机电传动控制期末考试试卷及答案1.pdf

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1、三、回答题（10小题，每小题4分，共40分）1 .当TL 一定，三相异步电动机可通过改变T ma x、Sm、f 和 P 参数进行调速。请问通过什么办法来改变这些参数？2 .请解释晶闸管的额定电流的含义。3 .当异步电动机拖动额定转矩的负载运行在固有机械特性曲线上时，如果把电压降低为0.8 U、，会不会出现危险？为什么？4 .两相交流伺服电动机的结构与单相电容式异步电动机类似。当控制电压现=0时，同单相异步电动机一样，仍会“自转”，引起失控。如何消除自转？5 .如图所示，如果他励直流电动机运行在a、b、c、d、e 点时，这些点各是什么运行状态？6 .请解释调速系统中为什么要设电流截止负反馈？7

2、.通常用晶闸管整流电路作为直流电动机的电源。但其电流具有一定的脉动分量，其中含有很多高次谐波，会引起很多问题。如何解决？8 .三相异步电动机反接制动时为什么电流很大，应当采取什么措施限制电流过大？9.直流他励电动机，改变电枢电路外串电阻Ra d调速方式的特点和用途是什么？1 0 .三相异步电动机变频调速时为什么必须同时改变电压大小，保持U/f=常数？四、计 算 题（两小题，共15分）1 .有台他励直流电动机，如图所示，其铭牌数据为：P、=5.5 k W,U、=U f=2 2 0 M nN=1 5 0 0 r/min,f l =0.8,Ra=0.2 Q,Rt=1 1 0 Q.试求：额定励磁电流

3、g：励磁功率P f：额定转矩TN：额定电枢电流I a N：额定电枢电流时的反电动势；直接启动时的启动电流:若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应加多大的启动电阻？（7分）2 .有一台三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：P iN=1 0 k W.n =1 4 6 0 r min,U =3 8 0 V,接法，QN=O.8 6 8 C O S4 N=0.8 8 TS/TN=1.5 ISI/1N=6.5 试求:定子磁极对数p：额定输入电功率PN;第四题第I题额定转差率SN：额定电流k；输出的额定转矩TN：采 用 Y-A换接启动时的启动电流和启动转矩；当负载转矩为3 0 N.m时，该电动机能否采用Y 换

4、接启动？（8 分）五、分 析 题（两小题，每小题10分，共2 0分）1.电动机为何会发热？如何避免电动机被烧坏？2.如图所示，试述晶闸管直流调速原理。第五题第2小题三、回答题（每小题4分，共20分）1.答：改变丁皿是通过改电压；改变Sm是通过改变绕线式异步电动机转子电阻：改变f是通过变频器实现：改变P是通过变极对数电机来实现。2.答：在环境温度不大于40和标准散热及全导通条件下，晶闸管元件可以连续通过的工频正弦半波电流（在一个周期内）的平均值。3.答：会出现危险。因为当，U-，,电机从稳定点a过渡到稳定点b运行时，n,-S，一cos巾 2；,从 T=Km LcosC?=T、=TL=常数，可知，

5、当U=UN 时，L 会是额定值，而当U时，k要增大，并且b大于其额定值，一电机发热、烧 坏.4.答：使转子导条具有较大电阻一鼠笼导条用黄铜、青铜；杯形转子用0.20.8m m薄壁。使异步电动机转子电阻H增大到机械特性曲线的S G 1,当Uc=0时，使T和n反向，总是制动转矩。5.答：a点为正向电动运行，b点为反接制动，c点为反向电动运行，d点为反向回馈制动运行，e点为倒拉制动运行。6.答题要点：电流正常时，负反馈截止：电流超过额定值一定量时，负反馈起作用，使转速迅速降低，以保护电动机。7.答:在直流电路一侧串入平波电抗器。8.答：反接制动时，旋转磁场突然反向旋转，而转子转速不能立即发生变化，此

6、时,S l,转子导体切割磁力线的速度很快，电流很大。对鼠笼式电动机常在定子电路中串接电阻：对绕线式则在转子电路中串接电阻。9.答：特性较软，稳定度低：轻载时，调速范围不大；实现无级调速困难；电阻消耗能量大。用途：低速运转时间不长的传动系统，如起重机，卷扬机等。10.答：由U=E i=4.44K fN i：当，f时，必须同时.U,即 保 持 常 数，才能使中不变。6g A=2A1 IOPt=tZfZnq=(220 x 2)W =440W因3)(zT z=9.5 5 -Zn U z-5.5 x 10 z -u z=9.5 5-Z *m=3 5 Z m15005.5 x IO3 q-A =3 1.2

