電力拖動基礎(chǔ)學(xué)習(xí)知識復(fù)習(xí)資料題

電力拖動基礎(chǔ)》復(fù)習(xí)題一、填空題：1。 直流電機的機械特性方程為n=Ua/Cee.RaT/CaCT。2，各項的意義為①同步轉(zhuǎn)速no=Ua/Ce0②轉(zhuǎn)速將△n二-RaT/CaCy?③斜率P=-Ra/CaCT02O2。 他勵直流電機的自然（固有）特性的條件①Ua二UN②0=%（1廣IQ③電樞不串電阻。3。 他勵直流電機的人為特性與自然特性相比較，降壓人為B特性的斜率不變理想空載轉(zhuǎn)速變化；串電阻n0不變B變化；弱磁人為n0、B均變化。4。 直流電機直接啟動時，J二（10~20）'，帶來影響①巨大的電磁力損壞繞②保護裝置的動作無法起動③換向的條件惡化④電網(wǎng)電的波動影響其它電機的正常工作⑤巨大的沖擊力損壞減速裝置。6。7。86。7。8。直流電機的制動有電壓反接，電勢反接，能耗制動，回饋制動.電機的電動狀態(tài)和制動狀態(tài)的區(qū)別為是視n與T方向；相同為電動，相反為制動。電機的回饋制動除了n與T方向相反還要|n|>|n0|on-n n-\n5— 0 D—Imax電機的調(diào)速指標(biāo)：靜差率 n,調(diào)速范圍 nJ,平滑0 min」t_T TTN調(diào)速方法與負(fù)載轉(zhuǎn)矩的配合，調(diào)速的經(jīng)濟性?。10。直流電機的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速有調(diào)壓調(diào)速，電樞串電阻，恒功率調(diào)速有弱磁調(diào)速.11。 直流電機的n二f(t)為動態(tài)特性，n二f(T)為靜態(tài)特性。12。 判斷電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定條件為dj/dn<dTL/dn。13。 產(chǎn)生電力拖動系統(tǒng)過渡(動態(tài))過程的內(nèi)因有機械慣性、電磁慣性、熱慣性外因有要求電機起動、制動、反向、調(diào)速。14。 電力拖動系統(tǒng)過渡(動態(tài))過程有：機械過渡過程(只考慮機械慣性的一階動態(tài)特性)和機械-電磁過渡過程(同時考慮機械慣性和電磁慣性的二階動態(tài)特性)15。 電力拖動系統(tǒng)的運動狀態(tài)為加速，減速，勻速是由運動方程中的T與TL之差為>0，<0，=0確定。16-三相交流異步電動機機械特性的轉(zhuǎn)矩方程有:物理方程為T=CM①M1；C0S°2，參數(shù)表達式為T 參數(shù)表達式為T 2-f1,mpU2弓|(1T+才+\+X1s 1 22TT=m，工程實用公式為 s+sssm異步電機的自然特性的條件為二UNf=fN定子按規(guī)定接法定轉(zhuǎn)子不串RLC.三相異步電機的靜態(tài)曲線的三個特殊點為同步轉(zhuǎn)速點T(n二nsT=0)最大轉(zhuǎn)矩點D(S=SmT=Tm)起動點Q(n=0T=Tst).異步電機直接起動時1=(4~7)I1N，一般不小于7.5KW容量可直接起動,若大容量電機需直接起動須滿足經(jīng)驗公式0=Ist/IN_<1/4卩+S(KVA)/P(KW)].異步電機起動方法有直接、降壓(定子串R、自耦變壓器、Y-A)、轉(zhuǎn)子串電阻、特殊電機、變頻起動.異步電機的調(diào)速方法有變極降壓串級轉(zhuǎn)子串電阻滑差調(diào)速變頻調(diào)速等.改善起動性能的特殊異步電機有深槽式異步電機雙籠型異步電機高轉(zhuǎn)差異步電機.運用異步電機可達無級調(diào)速的方法有串級、滑差、變頻調(diào)速等。電機的機械特性為硬特性是指:特性曲線的斜率小，負(fù)載轉(zhuǎn)矩T的變化対轉(zhuǎn)速n影響小。直流電機空載時能否直接起動不能；半載呢不能；滿載呢不能。電動機在額定電動運行時進行電壓反接制動瞬間n二nN;若在0.5額定轉(zhuǎn)速時進行電壓反接制動瞬間n二0.5nN;27.交流異步電機的轉(zhuǎn)差率為：_S=罟x1°°%；當(dāng)$<0時表示：電機處回s饋制動狀態(tài)；當(dāng)S>1時表示：電機處反接制動狀態(tài)；電機在電動狀態(tài)是轉(zhuǎn)差率應(yīng)為：大于0和小于1之間。