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机电传动控制 第五版 课后习题答案详解 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2.1 说明机电传动系统运动方程式中的拖动转矩、静态转矩和动 态转矩的概念。 答： 拖动转矩：电动机产生的转矩 Tm或负载转矩 TL与转速 n相同时 ， 就是 拖动转矩 。 静态转矩：电动机轴上的负载转矩 TL， 它不随系统加速或减速而变化 。 动态转矩：系统加速或减速时 ， 存在一个动态转矩 Td， 它使系统的运 动状态发生变化 。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2.2 从运动方程式怎样看出系统是加速的、减速的、稳定的和静 止的各种工作状态？ 答：运动方程式： dt dJTT LM dLM TTT Td0时：系统加速； Td=0 时：系统稳速； Td0时，系统减速或反向加速 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2.3 试列出以下几种情况下系统的运动方程式，并说明系统的运 行状态是加速、减速还是匀速？（图中箭头方向表示转矩的实际 作用方向） 答： a匀速， b减速， c减速， d加速， e减速， f匀速 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统？转矩折算为什 么依据折算前后功率不变的原则？转动惯量折算为什么依据折算 前后动能不变的原则？ 答： 在多轴拖动系统情况下，为了列出这个系统运动方程，必须先把各传动 部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量都折算到电动机轴上。 由于负载转矩是静态转矩，所以可根据静态时功率守恒原则进行折算。 由于转动惯量和飞轮转矩与运动系统动能有关，所以可根据动能守恒原 则进行折算。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2.5 为什么低速轴转矩大？调速轴转矩小？ 答：忽略磨擦损失的情况下，传动系统的低速轴和调速轴传递的 功率是一样的，即 P1 P2 而 P1 T11， P2 T22 所以 T11 T22，当 1 2时， T1 T2 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2.6 为什么机电传动系统中低速轴的 GD2比高速轴的 GD2大得多？ 答：因为低速轴的转矩大，所设计的低速轴的直径及轴上的齿轮 等零件尺寸大，质量也大，所以 GD2大，而高速轴正好相反。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 答： j1=M/1= nM/n1=900/300=3 2.7 如图所示，电动机轴上的转动惯量 JM 2.5kg.m2，转速 nM 900r/mim；中间传动轴的转动惯量 J1 2kg.m2，转速 n1 300r/mim；生产机械轴的惯量 JL 16kg.m2，转速 nL 60r/mim。 试求折算到电动机轴上的等效转动惯量。 jL=M/L= nM/nL=900/60=15 )(8.2 15 16 3 25.2 2222 1 1 mkg j J j JJJ L L MZ Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2.8 如图所示，电动机转速 nM 950r/mim，齿轮减速箱的传动比 J1 J2 4，卷筒直径 D 0.24m，滑轮的减速比 J3 2，起重负 荷力 F 100N，电动机的飞轮转矩 GDM2 1.05N.m，齿轮、滑轮 和卷筒总的传动效率为 0.83。试求提升速度 v和折算到电动机轴 上的静态转矩 TL以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯 量 GDZ2。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 答： m in )/(4.59449 5 0 21 rjjnn ML )/(37.0260 4.5924.060 3 smjDnv L TL=9.55Fv/(1nM)=9.55 100 0.37/(0.83 950)=0.45N.m 2 2 22 365 M MZ n FvGDGD 2 2 2 2 32.116.1 950 37.010036505.1)25.11.1( mNGD Z Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2.9 一般生产机械按其运动受阻力的性质来分可有哪几种类型的 负载？ 答：恒转矩型、泵类、直线型、恒功率型。 2.10 反抗静态转矩与位能静态转矩有何区别，各有什么特点？ 答：反抗性恒转矩负载恒与运动方向相反。 位能性恒转矩负载作用方向恒定，与运动方向无关。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2.11 如图所示，曲线 1和 2分别为电动机和负载的机械特性，试判 断哪些是系统的稳定平衡点？哪些不是？ 答： （ d）不是稳定运动点，其余都是稳定运行点。