7、oz.0.8 x 220E =U z -公&=(220-3 1.25 x O.2)V =213.75VR.a八A=,O O A3 x 31.25A=93.75A22OVR.十 次“故 2=2.1 5 0 .0.2 0 +93.75 A第 四 题 第1题2.答：(1)6 0 7 6 0 x5 01 5 0 0-kW=.52kW0.8 6 8(3)S“%一=1 5 0 0 T 4 6 0 =Q0271 5 0 0(4)1 1.5 2V J u”c o s.、,V 3 x 3 8 0 x 0.8 8A=20ATN=9.55=9.5 5 x1 0 x l03 N-nt=6 5 4 V.mN 1 4 6

8、 0(6)4/=丝吗=4 343/333T 1.5 7；史经v333因T“Y=3 2.7 N m 3 0 N m=TL,故该电动机能采用Y-A法启动。五、分析题（2 0分）1.答：电动机在运行时的损耗有不变损耗（铁损、机械损耗），可变损耗（铜损），这些损耗转变成热能，使电动机发热，从而使电动机温度增高。如果温度超过电动机绝缘允许温度，电动机会被烧坏。因为电动机的热惯性，电动机的温升不但取决于负载大小，而且还取决于负载持续忖间（运行方式，或工作制）。要避免电动机被烧坏，要从负载大小和负载持续时间上进行综合考虑。2 .答：答题要点：给定电压U g可调速；TL变化时，n自动变化过程；放大器作用：使A

9、U微小变动便得到很大控制，使E c r y U g,即n基本不变。五、计 算 题（要求写出主要步骤每题10分）1.有台直流他励电动机，其铭牌数据为：PN=5.5kW,UN=Uf=220V,nN=1500r/min,t=0.8,Ra=0.2 Q。试求：额定转矩TN额定电枢电流laN：额定电枢电流时的反电势；直接启动时的启动电流；若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串人多大的启动电阻?此时启动转矩为多少？解：1.TN=9.55PN/nN=9.55*5.5*1000/1500=35 N.m2.IaN=pN/（nUN）=31.25A3.E=UN-IaNRa=220-31.25*0.2=213.75V

10、4.I s t=U N/R a=2 2 0/0.2=1 1 O O A5.r s t=U N/(R a+R a d)W 3 I s NR a dU N/3 I a N-R a=2 2 O/(3*3 1.2 5)-0.2=2.1 5 QT s t=K t d I s t=(9.5 5 E/n N)3 I a N=(9.5 5*2 1 3.7 5/1 5 0 0)*3*3 1.2 5=1 2 7.6 N.m2.某一调速系统在高速时的理想空载转速n o l =1 4 5 0 r/m i n,低速时的理想空载转速n 0 2=1 0 0 r /m i n,额定负载时的转速降n N=5 0 r m i n

11、。试画出该系统的静特性；求出调速范围D和低速时系统的静差度s 2；在n m a x与s 2 一定时，扩大调速范围的方法是什么?调速系统中应采取什么措施保证转速的稳定性？解：1.静 特 性-2.D=n m a x/n m i n=(n 0 1-A n N)/(n 0 2-A n N)=(1 4 5 0-5 0)/(1 0 0-5 0)=2 8S 2=A n N/n 0 2=0.52.有一台三相异步电动机，正常运行时为A接法，在额定电压UN下启动时，其启动转矩T s t=1.2 T N(T N为额定转矩)，若 采 用Y 换接启动，试问当负载转矩T L=3 5%T N时，电动机能否启动?为什么？T

12、stY=l/3*1.2 T N=0.4 T N 0.3 5 T N=T L3.试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速?减速?还是勾速?(图中箭头方向为转矩的实际作用方向)加速 减速减速 减速一、分析与简答题1 .请简述机电传动系统稳定运行的条件。a)电动机的机械特性曲线n=f(TM)和生产机械的特性曲线n=f(TL)有 交 点(即拖动系统的平衡点)；b)当转速大于平衡点所对应的转速时;TMTL,即若干扰使转速上升，当干扰消除后应有TM-TLTL，即若干扰使转速下降，当干扰消除后应有TM-TL 0 o2 .请解释机电传动系统稳定运行的含义。a)是系统应能以一定速度匀速运转b)是系统受某种外部干