電機拖動負(fù)載是否穩(wěn)定的必要條件是：電機機械特性和負(fù)載特性在nT平面有交點；充分條件是電機拖動負(fù)載能運行在一個穩(wěn)定轉(zhuǎn)速當(dāng)干擾來了能改變轉(zhuǎn)速達到新的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，干擾消除后能夠回到原來的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速點。當(dāng)電動機的轉(zhuǎn)速超過理想空載轉(zhuǎn)速n0或同步轉(zhuǎn)速ns時，出現(xiàn)回饋制動。拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載進行調(diào)速時，應(yīng)采J恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法，而拖動恒功率負(fù)載時應(yīng)采用恒功率調(diào)速方法。異步電動機變極調(diào)速時，欲使轉(zhuǎn)向不變應(yīng)改變接線相序。某他勵直流電動機帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,當(dāng)電樞串電阻后電機的轉(zhuǎn)速將降低電樞電流不變。一臺6極三相異步電動機接于50Hz的三相對稱電源，其s=0.05，則此時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為_950_ r/min，定子旋轉(zhuǎn)磁通勢相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為_1000_r/min。三相異步電動機帶額定負(fù)載運行時，其轉(zhuǎn)差率一般在大于0和小于1_范圍內(nèi)。繞線式三相異步電動機，如果電源電壓一定，轉(zhuǎn)子回路電阻適當(dāng)增大，則起動轉(zhuǎn)矩增大，最大轉(zhuǎn)矩_不變_,臨界轉(zhuǎn)差率變大。當(dāng)S在大于0理小于1范圍內(nèi)，三相異步電動機運行于電動機狀態(tài)，此時電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為拖動轉(zhuǎn)矩,S在小于0范圍內(nèi)，運行于發(fā)電機狀態(tài)，此時電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)為制動轉(zhuǎn)矩。三相繞線式異步電動機的起動采用轉(zhuǎn)子回路串電阻和頻敏變阻器。

三相異步電動機降低定子電壓則最大轉(zhuǎn)矩Tm按降低定子電壓倍數(shù)的平方，起動轉(zhuǎn)矩Tst按降低定子電壓倍數(shù)的平方，臨界轉(zhuǎn)差率Sm不變。恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，恒功率調(diào)速適用于恒功率負(fù)載。二、簡答題：1、 電機的靜態(tài)特性和動態(tài)特性分別指什么？答：電機的靜態(tài)特性就是機械特性，表示電機的轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)矩T的函數(shù)關(guān)系(n二f(T));動態(tài)特性是指電機的各電磁量與時間的函數(shù)關(guān)系，如：n二f(t)、T二f(t)、la二f(t)…2、 電力拖動系統(tǒng)的各量正方向應(yīng)該怎樣確定？答：先確定轉(zhuǎn)速n的方向：若定順時針為正，則逆時針為負(fù)；然后確定電機轉(zhuǎn)矩T的方向：與轉(zhuǎn)速n的方向一致取正，反之取負(fù)；負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的方向與轉(zhuǎn)速n方向相反取正，相同取負(fù)。3、為什么說交流異步電機的轉(zhuǎn)差率能夠表示運動狀態(tài)？