華中科大機(jī)電傳動(dòng)控制(第五版)課后習(xí)題答案解析(DOC)

1、機(jī)電傳動(dòng)控制馮清秀 鄧星鐘 等編著第五版 課后習(xí)題答案詳解2.1 說(shuō)明機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式中的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩、靜態(tài)轉(zhuǎn)矩和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩的概念。答：拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩Tm或負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n相同時(shí)，就是拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩。靜態(tài)轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，它不隨系統(tǒng)加速或減速而變化。動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩：系統(tǒng)加速或減速時(shí)，存在一個(gè)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩Td，它使系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。2.2 從運(yùn)動(dòng)方程式怎樣看出系統(tǒng)是加速的、減速的、穩(wěn)定的和靜止的各種工作狀態(tài)？答：運(yùn)動(dòng)方程式：Td>0時(shí)：系統(tǒng)加速； Td=0 時(shí)：系統(tǒng)穩(wěn)速；Td<0時(shí)，系統(tǒng)減速或反向加速2.3 試列出以下幾種情況下系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式，并說(shuō)明系統(tǒng)的運(yùn)行狀

2、態(tài)是加速、減速還是勻速？（圖中箭頭方向表示轉(zhuǎn)矩的實(shí)際作用方向）答：a勻速，b減速，c減速，d加速，e減速，f勻速2.4 多軸拖動(dòng)系統(tǒng)為什么要折算成單軸拖動(dòng)系統(tǒng)？轉(zhuǎn)矩折算為什么依據(jù)折算前后功率不變的原則？轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算為什么依據(jù)折算前后動(dòng)能不變的原則？答：在多軸拖動(dòng)系統(tǒng)情況下，為了列出這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程，必須先把各傳動(dòng)部分的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量或直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量都折算到電動(dòng)機(jī)軸上。由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩是靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，所以可根據(jù)靜態(tài)時(shí)功率守恒原則進(jìn)行折算。由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)能有關(guān)，所以可根據(jù)動(dòng)能守恒原則進(jìn)行折算。2.5 為什么低速軸轉(zhuǎn)矩大？調(diào)速軸轉(zhuǎn)矩?。看穑汉雎阅ゲ翐p失的情況下，傳動(dòng)系統(tǒng)的低速軸和調(diào)速

3、軸傳遞的功率是一樣的，即P1P2而P1T11，P2T22所以T11T22，當(dāng)12時(shí)， T1T2 2.6 為什么機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)中低速軸的GD2比高速軸的GD2大得多？答：因?yàn)榈退佥S的轉(zhuǎn)矩大，所設(shè)計(jì)的低速軸的直徑及軸上的齒輪等零件尺寸大，質(zhì)量也大，所以GD2大，而高速軸正好相反。2.7 如圖所示，電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JM2.5kg.m2，轉(zhuǎn)速nM900r/mim；中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J12kg.m2，轉(zhuǎn)速n1300r/mim；生產(chǎn)機(jī)械軸的慣量JL16kg.m2，轉(zhuǎn)速nL60r/mim。試求折算到電動(dòng)機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。答： j1=M/1= nM/n1=900/300=3 jL=M/L= nM/nL

4、=900/60=152.8 如圖所示，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nM950r/mim，齒輪減速箱的傳動(dòng)比J1 J2 4，卷筒直徑D0.24m，滑輪的減速比J3 2，起重負(fù)荷力F100N，電動(dòng)機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)矩GDM21.05N.m，齒輪、滑輪和卷筒總的傳動(dòng)效率為0.83。試求提升速度v和折算到電動(dòng)機(jī)軸上的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩TL以及折算到電動(dòng)機(jī)軸上整個(gè)拖動(dòng)系統(tǒng)的飛輪慣量GDZ2。答：TL=9.55Fv/(1nM)=9.55×100×0.37/(0.83×950)=0.45N.m 2.9 一般生產(chǎn)機(jī)械按其運(yùn)動(dòng)受阻力的性質(zhì)來(lái)分可有哪幾種類(lèi)型的負(fù)載？答：恒轉(zhuǎn)矩型、泵類(lèi)、直線(xiàn)型、恒功率型。2.10 反抗靜