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.1 为什么直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成？ 答 ：转子在主磁通中旋转，要产生涡流和磁滞损耗，采用硅钢软 磁材料，可减少磁滞损耗，而采用“片”叠压成，可减少涡流损 耗 。 3.3 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩 TL常数，当电枢电 压或电枢附加电阻改变时，能否改变其稳定运行状态下电枢电流 的大小？为什么？这时拖动系统中哪些量必然要发生变化？ 答 ：因为 常数 Lat TIKT 所以，当改变电枢电压或电枢串电阻时， Ia均不变。 由 知 n会变化。 TKK RK Un te a e 2 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.4一台他励直流电动机在稳定运行时，电枢反电势 E=E1，如负 载转矩 TL=常数，外加电压和电枢电路中的电阻均不变，问减弱 励磁使转速上升到新的稳定值后，电枢反电势将如何变化？是大 于、小于还是等于 E1？ 答 ：因为 常数 Lat TIKT 当 时， Ia 由 U=E+IaRa， E U IaRa，当 Ia 时， E ，所以： EE1 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.6已知他励直流电动机的铭牌数据如下： PN=7.5kW， UN=220V， nN=1500r/min， N=88.5%， Ra=0.2。 试求该电机的额定电流 和额定转矩。 答 ： N N NN PUIP 1 )(52.388 8 5.02 2 0 1 0 0 05.7 AU PI NN N N )(75.471 5 5 05.79 5 5 09 5 5 0 mNnPT N N N Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.8一台他励直流电动机的铭牌数据为： PN=5.5kW， UN=110V， IN=62A， nN=1000r/min，试绘出它的固有机械特性曲线。 答 ： N N NN N a I U IU PR 175.050.0 )(2 58.01 72.0621 10621 10 1 00 05.5175.050.0 aR aNN NN N N RIU nU Ke Un 0 m i n )/(11701107)258.0172.0(62110 10001100 rn )(53.521 0 0 05.59 5 5 09 5 5 0 mNnPT N N N Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.9一台并励直流电动机的技术数据如下： PN=5.5kW， UN=110V， IN=61A，额定励磁电流 IfN=2A， nN=1500r/min，电枢电阻 Ra=0.2 ， 若忽略机械磨擦和转子的铜耗、铁损，认为额定运行状态下 的电磁转矩近似等于额定输出转矩，试绘出它近似的固有机械特 性曲线。 答 ： )(02.351 5 0 05.59 5 5 09 5 5 0 mNnPT N N N )(59261 AIII fNNN aaNN NN N N RIU nU Ke Un 0 m in )/(1 68 02.0591 10 1 50 01 100 rn Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.10 一台他励直流电动机的技术数据如下： PN=6.5kW， UN=220V， IN=34.4A， nN=1500r/min， Ra=0.242 ， 试计算出此 电动机的如下特性： 固有机械特性 电枢附加电阻分别为 3 和 5 时的人为机械特性 电枢电压为 UN/2时的人为机械特性 磁通 0.8 N时的人为机械特性 答 ： aNN NN N N RIU nU Ke Un 0 m i n )/(1559242.04.34220 15002200 rn )(5.401 5 0 05.69 5 5 09 5 5 0 mNnPT N N N Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. n TRKKnT KK R Na teN te a 2 2 ，所以 nnR RRTKK RRn ad a ada N te ada ad a 11 2 1 11 R R13R 时，当串入 m i n )/(7 90590 .24 2311 rn m i n )/(59150015591 0 rnnn N ）中，在（ m i n )/(7697901 5 5 9101 rnnn nn adad a 2 22 R R15R 时，当串入 m i n )/(1 278590 .24 2512 rn Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. m i n )/(2811 2 7 81 5 5 9202 rnnn m i n )/(5.77921559222/ 001 rnKUKe UnUU e N N 时，当 m i n )/(5.720595.779101 rnnn m i n )/(1 9 4 98.01 5 5 98.08.08.0 001 rnKUKe Un Ne N N 时，当 m i n )/(2.928.0 598.0 18.0 222221 rnTKK RTKK Rn N Nte a N te a m i n )/(8.1 8 5 62.921 9 4 91011 rnnn Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.11 为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？ 