13、扰作用(如电压波动、负责转矩波动等)而使运行速度稍有变化时，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。3 .请简述并励发电机电压能建立的条件。a)发电机的磁极要有剩磁；b)起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩磁磁场的方向相同；c)励磁电阻不能过大。4 .请简述电动机制动的稳定制动和过渡制动状态的共同点和不同点。a)两种制动状态的区别在于转速是否变化b)两种制动状态的相同点在于电动机发出的转矩与转速方向相反。5 .请简述直流他励电动机的三种制动方式的接线方法。a)反馈制动为正常接法；b)反接制动：电源倒拉反接改变电枢电压的极性：倒拉反接制动在电枢电路内串入附加电阻；c)能耗制动将外部电枢电压降

14、为零，并将电枢串接一个附加电阻短接。6 .为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？因电枢加上额定电压，而电枢电阻很小，故很大。R7 .对电动机的启动有哪些主要要求？a）启动转矩大，电流小b）平滑，安全可靠c）简单方便，功耗小8 .直流他励电动机启动时，若在加上励磁电流之前就把电枢电压加上，这时会产生什么后果（从 兀=0和TL=TN两种情况加以说明）？a）兀=0时飞车b）7L=TN时电枢电流很大。9 .有静差调节系统和无静差调节系统的含义是什么？a）依靠被调量（如转速）与给定量之间的偏差来进行调节，使被调亮接近不变，但又必须具有偏差（即A t/0）的反馈控制系统，即有静差调节系统。该系统中采用比

15、例调节器。b）依靠偏差进行调节，使被调量等于给定量（即AU=0）的反馈控制系统，即无静差调节系统。该系统中采用比例积分调节器。1 0 .什么叫调速范围？什么叫静差度？这两项静态指标之间有何关系？a）调速范围是指电动机在额定负载下最高转速和最低转速之比，即。=%皿/m i n；b）静差率是指负载由理想空载转速到额定负载所对应的转速降落于理想空载转速之比，即5=/?/%c）D与S之间是相互关联的，调速范围是指在最低转速时还能满足给定静差率要求的转速可调范围；对静差率要求越小，允许的调速范围也越小。1 1 .试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速？减速？还是匀速？（图中箭头方向为转矩的实际作用方向

16、）a）加速 b）减速 c）减速 d）加速1 2 .在图中，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？1、2、4稳定运行，3不稳定运行。二、计算题1,有一直流电动机脉宽调速系统（P W M-M）,若外加电源电压U（E）=1 0 0 V,脉冲频率六40 0 0 H z，在脉冲周期内全导通时的理想空载转速o i=1 0 0 0 r/m i n,如要求电动机的理想空载转速 o 2=4O O r/m i n,问：此系统在一脉冲周期内的导通时间（脉冲宽度）方应是多少？解:因 7 =!s =0.2 5 z sf 40 0 0故1=7产二丝舞产O，2.一台三相异步电动机，

17、定子绕组接到频率为f=5 0 H z的三相对称电源上，已知它运行在额定转速N=96 0/7 m i n。问:（1）该电动机的极对数p是多少？（2）额定转差率SN是多少？（3）额定转速运行时，转子电动势的频率上是多少?解（1）已知异步电动机额定转差率较小，现根据电动机的额定转速=96 0 r/m i n,便可判断出它的同步转速o =1 0 0 0 m in。于是_ 6 0/I 6 0 x5 0T)3 o 1 0 0 0（2）额定转差率（3）转子电动势的频率力f2=SNft=0.0 4 x 5 0 H z=2H z3.有一台三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：P2N=1 0 K W ,nN=1 4

18、 6 0/7 m in,t/,v=3 8 0 V ,接法,UN=0.8 6 8,c o s%=0.8 8,TS,!TN=1.5,IS,HN6.5。试求:（1）定子磁极数p；（2）额定输入电功率PI N，额定电流M;（3）采用Y 换接启动时的启动电流和启动转矩。解（1）现根据电动机的额定转速N=1 4 6 0/7 m in ,便可判断出它的同步转速0 =1 5 0 0 r/m in。于6 0 x5 01 5 0 0=2P,N=1 1.5 2 K W_ PN c o s 1 1.5 27 3 x3 8 0 x0.8 8=2 0 A*=3 3 A3 3 33 3 34 .有一直流调速系统，。1=1

