1、習題與思考題第二章 機電傳動系統的動力學基礎2.1 說明機電傳動系統運動方程中的拖動轉矩，靜態轉矩和動態轉矩。 拖動轉矩是由電動機產生用來克服負載轉矩，以帶動生產機械運動的。 靜態轉矩就是由生產機械產生的負載轉矩。動態轉矩是拖動轉矩減去靜態轉矩。2.2 從運動方程式怎樣看出系統是處于加速，減速，穩態的和靜態的工作狀態。 TM-TL>0說明系統處于加速，TM-TL<0 說明系統處于減速，TM-TL=0說明系統處于穩態（即靜態）的工作狀態。2.3 試列出以下幾種情況下（見題2.3圖）系統的運動方程式，并說明系統的運動狀態是加速，減速，還是勻速？（圖中箭頭方向表示轉矩的實際作用方向）TM

2、 TL TL TM N TM=TL TM< TLTM-TL<0說明系統處于減速。 TM-TL<0 說明系統處于減速 TM TL TM TL TM> TL TM> TL系統的運動狀態是減速 系統的運動狀態是加速TM TL TM TL TM= TL TM= TL系統的運動狀態是減速 系統的運動狀態是勻速2.4 多軸拖動系統為什么要折算成單軸拖動系統？轉矩折算為什么依據折算前后功率不變的原則？轉動慣量折算為什么依據折算前后動能不變的原則？ 因為許多生產機械要求低轉速運行，而電動機一般具有較高的額定轉速。這樣，電動機與生產機械之間就得裝設減速機構，如減速齒輪箱或蝸輪蝸桿，

3、皮帶等減速裝置。所以為了列出系統運動方程，必須先將各轉動部分的轉矩和轉動慣量或直線運動部分的質量這算到一根軸上。轉矩折算前后功率不變的原則是P=T, p不變。轉動慣量折算前后動能不變原則是能量守恒MV=0.5J22.5為什么低速軸轉矩大，高速軸轉矩小？ 因為P= T,P不變越小T越大，越大T 越小。2.6為什么機電傳動系統中低速軸的GD2比高速軸的GD2大得多?因為P=T，T=GD2/375. P=GD2/375. ,P不變 轉速越小GD2越大，轉速越大GD2 越小。2.7 如圖2.3（a）所示，電動機軸上的轉動慣量JM=2.5kgm2, 轉速nM=900r/min; 中間傳動軸的轉動慣量JL

4、=16kgm2,轉速nL=60 r/min。試求折算到電動機軸上的等效專慣量。 折算到電動機軸上的等效轉動慣量:j=Nm/N1=900/300=3,j1=Nm/Nl=15J=JM+J1/j2+ JL/j12=2.5+2/9+16/225=2.79kgm2 . 2.8 如圖2.3（b）所示，電動機轉速nM=950 r/min，齒輪減速箱的傳動比J1= J2=4，卷筒直徑D=0.24m,滑輪的減速比J3=2，起重負荷力 F=100N,電動機的費輪轉距GD2M=1.05N m2, 齒輪，滑輪和卷筒總的傳動效率為0.83。試球體勝速度v和折算到電動機軸上的靜態轉矩T L 以及折算到電動機軸上整個拖動系

5、統的飛輪慣量GD2z.。 M=3.14*2n/60=99.43 rad/s.提升重物的軸上的角速度=M/j1j2j3=99.43/4*4*2=3.11rad/sv=D/2=0.24/2*3.11=0.373m/sTL=9.55FV/CnM=9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NMGD2Z=GDM2+ GDL2/jL2 =1.25*1.05+100*0.242/322 =1.318NM22.9 一般生產機械按其運動受阻力的性質來分可有哪幾種類型的負載？可分為1恒轉矩型機械特性2離心式通風機型機械特性3直線型機械特性4恒功率型機械特性,4種類型的負載.2.10 反抗靜態轉矩與位

6、能靜態轉矩有何區別，各有什么特點？ 反抗轉矩的方向與運動方向相反,方向發生改變時,負載轉矩的方向也會隨著改變,因而他總是阻礙運動的.位能轉矩的作用方向恒定,與運動方向無關，它在某方向阻礙運動，而在相反方向便促使運動。2.11 在題2.11圖中，曲線1和2分別為電動機和負載的機械特性，試判斷哪些是系統的穩定平衡點？哪些不是？交點是系統的穩定平衡點. 交點是系統的平衡點 交點是系統的平衡 交點不是系統的平衡點交點是系統的平衡點 第三章3.1 為什么直流電機的轉子要用表面有絕緣層的硅鋼片疊壓而成？ 答：防止電渦流對電能的損耗.3.2 并勵直流發電機正傳時可以自勵，反轉時能否自勵？不能,因為反轉起始勵