5、態(tài)轉(zhuǎn)矩與位能靜態(tài)轉(zhuǎn)矩有何區(qū)別，各有什么特點(diǎn)？答：反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒與運(yùn)動(dòng)方向相反。位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載作用方向恒定，與運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)。2.11 如圖所示，曲線(xiàn)1和2分別為電動(dòng)機(jī)和負(fù)載的機(jī)械特性，試判斷哪些是系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點(diǎn)？哪些不是？答：（d）不是穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)點(diǎn)，其余都是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)。3.1 為什么直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子要用表面有絕緣層的硅鋼片疊壓而成？答：轉(zhuǎn)子在主磁通中旋轉(zhuǎn)，要產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，采用硅鋼軟磁材料，可減少磁滯損耗，而采用“片”疊壓成，可減少渦流損耗。3.3 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)所拖動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL常數(shù)，當(dāng)電樞電壓或電樞附加電阻改變時(shí)，能否改變其穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下電樞電流的大??？為什么？這時(shí)拖動(dòng)系統(tǒng)中哪

6、些量必然要發(fā)生變化？答：因?yàn)樗裕?dāng)改變電樞電壓或電樞串電阻時(shí)，Ia均不變。由知n會(huì)變化。3.4一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電樞反電勢(shì)E=E1，如負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=常數(shù)，外加電壓和電樞電路中的電阻均不變，問(wèn)減弱勵(lì)磁使轉(zhuǎn)速上升到新的穩(wěn)定值后，電樞反電勢(shì)將如何變化？是大于、小于還是等于E1？答：因?yàn)楫?dāng) 時(shí)， Ia由U=E+IaRa，EUIaRa，當(dāng)Ia 時(shí)， E ，所以：E<E13.6已知他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=7.5kW，UN=220V，nN=1500r/min，N=88.5%，Ra=0.2。試求該電機(jī)的額定電流和額定轉(zhuǎn)矩。答：3.8一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)為：PN=5.5

7、kW，UN=110V，IN=62A，nN=1000r/min，試?yán)L出它的固有機(jī)械特性曲線(xiàn)。答：3.9一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：PN=5.5kW，UN=110V，IN=61A，額定勵(lì)磁電流IfN=2A，nN=1500r/min，電樞電阻Ra=0.2 ，若忽略機(jī)械磨擦和轉(zhuǎn)子的銅耗、鐵損，認(rèn)為額定運(yùn)行狀態(tài)下的電磁轉(zhuǎn)矩近似等于額定輸出轉(zhuǎn)矩，試?yán)L出它近似的固有機(jī)械特性曲線(xiàn)。答：3.10一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：PN=6.5kW，UN=220V，IN=34.4A，nN=1500r/min，Ra=0.242 ，試計(jì)算出此電動(dòng)機(jī)的如下特性：固有機(jī)械特性電樞附加電阻分別為3 和5 時(shí)的人為機(jī)械特

8、性電樞電壓為UN/2時(shí)的人為機(jī)械特性磁通0.8 N時(shí)的人為機(jī)械特性答： 3.11為什么直流電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流很大？答： 因?yàn)門(mén)st=UN/Ra，Ra很小，所以Tst很大，會(huì)產(chǎn)生控制火花，電動(dòng)應(yīng)力，機(jī)械動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩沖擊，使電網(wǎng)保護(hù)裝置動(dòng)作，切斷電源造成事故，或電網(wǎng)電壓下降等。故不能直接啟動(dòng)。3.12 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中有哪些要求？如何實(shí)現(xiàn)？答： 要求電流Ist（1.52）IN，可采用降壓?jiǎn)?dòng)、電樞回路串電阻進(jìn)行啟動(dòng)。3.13直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，為什么一定要先把勵(lì)磁電流加上，若忘了先合勵(lì)磁繞組的電源開(kāi)關(guān)就把電樞電源接通，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象（試從TL=0和TL=TN兩種情況加以分析）？當(dāng)電

9、動(dòng)機(jī)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速下，若突然將勵(lì)磁繞組斷開(kāi)，此時(shí)又將出現(xiàn)什么情況？答： 當(dāng)TL=0啟動(dòng)時(shí)：因?yàn)閯?lì)磁繞組有一定剩磁，使0；啟動(dòng)時(shí)，n0，E0，根據(jù)UN=E+IaRa 知，UN全加在電阻Ra上，產(chǎn)生很大的Ia （(1020)IN） ，但因?yàn)?，所以 TKtIa并不大，因?yàn)門(mén)L0，所以動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于0，系統(tǒng)會(huì)加速啟動(dòng)；啟動(dòng)后，雖有n，使E變大點(diǎn)，但因?yàn)?，所以E仍不大， UN大部分仍要加在電阻Ra上，產(chǎn)生很大Ia和不大的T，使系統(tǒng)不斷加速；當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到“飛車(chē)”時(shí)，在相當(dāng)大的某一n穩(wěn)速運(yùn)行時(shí)， TKtIa=TL 0，所以Ia 0，此時(shí)，E相當(dāng)大，UN幾乎和E平衡。當(dāng)TL=TN啟動(dòng)時(shí)：n0，E0，根據(jù)UN=E