19、4 5 0 r/m in,%=1 4 5 r/m in ,A/i,v=1 0 r/m in ,试求：系统的调速范围和系统允许的静差度。解：系统的调速范围_0|_ 际 1 4 5 0 T 0 m in nm-nN 1 4 5-1 01 4 4 0135=1 0.6 7系统允许的静差度S =S2=0.0 6 9”0 2 1 4 55 .如图所示，在单相半波可控整流电路中，设负载为纯电阻，交流电源电压入 为 2 2 0 V,输出的直流平均电压Ud=5 0 V,输出电流平均值/d=2 0 A。试求：（1）晶闸管的控制角a ；（2）电流有效值I 4-CO S (7解(1)根据 Ud=0.4 5(/2 2

20、 22U故 c o s a =-10.4 5 22 x5 00.4 5 x2 2 0叫.099 90(2)单项半波纯电阻的电流波形系数K=2.2 2,故电流有效值Ie=K Id=2.2 2 x 2 0 A =4 4.4 A6.一台直流他励电动机，其额定数据为：为=1 7 K W ,加=1 5 0 0/7 m in,。,丫 =2 2 0/,IN=9 M ,&=0.2 2 Q。试求:(1)额定转矩7；(2)直接启动时的启动电流人,；(3)如果采用降压启动，启动电流仍限制为额定电流的两倍，电源电压应为多少？解(1)额定转矩p 1 7 x 1()3TN=9.5 5 4=9.5 5-Nm =O 8.2

21、7 V -mNnN 1 5 0 0(2)直接启动时的启动电流=”“也些40.2 2=1 0 0 0 A(3)降压启动时U故电源电压 U =21 N&=2X91X0.2 2 V =4 0 V7.一台直流他励电动机，其额定数据为：&=2.2 K W .N=1 5 0 0 r/m in,UN =1 1 0丫，7=0.8 ,(=0.4。试求:(1)额定转矩7；,额定电枢电流；7；=1 4 N，/=a=2 5 AUN1(2)直接启动时的启动电流/lsl=275A(3)如果要使启动电流不超过额定电流的2倍，求启动电阻为多少欧?r=UN 9/w&+R.J N故2必 一 凡SI r j Cl“N，-0.4卜=

22、1.8 0,2 x2 5 J8.一台5 0”z、八极的三相感应电动机，额定转差率%=0。4,问该机的同步转速是多少？当该机运行在7 0(k/m in时，转差率是多少？当该机运行在8 0 0 m in时，转差率是多少？当该机运行在起动时，转差率是多少？解 同步转速/=60力=,0 x50 m in =7 5 0 r/m inP 4额定转速 nN=(1-sN)n,=(1 -0.0 4)x 7 5 0 r/m in =7 2 0 r/m in当=7 0 0/7 m in时，转差率 5=750-70 0=0.0 6 7阳 7 5 0当”=8 0 0 r/m in 时，转差率 5=750-8 0 0=-

23、0.0 6 77 7 5 0当电动机起动时，=0,转 差 率$=二 四=图=1%7 5 09.一台三相四极 5 0 z 感应电动机，PN=15kW,nN=1 4 5 0 r/m in,UN=3 8 0 V ,=1 6 0 4,定子 Y接法。已知额定运行时，输出转矩为电磁转矩的90%,pCul=pCii2,=2.次卬。试计算额定运行时的电磁功率、输入功率和功率因数。解转差率5 =1 5 0 0-1 4 5 0 =()03331 5 0 0输出转矩 T2=9.5 5 =9.5 5 =4 94.2/V -mn N电磁功率 Pem x 2 7 1 X1 5 0 0 k W =8 6.2 UI Ve，e

24、m 0.9 1 0.9 6 0转子铜耗 pCu2=sPein=0.0 3 3 3 x 8 6 2 1 0 W =2 8 7 0 1 V定子铜耗 pCui=p g =2 8 7 0 1 V输入功率 PI=(PC“I+PFD+P，“=(2 8 7 0 +2 1 0 0 +8 6 2 1 0)l V =9 1 1 8 0 Wp 91 1 8()功率因数 c o s /=L =0.8 6 76U/N 73X380X1601 0.行一电阻性负载，需要直流电压a=7 0 V、电流/d=3 0 A供电，若采用单相半波可控整流电路，直接接在2 2 0 V的交流电网上，试计算晶闸管的导通角仇,(1 +c o s