7、磁電流所產生的磁場的方向與剩與磁場方向相反,這樣磁場被消除,所以不能自勵. 3.3 一臺他勵直流電動機所拖動的負載轉矩 TL=常數，當電樞電壓附加電阻改變時，能否改變其穩定運行狀態下電樞電流的大小？為什么？這是拖動系統中那些要發生變化？T=KtIa u=E+IaRa 當電樞電壓或電樞附加電阻改變時,電樞電流大小不變.轉速n與電動機的電動勢都發生改變. 3.4 一臺他勵直流電動機在穩態下運行時，電樞反電勢E= E1，如負載轉矩TL=常數，外加電壓和電樞電路中的電阻均不變，問減弱勵磁使轉速上升到新的穩態值后，電樞反電勢將如何變化? 是大于，小于還是等于E1？T=IaKt, 減弱,T是常數,Ia增大

8、.根據EN=UN-IaRa ,所以EN減小.,小于E1.3.5 一臺直流發電機，其部分銘牌數據如下：PN=180kW, U N=230V,n N=1450r/min,N=89.5%，試求： 該發電機的額定電流；電流保持為額定值而電壓下降為100V時，原動機的輸出功率（設此時=N） 解： PN=UNIN 180KW=230*IN IN=782.6A該發電機的額定電流為782.6AP= IN100/N P=87.4KW3.6 已知某他勵直流電動機的銘牌數據如下：PN=7.5KW, U N=220V, n N=1500r/min, N=88.5%, 試求該電機的額定電流和轉矩。PN=UNINN 75

9、00W=220V*IN*0.885 IN=38.5A TN=9.55PN/nN =47.75Nm 3.7一臺他勵直流電動機：PN=15KW, U N=220V, I N=63.5A, n N=2850r/min,Ra =0.25，其空載特性為：U 0/ V115 184 230 253 265 I f/A0.442 0.802 1.2 1.686 2.10今需在額定電流下得到150V 和220 V的端電壓，問其勵磁電流分別應為多少？由空載特性其空載特性曲線. 當U=150V時 If=0.71A當U=220V時 If=1.08A3.8 一臺他勵直流電動機的銘牌數據為：PN=5.5KW, U N=

10、110V, I N=62A, n N=1000r/min,試繪出它的固有機械特性曲線。 Ra=(0.500.75)(1-PN/UNIN)UN/IN =0.6(1-5500/110*62)*110/62 =0.206 n0=nNUN/(UN-INRa) =1131r/min TN=9.55*5500/1000 =52.525Nm 1131 52.5253.9 一臺并勵直流電動機的技術數據如下：PN=5.5KW,U N=110V, I N=61A,額定勵磁電流I fn=2A, n N=1500r/min,電樞電阻Ra =0.2,若忽略機械磨損和轉子的銅耗，鐵損，認為額定運行狀態下的電磁轉矩近似等于

11、額定輸出轉矩，試繪出它近似的固有機械特性曲線。n0=UNnN/(UN-INRa) TN=9.55PN/nN =110*1500/(110-61*0.2) =9.55*5500/1500 =1687 r/min =35Nm 16873.10一臺他勵直流電動機的技術數據如下：PN=6.5KW,U N=220V, I N=34.4A, n N=1500r/min, Ra =0.242,試計算出此電動機的如下特性： 固有機械特性；電樞服加電阻分別為3和5時的人為機械特性；電樞電壓為U N/2時的人為機械特性； 磁通=0.8N時的人為機械特性；并繪出上述特性的圖形。 n0=UNnN/(UN-INRa)

12、=220*1500/220-34.4*0.242 = 1559r/minTN=9.55PN/nN=9.55*6500/1500=41.38Nm 1559 41.38 n=U/Ke-(Ra+Rad)T/KeKt2 = U/Ke-(Ra+Rad)T/9.55Ke22當3 n=854r/min當5 n=311 r/min n= U/Ke-RaT/9.55Ke22當UN=0.5UN時 n=732 r/min n0=UNnN/2(UN-INRa) =780 r/min n= U/0.8Ke-RaT/9.55Ke220.82 當=0.8時n=1517 r/min n0=UNnN/0.8Ke =1964 r

13、/min n03.11為什么直流電動機直接啟動時啟動電流很大？電動機在未啟動前n=0,E=0,而Ra很小,所以將電動機直接接入電網并施加額定電壓時,啟動電流將很大.Ist=UN/Ra3.12他勵直流電動機直接啟動過程中有哪些要求？如何實現？ 他勵直流電動機直接啟動過程中的要求是1 啟動電流不要過大,2不要有過大的轉矩.可以通過兩種方法來實現電動機的啟動一 是降壓啟動 .二是在電樞回路內串接外加電阻啟動.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就把電樞電源接通，這是會產生什么現象（試從TL=0 和TL=TN兩種情況加以分析）？當電動機運行在額定轉

