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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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