答：異步電機的轉(zhuǎn)差率為100%當(dāng)答：異步電機的轉(zhuǎn)差率為100%當(dāng)S二1時，表示n=0電機剛起動或停止;當(dāng)S<0時，表示n>ns電機為回饋制動狀態(tài)；當(dāng)1<S<0時，表示ns>n>0電機為電動運行狀態(tài)；S>1時，表示n<0電機為電壓(勢)反接制動。4、直流電機的那種調(diào)速方法比較好？為什么？答：改變電樞電壓的調(diào)速方法比較好，因為那樣只改變理想空載轉(zhuǎn)速，而機械特性的斜率不變，和自然特性的硬度一致，相對穩(wěn)定性好；且調(diào)速范圍寬，能做到無級調(diào)速。5、他勵直流電機的改變磁通調(diào)速有什么特點？答：改變磁通一般只能從額定磁通往下降，因此稱為弱磁調(diào)速，此時理想空載轉(zhuǎn)速上升，機械特性的斜率加大。所以弱磁調(diào)速只能將轉(zhuǎn)速向上調(diào)，受到機械強度的限制，調(diào)速范圍不大，另外機械特性的陡峭，相對穩(wěn)定性差。6、交流異步電機的串級調(diào)速是什么原理？答：交流異步電機的串級調(diào)速是在轉(zhuǎn)子回路串入附加電勢Ef,與轉(zhuǎn)子電勢E2的頻率相同，相位相同或相反，調(diào)節(jié)附加電勢的幅值便能等效的改變轉(zhuǎn)差率S,達到改變轉(zhuǎn)速的目的，7、 為什么交流電機的變頻調(diào)速特性最佳？答：因為交流電機的電源頻率的變化，只改變同步轉(zhuǎn)速ns，而電機機械特性的硬度（斜率）同自然特性一致，調(diào)節(jié)速度的相對穩(wěn)定性好，且調(diào)速范圍寬，調(diào)節(jié)速度的平滑性好，能做到無級調(diào)速。8、 交流異步電機的變極調(diào)速是怎樣進行的？答：改變異步電機定子繞組的極對數(shù)，則改變電機的同步轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；異步電機的變極有雙繞組和單繞組的方法：雙繞組是不同極對數(shù)的兩組繞組，每次只用其中一組。單繞組中有幾個繞組的抽頭，聯(lián)接不同的接線端子便組成不同的極對數(shù)。9、 并勵式直流發(fā)電機的起始發(fā)電要注意什么？答：勵磁電流產(chǎn)生磁通和剩磁極性一定要相同，10、 他勵直流電動機的起動時發(fā)生勵磁回路斷線會發(fā)生什么？答：他勵直流電動機的起動時發(fā)生勵磁回路斷線時，相當(dāng)很弱的剩磁特性下起動，理想的空載轉(zhuǎn)速會極高，但特性很陡峭；空載起動時極易使電機飛車！負(fù)載起動時堵轉(zhuǎn)而使電機發(fā)熱嚴(yán)重，長時間會燒壞電機繞組！11、 他勵直流電動機和三相交流異步電機在進行電壓反接制動時都要在轉(zhuǎn)子回路串電阻，作用分別是什么？答：對直流電機需要串電阻限制制動電流，而異步電機轉(zhuǎn)子串電阻的目的主要是提高制動轉(zhuǎn)矩，因為異步電機的自然特性的制動轉(zhuǎn)矩過小。12、深槽式異步電機是根據(jù)什么原理有利于起動特性的提高？答：深槽式異步電機的槽深與槽寬之比達12（而一般電機只有5~6）,因此在異步電機起動瞬間，趨膚效應(yīng)使轉(zhuǎn)子繞組的通電流的有效面積減少—電阻增大—起動轉(zhuǎn)矩增大；而正常運行時則不影響。13、 雙鼠籠異步電機是根據(jù)什么原理有利于起動特性的提高？答：雙鼠籠異步電機的外籠采用電阻率大的鋁銅合金，內(nèi)籠采用純銅（紫銅）；異步電機起動初，轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電勢的頻率高，趨膚效應(yīng)使電流大部分經(jīng)過外籠，外籠的電阻大使起動轉(zhuǎn)矩大；正常運行時轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電勢的頻率低（通常只有2-3HZ）,趨膚效應(yīng)消失，工作電流大部分出內(nèi)籠通過。14、 簡述異步電機能耗制動的原理？如何能提高制動轉(zhuǎn)矩？