直流電力拖動(dòng)習(xí)題集答案

1、真誠為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正。1、 什么叫電力拖動(dòng)系統(tǒng)？答：電力拖動(dòng)系統(tǒng)是指由各種電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械（如起重機(jī)的大車和小車、龍門刨床的工作臺(tái)等），完成一定生產(chǎn)任務(wù)的系統(tǒng)。2、 什么叫單軸系統(tǒng)？什么叫多軸系統(tǒng)？為什么要把多軸系統(tǒng)折算成單軸系統(tǒng)？答：在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，若電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)構(gòu)直接相連，這種系統(tǒng)稱為單軸系統(tǒng)。若電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)構(gòu)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，這種系統(tǒng)我們稱為多軸系統(tǒng)。多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)情況比單軸系統(tǒng)就復(fù)雜多了。若按多軸，要列出每根軸自身的運(yùn)動(dòng)方程式，再列出各軸之間互相聯(lián)系的方程式，最后聯(lián)立求解這些方程，才能分析研究整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜。為了簡化分析

2、計(jì)算，通常把傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和工作機(jī)構(gòu)看成一個(gè)整體，且等效成一個(gè)負(fù)載，直接作用在電動(dòng)機(jī)軸上，變多軸系統(tǒng)為單軸系統(tǒng)，再用運(yùn)動(dòng)方程式來研究分析，這樣簡單方便。3、 常見的生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性有哪幾種？位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載與反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載有何區(qū)別？答：常見的生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性有恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性、恒功率負(fù)載特性及轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速而變的其它負(fù)載特性。其中恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性分為反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的大小恒定不變，而方向總是與轉(zhuǎn)速的方向相反，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩始終是阻礙運(yùn)動(dòng)的。位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的大小和方向都不隨轉(zhuǎn)速而發(fā)生變化。4、 運(yùn)用拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式，說明系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的三種狀態(tài)。答： （1）當(dāng)TTL，

3、時(shí)，系統(tǒng)作加速運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)把從電網(wǎng)吸收的電能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)系統(tǒng)的動(dòng)能，使系統(tǒng)的動(dòng)能增加。（2）當(dāng)TTL，0時(shí)，系統(tǒng)作減速運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)將放出的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伝仉娋W(wǎng)，使系統(tǒng)的動(dòng)能減少。（3）當(dāng)TTL，時(shí)，n=常數(shù)（或n=0），系統(tǒng)處于恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行（或靜止）狀態(tài)。系統(tǒng)既不放出動(dòng)能，也不吸收動(dòng)能。5、 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性指的是什么？答：直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)在電樞電壓，勵(lì)磁電流、電樞回路電阻為恒定值的條件下，即電動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T之間的關(guān)系：n=f(T)。6、 什么叫他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性？什么叫人為機(jī)械特性？答：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性是指在額定電壓和

4、額定磁通下，電樞電路沒有外接電阻時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。一般是改變固有特性三個(gè)條件中（）任何一個(gè)條件后得到的機(jī)械特性稱為人為機(jī)械特性7、 試說明他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)三種人為機(jī)械特性的特點(diǎn)。答：1電樞串電阻人為特性的特點(diǎn)是：（1）理想空載轉(zhuǎn)速n0不變。（2）機(jī)械特性的斜率隨的增大而增大，特性變軟。2、降低電樞電壓U時(shí)的人為特性的特點(diǎn)是：（1）斜率不變，對(duì)應(yīng)不同電壓的人為特性互相平行。（2）理想空載轉(zhuǎn)速與電樞電壓U成正比。3減弱磁通的人為特性的特點(diǎn)是：（1）磁通減弱會(huì)使升高，與成反比。（2）磁通減弱會(huì)使斜率加大，成反比。（3）人為機(jī)械特性是一族直線，但既不平行，又非放射形。磁通減弱時(shí)，特性上移，

