變定子電源的相序？答：通過改變定子繞組的接法，當(dāng)變極后，將會引起繞組相序的變化，故要改變定子相序。3-26如采用多速電動機(jī)配合調(diào)壓調(diào)速來擴(kuò)大平滑調(diào)速的范圍，問應(yīng)采取哪種變極電動機(jī)較合理（D-

36、YY還是（Y-YY），為什么？答：采用Y YY變極電機(jī)更合理，它可以在變極后同時增大過載能力。3-27變頻調(diào)速時，為什么需要定子電壓隨頻率按一定的規(guī)律變化？試舉例說明之。答：， 當(dāng)變化時，為使保持恒定，也要隨同時變。3-28 幾種分析討論以下異步電機(jī)變頻調(diào)速控制方式的機(jī)械特性及優(yōu)點(diǎn)（1）恒電壓頻率比（U1/f1=c）控制；（2）恒氣隙電勢頻率比（E1/f1=c）控制；（3）恒轉(zhuǎn)子電勢頻率比(Er/f1=g)控制；答：（1）恒電壓頻率比（）控制機(jī)械特性：1）隨變化2）不同頻率下機(jī)械特性為一組硬度相同的平行直線3）隨頻率降低而減小優(yōu)點(diǎn)：近似不變，控制簡單，易于實現(xiàn)。（2）恒氣隙電動勢頻率比（）控制

37、機(jī)械特性：1）與恒壓頻比控制時性質(zhì)相同。2）低頻起動轉(zhuǎn)矩比額定頻率起動轉(zhuǎn)矩大，而起動電流并不大。3）不隨變化。優(yōu)點(diǎn)：恒定，穩(wěn)定性優(yōu)于恒壓頻比時（3）恒轉(zhuǎn)子電動勢/頻率比（）控制機(jī)械特性：是一條準(zhǔn)確的直線。優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定工作特性最好，類似他勵直流電動機(jī)。3-29 保持恒氣隙電勢頻率比控制中，低頻空載時可能會發(fā)生什么問題，如何解決。答：會出現(xiàn)負(fù)載愈輕電流愈大的問題，可以采用電流反饋控制，使低頻時電壓降低。3-30填寫下表中的空格解：電源轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差率運(yùn)行狀態(tài)極數(shù)正序14500.0331500正向電動4+正序1150-0.151000正向回饋6-正序-6001.8750反接制動8+負(fù)序5001.83600反

38、接制動10+負(fù)序4750.05500反向電動12+負(fù)序1575-0.051500反向回饋4-3-31 一臺三相繞線轉(zhuǎn)于異步電動機(jī)，已知：PN=75kW，nN=720r/min I1N=148A，N=905，cos1N=0.85，T=24，E2N=213V，I2N=220A。試求：電動機(jī)的臨界轉(zhuǎn)差率sm和最大轉(zhuǎn)矩Tmax；用實用表達(dá)式計算并繪制固有機(jī)械特性。解：（1）（2） （固有特性）3-32 一臺籠型異步電動機(jī)額定數(shù)據(jù)為：U1N=380V，I1N=20A，nN=1450r/min，K1=7，KT=1、4，T=2。試求：若要保證滿載起動，電網(wǎng)電壓不得低于多少伏?如用Y-D起動，起動電流為多少?

39、能否帶半載起動?如用自耦變壓器在半載下起動，起動電流為多少?并確定此時的變化k為多少?解：（1）設(shè) ， （2）所以不能帶半載起動（3） 3-33 某臺繞線轉(zhuǎn)于異步電動機(jī)的數(shù)據(jù)為：PN=11kW，nN=715rmin，E2N=163V，I2N=47.2A，起動最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比T1TN=18，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=98Nm。求三級起動時的每級起動電阻值。解： 3-34 一臺三相六極繞線型異步電動機(jī)，U1N=380V，nN=950rmin，f1=50Hz，定子和轉(zhuǎn)于繞組均為Y接法，且定于和轉(zhuǎn)子(折算)的電阻、電抗值分別為r1=2，x1=3，r2=15，x2=4。轉(zhuǎn)子電路串電阻起動，為使起動轉(zhuǎn)矩等于最大

40、轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)于每相串人的電阻值應(yīng)為多少（折算到定子側(cè)）?轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速，為使額定輸出轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速調(diào)到600rmin，求應(yīng)串人的電阻值（折算到定子側(cè)的）。解：（1）（2）當(dāng)時， 3-35 三相籠型異步電動機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：PN=40kW，U1N=380kV，I1N=751A，nN=1470rmin，T=2，定子D接法；拖動系統(tǒng)的飛輪矩GD2=294Nm2，電動機(jī)空載起動，求：全電壓起動時的起動時間；采用Y-D減壓起動時的起動時間。解：（1） （2）2-36 采用題3-2中的電動機(jī)數(shù)據(jù)。試求：用該電動機(jī)帶動位能負(fù)載，如下放負(fù)載時要求轉(zhuǎn)速n=300rmin，負(fù)載轉(zhuǎn)矩等于額定轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)于每相應(yīng)串人多大電阻