14、速下，若突然將勵磁繞阻斷開，此時又將出現什么情況？ 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生磁場.如果忘了先合勵磁繞阻的電源開關就把電樞電源接通，TL=0時理論上電動機轉速將趨近于無限大,引起飛車, TL=TN時將使電動機電流大大增加而嚴重過載.3.14直流串勵電動機能否空載運行?為什么？ 串勵電動機決不能空載運行,因為這時電動機轉速極高,所產生的離心力足以將繞組元件甩到槽外,還可能串勵電動機也可能反轉運行.但不能用改變電源極性的方法,因這時電樞電流Ia與磁通同時反響,使電瓷轉矩T依然保持原來方向,則電動機不可能反轉.3.15 一臺直流他勵電動機，其額定數據如下：P

15、N=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; 額定勵磁電流IfN; 勵磁功率Pf; 額定轉矩TN; 額定電流時的反電勢； 直接啟動時的啟動電流； 如果要是啟動電流不超過額定電流的2倍，求啟動電阻為多少歐？此時啟動轉矩又為多少？ PN=UNIaNN2200=110*IaN*0.8 IaN=25A Uf= RfIfN IfN=110/82.7 =1.33A Pf= UfIfN =146.3W額定轉矩TN=9.55 PN/ nN =14Nm 額定電流時的反電勢EN=UN-INRa=110V-0.4*25=

16、100V 直接啟動時的啟動電流Ist=UN/Ra =110/0.4 =275A 啟動電阻 2IN> UN/ (Ra+Rst) Rst>1.8 啟動轉矩 Ke=(UN-INRa)/nN=0.066Ia= UN/ (Ra+Rst) T=KtIa =52.9A =9.55*0.066*52.9 =33.34Nm3.16 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？ 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速不能突變,在此瞬間轉速維持不變,機械特性會轉到其他特性曲線上,此時沖擊電流會很大,所以采用逐漸切除啟動電阻

17、的方法.如切除太快,會有可能燒毀電機.3.17 轉速調節（調速）與固有的速度變化在概念上有什么區別 ？ 速度變化是在某機械特性下,由于負載改變而引起的,二速度調節則是某一特定的負載下,靠人為改變機械特性而得到的.3.18 他勵直流電動機有哪些方法進行調速？它們的特點是什么？ 他勵電動機的調速方法： 第一改變電樞電路外串接電阻Rad 特點在一定負載轉矩下，串接不同的電阻可以得到不同的轉速，機械特性較軟，電阻越大則特性與如軟，穩定型越低，載空或輕載時，調速范圍不大，實現無級調速困難，在調速電阻上消耗大量電量。 第二改變電動機電樞供電電壓 特點 當電壓連續變化時轉速可以平滑無級調速，一般只能自在額定

18、轉速以下調節，調速特性與固有特性相互平行，機械特性硬度不變，調速的穩定度較高，調速范圍較大，調速時因電樞電流與電壓無關，屬于恒轉矩調速，適應于對恒轉矩型負載。可以靠調節電樞電壓來啟動電機，不用其它啟動設備， 第三改變電動機主磁通 特點可以平滑無級調速，但只能弱詞調速，即在額定轉速以上調節，調速特性較軟，且受電動機換向條件等的限制，調速范圍不大，調速時維持電樞電壓和電流步變，屬恒功率調速。3.19直流電動機的電動與制動兩種運轉狀態的根本區別何在？ 電動機的電動狀態特點是電動機所發出的轉矩T的方向與轉速n的方向相同.制動狀態特點使電動機所發的轉矩T的方向與轉速n的方向相反3.20 他勵直流電動機有

19、哪幾種制動方法？它們的機械特性如何？試比較各種制動方法的優缺點。1反饋制動機械特性表達式:n=U/Ke-(Ra+Rad)T/keKt2T為負值,電動機正轉時,反饋制動狀態下的機械特性是第一象限電動狀態下的機械特性第二象限內的延伸.反饋制動狀態下附加電阻越大電動機轉速越高.為使重物降速度不至于過高,串接的附加電阻不宜過大.但即使不串任何電阻,重物下放過程中電機的轉速仍過高.如果放下的件較重.則采用這種制動方式運行不太安全.2反接制動 電源反接制動 電源反接制動一般應用在生產機械要求迅速減速停車和向的場合以及要求經常正反轉的機械上.倒拉反接制動倒拉反接制動狀態下的機械特性曲線實際上是第一象限電動狀