答 ： 因为 Tst=UN/Ra， Ra很小，所以 Tst很大，会产生控制火花， 电动应力，机械动态转矩冲击，使电网保护装置动作，切断电源 造成事故，或电网电压下降等。故不能直接启动。 3.12 他励直流电动机启动过程中有哪些要求？如何实现？ 答 ： 要求电流 Ist（ 1.52） IN，可采用降压启动、电枢回路串电 阻进行启动。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.13 直流他励电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加上， 若忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通，这时会产生 什么现象（试从 TL=0和 TL=TN两种情况加以分析）？当电动机运 行在额定转速下，若突然将励磁绕组断开，此时又将出现什么情 况？ 答 ： 当 TL=0启动时：因为励磁绕组有一定剩磁，使 0；启动 时， n 0， E 0，根据 UN=E+IaRa 知， UN全加在电阻 Ra上，产 生很大的 Ia （ (1020)IN） ，但因为 0，所以 T KtIa并不大， 因为 TL0，所以动转矩大于 0，系统会加速启动；启动后，虽有 n，使 E变大点，但因为 0，所以 E仍不大， UN大部分仍要加 在电阻 Ra上，产生很大 Ia和不大的 T，使系统不断加速；当系统 达到“飞车”时，在相当大的某一 n稳速运行时， T KtIa=TL 0，所以 Ia 0，此时， E相当大， UN几乎和 E平衡。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 当 TL=TN启动时： n 0， E 0，根据 UN=E+IaRa 知， UN全 加在电阻 Ra上，产生很大的 Ia（ (1020)IN），但因为 0，所以 T KtIa并不大，因为 TL= TN，所以系统无法启动。 当电动机运行在额定转速下， T KtNIaN = TL TN， n nN，此时断开励磁， 0，虽然仍有 n nN，但 E 0，根据 UN=E+IaRa 知， UN全加在电阻 Ra上，产生很大的 Ia，但因为 0， 所以 T KtIa并不大，因为 TL= TN，所以 T TL，系统逐渐减 速到停车。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.15 一台直流他励电动机，其额定数据如下： PN=2.2kW， UN=Uf=110V， nN=1500r/min， N=0.8， Ra=0.4， Rf=82.7 。 试求： 额定电枢电流 IaN；额定励磁电流 IfN；励磁功率 Pf； 额定转矩 TN； 额定电流时的反电势； 直接启动时的启动 电流； 如果要使启动电流不超过额定电流的 2倍，求启动电阻 为多少？此时启动转矩又为多少？ 答 ： )(258.0110 10002.2)1( AU PIPUI NN N aN N N NaN ，所以、因为 )(33.17.82110I)2( ARU f f fN 、 )(3.14611033.1)3( AUIP ffNf 、 )(141500 2.295509550)4( mNnPT N N N 、 )(1004.025110)5( VRIUE aaNN 、 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. )(2 7 54.01 1 0I)6( ARU a N st 、 )(8.14.0252 110IR2RI)7( ARUIR U a st N staN sta N st ，则、要使 aN N aNNestNtst In EIKIKT 1.19255.9 )(83.312515001001.19 mNT st Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.16 直流电机用电枢电路串电阻的办法启动时，为什么要逐渐 切除启动电阻？切除太快，会带来什么后果？ 答 ：见书上图 3.23。如果只一段启动电阻，当启动后，把电阻一 下切除，则电流会超过 2IN，冲击大。所以应采用逐级切除电阻 办法，切除太快，也会产生电流冲击大，见书上图 3.24。 3.17 转速调节（调速）与固有的速度变化在概念上有什么区别？ 答 ：调速：在一定负载条件下，人为地改变电动机的电路参数， 以改变电动机的稳定转速。 速度变化：由于电动机负载转矩发生变化而引起的电动机转 速变化。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.18 他励直流电动机有哪些方法进行调速？它们的特点是什么？ 