10、+IaRa 知，UN全加在電阻Ra上，產(chǎn)生很大的Ia（(1020)IN），但因?yàn)?，所以 TKtIa并不大，因?yàn)門(mén)L= TN，所以系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速下， TKtNIaN = TLTN，nnN，此時(shí)斷開(kāi)勵(lì)磁， 0，雖然仍有nnN，但E 0，根據(jù)UN=E+IaRa 知，UN全加在電阻Ra上，產(chǎn)生很大的Ia，但因?yàn)?，所以 TKtIa并不大，因?yàn)門(mén)L= TN，所以T TL，系統(tǒng)逐漸減速到停車(chē)。3.15一臺(tái)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如下：PN=2.2kW，UN=Uf=110V，nN=1500r/min，N=0.8，Ra=0.4，Rf=82.7 。試求： 額定電樞電流IaN；額定勵(lì)磁電

11、流IfN；勵(lì)磁功率Pf；額定轉(zhuǎn)矩TN； 額定電流時(shí)的反電勢(shì)； 直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流； 如果要使啟動(dòng)電流不超過(guò)額定電流的2倍，求啟動(dòng)電阻為多少？此時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩又為多少？答：3.16直流電機(jī)用電樞電路串電阻的辦法啟動(dòng)時(shí)，為什么要逐漸切除啟動(dòng)電阻？切除太快，會(huì)帶來(lái)什么后果？答：見(jiàn)書(shū)上圖3.23。如果只一段啟動(dòng)電阻，當(dāng)啟動(dòng)后，把電阻一下切除，則電流會(huì)超過(guò)2IN，沖擊大。所以應(yīng)采用逐級(jí)切除電阻辦法，切除太快，也會(huì)產(chǎn)生電流沖擊大，見(jiàn)書(shū)上圖3.24。3.17 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)（調(diào)速）與固有的速度變化在概念上有什么區(qū)別？答：調(diào)速：在一定負(fù)載條件下，人為地改變電動(dòng)機(jī)的電路參數(shù)，以改變電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。速度變化：由于電動(dòng)機(jī)

12、負(fù)載轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化而引起的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化。3.18他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)有哪些方法進(jìn)行調(diào)速？它們的特點(diǎn)是什么？答：改變電樞電路外串電阻調(diào)速：機(jī)械特性較軟，穩(wěn)定度低；空載或輕載時(shí)，調(diào)速范圍不大；實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速困難；電阻上消耗電能大。用于起重機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不長(zhǎng)的傳動(dòng)系統(tǒng)。改變電動(dòng)機(jī)電樞供電電壓調(diào)速：電源電壓連續(xù)變化時(shí)，轉(zhuǎn)速可以平滑無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)；在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)；特性與固有特性平行，硬度不變，穩(wěn)定度高，調(diào)速范圍大；屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適合拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，可以靠調(diào)電樞電壓?jiǎn)?dòng)電機(jī)，不用其它設(shè)備。改變電機(jī)主磁通調(diào)速：可無(wú)級(jí)調(diào)速，額定轉(zhuǎn)速以上調(diào)（弱磁升速），特性軟，最高轉(zhuǎn)速不得超過(guò)額定轉(zhuǎn)速的1.2倍，調(diào)速范圍不大；屬

13、恒功率調(diào)速，適合于恒功率負(fù)載。往往和調(diào)壓調(diào)速配合使用。3.19直流電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)與制動(dòng)兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的根本區(qū)別何在？答：電動(dòng)：電動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n方向相同；制動(dòng)：T與n相反。3.20他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)有哪幾種制動(dòng)方法？它們的機(jī)械特性如何？試比較各種制動(dòng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。答：反饋制動(dòng)：運(yùn)行在二、四象限，轉(zhuǎn)速大于理想空載轉(zhuǎn)速。用于起重機(jī)調(diào)速下放重物，電網(wǎng)吸收電能，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。電源反接制動(dòng)：制動(dòng)迅速，能量靠電阻吸收，但容易反向啟動(dòng)。倒拉反接制動(dòng)：可得較低下降速度，對(duì)TL大小估計(jì)不準(zhǔn)，本應(yīng)下降，也許會(huì)上升，特性硬度小，穩(wěn)定性差，電阻消耗全部能量。能耗制動(dòng)：用于迅速準(zhǔn)確停車(chē)及恒速下放重物，電阻消耗全部能量。3.