5、而且變軟。8、 電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的充分必要條件是什么？答：拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的必要和充分條件是：1電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性有交點(diǎn)，即存在；2在交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速之上（），應(yīng)保證（使電動(dòng)機(jī)減速）；而在這一轉(zhuǎn)速之下（），則要求（使電動(dòng)機(jī)加速）。9、 直流電動(dòng)機(jī)為什么不能直接起動(dòng)？如果直接起動(dòng)會(huì)引起什么后果？答：因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)在起動(dòng)瞬間（n=0時(shí)），此時(shí)電樞電流， 由于電樞電阻很小，所以直接起動(dòng)電流將達(dá)到額定電流的1020倍。這樣大的電流會(huì)使電動(dòng)機(jī)換向困難，甚至產(chǎn)生環(huán)火燒壞電機(jī)。另外過大的起動(dòng)電流會(huì)引起電網(wǎng)電壓下降，影響電網(wǎng)上其他用戶的正常用電。因此，必須不允許直接起動(dòng)。10、 直流電動(dòng)

6、機(jī)的起動(dòng)方法有幾種？答：直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法一般分為直接起動(dòng)（極小容量電動(dòng)機(jī)）、電樞回路串電阻起動(dòng)和降低電樞電壓起動(dòng)。11、 當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，應(yīng)采用什么調(diào)速方式？拖動(dòng)恒功率負(fù)載時(shí)，又應(yīng)采用什么樣的調(diào)速方式？答：當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，應(yīng)采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。拖動(dòng)恒功率負(fù)載時(shí)，又應(yīng)采用恒功率調(diào)速方式。12、 為什么恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載最好選用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式？答：假設(shè)有一恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，采用弱磁調(diào)速（恒功率調(diào)速）。則轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)，有 因?yàn)楹愎β收{(diào)速是減弱磁通調(diào)速，要想產(chǎn)生恒定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，由上式可以看出，必須與成反比而改變。無法做到保持電樞電流為額定值不變。 如以最高轉(zhuǎn)速時(shí)的電樞電流為額定值，即取，則

7、在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電樞電流將小于額定值，電動(dòng)機(jī)得不到充分利用，造成浪費(fèi)。反之，如取最低轉(zhuǎn)速時(shí)的電樞電流為額定值，則在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電樞電流將超過額定值，影響電動(dòng)機(jī)的壽命。13、 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的三種調(diào)速方法各屬于什么調(diào)速方式？答：串電阻調(diào)速和降壓調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 ，弱磁調(diào)速屬于恒顧慮調(diào)速。14、如何改變他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向？答：由電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式可知，要改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向，從理論上講，一是保持電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流方向（磁場方向）不變而改變電樞電流方向，即改變電樞電壓極性。二是保持電樞電壓極性不變而改變勵(lì)磁電流方向。注意，同時(shí)改變電樞電流和勵(lì)磁電流的方向，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向不變。15、 怎樣實(shí)現(xiàn)他勵(lì)直

8、流電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)？答：當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，保持勵(lì)磁電流不變，將電樞兩端的電源斷開，在定子兩相回路中，接入直流電源和制動(dòng)電阻。在這一瞬間，由于拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械慣性作用，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來不及改變，又由于磁通不變，于是的大小和方向均未變。因?qū)⒃陔姌虚]合回路中產(chǎn)生電流， 為負(fù)值，表明它的方向與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)相反，如圖中虛線所示。由此而產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的相反，成為制動(dòng)性質(zhì)的轉(zhuǎn)矩對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。這時(shí)電動(dòng)機(jī)由生產(chǎn)機(jī)械的慣性作用拖動(dòng)而發(fā)電，將生產(chǎn)機(jī)械貯存的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，消耗在電阻上，直到電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)為止，所以這種制動(dòng)方式稱為能耗制動(dòng)。16、 采用能耗制動(dòng)和電壓反接制動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)停車時(shí)都需要在電樞回路串入制