答 ：改变电枢电路外串电阻调速：机械特性较软，稳定度低；空 载或轻载时，调速范围不大；实现无级调速困难；电阻上消耗电 能大。用于起重机、卷扬机等低速运转时间不长的传动系统。 改变电动机电枢供电电压调速：电源电压连续变化时，转速 可以平滑无级调节；在额定转速以下调；特性与固有特性平行， 硬度不变，稳定度高，调速范围大；属恒转矩调速，适合拖动恒 转矩负载，可以靠调电枢电压启动电机，不用其它设备。 改变电机主磁通调速：可无级调速，额定转速以上调（弱磁 升速），特性软，最高转速不得超过额定转速的 1.2倍，调速范 围不大；属恒功率调速，适合于恒功率负载。往往和调压调速配 合使用。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.19 直流电动机的电动与制动两种运转状态的根本区别何在？ 答 ：电动：电动机发出的转矩 T与转速 n方向相同；制动： T与 n 相反。 3.20 他励直流电动机有哪几种制动方法？它们的机械特性如何？ 试比较各种制动方法的优缺点。 答 ：反馈制动：运行在二、四象限，转速大于理想空载转速。用 于起重机调速下放重物，电网吸收电能，运行经济。 电源反接制动：制动迅速，能量靠电阻吸收，但容易反向启 动。 倒拉反接制动：可得较低下降速度，对 TL大小估计不准， 本应下降，也许会上升，特性硬度小，稳定性差，电阻消耗全部 能量。 能耗制动：用于迅速准确停车及恒速下放重物，电阻消耗全 部能量。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.21 一台直流他励电动机拖动一台卷扬机构，在电动机拖动重 物匀速上升时将电枢电源突然反接，试利用机械特性从机电过程 上说明： （ 1）从反接开始到系统达到新的稳定平衡状态之间，电动 机经历了几种运行状态？最后在什么状态下建立系统新的稳定平 衡点？ （ 2）各种状态下转速变化的机电过程怎样？ 答 ：（ 1）经历反接制动、反向电动、反向回馈制动，最后在反 向回馈制动运行状态下建立系统新的稳定平衡点。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. （ 2）当电压反向时， n不变，电压平衡方程式： U E Ia(Ra+Rad)， Ia=(-U-E)/(Ra+Rad)0， T 0，产生制动。当 T TL时，还会 反向 n E Ia T ，达到 T TL，达到 e点，稳速运行。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5.1 有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为 50Hz，满 载时电动机的转差率为 0.02，求电动机的同步转速、转子转速和 转子电流频率。 答 ： m in )/(15002 5060600 rp fn m i n/14701500)02.01()1( 0 0 0 rnSn n nnS NN N N ，因为 )(15002.012 HzfSf N Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5.2 将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调， 此电动机是否会反转？为什么？ 答 ：会反转。因为三相绕组中电流的相序发生改变。 5.3 有一台三相异步电动机，其 nN=1470r/min，电源频率为 50Hz。当在额定负载下运行，试求： (1) 定子旋转磁场对定子的 转速； (2) 定子旋转磁场对转子的转速； (3) 转子旋转磁场对转子 的转速； (4) 转子旋转磁场对定子的转速； (5) 转子旋转磁场对定 子旋转磁场的转速。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 答 ： 2m i n ,/1 5 0 0m i n ,/1 4 7 0)1( 0 prnrn N 所以、因为 m i n )/(3014701500)2( 0 rnn N 、 02.01 5 0 01 4 7 01 5 0 0)3( 0 0 、 n nnS N N )(15002.012 HzfSf N m in )/(302 16060 22 rp fn m i n )/(1 5 0 01 4 7 030)4( 202 rnnn N 、 m i n )/(01 5 0 01 5 0 0)5( 00221 rnnn 、 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5.4 当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转 子电流的增加而增加？ 答 ：当负载增加时，转子电流增加；因为转子相当于变压器的副 边，而定子相当于变压器的原边，所以当转子电流增加时，定子 电流也会增加。 5.5 三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低 了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？ Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. TN b a c c点和 a点比，因为 U ，而且 s cos2 ,根据 T=KmI2cos2 TL常数，知： I2 答 ：原来运行在 a点，当电压 减小时，运行在 b点，因为 n 不变， s不变，所以 cos 2不变 因为 UE1=4.44Kf1N1 ， 所以当 U I2 时， 根据 T=KmI2cos2知： T ， 此后： n s I2 T 直到 c点。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。 型号 PN/KW UN/V 满载时 Ist/IN Tst/TN Tmax/TN nN/r.min-1 IN/A N cosN Y132S-6 3 220/380 960 12.8/7.2 83% 0.75 6.5 2.0 2.0 试求 : (1) 线电压为 380V时，三相定子绕组应如何接法？ (2) 求 n0， p， SN， TN， Tst， Tmax， Ist； (3) 额定负载时电动机的输入功率是多少？ 答 ： (1) Y接法。 3m i n ,/1 0 0 0m i n ,/960)2( 0 prnrn N 所以、因为 04.01 0 0 09 6 01 0 0 0 0 0 n nnS N N )(84.29960 395509550 mNnPT N N N Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. mNTT Nstst 69.5984.292 mNTT Nm 69.5984.292m a x AII Nst 8.462.75.65.6 )(61.383.0 3)3( 1 KWPP N N 、 5.7 三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动 机的电流如何变化？对电动机有何影响？ 答 ：电动机电流增大，烧坏电机。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5.8三相异步电动机断了一根电源线后，为什么不能启动？而在 运行时断了一线，为什么仍能继续转动？这两种情况对电动机将 产生什么影响？ 答 ：断了一根电源线后，变成单相异步电动机，没有旋转磁场， 所以不能启动。但仍能继续运转。 启动时，脉动磁场使转子产生交变电流，发热。 运转时，因为断了一相，变成单相，而单相产生的脉动磁场， 分解成两个转向相反的旋转磁场后，存在： Bm1=Bm2=Bm/2 与转子旋转方向相同的旋转磁场的 比三相运转时的 要小， 所以 I2增大；另外，与转子旋转方向相反的旋转磁场的 使 T减 小。所以，断了一根电源线后，如果较大的 TL还不变，当稳定 运行时，不但 n下降，面且 I2相当大，会烧坏电机。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 1AB 2AB 1BB 2BB 如果电流： iA=Imcost 则电流： iB=Imcos（ t-180 ） ， 即 iB为流出 ， 与 iA相位相反 最大 ， 和 转到 A轴上 当 t=0时 ， AB 1A B 2AB 当 t=180 时 ， ， BB 最大 和 转到 B轴上 1BB 2BB Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 1AB 2AB 1BB 2BB 所以当 t=0时 ， 应当把 1BB 和 退回 180 2BB 2AB1A B 1BB 2BB 1AB 1BB 和 和都逆时针转 ， 可合成 2AB 2BB 和 和都顺时针转 ， 可合成 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2AB1A B 1BB 2BB 1AB 1BB 1mB 2A B 2BB 2mB 1mB 2mB 和 大小相等 、 转向相反 ， 转速相等 ， 可以合成 为一个脉动磁场 ， 即电动机变为单相运行 。 与 A相轴 线或 B相轴线成 30 角 。 mB mB Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5.9 三相异步电动机在相同电源电压下，满载和空载启动时，启 动电流是否相同？启动转矩是否相同？ 答 ：启动电流一样，启动转矩相同。 5.10 三相异步电机 为什么不运行在 Tmax或接近 Tmax的情况下？ 答 ：一般 Tmax是 TN的 22.5倍，在 Tmax或接近 Tmax运行时， I2大很 多，电机会被烧坏。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5.11 有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下： PN/KW nN/r.min-1 UN/V N cosN Ist/IN Tst/TN Tmax/TN 接法 40 1470 380 0.9 0.9 6.5 1.2 2.0 (1) 当负载转矩为 250N.m时，试问在 U=UN和 U1=0.8UN两种情况 下电动机能否启动？ (2) 欲采用 Y- 换接启动，问当负载转矩为 0.45TN和 0.35TN两种 情况下，电动机能否启动？ (3) 若采用自耦变压器降压启动，设降压比为 0.64，求电源线路 中通过的启动电流和电动机的启动转矩。