14、21一臺(tái)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)重物勻速上升時(shí)將電樞電源突然反接，試?yán)脵C(jī)械特性從機(jī)電過(guò)程上說(shuō)明：（1）從反接開(kāi)始到系統(tǒng)達(dá)到新的穩(wěn)定平衡狀態(tài)之間，電動(dòng)機(jī)經(jīng)歷了幾種運(yùn)行狀態(tài)？最后在什么狀態(tài)下建立系統(tǒng)新的穩(wěn)定平衡點(diǎn)？（2）各種狀態(tài)下轉(zhuǎn)速變化的機(jī)電過(guò)程怎樣？答：（1）經(jīng)歷反接制動(dòng)、反向電動(dòng)、反向回饋制動(dòng)，最后在反向回饋制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下建立系統(tǒng)新的穩(wěn)定平衡點(diǎn)。（2）當(dāng)電壓反向時(shí)，n不變，電壓平衡方程式： UEIa(Ra+Rad)，Ia=(-U-E)/(Ra+Rad)<0所以T反向，與n方向相反，制動(dòng)；T與TL一起使n ，E 反向Ia 反向T ，最后到c點(diǎn)，n=0；此時(shí)，TL和T

15、使電動(dòng)機(jī)n反向，重物下降。處于反向電動(dòng)狀態(tài)。因?yàn)閚反向，所以E也反向， Ia=(-UE)/(Ra+Rad)，即反向電流Ia 反向T；在T和TL作用下，反向n 反向E ，在某一時(shí)刻，UE0， Ia=0，T0，即達(dá)到d點(diǎn)。但此時(shí)仍有TL 反向n 反向E UE0 Ia>0，T0，產(chǎn)生制動(dòng)。當(dāng)TTL時(shí)，還會(huì) 反向n E Ia T ，達(dá)到TTL，達(dá)到e點(diǎn)，穩(wěn)速運(yùn)行。5.1有一臺(tái)四極三相異步電動(dòng)機(jī)，電源電壓的頻率為50Hz，滿(mǎn)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率為0.02，求電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子電流頻率。答：5.2將三相異步電動(dòng)機(jī)接三相電源的三根引線(xiàn)中的兩根對(duì)調(diào)，此電動(dòng)機(jī)是否會(huì)反轉(zhuǎn)？為什么？答：會(huì)反轉(zhuǎn)。因

16、為三相繞組中電流的相序發(fā)生改變。5.3有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其nN=1470r/min，電源頻率為50Hz。當(dāng)在額定負(fù)載下運(yùn)行，試求：(1) 定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)定子的轉(zhuǎn)速；(2) 定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；(3) 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；(4) 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)定子的轉(zhuǎn)速；(5) 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速。答：5.4當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載增加時(shí)，為什么定子電流會(huì)隨轉(zhuǎn)子電流的增加而增加？答：當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，轉(zhuǎn)子電流增加；因?yàn)檗D(zhuǎn)子相當(dāng)于變壓器的副邊，而定子相當(dāng)于變壓器的原邊，所以當(dāng)轉(zhuǎn)子電流增加時(shí)，定子電流也會(huì)增加。5.5三相異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一定的負(fù)載運(yùn)行時(shí)，若電源電壓降低了，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、電流

17、及轉(zhuǎn)速有無(wú)變化？如何變化？a答：原來(lái)運(yùn)行在a點(diǎn)，當(dāng)電壓減小時(shí)，運(yùn)行在b點(diǎn)，因?yàn)閚不變，s不變，所以cos 2不變因?yàn)閁E1=4.44Kf1N1 ，所以當(dāng)U I2 時(shí)，根據(jù)T=KmI2cos2知：T ，此后： n s I2 T 直到c點(diǎn)。bcTNc點(diǎn)和a點(diǎn)比，因?yàn)閁 ，而且s cos2 ,根據(jù)T=KmI2cos2TL常數(shù)，知：I2 5.6有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。型號(hào)PN/KWUN/V滿(mǎn)載時(shí)Ist/INTst/TNTmax/TNnN/r.min-1 IN/A N cosNY132S-63220/380960 12.8/7.2 83% 0.756.52.02.0試求: (1) 線(xiàn)