41、?電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，為了停車，采用反接制動，若要求制動轉(zhuǎn)矩在起始時為2TN，則轉(zhuǎn)于每相串接的電阻值為多少?解：（1）其中 可得6.414或0.306（舍）（2） =3.646或1.058時，時，3-37 某異步電動機(jī)，UN=380V，定于D接，nN=1460rmin，T=2，設(shè)TL=TN=常數(shù)。問：是否可以用降低電壓的辦法使轉(zhuǎn)速n=1100rmin?為什么?如采用降壓調(diào)速，轉(zhuǎn)速最低只能調(diào)到多少?當(dāng)電壓降到多少時，可以使n=1300rmin?解：（1）當(dāng)時由于降壓調(diào)速不改變，此時，所以不能降到1100。（2）當(dāng)時，（3）降電壓調(diào)速無法使轉(zhuǎn)速降為1300。3-38 某繞線轉(zhuǎn)子異步電動額定值

42、PN=55kW，U1N=380V，I1N=121.1A，nN=580r/min，E2N=212V，I2N=159A，T=23；電動機(jī)帶一個TL09TN的位能負(fù)載，當(dāng)負(fù)載下降時，電動機(jī)處于回饋制動狀態(tài)。試求：轉(zhuǎn)于中未中電阻時電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)子中串入0.4的電阻時電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。為快速停車，采用定子兩相反接的反接制動，轉(zhuǎn)于中串人04，則電動機(jī)剛進(jìn)入制動狀態(tài)時的制動轉(zhuǎn)矩(設(shè)制動前電動機(jī)工作在520rmin的電動狀態(tài))。解：1）， 整理有解得 或（舍去）2） 解得或（舍）3）當(dāng)時03-39 一臺籠型異步電動機(jī)，PN=7.5kW，U1N=380V，I1N=15.4A，nN=1440rmin，T=2.2。

43、該電動機(jī)拖動一正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械。設(shè)電網(wǎng)電壓為額定值，正轉(zhuǎn)時電機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行，現(xiàn)采用定于兩相反接使電機(jī)制動，然后進(jìn)入反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)時電機(jī)空載，空載轉(zhuǎn)矩為0.1TN。試?yán)脵C(jī)械特性的近似公式計算：反接瞬間的制動轉(zhuǎn)矩。反轉(zhuǎn)后的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。畫出正、反轉(zhuǎn)時的機(jī)械特性及負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性，并標(biāo)明電動機(jī)運(yùn)行點(diǎn)的變化過程。解：（1）所以反接時的機(jī)械特性為制動瞬間： （2）代入機(jī)械特性 .s=7.3（舍）或0.004 （3）3-40 一臺繞線轉(zhuǎn)于異步電動機(jī)帶動一橋式起重機(jī)的主鉤，已知：PN=60kW，nN=577rmin，I1N=133A，I2N=160A，E2N=253V，T=2.9，cos1N=0.77，N=89。設(shè)

44、電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)35.4轉(zhuǎn)，則主鉤上升一米。如要求額定負(fù)載時，重物以8mmin的速度上升，求電動機(jī)轉(zhuǎn)于電路應(yīng)串入的電阻值；為消除起重機(jī)各機(jī)構(gòu)齒輪間的間隙，使起動時減小機(jī)械沖擊，轉(zhuǎn)子電路設(shè)有預(yù)備級電阻。設(shè)計時要求串接預(yù)備級電阻后，電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)短的40，求預(yù)備級電阻值；預(yù)各級電阻一般也作為反接制動用電阻，用以在反接制動狀態(tài)下下放重物。如下放時電動機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=0.8TN，求電動機(jī)在下放負(fù)載時的轉(zhuǎn)速；如果電動機(jī)在回饋制動狀態(tài)下下放重物，轉(zhuǎn)子串接電阻為006，設(shè)重物TL=08TN，求此時電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。解：（1） =2.98或0.094（舍）（2），=14.43或0.07（舍）（3）， 將代入，

45、整理有 解得（舍）或（4） 或（舍）3-41 一臺雙速籠型異步電動機(jī)，P=2時，PNl=40kW，nN1=1450rmin，T1=2；P=1時，PN2=55kW，nN2=2920r/min，T2=2，已知拖動系統(tǒng)的GD2=44.3Nm2，r1r2=1.5，電動機(jī)空載。試求：一級起動到最高轉(zhuǎn)速時電動機(jī)的能量損耗，兩級起動到最高轉(zhuǎn)速時電動機(jī)的能量損耗，由最高轉(zhuǎn)速逐級制動，試計算電動機(jī)的能量損耗。第一級制動(由n12n11)用回饋制動，第二級制動(由n110)用能耗制動。解：（1）（2）第一級：第二級：總3-42 有一臺四極繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)，其額定數(shù)據(jù)為：PN=30kw，UN=380V，nN=720r