20、態下的機械特性區現在第四象限中的延伸,若電動反向轉在電動狀態,則倒拉反接制動狀態下的機械特性曲就是第三象限中電動狀態下的機械特性曲線在第二象限延伸.它可以積低的下降速度,保證生產的安全,缺點是若轉矩大小估計不準,則本應下降的重物可能向上升,機械特硬度小,速度穩定性差.3 能耗制動 機械特性曲線是通過原點,且位于第二象限和第四象限的一條直線,優點是不會出現像倒拉制動那樣因為對TL的大小估計錯誤而引起重物上升的事故.運動速度也較反接制動時穩定.3.21 一臺直流他勵電動機拖動一臺卷揚機構，在電動機拖動重物勻速上升時講電樞電源突然反接，試利用機械特性從機電過程上說明：從反接開始到系統新的穩定平衡狀態

21、之間，電動機經歷了幾種運行狀態？最后在什么狀態下建立系統新的穩定平衡點？ 各種狀態下轉速變化的機電過程怎樣？ 從反接開始到系統到達新的穩定平衡狀態之間,電動機經歷了電動機正向電動狀態,反接制動狀態,反向電動狀態,穩定平衡狀態. b a c f 電動機正向電動狀態由a到b特性曲線轉變; 反接制動狀態轉速逐漸降低,到達c時速度為零, 反向電動狀態由c到f速度逐漸增加. 穩定平衡狀態,反向到達f穩定平衡點,轉速不再變化.第四章4.1 什么叫過渡過程？什么叫穩定運行過程？試舉例說明之。當系統中的轉矩或負載轉矩發生改變時,系統就要由一個穩定的運轉狀態變化到另一個穩定運轉狀態,這個變化過程稱為過渡過程.如

22、龍門刨床的工作臺,可逆式軋鋼機的啟動,制動,反轉和調速.當系統中德福在轉矩和拖動轉矩相等時,沒有動態轉矩,系統恒速運轉,這個過程叫穩定運行過程,如不經常啟動,制動而長期運行的工作機械.4.2 研究過渡過程有什么實際意義？試舉例說明之。 為了滿足啟動,制動,反轉和調速的要求,必須研究過渡過程的基本規律,研究系統各參數對時間的變化規律,如轉速,轉矩,電流等對時間的變化規律,才能正確的選擇機電傳動裝置,為電機傳動自動控制系統提供控制原則.設計出完善的啟動,制動等自動控制線路,以求改善產品質量,提高生產率和減輕勞動強度.這就是研究過渡過程的目的和實際意義.如造紙機要求衡轉矩.4.3 若不考慮電樞電感時

23、，試將電動機突加電樞電壓啟動的過渡過程曲線Ia=f(t),n=f(t)和R-C串聯電路突加輸入電壓充電過程的過渡過程曲線ic=f(t)、uc=f(t)加以比較，并從物理意義上說明它們的異、同點。4.4 機電時間常數的物理意義是什么？它有那些表示形式？各種表示式各說明了哪些關系？ 機電時間常數的物理意義是ns-n=GD2n0dn/375Tstdtm= GD2n0/375Tst是反映機電傳動系統機械慣性的物理量,表達形式有m= GD2n0/375Tst和m=nLGD2/375TL和m= GD2ns/375Td4.6 加快機電傳動系統的過渡過程一般采用哪些方法？ 加快機電傳動系統的過渡過程一般采用1

24、減少系統GD2.2增加動態轉矩Td.4.7 為什么大慣量電動機反而比小慣量電動機更為人們所采用？大慣量電動機電樞作的粗短,GD2較大但它的最大轉矩約為額定轉矩的5到10倍,快速性能好,且低速時轉矩大,電樞短粗,散熱性好過載持續時間可以較長. 4.8 試說明電流充滿系數的概念？充滿系數是電流曲線與衡坐標所包圍的面積除以矩形曲線的面積.4.9 具有矩形波電流圖的過渡過程為什么稱為最優過渡過程？它為什么能加快機電傳動系統的過渡過程？ 充滿系數越接近1越好,說明整個動態過程中電流保持在最大值不變,整個過渡過程終電流越大,加快過渡過程.從而可獲得最短的過程.第五章5.1 有一臺四極三相異步電動機，電源電

25、壓的頻率為50HZ，滿載時電動機的轉差率為0.02求電動機的同步轉速、轉子轉速和轉子電流頻率。 n0=60f/p S=(n0-n)/ n0 =60*50/2 0.02=(1500-n)/1500 =1500r/min n=1470r/min 電動機的同步轉速1500r/min. 轉子轉速1470 r/min, 轉子電流頻率.f2=Sf1=0.02*50=1 HZ5.2 將三相異步電動機接三相電源的三根引線中的兩根對調，此電動機是否會反轉？為什么？ 如果將定子繞組接至電源的三相導線中的任意兩根線對調,例如將B,C兩根線對調,即使B相遇C相繞組中電流的相位對調,此時A相繞組內的電流導前于C相繞組的