18、電壓為380V時(shí)，三相定子繞組應(yīng)如何接法？ (2) 求n0，p，SN，TN，Tst，Tmax，Ist； (3) 額定負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸入功率是多少？答： (1) Y接法。5.7三相異步電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的電流如何變化？對(duì)電動(dòng)機(jī)有何影響？答：電動(dòng)機(jī)電流增大，燒壞電機(jī)。5.8三相異步電動(dòng)機(jī)斷了一根電源線(xiàn)后，為什么不能啟動(dòng)？而在運(yùn)行時(shí)斷了一線(xiàn)，為什么仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)？這兩種情況對(duì)電動(dòng)機(jī)將產(chǎn)生什么影響？答：斷了一根電源線(xiàn)后，變成單相異步電動(dòng)機(jī)，沒(méi)有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，所以不能啟動(dòng)。但仍能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。啟動(dòng)時(shí)，脈動(dòng)磁場(chǎng)使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生交變電流，發(fā)熱。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因?yàn)閿嗔艘幌?，變成單相，而單相產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)，

19、分解成兩個(gè)轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，存在：Bm1=Bm2=Bm/2與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的比三相運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的要小，所以I2增大；另外，與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的使T減小。所以，斷了一根電源線(xiàn)后，如果較大的TL還不變，當(dāng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，不但n下降，面且I2相當(dāng)大，會(huì)燒壞電機(jī)。如果電流：iA=Imcost則電流：iB=Imcos（t-180°），即 iB為流出，與iA相位相反最大， 和 轉(zhuǎn)到A軸上當(dāng)t=0時(shí)，當(dāng)t=180°時(shí)， 最大 和 轉(zhuǎn)到B軸上所以當(dāng)t=0時(shí)，應(yīng)當(dāng)把和 退回180 °和和都逆時(shí)針轉(zhuǎn)，可合成和和都順時(shí)針轉(zhuǎn)，可合成和大小相等、轉(zhuǎn)向相反，轉(zhuǎn)速相等，可以合成

20、為一個(gè)脈動(dòng)磁場(chǎng) ，即電動(dòng)機(jī)變?yōu)閱蜗噙\(yùn)行。 與A相軸線(xiàn)或B相軸線(xiàn)成30°角。5.9 三相異步電動(dòng)機(jī)在相同電源電壓下，滿(mǎn)載和空載啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流是否相同？啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩是否相同？答：?jiǎn)?dòng)電流一樣，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩相同。5.10 三相異步電機(jī) 為什么不運(yùn)行在Tmax或接近Tmax的情況下？答：一般Tmax是TN的22.5倍，在Tmax或接近Tmax運(yùn)行時(shí)，I2大很多，電機(jī)會(huì)被燒壞。5.11 有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)如下：PN/KWnN/r.min-1UN/VNcosNIst/INTst/TNTmax/TN接法4014703800.90.96.51.22.0l 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為250N.m時(shí)，試問(wèn)在U

21、=UN和U1=0.8UN兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng)？l 欲采用Y- 換接啟動(dòng)，問(wèn)當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.45TN和0.35TN兩種情況下，電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng)？l 若采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)，設(shè)降壓比為0.64，求電源線(xiàn)路中通過(guò)的啟動(dòng)電流和電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。答：答：幻燈片465.13 線(xiàn)繞式異步電動(dòng)機(jī)采用轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)時(shí)，所串電阻愈大，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩是否也愈大？答：不是。串電阻 大到一定程度后，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)變小，因?yàn)?雖然cos2增大，但I(xiàn)2減小太多。5.14 為什么線(xiàn)繞式異步電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流減少而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩反而增大？答：因?yàn)?適當(dāng)串入電阻后，雖然I2減少，但cos2增大很多，所以啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加。5.15

