机电传动与控制(共9页).doc

《机电传动与控制(共9页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机电传动与控制(共9页).doc（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、精选优质文档-倾情为你奉上习题及答案一、 填空题1.多轴拖动系统折算为单轴系统时，转矩折算依据折算前后 功率 不变的原则，转动惯量和飞轮转矩与运动系统的动能有关，可根据动能守恒原则进行折算。2.生产机械的典型机械特性可以归纳为以下几种： 恒转矩 型 、 恒功率 型、离心式通风机型和直线型。3.要有效地缩短机电传动系统过渡过程的时间，应设法减小 转动惯量 和提高 动态转矩 。4.机电传动系统中，低速轴的转矩大，高速轴的转矩小。5.生产机械对电动机调速系统提出的主要静态技术指标有 调速范围 、 静差度 、和平滑性。 6.直流电动机通过改变电源的 正负极性 来改变旋转方向，交流电动机通过改变 定子三

2、相交流电的通电相序 来改变旋转方向。7.直流电动机常用的调速方法有 改变电枢电压U 、 改变电枢电路外串电阻Rad 和改变电动机主磁通F。8. 三异步电动机主要由 定子 和 转子 构成。定子又称 磁极 ，转子又称 电枢 。9.一台三相异步电动机接入50Hz三相对称电源，额定运行时S=0.04，则此时转子感应电流的频率为 2 Hz。10.三相交流异步电动机按照转子的结构可分为绕线式异步电动机和 鼠笼式 式异步电动机。11.三相鼠笼式异步电动机的制动方法有 回馈制动 、反接制动和 能耗制动 三种。12.单相异步电动机无自启动能力，常采用 电容分相 法和 罩极 法进行启动。13.测速发电机是一种将转

3、速信号变换成 电 信号的元件，它的输出电压与转速成 正比 。14.同步电动机常采用 异步启动 法进行启动。15.晶闸管的导通条件是 阳极加正向电压 与 控制极加正向电压，晶闸管由导通转变为阻断的条件是阳极正向电压降低到一定值（或断开或反向） 。16.变频调速系统可以分为 交交 变频调速与 交直交 变频调速两大类。 二、判断题1.要加快机电传动系统的过渡过程，应设法减小飞轮惯量和加大动态转矩。（）2.位能性恒转矩是一种转矩方向随转速方向的改变而改变的转矩。 （X ）3.无论直流电机作电动机使用还是作发电机使用，转矩T和电动势E所起的作用是一样的。 （X ）4.位能性恒转矩是一种转矩大小和方向都不

4、改变的转矩。 （）5.直流电动机不允许直接启动，是因为启动电流很大。 （）6.直流电动机调速系统，若想采用恒功率调速，则可改变U。 （X ）7.绕线式异步电动机可以采用转子回路串电阻方法启动。 （）8.鼠笼式异步电动机的可以采用转子回路串电阻的方法启动。 （X ）10.单相异步电动机可以通过电源线换接的方法实现正反转变换。 （X ） 11. 直流调速系统的调速范围越大，则静差率也越大。 （）12. 测速发电机的输出电压与转速成正比。 （） 13. 直流它励电动机启动时，要先加励磁电流再接通电枢电源。 （）14. 三相异步电动机在运行时断了一根电源线，仍能继续转动。 （）15.对直流电动机而言，

5、负载增加就是指电枢电流增大。 （）16. 在脉动磁场作用下单相异步电动机没有启动能力。 （） 17.三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，则电动机的电流会减小。（X）18. 直流电动机不允许直接启动，是因为启动转矩很大。 （X ）19. 串励电动机不允许空载启动，因为理想空载转速趋近于无穷大。 （）20. 单相异步电动机可以通过电源线换接的方法实现正反转变换。 （X ） 21.能耗制动法可以避免反接制动存在的电动机反向启动的危险。 （）22.直流他励电动机启动时，要先加励磁电流再接通电枢电源。 （）23.采用积分调节器在调速系统中能够消除系统的静态偏差。 （）24.直流电动机调速系统，若想

6、采用恒转矩调速，则可改变U。 （） 25. 三相鼠笼式异步电动机在相同的电源电压下，空载启动比满载启动的启动转矩小。 （X ） 26. 反馈制动用于下放重物时，串接的附加电阻越大，转速越高。 （）27. 机电传动系统中低速轴的转矩小，高速轴的转矩大。 （X ）28.开环调速系统的精度比闭环调速系统的精度大。 （X ） 29.同步电动机必须采用异步启动法启动。 （）30.反馈制动法是比较常用的准确停车的方法。 （X ） 三、分析题1. 在下图中，曲线1和2分别为电动机与生产机械的机械特性曲线，试采用力矩平衡方程分析系统工作点A点是否为稳定平衡点。要求说明原因。21212112（A）（B）（C）（

7、D）AAAAnTnnnTTT21212112（A）（B）（C）（D）AAAAnTnnnTTT答：由动力学方程： ，可知：21212112（A）（B）（C）（D）AAAAnTnnnTTTA图：当n,nA时，TMTL；n,TL，所以A点是稳定平衡点。21212112（A）（B）（C）（D）AAAAnTnnnTTT B图：当n,nA时，TMTL；n,TL，所以A点是稳定平衡点。21212112（A）（B）（C）（D）AAAAnTnnnTTT C图：当n,nA时，TMTL；n,TL，所以A点是稳定平衡点。21212112（A）（B）（C）（D）AAAAnTnnnTTTD图：当n,nA时，TMTL；n,