答：異步電機的定子三相電流拆除后，失去了定子磁場，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子無法將系統(tǒng)的動能轉(zhuǎn)換成電能消耗掉，因此要在任兩相定子繞組中輸入直流電流，形成恒定的定子磁場，使系統(tǒng)動能轉(zhuǎn)換為電能消耗盡后讓電機停轉(zhuǎn)。為了提高制動轉(zhuǎn)矩須在轉(zhuǎn)子繞組中串電阻。15、 異步電動機長期運行在欠載狀態(tài)是什么原因？帶來的影響有那些？答：原因是選擇電機的功率過大，使電機的負(fù)荷不足，功率因數(shù)低，無功損耗嚴(yán)重。16、 直流電動機為什么不能直接起動？如果直接起動會造成什么后果？答：直流電機直接啟動時，起動電流J二（1°~20）In，帶來影響：①巨大的電磁力損壞繞組，②保護裝置的動作無法起動，③換向的條件惡化，④電網(wǎng)電的波動影響其它電機的正常工作，⑤巨大的沖擊力損壞減速裝置。17、 寫出電力拖動系統(tǒng)運動方程式，分析其運行狀態(tài)？答：電力拖動系統(tǒng)運動方程式為：T-T= 當(dāng)上式＞0為加速狀態(tài)；＜0為減L375dt

速狀態(tài)；二0時為勻速或停止?fàn)顟B(tài)。三、繪制機械特性：1、寫出下圖他勵直流電動機的各條機械特性曲線的名稱（或根據(jù)名稱繪機械特性）A 固有特性 B降壓人為特性C轉(zhuǎn)子串電阻人為特性D轉(zhuǎn)速反轉(zhuǎn)反接制動E弱磁人為特性 F 能耗制動G 電壓反接制動 H 回饋制動 I 反向電動特性 J 正向回饋制動T2、試?yán)L出異步電動機的人為特性曲線（圖中已畫出自然特性）：

TT變頻人為特性變極人為特性滑差人為特性T變頻人為特性變極人為特性滑差人為特性四、計算題：1、一臺他勵直流電動機的額定功率PN二90kW，頁定電壓UN二440V,額定電流IN二224A,額定轉(zhuǎn)速nN二1500r/min,電樞回路總電阻Ra二0.09380,電機原帶位能負(fù)載工作在額定電動狀態(tài)。試求：①要求制動開始時限止最大制動電流為2.2In,采用能耗制動和電壓反接制動時，電樞回路分別應(yīng)串多大電阻？穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速分別是多少？②分別繪出上述情況下的靜態(tài)特性和轉(zhuǎn)速n及轉(zhuǎn)矩T的動態(tài)特性曲線。解：①額定時的感應(yīng)電勢：E二U-1R二440—224x0.0938二419伏aNNNa電動勢系數(shù)：Ceo=E呼n=4%00=0.279NE 419(1)能耗制動應(yīng)串電阻值：R= -R= -0.0938=0.756歐n2.21a2.2x224N穩(wěn)定時轉(zhuǎn)速是：n二W1一獸In=-(0-09082T6)x224一682也e(2)電壓反接制動時Rf=筈-叮-°-0938=山9歐N穩(wěn)定時轉(zhuǎn)速是:n一厶-工I一如-(°?0938+回x224-2976fW2C①C①N0.279 0,279 「mme e②分別繪出上述情況下的靜態(tài)特性和轉(zhuǎn)速n及轉(zhuǎn)矩T的動態(tài)特性曲線。能耗制動的葡?動態(tài)待性曲紅能耗制動的葡?動態(tài)待性曲紅2、一臺三相八極異步電動機，額定功率PN二250KW，額定電壓UN二380V，額定轉(zhuǎn)速nN二730r/min，過載能力入m二2.6。試求：①額定轉(zhuǎn)差率SN，額定轉(zhuǎn)矩TN，最大轉(zhuǎn)矩^和所對應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)差率Sm；②當(dāng)S二0.015時的轉(zhuǎn)速n及轉(zhuǎn)矩T。解：①額定轉(zhuǎn)差率S=750—730x100%=2.67%,N750P 250額定轉(zhuǎn)矩T=9550十=9550 =3270.5(N?m),n n 730N