22、 異步電動(dòng)機(jī)有哪幾種調(diào)速方法？各種調(diào)速方法有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：調(diào)壓調(diào)速：可無(wú)級(jí)調(diào)速，但減小U時(shí)，T按U2減少，所以調(diào)速范圍不大。轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速：只適于線(xiàn)繞式。啟動(dòng)電阻可兼作調(diào)速電阻，簡(jiǎn)單、可靠，但屬有級(jí)調(diào)速。隨轉(zhuǎn)速降低，特性變軟，低速損耗大，用在重復(fù)短期運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械，如起重機(jī)。變極對(duì)數(shù)調(diào)速：多速電動(dòng)機(jī)，體積大，價(jià)貴，有級(jí)調(diào)速。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高，調(diào)速附加設(shè)備少。用于機(jī)電聯(lián)合調(diào)速。變頻調(diào)速：用于一般鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，采用晶閘管變頻裝置。5.16 什么叫恒功率調(diào)速？什么叫恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速？答：在調(diào)速過(guò)程中，無(wú)論速度高低，當(dāng)電動(dòng)機(jī)電流保持不變時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩也不變，這種調(diào)速叫恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。在調(diào)速過(guò)程中，無(wú)論速度高低

23、，當(dāng)電動(dòng)機(jī)電流保持不變時(shí)，功率也不變，叫恒功率調(diào)速。5.17 異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速的可能性和原理是什么？其接線(xiàn)圖是怎樣的？答：使每相定子繞組中一半繞組內(nèi)的電流改變方向，即可改變極對(duì)數(shù)，也就改變了轉(zhuǎn)速。接線(xiàn)圖如書(shū)上圖5.40。5.18 異步電動(dòng)機(jī)有哪幾種制動(dòng)狀態(tài)？各有何特點(diǎn)？答：反饋制動(dòng)：用于起重機(jī)高速下放重物，反饋制動(dòng)時(shí)，動(dòng)能變?yōu)殡娔芑仞伣o電網(wǎng)，較經(jīng)濟(jì)，只能在高于同步轉(zhuǎn)速下使用。反接制動(dòng)：電源反接時(shí)，制動(dòng)電流大，定子或轉(zhuǎn)子需串接電阻，制動(dòng)速度快容易造成反轉(zhuǎn)，準(zhǔn)確停車(chē)有一定困難，電能損耗大。當(dāng)?shù)估苿?dòng)時(shí)，用于低速下放重物，機(jī)械功率、電功率都消耗在電阻上。能耗制動(dòng)：比較常用的準(zhǔn)確停車(chē)方法，制動(dòng)效果比

24、反接制動(dòng)差。5.19 試說(shuō)明鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)突然增加時(shí)，電動(dòng)機(jī)的降速過(guò)程。答：見(jiàn)書(shū)上圖5.42。原來(lái)運(yùn)行在a點(diǎn)。當(dāng)p突然時(shí)，n>n02，所以T<0，和TL一起使ns絕對(duì)值I2 T 。當(dāng)n= n02時(shí)，I20，T0。當(dāng)n<n02時(shí)，I2反向，I20，T0，變?yōu)殡妱?dòng)轉(zhuǎn)矩，但TTL，所以 nsI2 T ，直到TTL，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在c 點(diǎn)。5.20 試說(shuō)明異步電動(dòng)機(jī)定子相序突然改變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的降速過(guò)程。答：見(jiàn)書(shū)上圖5.43。原來(lái)運(yùn)行在a點(diǎn)。當(dāng)相序改變時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向改變。因?yàn)閼T性，n不能立即改變，所以運(yùn)行于b點(diǎn)。因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場(chǎng)方向變了，所以I20，T0，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在T和

25、TL作用下，n，此時(shí)，s1。當(dāng)n時(shí)， s cos2 Tn更快。5.21 如圖5.51所示，為什么改變QB的接通方向即可改變單相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向？答：QB改變時(shí)，就可使電容分別拉入A相可B相繞組，接C的繞組電流在相位上會(huì)超前于另一相繞組90度時(shí)間電角度，面旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向是由電流的超前相向電流的落后相。所以改變QB接法，就可改變n0的方向。5.23 同步電動(dòng)機(jī)的工作原理與異步電動(dòng)機(jī)的有何不同？答：定子繞組通三相交流電后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而轉(zhuǎn)子繞組通直流電，產(chǎn)生固定的磁場(chǎng)，極對(duì)數(shù)和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)一樣，旋轉(zhuǎn)磁極與轉(zhuǎn)子磁極異性相吸，所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。而異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)被轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應(yīng)電