26、電流2/3因此旋轉方向也將變為A-C-B向逆時針方向旋轉,與未對調的旋轉方向相反.5.3 有一臺三相異步電動機，其nN=1470r/min,電源頻率為50HZ。設在額定負載下運行，試求： 定子旋轉磁場對定子的轉速； 1500 r/min 定子旋轉磁場對轉子的轉速； 30 r/min 轉子旋轉磁場對轉子的轉速； 30 r/min 轉子旋轉磁場對定子的轉速； 1500 r/min 轉子旋轉磁場對定子旋轉磁場的轉速。 0 r/min5.4 當三相異步電動機的負載增加時，為什么定子電流會隨轉子電流的增加而增加？ 因為負載增加n減小,轉子與旋轉磁場間的相對轉速( n0-n)增加,轉子導體被磁感線切割的速

27、度提高,于是轉子的感應電動勢增加,轉子電流特增加,.定子的感應電動使因為轉子的電流增加而變大,所以定子的電流也隨之提高.5.5 三相異步電動機帶動一定的負載運行時，若電源電壓降低了，此時電動機的轉矩、電流及轉速有無變化？如何變化？ 若電源電壓降低, 電動機的轉矩減小, 電流也減小. 轉速不變.5.6 有一臺三相異步電動機，其技術數據如下表所示。型號PN/kWUN/V滿載時Ist/INTst/TNTmax/TNnN/r·min-1 IN/A N×100 cosY132S-63 220/380960 12.8/7.2 83 0.756.52.02.0 試求：線電壓為380V時，

28、三相定子繞組應如何接法？ 求n0,p,SN,TN,Tst,Tmax和Ist； 額定負載時電動機的輸入功率是多少？ 線電壓為380V時，三相定子繞組應為Y型接法. TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.8NmTst/ TN=2 Tst=2*29.8=59.6 NmTmax/ TN=2.0 Tmax=59.6 NmIst/IN=6.5 Ist=46.8A 一般nN=(0.94-0.98)n0 n0=nN/0.96=1000 r/minSN= (n0-nN)/ n0=(1000-960)/1000=0.04P=60f/ n0=60*50/1000=3 =PN/P輸入 P輸入=3

29、/0.83=3.615.7 三相異步電動機正在運行時，轉子突然被卡住，這時電動機的電流會如何變化？對電動機有何影響？ 電動機的電流會迅速增加,如果時間稍長電機有可能會燒毀.5.8 三相異步電動機斷了一根電源線后，為什么不能啟動？而在運行時斷了一線，為什么仍能繼續轉動？這兩種情況對電動機將產生什么影響？ 三相異步電動機斷了一根電源線后，轉子的兩個旋轉磁場分別作用于轉子而產生兩個方向相反的轉矩，而且轉矩大小相等。故其作用相互抵消，合轉矩為零，因而轉子不能自行啟動，而在運行時斷了一線，仍能繼續轉動轉動方向的轉矩大于反向轉矩，這兩種情況都會使電動機的電流增加。5.9 三相異步電動機在相同電源電壓下，滿

30、載和空載啟動時，啟動電流是否相同？啟動轉矩是否相同？ 三相異步電動機在相同電源電壓下，滿載和空載啟動時，啟動電流和啟動轉矩都相同。Tst=KR2u2/(R22+X220) I=4.44f1N2/R 與U，R2，X20有關5.10 三相異步電動機為什么不運行在Tmax或接近Tmax的情況下?根據異步電動機的固有機械特性在Tmax或接近Tmax的情況下運行是非常不穩定的，有可能造成電動機的停轉。5.11有一臺三相異步電動機，其銘牌數據如下：PN/kWnN/r·min-1UN/VN×100cosNIst/INTst/TNTmax/TN接法401470380900.96.51.22

31、.0 當負載轉矩為250N·m時，試問在U=UN和U=0.8UN兩種情況下電動機能否啟動？ TN=9.55 PN/ nN=9.55*40000/1470=260Nm Tst/TN=1.2 Tst=312Nm Tst=KR2U2/（R22+X202） =312 Nm 312 Nm>250 Nm 所以U=UN時 電動機能啟動。當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。 欲采用Y-換接啟動,當負載轉矩為0.45 TN和0.35 TN兩種情況下, 電動機能否啟動？ TstY=Tst/3

32、=1.2* TN /3=0.4 TN當負載轉矩為0.45 TN時電動機不能啟動當負載轉矩為0.35 TN時電動機能啟動 若采用自耦變壓器降壓啟動，設降壓比為0.64，求電源線路中通過的啟動電流和電動機的啟動轉矩。IN= PN/ UNN cosN3 =40000/1.732*380*0.9*0.9 =75AIst/IN=6.5 Ist=487.5A降壓比為0.64時電流=K2 Ist =0.642*487.5=200A電動機的啟動轉矩T= K2 Tst=0.642312=127.8 Nm 5.12 雙鼠籠式、深槽式異步電動機為什么可以改善啟動性能？高轉差率鼠籠式異步電動機又是如何改善啟動性能的？

