機電傳動控制復(fù)習(xí)重點

1、機電傳動控制復(fù)習(xí)重點一：知識點1 .加快機電傳動系統(tǒng)過渡過程的方法要想加快機電傳動系統(tǒng)過渡過程，即減少過渡時間，應(yīng)設(shè)法減小系統(tǒng)的飛輪轉(zhuǎn)矩GD2和增大動態(tài)轉(zhuǎn)矩Td.2 .直流電機的感應(yīng)電勢：E ke nke與電動機的結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)，稱電勢常數(shù)為每一對極的磁通（WBn為電樞轉(zhuǎn)速（r/mi n ）E為電動勢（V）直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩：T kt la與電動機的結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)，稱轉(zhuǎn)矩常數(shù)，=9.55k為每一對極的磁通（WBIa為電樞總電流（A）3. 直流發(fā)電機的分類直流發(fā)動機的運行受勵磁繞組連接方法的影響，因此直流發(fā)電機按歷次方法來分類，分為他勵，并勵，串勵和復(fù)勵發(fā)電機。他勵調(diào)節(jié)方法中改變電動機電樞供電電

2、壓屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。P384. 三項異步電動機為什么叫做異步？定子通三相電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，異步是指磁場旋轉(zhuǎn)與電動面轉(zhuǎn)子不是同步的，磁場比轉(zhuǎn)子提前一定的角度5. 為什么轉(zhuǎn)子頻率即產(chǎn)生電流的頻率6. 電機直接啟動，反轉(zhuǎn)啟動的優(yōu)缺點，意義，特性直接啟動的優(yōu)點：是所需設(shè)備少，啟動方式簡單，成本低。電動 機直接啟動的電流是正常運行的 5倍左右，理論上來說，只要向電動 機提供電源的線路和變壓器容量大于電動機容量的5倍以上的，都可以直接啟動。這一要求對于小容量的電動機容易實現(xiàn)，所以小容量的電動機絕大部分都是直接啟動的，不需要降壓啟動。缺點：對于大容 量的電動機來說，一方面是提供電源的線路

3、和變壓器容量很難滿足電 動機直接啟動的條件，另一方面強大的啟動電流沖擊電網(wǎng)和電動機， 影響電動機的使用壽命，對電網(wǎng)不利，所以大容量的電動機和不能直 接啟動的電動機都要采用降壓啟動。反接制動常用于位能性負(fù)載（如起重機），限制重物下放速度。7. =60f/p同步轉(zhuǎn)速與電流頻率成正比而與磁極對數(shù)成反比8. S=-n/由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不等于同步轉(zhuǎn)速，所以把這種電動機稱為異步電動機，S稱為轉(zhuǎn)差率9. 異步電動機的固有機械特性（P64）三相異步電動機的機械特性有固有的機械特性和人為的機械特性之 分。1、固有機械特性：它上面有4個特殊點。（1）電動機在沒有任何負(fù)載情況下的空轉(zhuǎn)，即 T=0, n =（S=0）此時

4、轉(zhuǎn) 速最大，此點即電動機的理想空載點。（2）電動機在有負(fù)載情況下的正常運轉(zhuǎn)，即 T= n=（S=）此時為電動 機的額定工作點。=9.55/ = -/（符號均為額定狀態(tài)）（3）電動機在剛啟動的時刻，即沒有轉(zhuǎn)起來，所克服轉(zhuǎn)子自重時轉(zhuǎn)矩的時候，此點為電動機的啟動工作點。（4）電動機在拖動負(fù)載最大轉(zhuǎn)矩時，速度也比較適中時，此點位電動機的臨界工作點。在此時電壓如果過低或有巨大沖擊負(fù)載，就會造成電動機停機。2、人為機械特性（1）電壓降低電動機在運行時，如電壓降低太多，會大大降低它的過載能力與啟動 轉(zhuǎn)矩，甚至是電動機發(fā)生帶不動負(fù)載或者根本不能啟動的現(xiàn)象。此外就是啟動后電機也會被燒壞。（2）定子電路接入電阻，

5、此時最大轉(zhuǎn)矩要比原來的大；轉(zhuǎn)子電路串 電阻或改變定子電源頻率，此時啟動轉(zhuǎn)矩要增大，最大轉(zhuǎn)矩不變。11.按時間原則控制的異步電動機定子繞組串接電阻啟動電路二：習(xí)題2.3試列出以下幾種情況下系統(tǒng)的運動方程式， 并說明系統(tǒng)的運行狀態(tài)是加速、減速還是勻速？（圖中箭頭方向表示轉(zhuǎn)矩的實際作用方向）d rM>ne v'm-nf答：a勻速，b減速，c減速，d加速，e減速，f勻速2.11如圖所示，曲線1和2分別為電動機和負(fù)載的機械特性，試判 斷哪些是系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點？哪些不是？(1)M®(d)Cc>答：（d）不是穩(wěn)定運動點，其余都是穩(wěn)定運行點。4.6有一臺三相異步電動機，其技術(shù)參數(shù)