26、動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，電流在磁場(chǎng)中產(chǎn)生電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩，由此產(chǎn)生轉(zhuǎn)速。5.24 一般情況下，同步電動(dòng)機(jī)為什么要采用異步啟動(dòng)法？答：定子通三相電后，立即產(chǎn)生n0，很快，而轉(zhuǎn)子n=0，有慣性，當(dāng)S0吸引N，N0吸引S時(shí)，轉(zhuǎn)子有轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，但還沒(méi)等轉(zhuǎn)起來(lái)，S0對(duì)S，N0對(duì)N又排斥，這樣一吸一斥，轉(zhuǎn)子始終轉(zhuǎn)不起來(lái)，所以要用異步啟動(dòng)法。5.25 為什么可以利用同步電動(dòng)機(jī)來(lái)提高電網(wǎng)的功率因數(shù)？答：同步電動(dòng)機(jī)所需勵(lì)磁勢(shì)由定子和轉(zhuǎn)子共同產(chǎn)生。轉(zhuǎn)子If f，定子I 0， f0當(dāng)If使f變化時(shí)，要保持不變，則0要變，所以產(chǎn)生0的I要變。當(dāng)TL常數(shù)，則P2Tn/9550=常數(shù)，略去電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部消耗，則：當(dāng)改變If使I改變時(shí)

27、， cos也隨著變，所以，可調(diào)If，使cos1，即正常勵(lì)磁。當(dāng)If小于正常勵(lì)磁電流，叫欠勵(lì)，屬感性負(fù)載；當(dāng)If大于正常勵(lì)磁電流，叫過(guò)勵(lì)，屬容性負(fù)載過(guò)勵(lì)時(shí)，直流勵(lì)磁過(guò)剩，不需交流供給勵(lì)磁電流，而且還向電網(wǎng)發(fā)出電感性電流與電感性無(wú)功功率，正好補(bǔ)償電網(wǎng)附近電感性負(fù)載需要，使整個(gè)電網(wǎng)的功率因數(shù)提高。10.1 晶閘管的導(dǎo)通條件是什么？導(dǎo)通后流過(guò)晶閘管的電流決定于什么？晶閘管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)樽钄嗟臈l件是什么？阻斷后它所承受的電壓大小決定于什么？答：導(dǎo)通條件：陽(yáng)極、控制極同時(shí)加控制電壓。導(dǎo)通后，電流決定于主電壓和負(fù)載。阻斷：陽(yáng)極電壓變0或變負(fù)。阻斷后：承受電壓大小決定于主電壓?；脽羝?010.2 晶閘管能否和晶

28、體管一樣構(gòu)成放大器？為什么？答：不能。當(dāng)加上控制電流Ig后，晶閘管有強(qiáng)烈正反饋，立即導(dǎo)通，導(dǎo)通后陽(yáng)極電流I（由主電壓和負(fù)載決定）和Ig無(wú)關(guān)。10.3試畫(huà)出圖中負(fù)載電阻R上的電壓波形和晶閘管上的電壓波形。10.4 如題10.4圖所示，試問(wèn)：（1）在開(kāi)關(guān)S閉合前燈泡亮不亮？為什么？（2）在開(kāi)關(guān)S閉合后燈泡亮不亮？為什么？ （3）再把開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后燈泡亮不亮？為什么？答：（1）不亮。因?yàn)榭刂茦O沒(méi)加正向電壓；（2）亮。因?yàn)榭刂茦O加正向電壓，當(dāng)陽(yáng)極也加正向電壓時(shí)，晶閘管導(dǎo)通。（3）再把S斷開(kāi)，不亮。因?yàn)閁2為交流，當(dāng)S斷開(kāi)，且U2為負(fù)時(shí)，晶閘管關(guān)斷，此后，沒(méi)有Ug，不會(huì)再導(dǎo)通。10.5如題10.5圖所示，

29、若在t1時(shí)刻合上開(kāi)關(guān)S，t2時(shí)刻斷開(kāi)S，試畫(huà)出負(fù)載電阻R上的電壓波形和晶閘管上的電壓波形。答：10.6晶閘管的主要參數(shù)有哪些？答： UDRM為斷態(tài)重復(fù)峰值電壓，在控制極斷路時(shí)，可以重復(fù)加在晶閘管兩端的正向峰值電壓，其數(shù)值規(guī)定比正向轉(zhuǎn)折電壓小100V。URRM為反向重復(fù)峰值電壓，在控制極斷路時(shí)，可以重復(fù)加在晶閘管元件上的反向峰值電壓，其數(shù)值規(guī)定比反向擊穿電壓小100V。IT為額定通態(tài)平均電流（額定正向平均電流）。在環(huán)境溫度不大于40和標(biāo)準(zhǔn)散熱及全導(dǎo)通條件下，晶閘管元件可以連續(xù)通過(guò)的工頻正弦半波電流（在一個(gè)周期內(nèi)）的平均值，簡(jiǎn)稱(chēng)額定電流。IH為維持電流。在規(guī)定的環(huán)境溫度和控制極斷路時(shí)，維持元件繼續(xù)