33、 因為雙鼠籠式電動機的轉子有兩個鼠籠繞組，外層繞組的電阻系數大于內層繞組系數，在啟動時S=1，f2=f，轉子內外兩層繞組的電抗都大大超過他們的電阻，因此，這時轉子電流主要決定于轉子電抗，此外外層的繞組的漏電抗小于內層繞組的漏電抗，因此外籠產生的啟動轉矩大，內層的啟動轉矩小，啟動時起主要作用的是外籠。 深槽式異步電動機的啟動性能得以改善的原理。是基于電流的集膚效應。處于深溝槽中得導體，可以認為是沿其高度分成很多層。各層所交鏈漏磁通的數量不同，底層一層最多而頂上一層最少，因此，與漏磁通相應的漏磁抗，也是底層最大 而上面最小，所以相當于導體有效接面積減小，轉子有效電阻增加 ，使啟動轉矩增加。 高轉差

34、率鼠籠式異步電動機轉子導體電阻增大，即可以限制啟動電流，又可以增大啟動轉矩，轉子的電阻率高，使轉子繞組電阻加大。5.13 線繞式異步電動機采用轉子串電阻啟動時，所串電阻愈大，啟動轉矩是否也愈大？ 線繞式異步電動機采用轉子串電阻啟動時，所串電阻愈大，啟動轉矩愈大5.14 為什么線繞式異步電動機在轉子串電阻啟動時，啟動電流減小而啟動轉矩反而增大？ Tst=KR2U2/（R22+X202） 當轉子的電阻適當增加時，啟動轉聚會增加。5.15 異步電動機有哪幾種調速方法？各種調速方法有何優缺點？ 調壓調速 這種辦法能夠無級調速，但調速范圍不大 轉子電路串電阻調速 這種方法簡單可靠，但它是有機調速，隨著轉

35、速降低特性變軟，轉子電路電阻損耗與轉差率成正比，低速時損耗大。 改變極對數調速 這種方法可以獲得較大的啟動轉矩，雖然體積稍大，價格稍高，只能有機調速，但是結構簡單，效率高特性高，且調速時所需附加設備少。 變頻調速 可以實現連續的改變電動機的轉矩，是一種很好的調速方法。5.16 什么叫恒功率調速？什么叫恒轉矩調速？ 恒功率調速是人為機械特性改變的條件下，功率不變。恒轉矩調速是人為機械特性改變的條件下轉矩不變。5.17 異步電動機變極調速的可能性和原理是什么？其接線圖是怎樣的？ 假設將一個線圈組集中起來用一個線圈表示，但繞組雙速電動機的定子每組繞組由兩各項等閑圈的半繞組組成。半繞組串聯電流相同，當

36、兩個半繞組并聯時電流相反。他們分別代表兩中極對數。可見改變極對數的關鍵在于 使每相定子繞組中一般繞組內的電流改變方向。即改變定子繞組的接線方式來實現。 A X A X 改變即對數調速的原理5.18 異步電動機有哪幾種制動狀態？各有何特點？ 異步電動機有三種反饋制動,反接制動和能耗制動. 反饋制動當電動機的運行速度高于它的同步轉速,即n1.>n0時一部電動機處于發電狀態.這時轉子導體切割旋轉磁場的方向與電動機狀態時的方向相反.電流改變了方向,電磁轉矩也隨之改變方向.反接制動 電源反接改變電動機的三相電源的相序,這就改變了旋轉磁場的方向,電磁轉矩由正變到負,這種方法容易造成反轉.倒拉制動出現

37、在位能負載轉矩超過電磁轉矩時候,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當到達d時,T=TL系統到達穩定狀態, b a d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,在電動機內部建立了一個固定的磁場,由于旋轉的轉子導體內就產生感應電勢和電流,該電流域恒定磁場相互作用產生作用方向與轉子實際旋轉方向相反的轉矩,所以電動機轉速迅速下降,此時運動系統儲存的機械能被電動機轉換成電能消耗在轉子電路的電阻中.5.19 試說明鼠籠式異步電動機定子極對數突然增加時，電動機的降速過程。 N0=60f/p p增加定子的旋轉磁場

38、轉速降低,定子的轉速特隨之降低.5.20 試說明異步電動機定子相序突然改變時，電動機的降速過程。 b a 1 2 c 異步電動機定子相序突然改變,就改變了旋轉磁場的方向,電動機狀態下的機械特性曲線就由第一象限的曲線1變成了第三象限的曲線2但由于機械慣性的原因,轉速不能突變,系統運行點a只能平移到曲線2的b點,電磁轉矩由正變到負,則轉子將在電瓷轉矩和服在轉矩的共同作用下迅速減速,在從點b到點c的整個第二相限內,電磁轉矩和轉速 方向相反,.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機的旋轉方向？ 定子上有兩個繞組AX,BY,一個是啟動繞組,另一個是運行繞組, BY上串