9、動(dòng)電阻，那么哪一種串入的電阻更大些？為什么？答：電壓反接制動(dòng)時(shí)串入的電阻更大些。能耗制動(dòng)是斷開電動(dòng)機(jī)的電源，而電壓反接制動(dòng)是給電動(dòng)機(jī)加反相電源。能耗制動(dòng)：電壓反接制動(dòng)：17、什么叫回饋制動(dòng)？有何特點(diǎn)？答：在電動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，如電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)便處于回饋制動(dòng)狀態(tài)。回饋制動(dòng)的機(jī)械特性方程式與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)完全一樣，只不過時(shí)，電樞電流，即為負(fù)值，電磁轉(zhuǎn)矩T隨的反向而反向，對(duì)電動(dòng)機(jī)起制動(dòng)作用。電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電樞電流為正值，由電網(wǎng)的正端流向電動(dòng)機(jī)?；仞佒苿?dòng)時(shí)，電樞電流為負(fù)值，電流由電樞流向電網(wǎng)的正端（將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能回饋給電網(wǎng)），由此稱這種狀態(tài)為回饋制動(dòng)狀態(tài)?；仞佒苿?dòng)分為正向回饋制

10、動(dòng)，機(jī)械特性位于第二象限；反向回饋制動(dòng)位于第四象限。18、當(dāng)提升機(jī)下放重物時(shí)，要使他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在低于理想空載轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，應(yīng)采用什么制動(dòng)方法？若在高于理想空載轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，又應(yīng)采用什么制動(dòng)方法？答：要使他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在低于理想空載轉(zhuǎn)速下運(yùn)行采用倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)，在高于理想空載轉(zhuǎn)速下運(yùn)行采用回饋制動(dòng)。19、 一臺(tái)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：PN=21kW，UN=220V，IN=112A，nN=950r/min，Ra=0.45。求固有特性方程并點(diǎn)繪固有特性曲線。 解：20、一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)為：PN=40kW，UN=220V，IN=207.5A，Ra=0.067。（1）如果電樞電路不串接電阻起動(dòng)，則起動(dòng)電

11、流為額定電流的幾倍？（2）如將起動(dòng)電流限制為，求應(yīng)串入電樞電路的電阻值。解：（1） 設(shè)起動(dòng)電流倍數(shù)為K（2）如將起動(dòng)電流限制為，設(shè)串入電樞電路的電阻為, 21、一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)為：PN=7.5kW，UN=110V，IN=79.84A，nN=1500r/min電樞回路電阻，求：（1）條件下，電樞電流時(shí)轉(zhuǎn)速是多少？（2）條件下，主磁通減少，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流與轉(zhuǎn)速是多少？（3）條件下，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為，轉(zhuǎn)速為，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？解：（1）（2） （3）當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為時(shí)， R=2.4722、一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，PN=10kW，UN=220V，IN=53.8A，nN=1500r/mi

12、n ，電樞電阻Ra=0.13試計(jì)算：（1）直接起動(dòng)時(shí)，最初起動(dòng)電流；（2）若限制起動(dòng)電流不過100A，采用電樞串電阻起動(dòng)時(shí)應(yīng)串入的最小起動(dòng)電阻值；（1）（2）如將起動(dòng)電流限制為100A，設(shè)串入電樞電路的電阻為, 23、 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為PN=30kW，UN=220V，IN=158.5A，nN=1000r/min，Ra=0.1TL=0.8TN求：（1）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；（2）電樞回路串入電阻時(shí)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速；（3）電壓降至188V時(shí)，降壓瞬間的電樞電流和降壓后的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速；（4）將磁通減弱至80%時(shí)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速。解：（1）TL=0.8TN Ia=0.8IN（2）（3）電壓降至188V時(shí)，降壓瞬間轉(zhuǎn)速不能突變，降壓瞬間電樞電流 降壓后的穩(wěn)態(tài)電樞電流Ia=0.8IN 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 （4）當(dāng)磁通減弱至80%時(shí)，24、一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)為：PN=10kW，UN=110V，IN=112.1A，nN=750r/min，測(cè)得，設(shè)電機(jī)原工作在額定電動(dòng)狀態(tài)，負(fù)載為反抗性。（1）將電壓反接，要使最大制動(dòng)電流為2.2IN，求應(yīng)串電阻的值；（2）在制動(dòng)到時(shí)，不切斷電源，電機(jī)能否反向運(yùn)