25、 a解：Ud=0.4 5(/-a =6 5.5 晶闸管的导通角(9 =1 8 0-6 5.5=1 1 4.5 四、计算题：(选做一道题，要求写出主要计算步骤及结果，共1 5分)1、一台并励电动机，额定功率r=2.2 4卬，额定电压U,v=2 2 0 V,额定电流=1 2.2 A,额定转速nN=3 0 0 0 r/m in ,最大励磁功率=6 8.2 W .球：(1)最大励磁电流/次；(2)额定运行时的电枢电流/力；(3)额定转矩般；(4)额定运行时的效率叱2、有一台三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：P2N=W k W ,nN=1 4 6 0 r/m in ,UN=3 8 0 V ,A接法，=

26、0.8 6 8,c o s%=0.8 8,Tst I TN=1.5,lst I IN=6.5.试求：(1)额定输入功率q,v；(2)额定转差率SN；(3)额定电流；（4）输出的额定转矩7；（5）采用丫-换接启动时的启动电流和启动转矩。四、计算题：（选做一道题，要求写出主要计算步骤及结果，共 15分）p ro Q1.答案：（1）最大励磁电流/川=j=土A=0.3 1 4UN 2 2 0（2）额定运行时的电枢电流 laN=-I fN=（1 2.2 0.3 1）4=1 L89 Ap 2 2 x 1（）3（3）额定转矩 T=9.55上=9.55=-N 根=7 N 用N nN 3 000（4）额定运行时

27、的效率=额 定 输 出 功 率（轴 上 输 出 的 机 械 功 率）*10 0（j/NN 额 定 输 入 功 率（从 电 源 输 入 的 电 功 率）X%=枭1 00%=要-x l 00%=箸%x l 00%=82%PIN U /N 2 2 0 x 1 2.22.答案:(1)=生=1 1.52人 卬N 0.86 8S N1 500-1 46 0=01Q 2 7o1 500p 1 1 52(3)IN=广 N=-r=:-A=2 0A43UN co s 夕 V 3 x 3 80 x 0.88p|0 x 1 03(4)=9.552=9.55x-N m=6 5AN mnN 1 46 0/=L=43.3

28、A 3 3T“y =Z =3 2.7 N机3 3四、计算题1.有一台他励直流电动 机 也=2 9 AW ,UN=440V ,1N=7 6 A,n；v=l O O O r/m i n ,R“=0.3 7 6。，采用 降 低 电 源 电 压 及 弱 磁 调 速，要 求 最 低 理 想 空 载 转 速 min=2 50 m i n ,最高理想空载转速 omax=1 500m i n ,试求：（1）7 =7；时的最低转速及此时的静差率。（2）拖动恒功率负载鸟=几 时的最高转速。（3）调速范围。解：采用降低电源电压调速时对应于基速以下，基速以上采用弱磁调速。=n()-nN,C,N=5 N440-7 6

29、x 0.3 7 61 000=0.41 1,1 44()n(=-=1 07 0.6 r/m i n ,AH”=1 07 0.6-1 000=7 0.6 r/m i n ,C,5 0.41 1 min=omin 一 N=2 50-7 0.6 =1 7 9.4 m i n ,b=黑%min 2 5 02 8.2 4%o（2）拖动恒功率负载用=&时应采用弱磁调速。max1 500r/m i n ,n0=l 07 0.6 r/m i n ,C=N/岫叫。丫 -CO.,=0.41 1 x 1 0 7 0-6 0.2 9 3 ,%/。O m ax 1 5003=0.7 1 3 3,P f L T Q,3二

30、嬴=黑=1 402.5 m i n。(3)调速范围应将两种方法合并考虑。Dninaxmin1 402.51 7 9.4=7.82。2.三 相 异 步 电 动 机&=2 8k W,UN=3 80V ,nN=9 50r/m i n ,co s。,=0.88,九=50Hz,额 定 运 行 时，P ad+P re=2-2 k W-P,“=L MW，忽略P，。试求额定转差率S,y；(2)总机械功率,、电磁功率&和转子铜损耗P c“2；(3)输入功率片及效率N；(4)定子额定电流/小。解：*/ri、=9 50/7 m i n/.4=1 O O O r /m i n3”修3(2)Pm=PN+p,=2 8X1