6、如圖所示1）線電壓為380v時，三相繞組如何接法？2）求,p,和;3）額定負(fù)載時電動機輸入功率是多少？型號/KWN滿載時(r/mi n)滿載時/A、卄滿載時%滿載時Y 132s-63220/38096012.8/7.2830.756.52.02.0解 線電壓為380V時，三相定子繞組應(yīng)為 Y型接法.TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.8NmTst/ TN=2 Tst=2*29.8=59.6 Nm Tmax/ TN=2.0 Tmax=59.6 NmIst/IN=6.5 lst=46.8A般 nN=(0.94-0.98)n0 n0=nN/0.96=1000 r/min SN

7、= (nO-nN)/n0=(1000- 960)/1000=0.04 P=60f/ n0=60*50/1000=3 n =PN/P輸入 P 輸入=3/0.83=3.614.11有一臺三相異步電動機，其技術(shù)參數(shù)如圖所示/KW/V(r/mi n)%403801470900.96.51.22.0三角形1）當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為250N*m時，在U=H=0.8兩種情況下，電機能 否啟動？TN=9.55 PN/ nN=9.55*40000/1470 =260NmTst/TN=1.2 Tst=312NmTst二KR2U2/ (R22+X202 =312 Nm312 Nm>250 Nm所以U=UN寸 電動機能啟

8、動。當(dāng) U=0.8U 時 Tst= ( 0.82 ) KR2U2/( R22+X202 =0.64*312 =199 NmTst<TL所以電動機不能啟動。2） 欲采用Y/ 換接啟動，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為兩種情況時，電 機能否啟動？TstY二Tst /3= 1.2* TN /3 =0.4 TN當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.45 TN時電動機不能啟動 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.35 TN時 電動機能啟動3） 若采用子偶變壓器降壓啟動，設(shè)降壓比為0.64，求電源線路中通 過的啟動電流和電機的啟動轉(zhuǎn)矩IN二 PN/ UN n N cos © Ny3 =40000/1.732*380*0.9*0.9 =75A lst/

9、IN=6.5 Ist=487.5A降壓比為0.64時電流=K2 Ist=0.642*487.5=200A電動機的啟動轉(zhuǎn)矩 T= K2 Tst=0.642312=127.8 Nm機電傳動課后重點習(xí)題及參考答案3.3 一臺他勵直流電動機所拖動的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=常數(shù)，當(dāng)電樞電壓附加電阻改變時，能否改變其穩(wěn)定運行狀態(tài)下電樞電流的大?。繛槭裁?？這是拖動系統(tǒng)中那些要發(fā)生變化？答：T=Kt© la u=E+laRa當(dāng)電樞電壓或電樞附加電阻改變時，電樞電流大小不變.轉(zhuǎn)速n與電 動機的電動勢都發(fā)生改變.3.10 一臺他勵直流電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：PN=6.5KW,U N=220V, IN=34.4A,

10、n N=1500r/min, Ra =0.242 Q ,試計算出此電動機的如下特 性：固有機械特性；答：n0 二UN nN/(UN-INRa) =220*1500/220-34.4*0.242 = 1559r/mi nTN=9.55PN/nN =9.55*6500/1500 =41.38Nm3.11 為什么直流電動機直接啟動時啟動電流很大？答：因為Tst=U/Ra, R很小，所以Tst很大，會產(chǎn)生控制火花，電動 應(yīng)力，機械動態(tài)轉(zhuǎn)矩沖擊，使電網(wǎng)保護(hù)裝置動作，切斷電源造成事故， 或電網(wǎng)電壓下降等。故不能直接啟動。3.12他勵直流電動機直接啟動過程中有哪些要求？如何實現(xiàn)？答:他勵直流電動機直接啟動過

11、程中的要求是1啟動電流不要過大,2不要有過大的轉(zhuǎn)矩.可以通過兩種方法來實現(xiàn)電動機的啟動一是降壓啟動，要求電流1st <( 1.52 ) In .二是在電樞回路內(nèi)串接外加電 阻啟動.3.13直流他勵電動機啟動時，為什么一定要先把勵磁電流加上？若 忘了先合勵磁繞阻的電源開關(guān)就把電樞電源接通，這是會產(chǎn)生什么現(xiàn) 象(試從TL=O和TL二TN兩種情況加以分析)？當(dāng)電動機運行在額定 轉(zhuǎn)速下，若突然將勵磁繞阻斷開，此時又將出現(xiàn)什么情況？答：直流他勵電動機啟動時，一定要先把勵磁電流加上使因為主磁極 靠外電源產(chǎn)生磁場.如果忘了先合勵磁繞阻的電源開關(guān)就把電樞電源 接通，TL=0時理論上電動機轉(zhuǎn)速將趨近于無限