39、有電容.他們都鑲嵌在定子鐵心中,兩個繞組的軸線在空間上垂直,繞組BY電路中串接有電容C,當選擇合適的參數使該繞組中的電流iA在相位上超前或滯后iB,從而改變QB的接通方向即可改變單相異步電動機的旋轉方向5.22 單相罩極式異步電動機是否可以用調換電源的兩根線端來使電動機反轉？為什么？ 不能,因為必須調換電容器C的串聯位置來實現,即改變QB的接通位置,就可以改變旋轉磁場的方向,從而實現電動機的反轉,.5.23 同步電動機的工作原理與異步電機的有何不同？ 異步電動機的轉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

40、轉磁場,它的功率因數總是小于1的,同步電動機所需要的磁動勢由定子和轉子共同產生的當外加三相交流電源的電壓一定時總的磁通不變,在轉子勵磁繞組中通以直流電流后,同一空氣隙中,又出現一個大小和極性固定,極對數與電樞旋轉磁場相同的直流勵磁磁場,這兩個磁場的相互作用,使轉子北電樞旋轉磁場拖動著一同步轉速一起轉動.5.24 一般情況下，同步電動機為什么要采用異步啟動法？ 因為轉子尚未轉動時,加以直流勵磁,產生了旋轉磁場,并以同步轉速轉動,兩者相吸,定子旋轉磁場欲吸轉子轉動,但由于轉子的慣性,它還沒有來得及轉動時旋轉又到了極性相反的方向,兩者又相斥,所以平均轉矩為零,不能啟動.5.25 為什么可以利用同步電

41、動機來提高電網的功率因數？ 當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,而且還可以向電網發出點感性電流與電感性無功功率,正好補償了電網附近電感性負載,的需要.使整個電網的功率因數提高.第六章6.1 有一臺交流伺服電動機，若加上額定電壓，電源頻率為50Hz,極對數P=1，試問它的理想空在轉速是多少？n0=60*f/p =60*50/1 =3000r/min理想空在轉速是3000 r/min6.2何謂“自轉”現象？交流伺服電動機時怎樣克服這一現象，使其當控制信號消失時能迅速停止？ 自轉是伺服電動機轉動時控制電壓取消,轉子利用剩磁電壓單相供電,轉子繼續轉動. 克服這一

42、現象方法是把伺服電動機的轉子電阻設計的很大,使電動機在失去控制信號,即成單相運行時,正轉矩或負轉矩的最大值均出現在Sm>1的地方.當速度n 為正時,電磁轉矩T為負,當n為負時,T為正,即去掉控制電壓后,單相供電似的電磁轉矩的方向總是與轉子轉向相反,所以是一個制動轉矩.可使轉子迅速停止不會存在自轉現象6.3有一臺直流伺服電動機，電樞控制電壓和勵磁電壓均保持不變，當負載增加時，電動機的控制電流、電磁轉矩和轉速如何變化？ 當副在增加時, n=Uc/Ke-RT/KeKt2電磁轉矩增大,轉速變慢,根據 n=Uc/Ke-RaIa/Ke控制電流增大. 6.4有一臺直流伺服電動機，當電樞控制電壓Uc=1

43、10V時,電樞電流Ia1=0.05A，轉速n1=3000r/min;加負載后，電樞電流I a2=1A, 轉速n2=1500r/min。試做出其機械特性n=f (T)。 電動機的電磁轉矩為T=BIaNLD/2, 3000 1500 0.05A 1A T6.5 若直流伺服電動機的勵磁電壓一定，當電樞控制電壓Uc=100V時，理想空載轉速n0=3000r/min;當Uc=50V時，n0等于多少？n0=120Uc/NBLD 電壓與轉速成正比,當Uc=50V時, n0等于1500 r/min6.6 為什么直流力矩電動機要做成扁平圓盤狀結構？ 直流力矩電動機的電磁轉矩為T=BIaNlD/2在電樞體積相同條

44、件下,電樞繞組的導線粗細不變,式中的BIaNl/2緊思維常數,故轉矩T與直徑D近似成正比.電動機得直徑越大力矩就越大.6.7 為什么多數數控機床的進給系統宜采用大慣量直流電動機？ 因為在設計.制造商保證了電動機能造低速或阻轉下運行,在阻轉的情況下,能產生足夠大的力矩而不損壞,加上他精度高,反應快,速度快線性好等優點.因此它常用在低俗,需要轉矩調節和需要一定張力的隨動系統中作為執行元件.6.8 永磁式同步電動機為什么要采用異步啟動？ 因為永磁式同步駛電動機剛啟動時,器定子長生旋轉磁場,但轉子具有慣性,跟不上磁場的轉動,定子旋轉時而吸引轉子,時而又排斥轉子,因此作用在轉子的平均轉矩為零,轉子也就旋