46、/min，r1=0.143，r2=0.134，定轉(zhuǎn)子接法均為星形接法?，F(xiàn)要求在額定負(fù)載時，轉(zhuǎn)速降到500r/min，試求：（1）每相繞組中應(yīng)串入多大電阻？（2）此時轉(zhuǎn)子電流及電磁功率的數(shù)值是否發(fā)生變化？解：（1） （2） 所以不變，又 亦不變3-43 某一籠型電動機(jī)，PN=11kw，UN=380V，fN=50Hz，nN=1460r/min，T=2，如采用變頻調(diào)速，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=0.8TN時，要使nN=1000r/min，則f1及U1應(yīng)調(diào)節(jié)到多少？解：采用恒控制時：當(dāng)時， 設(shè)變頻后同步轉(zhuǎn)速為又由 得 3-44 某臺異步電動機(jī)UN=380V，nN=1450r/min，T=2，定子D接法，設(shè)TL=

47、TN=const試求：（1）是否可以用降低電壓方法使nN=1100r/min時運(yùn)行？（2）如采用降低電壓調(diào)速，轉(zhuǎn)速最低可以調(diào)到多少？（3）如采用變頻調(diào)速，使nN=1100r/min運(yùn)行，此時f1及u1應(yīng)作如何變化？解：（1） 不能降到1100（2）（3）降頻后的 第五章 電力拖動系統(tǒng)電動機(jī)的選擇5-1 電力拖動系統(tǒng)中電動機(jī)的選擇主要包括哪些內(nèi)容？答：內(nèi)容：電機(jī)額定功率選擇、電機(jī)種類、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速及外部結(jié)構(gòu)形式。5-2 確定電動機(jī)額定功率時主要應(yīng)考慮哪些因素？答：主要考慮負(fù)載情況和進(jìn)行發(fā)熱校驗。5-3 電動機(jī)的額定功率選得過大和不足時會引起什么后果？答：如果額定功率選小了，電動機(jī)經(jīng)常在過載

48、狀態(tài)下運(yùn)行，會使它過熱而過早的損壞，還有可能承受不了沖擊負(fù)載或造成起動困難。如果額定功率過大，此時不僅增加了設(shè)備投資，而且由于電動機(jī)經(jīng)常在欠載運(yùn)行，其效率及功率因數(shù)等性能指標(biāo)變差，浪費(fèi)了電能，增加了供電設(shè)備的容量，使綜合效益下降。5-4 電動機(jī)的溫度、溫升、及環(huán)境溫度三者之間有什么關(guān)系？答：電動機(jī)溫度比周圍環(huán)境溫度高出的值稱為溫升。當(dāng)電動機(jī)的溫度高于周圍環(huán)境溫度時，電動機(jī)就要向周圍散熱；溫升越高，散熱越快。當(dāng)單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量與單位時間內(nèi)散發(fā)到周圍介質(zhì)中的熱量相等時，電動機(jī)的溫度不再升高，達(dá)到了所謂的熱穩(wěn)定狀態(tài)，此時的溫升為穩(wěn)定溫升，其大小決定于電動機(jī)的負(fù)載。5-5 電機(jī)的溫升按什么規(guī)律變化

49、？兩臺同樣的電動機(jī)，在下列條件下拖動負(fù)載運(yùn)行時，它們的起始溫升、穩(wěn)定溫升是否相同？發(fā)熱時間常數(shù)是否相同？（l）相同的負(fù)載，但一臺環(huán)境溫度為一般室溫，另一臺為高溫環(huán)境；（2）相同的負(fù)載，相同的環(huán)境，一臺原來沒運(yùn)行，一臺是運(yùn)行剛停下后又接著運(yùn)行；（3）同一個環(huán)境下，一臺半載，另一臺滿載；（4）同一個房間內(nèi)，一臺自然冷卻，一臺用冷風(fēng)吹，都是滿載運(yùn)行。答：規(guī)律：發(fā)熱過程開始時，由于溫升小，散發(fā)出去的熱量少，大部分熱量被電動機(jī)所吸收，所以溫升上升較快。其后隨著溫升的升高，散發(fā)的熱量逐漸增加，電動機(jī)吸收的熱量則逐漸減少，使溫升的變化緩慢了。當(dāng)發(fā)熱量與散熱量相等時，電動機(jī)的溫升不再升高，達(dá)到一穩(wěn)定值。（1）