12、大，引起飛車，TL=TN 時將使電動機電流大大增加而嚴(yán)重過載.3.16直流電動機用電樞電路串電阻的辦法啟動時，為什么要逐漸切 除啟動電阻？如切出太快，會帶來什么后果？答：如果啟動電阻一下全部切除,在切除瞬間，由于機械慣性的作用 使電動機的轉(zhuǎn)速不能突變，在此瞬間轉(zhuǎn)速維持不變，機械特性會轉(zhuǎn)到 其他特性曲線上，此時沖擊電流會很大，所以采用逐漸切除啟動電阻 的方法.如切除太快，會有可能燒毀電機.3.19直流電動機的電動與制動兩種運轉(zhuǎn)狀態(tài)的根本區(qū)別何在？答：電動機的電動狀態(tài)特點是電動機所發(fā)出的轉(zhuǎn)矩 T的方向與轉(zhuǎn)速n 的方向相同.制動狀態(tài)特點使電動機所發(fā)的轉(zhuǎn)矩 T的方向與轉(zhuǎn)速n的 方向相反4.4當(dāng)三相異步

13、電動機的負(fù)載增加時，為什么定子電流會隨轉(zhuǎn)子電流 的增加而增加？答：因為負(fù)載增加n減小，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對轉(zhuǎn)速（n0-n） 增加,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體被磁感線切割的速度提高，于是轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動勢增 加,轉(zhuǎn)子電流特增加,.定子的感應(yīng)電動使因為轉(zhuǎn)子的電流增加而變大 所以定子的電流也隨之提高.4.6有一臺三相異步電動機，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。試求：線電壓為380V時，三相定子繞組應(yīng)如何接法？ 求 nO,p,SN,TN,Tst,Tmax 和 1st ； 額定負(fù)載時電動機的輸入功率是多少？答： 線電壓為380V時，三相定子繞組應(yīng)為Y型接法.TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.8NmTst/

14、 TN=2 Tst=2*29.8=59.6 Nm Tmax/ TN=2.0 Tmax=59.6 NmIst/IN=6.5 lst=46.8A一般 nN=(0.94-0.98)n0 n0=nN/0.96=1000 r/min SN= (n0-nN)/ n0=(1000- 960)/1000=0.04 P=60f/ n0=60*50/1000=3 n =PN/P輸入 P 輸入=3/0.83=3.614.14異步電動機有哪幾種調(diào)速方法？各種調(diào)速方法有何優(yōu)缺點？答： 調(diào)壓調(diào)速 這種辦法能夠無級調(diào)速，但調(diào)速范圍不大 轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速 這種方法簡單可靠，但它是有機調(diào)速，隨著 轉(zhuǎn)速降低特性變軟，轉(zhuǎn)子電路電

15、阻損耗與轉(zhuǎn)差率成正比， 低速時損耗 大。 改變極對數(shù)調(diào)速 這種方法可以獲得較大的啟動轉(zhuǎn)矩，雖然體積稍 大，價格稍高，只能有機調(diào)速，但是結(jié)構(gòu)簡單，效率高特性高，且調(diào)速時所需附加設(shè)備少。 變頻調(diào)速 可以實現(xiàn)連續(xù)的改變電動機的轉(zhuǎn)矩，是一種很好的調(diào)速 方法。4.19異步電動機有哪幾種制動狀態(tài)？各有何特點？答：異步電動機有三種反饋制動，反接制動和能耗制動反饋制動當(dāng)電動機的運行速度高于它的同步轉(zhuǎn)速，即n1.>n0時一部 電動機處于發(fā)電狀態(tài).這時轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場的方向與電動機狀 態(tài)時的方向相反.電流改變了方向，電磁轉(zhuǎn)矩也隨之改變方向.反接制動 電源反接改變電動機的三相電源的相序，這就改變了旋轉(zhuǎn) 磁

16、場的方向，電磁轉(zhuǎn)矩由正變到負(fù)，這種方法容易造成反轉(zhuǎn).倒拉制 動出現(xiàn)在位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過電磁轉(zhuǎn)矩時候，例如起重機放下重物時， 機械特性曲線如下圖，特性曲線由a到b,在降速最后電動機反轉(zhuǎn)當(dāng)?shù)?達(dá)d時,T=TL系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，能耗制動 首先將三項交流電源斷開，接著立即將一個低壓直流電圓 通入定子繞組.直流通過定子繞組后，在電動機內(nèi)部建立了一個固定 的磁場，由于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電流，該電流域恒 定磁場相互作用產(chǎn)生作用方向與轉(zhuǎn)子實際旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩，所以電動機轉(zhuǎn)速迅速下降，此時運動系統(tǒng)儲存的機械能被電動機轉(zhuǎn)換成電 能消耗在轉(zhuǎn)子電路的電阻中.4. 24同步電動機的工作原理與異步電機的有何