31、 03+1.1X1 03=2 9.MWPM=&=湍=3。.6次W p,小去1当需(3)Pt=PM+pcuX+pF e=3 0.6 3 +2.2 =3 2.83 k Wr)N=1 00%=-x 1 00%=85%N 片 3 2.83R 32.83x103G GNCO S/N _ 73X3 80X0.88=56.6 8A五、计算题(要求写出主要步骤每题1 0分)1.有台直流他励电动机，其铭牌数据为：P N =5.5k W,U N=U f 2 2 0V,n N=1 500r /m i n.i =0.8,R a=0.2Q=试求：额定转矩T N额定电枢电流l aN：额定电枢电流时的反电势：直接启动时的启

32、动电流：若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串人多大的启动电阻?此时启动转矩为多少？解：1.T N=9.55P N/n N=9.55*5.5*1 000/1 500=3 5 N.m2.I aN=p N/(r|U N)=3 1.2 5A3.E=U N-I aN R a=2 2 0-3 1.2 5*0.2=2 1 3.7 5V4.I s t=U N R a=2 2 0/0.2=1 1 00A5.r s t=U N/(R a-R ad)U N/3 l aN-R a=2 2 0/(3*3 1.2 5)02=2.1 5QT s t=Kt(p r s t=(9.55E n N)3 I aN=(9.55*

33、2 1 3.7 5/1 500)*3*3 1.2 5=1 2 7.6 N.m2.某一调速系统在高速时的理想空载转速n o l =1 450r/m i n,低速时的理想空载转速n 02=1 00r/m i n,额定负载时的转速降n N=50r m i n。试画出该系统的静特性：求出调速范围D 和低速时系统的静差度s 2：在n m ax 与 s 2 一定时，扩大调速范围的方法是什么？调 心 统中应采取什么措施保证转速的稳定性？解：1 .静特性2 .D=m i ax n m i n=(n O 1-An N)/(n 02-An N)=(1 450-50)/(1 00-50)=2 8S 2=An N n

34、 02=0.53 .由D=n m ax S 2 /(An N(1-S 2)n j,在 n m ax 与 S 2 一定畤扩大调速范围的方法是减小n N ,系统应采用速度负反馈组成的闭环系统例 题3-4：一 台 他 励 直 流 电 动 机，其 籁 定数 据 为：PN=1 7 k W,UN=220V,IN=91A,nN=1 500r/m i n,Ra=0.2 2 O o 试 求：(1 )TN=?(2 )直 接 启 动 时 的=?(3)如 果 要 使 启 动 电 流 不 超 过 额 定 电 流的 两 倍，求 启 动 电 阻 为 多 少？此 时 启 动转 矩 为 多 少？(4)如 果 采 用 降 压 启

35、 动，启 动 电 流 不 超过 额 定 电 流 的 两 倍，电 源 电 压 应 为 多少？TN=9.5 5aNNUN兀=K,%=9.5 5 9%=9.5 5UNTNR*StnNE=UN-IaNRa例 题:nN=法，T sr,一 台Y280s-4型 三 相 异 步 电 动 机，其1480r/min,Un=380v,Tln 0.8 6 8 ,co s cpn=0.8 84=1.8 P2N=1I K W1 N；9三 角 形 接%=65试 求；（1）、额 定 的 输 入 功 率、转 差 率、电流、转 矩？（2）、电 动 机 能 否 用 r-A启 动 电 流 和 启 动 转 矩？（3）、若 采 用 40

36、%、6 0%、的 启 动 补 偿 器 进 行 降 压 启 动,头？降 压 启 动,80%三 个 抽 头应 选 用 哪 个 抽rp _ p NN 如PIN /NS NstY3TJitC O S cp TN=9.5 5nN&=（0.4）2 X r,22 =（0.6）2 X T；23 =（0 8）2 X.，其 它：单 相 异 步 电 动 机、同 步 电 动 机、控 制电 动 机、电 机 的 选 择3.5 一台直流发电机，其部分铭牌数据如下：PN=180kW,UN=230V,nN=1450r/min,nN=89.5%,试求：该发电机的额定电流；电流保持为额定值而电压下降为100V时，原动机的输出功率（