最大轉(zhuǎn)矩T二九T二2.6x3270.5二8503.3(Nm)mmN臨界轉(zhuǎn)差率S=S(九+“2—1)=2.67(2.6+J2.62-1)=13.35%mNm m②當(dāng)S二0.015時的轉(zhuǎn)速n=n(1—S)二750(1—0.015)-738.75(廠/min)S轉(zhuǎn)矩T- -2x8503.3-1887(N.m)S+知 0.015+0.1335SS 0.1335 0.015m3、已知他勵直流電動機的額定功率PN二15kW,額定電壓UN二230V,額定電流IN二75A,額定轉(zhuǎn)速nN二1200r/min,電樞回路總電阻Ra二0.250,電機原帶反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作在額定電動狀態(tài)。試求：①要求制動開始時限止最大制動電流為2In，電壓反接制動時電樞回路應(yīng)串RF二孑②若采用能耗制動，允許最大的制動轉(zhuǎn)矩為2.5Tn，應(yīng)在電樞回路接入的電阻Rn二？③穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速分別是多少？分別繪出上述情況下的靜態(tài)特性和轉(zhuǎn)速n及轉(zhuǎn)矩T的動態(tài)特性曲線。解：①R-—Ua—Ea—R-2x230二75x0.25—0.25-2.94—0.25-2.69(0)F —21 a 2x75aNR=-^——R-230—75x0.25—0.25-1.13—0.25-0.88(0)n2.51 a2.5x75aN此電機的電勢系數(shù)為：C①-- ——'aFa— -0.176enn 1200NN能耗制動時的穩(wěn)定時轉(zhuǎn)速是：W1(0.25+能耗制動時的穩(wěn)定時轉(zhuǎn)速是：W1(0.25+0?88)、75 X/50.176—481?5min電壓反接制動時的穩(wěn)定時轉(zhuǎn)速是：W2UR+RNW2UR+RN aFIC①C①N2300.176(0.25+2.69)0.176X75--2560minee4、一臺三相四極異步電動機額定功率PN二22KW額定轉(zhuǎn)速nN二1440r/min右N二50Hz;當(dāng)此電機用在60Hz頻率的電源上，且U］、I2cos申2，轉(zhuǎn)差率SN保持不變，也不考慮磁路飽和影響。試求電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率？解:50HZ時：同步轉(zhuǎn)速為：n=60fi=60鄉(xiāng)0=1500(r/min)0p2額定轉(zhuǎn)差率：Sn-n1500額定轉(zhuǎn)差率：Sn-n1500-1440= =—n 15000=0.04額定轉(zhuǎn)矩為：P 22T=9550-V=9550 =146(Nm)n n 1440NN當(dāng)f二60HZ時：由于5、/osg，轉(zhuǎn)差率SN保持不變，則U1^E1=4.44f1kw1N10m不變，但L提高了1.2倍，在ui不變的情況下只有em下降1.2倍。??轉(zhuǎn)矩為：T=C①'I'cosp=^n=146=122(Nm)

mm221.21.2轉(zhuǎn)速為：n=n'(1-S)=60X60(1-0.04)=1728(r/min)

0N2功率為：=22(Kw)Txn=功率為：=22(Kw)9550 95505、他勵直流電動機的數(shù)據(jù)為：UN二440V,IN二76A,nN二1000r/min,電樞回路總電阻R廣0.065RN,帶0.8Tn位能負(fù)載運行在電動狀態(tài)。試求：①若以2TN制動轉(zhuǎn)矩進行電壓反接制動需串電阻RF二？②在上述制動到1.5Tn時再改換2.5TN制動轉(zhuǎn)矩進行能耗制動，需串電阻Rn二？③定性繪出上述情況下的靜態(tài)特性和轉(zhuǎn)速n及轉(zhuǎn)矩T的動態(tài)特性曲線。440解:①電樞電阻為：R=0.065R=0.065 =0.376(0)TOC\o"1-5"\h\za N 76U-IR440-76x0.376電勢系數(shù)為：C①=「V =—e n 1000N帶0.8Tn時的轉(zhuǎn)速為：帶0.8Tn時的轉(zhuǎn)速為：U-0.8IRn=n n_jC①e440-0.8x76x0.3760.4114=1014(r/min)電壓反接制動所串電阻Rf=守-Ra=440竽：X1014-0-376=5-263(0)②當(dāng)上面電壓反接制動到1.5TN時對應(yīng)