17、不同？異步電動機的轉(zhuǎn)子沒有直流電流勵磁，它所需要的全部磁動勢均由定 子電流產(chǎn)生，所以一部電動機必須從三相交流電源吸取滯后電流來建 立電動機運 行時所需要的旋轉(zhuǎn)磁場，它的功率因數(shù)總是小于1的，同 步電動機所需要的磁動勢由定子和轉(zhuǎn)子共同產(chǎn)生的當(dāng)外加三相交流 電源的電壓一定時總的磁通不變，在轉(zhuǎn)子 勵磁繞組中通以直流電流 后，同一空氣隙中，又出現(xiàn)一個大小和極性固定，極對數(shù)與電樞旋轉(zhuǎn)磁 場相同的直流勵磁磁場，這兩個磁場的相互作用，使轉(zhuǎn)子北電樞旋轉(zhuǎn) 磁場拖動著一同步轉(zhuǎn)速一起轉(zhuǎn)動.4.25 一般情況下，同步電動機為什么要采用異步啟動法？答：因為轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動時，加以直流勵磁，產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場，并以同步 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動

18、，兩者相吸,定子旋轉(zhuǎn)磁場欲吸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，但由于轉(zhuǎn)子的慣性 它還沒有來得及轉(zhuǎn)動時旋轉(zhuǎn)又到了極性相反的方向，兩者又相斥，所 以平均轉(zhuǎn)矩為零，不能啟動.4.26為什么可以利用同步電動機來提高電網(wǎng)的功率因數(shù)？答：當(dāng)直流勵磁電流大于正常勵磁電流時，電流勵磁過剩，在交流 方面不僅無需電源供電，而且還可以向電網(wǎng)發(fā)出感性電流與電感性無 功功率,正好補償了電網(wǎng)附近電感性負(fù)載，的需要.使整個電網(wǎng)的功率 因數(shù)提高.5.1通過分析步進(jìn)電動機的工作原理和通電方式，可得出哪幾點結(jié)論？答：步進(jìn)電動機的位移和輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比，這就不會引起 誤差的積累.其轉(zhuǎn)速與脈沖頻率和步矩角有關(guān)，控制輸入脈沖數(shù)量，頻 率即電動機各組的接通

19、次序，可以得到各種需要的運行特征.5.4步進(jìn)電動機的步距角之含義是什么？ 一臺步進(jìn)電動機可以有兩 個步距角，例如，3o/1.5o，這是什么意思？什么是單三拍、單雙六 拍和雙六拍？答：每當(dāng)輸入一個電脈沖時，電動機轉(zhuǎn)過的一個固定的角度，這個 角度稱之為步矩角.一臺步進(jìn)電動機有兩個步矩角，說明它有兩種通 電方式,3o得意思是單拍時的步矩角.1.5o得意思是單雙拍或雙拍 似的步矩角單三拍：每次只有一相繞阻通電，而每個循環(huán)只有三次通電單雙六拍：第一次通電有一相繞阻通電，然后下一次又兩相通電，這樣 交替循環(huán)運行，而每次循環(huán)只有六次通電 雙三拍:每次又兩相繞阻通 電，每個循環(huán)由六次通電5.5 一臺五相反應(yīng)式

20、步進(jìn)電動機，采用五相十拍運行方式時，步距角 為1.5o，若脈沖電源的頻率為3000Hz,試問轉(zhuǎn)速是多少？（此題答 案我覺得有點小問題，要么把B換算成弧度制，要么將2n換成360, 最后結(jié)果750 r/min ）答：n=B f*60/2 n =1.5*3000*60/2*3.14 =42993.6r/min 轉(zhuǎn)速是 42993.6r/mi n5.10步距角小、最大靜轉(zhuǎn)距大的步進(jìn)電動機，為什么啟動頻率和運 行頻率咼？答：n* f*60/2 nf=n n / B *30 B越小運行f就越高6.7電磁繼電器與接觸器的區(qū)別主要是什么？答：接觸器是在外界輸入信號下能夠自動接通斷開負(fù)載主回路.繼電器主要是傳遞信號，根據(jù)輸入的信號到達(dá)不同的控制目的.6.8電動機中的短路保護(hù)、過電流保護(hù)和長期過載（熱）保護(hù)有何區(qū) 別？答：電動機中的短路保護(hù)是指電源線的電線發(fā)生短路 ，防止電動機過 大的電樞電路而損壞.自動切斷電源的保護(hù)動作.過電流保護(hù)是指當(dāng)電動機發(fā)生嚴(yán)重過載時，保護(hù)電動機不超過最大許 可電流.長期過載保護(hù)是指電動機的短時過載保護(hù)是可以