37、设此 时 n=r（N）PN=UNIN180KW=230*ININ=782.6A该发电机的额定电流为782.6Ap=1100/n NP=87.4KW3.6 已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：PN=7.5KW,UN=220V,nN=1500r/min,nN=88.5%,试求该电机的额定电流和转矩。PN=UNIN n N7500W=220V*IN*0.885IN=38.5ATN=9.55PN/nN=47.75Nm3.7 一 台 他 励 直 流 电 动 机：PN=15KW,U N=220V,I N=63.5A,nN=2850r/min,Ra=0.25 Q,其空载特性为：U（）/V 115 184 2

38、30 253 265If/A 0.442 0.802 1.2 1.686 2.10今需在额定电流下得到150V和 220 V 的端电压，问其励磁电流分别应为多少？由空载特性其空载特性曲线.当 U=150V 时 If=0.71A当 U=220V 时 If=1.08A3.8 一台他励直流电动机的铭牌数据为：PN=5.5KW,UN=110V,IN=62A,n N=1000r/min,试绘出它的固有机械特性曲线。Ra=(0.500.75)(l-PN/UNIN)UN/IN=0.6(1-5500/110*62)*110/62=0.206。即二皈。/(5-1W 2)=1131r/minTN=9.55*550

39、0/1000=52.525Nm52.5253.9 一台并励直流电动机的技术数据如下：PN=5.5KW,U N=110V,IN=61A,额定励磁电流/fn=2A,nN=1500r/min,电枢电阻 Ra=0.2。,若忽略机械磨损和转子的铜耗，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。noUNnN/(UN-INRa)TN=9.55PN/I1N=110*1500/(110-61*0.2)=9.55*5500/1500=1687 r/min=35Nm16873.10 一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=6.5KW,U N=220V,IN=34.4A,n

40、 N=1500r/min,Ra=0.242。,试计算出止匕电动机的如下特性：固有机械特性；电枢服加电阻分别为3 Q和 5 Q 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6=0.8 6 N时的人为机械特性；并绘出上述特性的图形。n()=UNnN/(UN-lNRa)=220*1500/220-34.4*0.242=1559r/minTN=9.55PN/I!N=9.55*6500/1500=41.38Nm155941.38 n=U/Ke 6-(Ra+Rad)T/KeKt 6 2 n=U/Ke 6-RaT/9.55Ke2 62当 UN=0.5 UN 时 n=732 r/minn()=U

41、NnN/2(UN-INRa)=780 r/min3.1 5 一 台 直 流 他 励 电 动 机，其 额 定 数 据 如 下：PN=2.2 K W,UN=Uf=l 1 O V,nN=1 5 00r/m i n,n N=0.8,Ra=0.4。,Rf=8 2.7Q o试求：额定电枢电流1 An；额定励磁电流小；励磁功率P f；额 定 转 矩 TN;额定电流时的反电势；直接启动时的启动电流；如果要是启动电流不超过额定电流的2倍，求启动电阻为多少欧？此时启动转矩又为多少？PN二U/aN H N2200=110*3*0.8IaN=25A Uf=RflfN1=110/82.7=1.33A Pf=UflfN=

42、146.3W额定转矩TN=9.55 PN/nN=14Nm 额定电流时的反电势EN=UN-MRa=110V-0.4*25=100V 直接启动时的启动电流kt=UN/Ra=110/0.4=275A 启动电阻2IN UN/(Ra+Rst)Rst1.68Q启动转矩K e。=(UN-lNRa)/nN=0.066Ia=UN/(Ra+Rst)T=KtIa 6=52.9A=9.55*0.066*52.9=33.34Nm.2.8如图2.3(b)所示，电动机转速IIM=950 r/m in,齿轮减速箱的传动比J尸J2=4,卷筒直径D=0.24m,滑轮的减速比J3=2,起重负荷力F=100N,电动机的费轮转距GD2

43、M=L05Nm2,齿轮，滑轮和卷筒总的传动效率为0.8 3 o试球体胜速度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G D2Z3 M=3.14*2n/60=99.43 rad/s.提升重物的轴上的角速度3=c)M/j面3=99.43/4*4*2=3.11rad/sv=3 D/2=0.24/2*3.11=0.373m/sTL=9.55FV/n cnM=9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NMGD2Z=6 GDM2+GDL2/jL2=1.25*1.05+100*0.242/322=1.318NM25.1有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为

44、50H z，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。no=6Of7p S=(n0-n)/n0=60*50/2 0,02=(1500-n)/1500=1500r/min n=1470r/min电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470 r/min,转子电流频率.f2=Sf=0.02*50=l Hz5.6有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。线电压为38 0V时，三相定子绕组应如何接法?型号PN/kWUN/V满载时1st八 NTst/TNTmax/TNnN/r min1 IN/A n NX 100 cos 6Y132S-63220/380960 1