45、轉不起來了. 6.9 磁阻式電磁減速同步電動機有什么突出的優點？ 磁阻式電磁減速同步電動機無需加啟動繞組,它的結構簡單,制造方便.,成本較低,它的轉速一般在每分鐘幾十轉到上百專職踐踏是一種常用的低速電動機. =120r/min6.11 交流測速發電機在理想情況下為什么轉子不動時沒有輸出電壓？轉子轉動后，為什么輸出電壓與轉子轉速成正比？ 因為測速發電動機的輸出電壓U=Kn=KKd/dt,所以轉子不動時沒有輸出典雅,轉子動時輸出電壓與轉速成正比.6.12 何謂剩余電壓、線性誤差、相位誤差？剩余電壓是只當測速發電動機的轉矩為零時的輸出電壓. 線性誤差是指嚴格的說輸出電壓和轉速不是直線關系,由非線性引

46、起的誤差稱為線性誤差.相位誤差;是指在規定的轉速范圍內,輸出電壓與勵磁電壓之間相位的變化量.6.15直流測速發電機與交流測速發電機各有何優缺點？直流測速發電機的優點是沒有相位不波動.沒有剩余電壓,輸出特性的斜率比交流測速發動機的大.缺點是由于有電刷和換向器,因而結構復雜,維護不便.摩擦轉矩大.有換向火花,產生無線電干擾信號,輸出特性不穩定,且正反轉時,輸出部對稱.交流測速發電機的優點是不需要電刷和換向器,因而結構簡單,維護容易,慣量小,無滑動接觸,輸出特性穩定,精度高,摩擦轉矩小,不產生無線電干擾,工作可靠.正反轉轉向時輸出特性對稱,缺點是存在剩余電壓和相位誤差,切負載的大小和性質會影響輸出電

47、壓的幅值和相位.6.16 試簡述控制式自整角機和力矩式自整角機的工作原理。控制式自整角機的工作原理是當發送機得力磁繞組通入勵磁電流后,產生交變脈沖磁通,在相繞組中感應出感應,從而繞組中產生電流,這些電流都產生脈沖磁場,并分別在自整角變壓器的單相輸出繞組中感應出相同的電動勢.力矩式自整角機的工作原理是當接收機轉子和發送機的轉子對定子繞組的位置相同,所以兩邊的每相繞組中的電動勢相等,因此在兩邊的三相繞組中沒有電流.若發送機轉子轉動一個角度,于是發送機和接收機相應的每相定子繞組中的兩個電動勢就不能相互抵消,定子繞組中就有電流,這個電流和接受激勵此磁通作用而產生轉矩.6.17力矩式自整角機與控制自整角

48、機有什么不同？試比較它們的優缺點。各自應用在什么控制系統中較好。 自整角機的輸出電壓需要交流放大器放大后去控制交流伺服電動機,伺服電動機同時帶動控制對象和自整角變壓器的轉子,它的轉動總是要使使調角減小,指導=0時為止.它適合于大轉矩的情況. 力矩式自整角機既可以帶動控制對象,也可以帶動自整角變壓器的轉子,由于負載很輕,所以不需要用伺服電動機,而是由自整角機直接來實現轉角隨動.6.19直線電動機較之旋轉電動機有哪些優缺點。直線電動機的優點是1 直線電動機無需中間傳動機構,因而使整個機構得到簡化,提高了精度,減少了振動和噪聲.2反應快速.3 散熱良好,額定值高,電流密度可取大值,對啟動的限制小.4

49、裝配靈活,往往可將電動機的定子和動子分別于其他機體合成一體.缺點是存在著效率和功率因數低,電源功率大及低速性能差等. 第八章8.1 從接觸器的結構特征上如何區分交流接觸器與直流接觸器 ？為什么？ 直流接觸器與交流接觸器相比,直流接觸器的鐵心比較小,線圈也比較小,交流電磁鐵的鐵心是用硅鋼片疊柳而成的.線圈做成有支架式,形式較扁.因為直流電磁鐵不存在電渦流的現象.8.2 為什么交流電弧比直流電弧容易熄滅？ 因為交流是成正旋變化的,當觸點斷開時總會有某一時刻電流為零,此時電流熄滅.而直流電一直存在,所以與交流電相比電弧不易熄滅.8.3 若交流電器的線圈誤接入同電壓的直流電源，或直流電器的線圈誤接入同電壓的交流電源，會發生什么問題？若交流電器的線圈誤接入同電壓的直流電源,會因為交流線圈的電阻太小兒流過很大的電流使線圈損壞. 直流電器的線圈誤接入同電壓的交流電源,觸點會頻繁的通短,造成設備的不能正常運行.8.4 交流接觸器動作太頻繁時為什么會過熱？ 因為交流接觸啟動的瞬間,由于鐵心氣