50、 起始溫升不同，穩(wěn)態(tài)溫升和時間常數(shù)相同（2） 起始溫升和穩(wěn)態(tài)溫升不同，時間常數(shù)相同。（3） 起始溫升相同，穩(wěn)態(tài)溫升和時間常數(shù)不同。（4） 起始溫升相同，穩(wěn)態(tài)溫升不同，時間常數(shù)相同。5-6 電動機(jī)有幾種工作制？是怎樣劃分的？其發(fā)熱的特點(diǎn)是什么？答：一、連續(xù)工作制。電動機(jī)連續(xù)工作時間很長，可達(dá)幾小時，甚至幾晝夜，在工作時間內(nèi)，電動機(jī)的溫升可以達(dá)到穩(wěn)定值。二、短時工作制。電動機(jī)工作時間較短，在工作時間內(nèi)，電動機(jī)的溫升達(dá)不到穩(wěn)定值。而停歇時間長，電動機(jī)的溫升可以降到零。三、斷續(xù)工作制。電動機(jī)的工作時間與停歇時間輪流交替。5-7 同一臺電動機(jī)，如果不考慮機(jī)械強(qiáng)度問題或換向問題等，在下列條件下拖動負(fù)載運(yùn)行

51、時，為充分利用電動機(jī)，它的輸出功率是否一樣？哪個大？哪個??？（1）自然冷卻，環(huán)境溫度為40；（2）強(qiáng)迫通風(fēng)，環(huán)境溫度為40；（3）自然冷卻，高溫環(huán)境。答：不一樣（2）大（3）小5-8 為什么說電動機(jī)運(yùn)行時的穩(wěn)定溫升取決于負(fù)載的大??？答：電動機(jī)的穩(wěn)定溫升，由于Q與電動機(jī)的損耗功率成正比，當(dāng)電動機(jī)的負(fù)載增大時，隨之增大，因而Q增加。若散熱系數(shù)A不變，則將隨負(fù)載的增加而升高。如果電動機(jī)的負(fù)載恒定，那么，及Q都是常數(shù)，這時與A成反比關(guān)系，設(shè)法改善散熱條件，使A增大，即可降低。5-9 連續(xù)工作變化負(fù)載下，電動機(jī)容量選擇的一般步驟是什么？解：（1）初選電動機(jī)容易（2）校驗電動機(jī)容易5-10用平均損耗法校驗

52、電動機(jī)發(fā)熱的依據(jù)是什么？請指出等效電流法、等效轉(zhuǎn)矩法、等效功率法及平均損耗法的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，以及它們各自的適用條件？答： 依據(jù)：電動機(jī)發(fā)熱是由其內(nèi)部損耗決定，所以電動機(jī)損耗的大小直接反映了電動機(jī)的溫升情況。相同點(diǎn)：幾種方法實質(zhì)上都是溫升的校驗。不同點(diǎn)：每種方法判斷的依據(jù)不同5-11 什么是負(fù)載持續(xù)率？ 試比較普通三相鼠籠式異步電動機(jī)ZC%=15%、=30kW與ZC%=40%、=20kW的電動機(jī)，哪一臺實際功率大？答：在斷續(xù)周期工作制中，負(fù)載工作時間與整個周期之比稱為負(fù)載持續(xù)率。的電動機(jī)實際功率大。5-12 電動機(jī)若周期性地工作15min、停歇85min，則應(yīng)選擇什么工作方式？答：短時工作方式

53、。5-13 一臺35kW、工作時限為30min的短時工作電機(jī)突然發(fā)生故障?，F(xiàn)有一臺20kW連續(xù)工作制電機(jī)，已知其發(fā)熱時間常數(shù)=90min，不變損耗與額定可變損耗比=0.7，短時過載能力=2。這臺電機(jī)能否臨時代用？解：，不通過過載能力，此時應(yīng)選擇：而，所以可以代替。5-14 需要一臺電動機(jī)來拖動工作時間的短時工作負(fù)載，負(fù)載功率=18，空載起動?，F(xiàn)有兩臺籠型異步電動機(jī)可供選用，它們是：（1），起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)；（2），起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)；如果溫升都無問題，試校驗起動能力和過載能力，以確定哪一臺電動機(jī)可以使用。（校驗時考慮到電網(wǎng)電壓可能降低10%）解：考慮電網(wǎng)電壓 第一臺 故不取第二臺 故可以取用又因為是空載起動，故選用第二臺。第六章 常用低壓電器6-1 電弧是怎樣產(chǎn)生的？怎樣滅??？答：電弧實際上是觸點(diǎn)間氣體在強(qiáng)電場作用下產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，所謂氣體放電，就是觸點(diǎn)間隙中