45、2.8/7.2 83 0.756.52.02.0求 n0,p,SN,TN,Ts t,Tm a x 和 Is t；额定负载时电动机的输入功率是多少?线电压为38 0V时-，三相定子绕组应为Y型接法.(2)TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.8NmTst/TN=2 Tst=2*29.8=59.6 NmTinax/TN=2.0 Tmax=59.6 NmL/IN=6.5 Ist=46.8A一般 nN=(O.94-O.98)no no=nN/O.96=lOOO r/minSN=(n0-nN)/n0=(1000-960)/1000=0.04P=60f7 no=6O*5O/lOOO=

46、3 n=PN/P输 入P 输 入=3/0.83=3.615.11有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下:PN/kWnN/r min”UN/VnNxioocos(bNTst/TpqTmax/TN接法401470380900.96.51.22.0 当负载转矩为250N m时-，试问在U=UN和 U=0.8UN两种情况下电动机能否启动？TN=9.55 PN/nN=9.55*40000/1470=260NmTst/TN=1.2Tst=312NmTst=KR2U2/(R22+X202)=312 Nm312Nm250Nm所以U=UN时 电动机能启动。当 U=0.8U 时 一 Tst=(0.82)KR2U2/

47、(R22+X202)=0.64*312=199 NmTstTL所以电动机不能启动。欲 采 用 Y-换接启动,当负载转矩为0.45 TN和 0.35 TN两种情况下，电动机能否启动？TstY=TstA/3=1.2*TN/3=0.4 TN当负载转矩为0.45 TN时电动机不能启动当负载转矩为0.35 TN时电动机能启动若采用自耦变压器降压启动，设降压比为0.6 4,求电源线路中通过的启动电流和电动机的启动转矩。IN=PN/UN n N cos 6 N J 3=40000/1.732*380*0.9*0.9=75AISJIN=6.5Ist=487.5A降压比为0.64时电流=K3 1st=0.642

48、*487.5=200A电动机的启动转矩T=K2 Tst=0.642312=127.8 Nm5.15异步电动机有哪儿种调速方法？各种调速方法有何优缺点？调压调速这种办法能够无级调速，但调速范围不大转子电路串电阻调速这种方法简单可靠，但它是有机调速，随着转速降低特性变软，转子电路电阻损耗与转差率成正比，低速时损耗大。改变极对数调速这种方法可以获得较大的启动转矩，虽然体积稍大，价格稍高，只能有机调速，但是结构简单，效率高特性高，且调速时所需附加设备少。变频调速 可以实现连续的改变电动机的转矩，是一种很好的调速方法。5.16什么叫恒功率调速？什么叫恒转矩调速？恒功率调速是人为机械特性改变的条件下，功率

49、不变。恒转矩调速是人为机械特性改变的条件下转矩不变。例2-2 112.4所示机电动传系统，减速机构为网级减速箱，已知齿轮齿数之比ZJZL3,Z4/Z5=5,减速.机构的效型%=0.92、各齿轮的飞轮惯盘分别为磔：=29.4Nm 2,GDj=78.4N.mJ,GZ）；=49NmGD；=196NmJ,电 动 机 的 飞 轮 惯 致GD：=294Nm，负载的飞轮惯量GO：=4SO.8Nm,负我转走冗=470.47m,试求：折算到电动机轴上的负载转柜或：折算到电动机旃上系统的飞轮惯量GD；.E E 2,4 例 2-2 图解(1)r=x r -s(470.4x-xlx)N*in=34.1N*mL “为

50、Z,ZWC 3 5 0.92(2)GD=GD；+GD：)+(GD；.GD；),fG D；+GD：)八 il=(294+29.4)+行8，-4 5二,(1 9 6 +450.8卜 一 N，/3*0 x5)-=340Nnn2如用近似计策则GD产 SGD.+-1.15x 2944-Jt I5吗 N.m2=340.1N-m20 x5)1例2-3有 机电生动系统如图2.5所示、已知每根轴的飞轮惯量和转速分别为GD-87.4N m2,-2500r/min:GD：=245N m2,n2=lOOOr/min;GD=735N m2,叼=500r/m in.负薪转矩石=98Nn?,电动机拖动转矩&=29,4N m