30、導(dǎo)通的最小電流。10.7 如何用萬(wàn)用表粗測(cè)晶閘管的好壞？答：見(jiàn)書(shū)上表10.110.8 晶閘管的控制角和導(dǎo)通角是何含義？答：控制角：晶閘管元件承受正向電壓起始點(diǎn)到觸發(fā)脈沖的作用點(diǎn)之間的電角度。導(dǎo)通角：晶閘管在一周期內(nèi)導(dǎo)通的電角度。10.9有一單相半波可控整流電路，其交流電源電壓U2220V，負(fù)載電阻RL=10，試求輸出電壓平均值Ud的調(diào)節(jié)范圍，當(dāng)/3時(shí)，輸出電壓平均值Ud、電流平均值Id為多少，并選擇晶閘管。答：輸出電壓平均值 當(dāng) 0時(shí)， Ud99V；當(dāng) 時(shí)， Ud0V。所以Ud的調(diào)節(jié)范圍是099V。當(dāng)/3時(shí)，Ud74.25V負(fù)載電流平均值 當(dāng)/3時(shí)，Id7.425A?？紤]晶閘管的安全系數(shù)，一般

31、取1.52，所以：IT（1.52）×8.89（13.33517.78）A晶閘管最大反向電壓：考慮安全系數(shù)為23，故斷態(tài)和反向重復(fù)峰值電壓為：UDRM（23）×311V（622933）V根據(jù)以上IT和UDRM的值查有關(guān)資料，選取合適的晶閘管。10. 10續(xù)流二極管有何作用？為什么？若不注意把它的極性接反了會(huì)產(chǎn)生什么后果？答：當(dāng)電源電壓變負(fù)時(shí)，V導(dǎo)通，負(fù)載上由電感維持的電流流經(jīng)二極管。VS關(guān)斷，電源負(fù)電壓不加于負(fù)載上。作用：可提高大電感負(fù)載時(shí)的單相半波可控整流電路整流輸出平均電壓。極性若接反：造成短路。10. 11試畫(huà)出單相半波可控整流電路帶不同性質(zhì)負(fù)荷時(shí)，晶閘管的電流波形與電

32、壓波形。答：見(jiàn)圖10.10、圖10.11、圖10.1210.12. 有一電阻性負(fù)載，需要直流電壓Ud=60V，電流Id=30A供電，若采用單相半波可控整流電路，直接接在220V的交流電網(wǎng)上，試計(jì)算晶閘管的導(dǎo)通角。77.75°，導(dǎo)通角18077.75102.25 °10.13 有一電阻負(fù)載，需要可調(diào)直流電壓Ud=0V60V，電流Id=0A10A，現(xiàn)選用一單相半控橋式可控整流電路，試求變壓器副邊的電壓和晶閘管與二極管的額定電壓和電流。當(dāng)0°時(shí)，電壓應(yīng)達(dá)最大，即為60V，所以變壓器副邊電壓：元件承受的最大正反向電壓為考慮安全系數(shù)為23，故斷態(tài)和反向重復(fù)峰值電壓（額定電壓）為： UDRM（23）×94.281V（188.563282.844）V額定電流：因0° ，所以IT（1.52）×10（1520）A10.14 三相半波可控整流電路，如在自然相點(diǎn)之前加入觸發(fā)脈沖會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？畫(huà)出這時(shí)負(fù)載側(cè)的電壓波形圖。答：10.15 三相半波電阻負(fù)載的可控整電路，如果由于控制系統(tǒng)故障，A相的觸發(fā)脈沖丟失，試畫(huà)出控制角0時(shí)整流電壓波形。答：10. 16三相橋式全控整流電路帶電阻性負(fù)載，如果有一只晶閘管擊穿，其它晶閘管會(huì)受什么影響？答：見(jiàn)圖10.29。如VS1被擊穿，則VS3、VS5會(huì)短路，因?yàn)閁BA