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 答 ： )(2 6 01 4 7 0409 5 5 09 5 5 0)1( mNnPT N N N 、 ，能启动时， LN T3122602.1T2.1 stN TUU 时，能启动时，无法启动，在所以，在 、 NLNL NNs t Y TTTT TTT 35.045.0 4.02.1 3 1T 3 1)2( st ，不能启动时， L2st211 T2003128.0T8.08.0 stN TUU Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 答 ： )(2 6 01 4 7 0409 5 5 09 5 5 0)1( mNnPT N N N 、 ，能启动时， LN T3122602.1T2.1 stN TUU 时，能启动时，无法启动，在所以，在 、 NLNL NNs t Y TTTT TTT 35.045.0 4.02.1 3 1T 3 1)2( st ，不能启动时， L2st211 T2003128.0T8.08.0 stN TUU Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5.13 线绕式异步电动机采用转子串电阻启动时，所串电阻愈大， 启动转矩是否也愈大？ 答 ：不是。串电阻 大到一定程度后，启动转矩会变小，因为 虽 然 cos2增大，但 I2减小太多。 5.14 为什么线绕式异步电动机在转子串电阻启动时，启动电流 减少而启动转矩反而增大？ 答 ：因为 适当串入电阻后，虽然 I2减少，但 cos2增大很多，所 以启动转矩增加。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5.15 异步电动机有哪几种调速方法？各种调速方法有何优缺点？ 答 ：调压调速：可无级调速，但减小 U时， T按 U2减少，所以调 速范围不大。 转子电路串电阻调速：只适于线绕式。启动电阻可兼作调速 电阻，简单、可靠，但属有级调速。随转速降低，特性变软，低 速损耗大，用在重复短期运转的机械，如起重机。 变极对数调速：多速电动机，体积大，价贵，有级调速。结 构简单，效率高，调速附加设备少。用于机电联合调速。 变频调速：用于一般鼠笼式异步电动机，采用晶闸管变频装 置。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5.16 什么叫恒功率调速？什么叫恒转矩调速？ 答 ：在调速过程中，无论速度高低，当电动机电流保持不变时， 电磁转矩也不变，这种调速叫恒转矩调速。 在调速过程中，无论速度高低，当电动机电流保持不变时， 功率也不变，叫恒功率调速。 5.17 异步电动机变极调速的可能性和原理是什么？其接线图是 怎样的？ 答 ：使每相定子绕组中一半绕组内的电流改变方向，即可改变极 对数，也就改变了转速。 接线图如书上图 5.40。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5.18 异步电动机有哪几种制动状态？各有何特点？ 答 ：反馈制动：用于起重机高速下放重物，反馈制动时，动能变 为电能回馈给电网，较经济，只能在高于同步转速下使用。 反接制动：电源反接时，制动电流大，定子或转子需串接电 阻，制动速度快容易造成反转，准确停车有一定困难，电能损耗 大。当倒拉制动时，用于低速下放重物，机械功率、电功率都消 耗在电阻上。 能耗制动：比较常用的准确停车方法，制动效果比反接制动 差。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5.19 试说明鼠笼式异步电动机定子极对数突然增加时，电动机 的降速过程。 答 ：见书上图 5.42。 原来运行在 a点。当 p突然 时， nn02，所以 T0，和 TL一起 使 ns绝对值 I2 T 。 当 n= n02时， I2 0， T 0。 当 n1，此 时，交流伺服电动机当 Uc 0时， T总是制动性的。这样便消除 自转且能迅速停止。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 6.3 有一台直流伺服电动机，电枢控制电压和励磁电压均保持不 变，当负载增加时，电动机的控制电流、电磁转矩和转速如何变 化？ 答：当 TL T ，由 T=KtIa知， Ia，由 n=f(T)方程知， n 。 6.4 有一台直流伺服电动机，当电枢控制电压 Uc 110V时，电枢 电流 Ia1 0.05A，转速 n1=3000r/min，加负载后，电枢电流 Ia2 1A，转速 n2=1500r/min。试作出其机械特性 n=f(T)。 答： aCa C RIUnKeI Ke R Ke Un )(，所以因为： RKe RKe 1110)(1500 05.0110)(3000 代入已知条件得： Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 1500 R110 41.56R 解以上两方程得： Ke m i n )/(3 0 7 941.56110 1101 5 0 0R1101 5 0 0 U C0 rKeUn C )(341.01150011055.955.9 222 mNRIKIKT aeat Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 6.5 若直流伺服电动励磁电压一定，当电枢控制电压 Uc=100V时， 理想空载转速 n0=3000r/min；当 Uc=50V时， n0等于多少？ 答： m i n/1500 50 , 100 3000 0 00 rn Ke n KeKe U n C 解这两个方程得 ，代入已知数据得：因为 6.11 交流测速发电机在理想情况为什么转子不动时没有输出电 压？转子转动后，为什么输出电压与转子转速成正比？ 答：当 n=0时， f1的 Uf加在 WF上 f1的 f， f fmsint， 方向 同 WF轴线。 f在转子 涡流 磁通，阻止 f变化，与 f合成 1， 1轴 线同 WF轴，与 WC轴线垂直，所以不在 WC上产生感应电动势， Uc 0。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 当 n0时，转子切割 1 e2p i2p E2p 1mn，而当 Uf 一定时， 1m 基本不变 (Uf 4.44f1 N1 1m ), E2p n E2p i2p 脉动磁通 2 ，正好和 CW轴线重合 CW上 e0 。 E0 2 E2p n E0 n或 U0 E0 Kn Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 7.1 电动机的温升与哪些因素有关？电动机铭牌上的温升值其含 义是什么？电动机的温升、温度以及环境温度三者之间有什么关 系？ 答：温升与负载大小、负载持续时间（即运行方式）有关。 铭牌上的温升值：指电动机允许的温度与周围介质温度（ 40 ）之差。 电动机温升电动机温度环境温度 7.2 电动机在运行中，其电压、电流、功率、温升能否超过额定 值？是何原因？ 答：电压、温升不许超过额定值，否则烧坏电机。电流、功率可 短时超过额定值，因为热惯性，电动机在短时温升不能超过允许 值。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 7.3 电动机的选择包括哪些具体内容？ 答：容量、种类、电压、转速、结构形式。 7.4 选择电动机的容量时主要应考虑哪些因素？ 答：发热：应有 max a 过载能力： 启动能力： TL st TN NmL TTT m a xm a x NiL III m a xm a x Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 7.3 电动机的选择包括哪些具体内容？ 答：容量、种类、电压、转速、结构形式。 7.4 选择电动机的容量时主要应考虑哪些因素？ 答：发热：应有 max a 过载能力： 启动能力： TL st TN NmL TTT m a xm a x NiL III m a xm a x Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 7.5 电动机有哪几种工作方式？当电动机的实际工作方式与铭牌 上标注的工作方式不一致时，应注意哪些问题？ 答：连续工作制、短时工作制、重复短时工作制。 应采用等效功率法进行计算。 7.6 一台室外工作的电动机，在春、夏、秋、冬四季其实际允许 的使用容量是否相同？为什么？ 答：容量可以不相同，因为在不同的季节里，环境温度不同，如 在冬季，电动机的温升可以较大，也不会超过允许的温度，所以 容量可以大一些；而在很热的夏季，如果温度很高，超过 40度时， 电动机的容量必须降低使用。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 7.7 有一抽水站的水泵向高度 H 10m处送水，排水量 Q 500m3/h，水泵的效率 1 0.9，传动装置的效率 2 0.78，水的 重度 1000kg/m3，试选择一台电动机拖动水泵。 答： )(4.19 78.09.0102 10 3600 500 1000 102 21 KW QH P L Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 7.8 有一生产机械的实际负载转矩曲线如题 7.8图所示，生产机械 要求的转速 nN=1450r/min，试选一台容量合适的交流电动机来 拖动此生产机械。 答： )(96.09 5 5 01 4 5 029.69 5 5 0 KWnTP dL )(29.6 54321 5 2 54 2 43 2 32 2 21 2 1 mN ttttt tTtTtTtTtTT d Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 7.9 一生产机械需要直流电动机拖动，负载曲线如题 7.9图所示， 试选择电动机的容量。 答： )(96.3 321 3 2 32 2 21 2 1 mN ttt tPtPtPP L 7.10 有台 35KW、工作时间 30min的短时工作电动机，欲用一台 Th 90min的长期工作制电动机代替。若不考虑其它问题（如过 载能力等）试问长期工作制电动机的容量应选多大？ 答： 7.2K6.733.09030 得：，查图 h P T t )(132735 KWKPP PN Eva
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