8、nA时，TMn0时电动机处于发电状态，这时电枢切割磁场的方向与电动状态时的方向相反，电流改变了方向，电磁转矩也随之改变方向。回馈电能给电网。 反接制动：电源反接制动，改变电动机的电源极性，电流改变了方向，电磁转矩也由正变到负，这种方法容易造成反转，制动转矩较大，常用于快速正反转的场合。倒拉反接制动出现在位能负载转矩超过电磁转矩时候，例如起重机放下重物时。能耗制动：首先将电源断开，接着立即将一个大电阻串入电枢绕组，加快能量的消耗。所以电动机转速迅速下降，此时运动系统储存的机械能被消耗在转子电路的电阻中。机械特性曲线过原点，转速为0时，转矩也为0，制动准确，耗能，常用于准确停车。5. 三相鼠笼式异

9、步电动机的制动方法有哪些？各有何特点？答：异步电动机有三种制动方式：反馈制动，反接制动和能耗制动。反馈制动：当电动机的运行速度高于它的同步转速，即n1.n0时，电动机处于发电状态，感生电流方向改变，电磁转矩也随之改变方向，形成制动。特点：转速较高，回馈电能给电网。反接制动：电源反接制动，改变定子三相电流的相序，就改变了旋转磁场的方向，电磁转矩由正变到负。特点：制动转矩大，可快速制动，但容易造成反转，常用于快速正反转的场合。倒拉反接制动出现在位能负载转矩超过电磁转矩时，特点：可以不同的速度下放重物，但对负载估计不足可使位能负载上升，速度稳定性差。能耗制动：首先将三相交流电源断开，接着将一个低压直

10、流电源通入定子绕组，在电动机内部建立了一个固定的磁场，旋转的转子导体内产生的感应电流与恒定磁场相互作用，产生作用方向与转子实际旋转方向相反的转矩，形成制动。特点：速度稳定性好，制动准确，常用于准确停车，但耗能。 6. 请问直流他励电动机的人为机械特性有哪几种？请说明每种人为机械特性的特点。答：由电动机的机械特性方程 ： 知：可通过改变电枢电压， 改变励磁磁通，改变电枢电路串电阻三种方法来获得人为机械特性。(1) 改变电枢外加电压 理想空载转速n0随着电压的降低而降低。机械特性曲线与固有特性相互平行，机械特性硬度不变，是一组平行线。 (2) 改变励磁磁通 理想空载转速n0随着主磁通的降低而增加，

11、调速特性较软。 (3) 电枢电路串电阻 理想空载转速n0不变，机械特性硬度变软，是一组射线，在一定负载转矩下，串接不同的电阻可以得到不同的转速，机械特性较软，电阻越大则特性越软，稳定性越低。7. 结合交流异步电动机的机械特性曲线分析，在负载转矩不变的情况下，若电源电压降低了，此时电动机稳定运行时的转矩、电流及转速如何变化？ 答：当电源电压降低时，电动机机械特性曲线如图所示，此时电压U降低，转速下降，但在稳态时，因负载转矩TL不变，所以电磁转矩TN =TL不变；因n降低，s增加，所以电流I增加。当电源电压U下降较多时，机械特性曲线与负载特性曲线无交点，此时，电动机将无法拖动负载，电机转速下降直至

12、停车，造成堵转，电流很大，会烧坏电机。8. 一般同步电动机为什么要采用异步启动法？答：同步电动机的转子加以直流励磁，产生固定磁场；当定子接上三相交流电，产生了旋转磁场，并以同步转速转动。电动机开始启动时，两者相吸，定子旋转磁场欲吸着转子转动，但由于转子的惯性，它还没有来得及转动时旋转磁场却已转到了极性相反的方向，两者又相斥，所以平均转矩为零，同步电动机不能启动，所以同步电动机要采用异步启动法来启动。9. 晶闸管的导通与关断的条件是什么？答：若晶闸管的控制极（门极）不加电压，则晶闸管的阳极无论加正向电压还是反向电压，晶闸管均不导通。晶闸管阳极和控制极同时加正向电压，才能导通。晶闸管导通以后，控制

13、极就失去控制作用，当阳极正向电压降低到一定值（或断开或反向），晶闸管关断。10. 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？这两种情况会对电动机产生什么影响？答：三相异步电动机断了一根电源线后，相当于接了一个单相电源，此时电动机定子绕组产生的磁场为脉动磁场。脉动磁场可以分解为两个旋转方向相反，大小相等的旋转磁场，两个旋转磁场分别作用于转子而产生两个方向相反的电磁转矩。在电动机转速为0时，方向相反的两个转矩大小相等，合转矩为零，因而转子不能自行启动。而在运行时断了一线，电机已偏离启动点，合转矩不为零，在合转矩作用下，电机能自行加速到稳定运行状态，所以

14、电机仍能继续转动，这两种情况都会使电动机的电流增加。11. 三相鼠笼式异步电动机的启动方法有哪些？答：三相鼠笼型异步电动机的启动方式主要有两种： (1)全压直接启动即将电动机的定子绕组通过闸刀开关直接接入电源，在额定电压下进行启动。该法适用于中、小容量的异步电动机启动。 (2)降压启动启动时先降低电压，当转速接近额定值时，再恢复到额定电压。适用于启动时负载转矩不大的情况，如轻载或空载。常用的降压启动方式有：定子串电阻或电抗器降压启动；Y 降压启动；自耦变压器降压启动。 12. 一台电扇通电后不能启动，但经外力拨动下可以正常运转，你认为可能是什么故障，为什么？答：电扇中的电动机为单相异步电动机，

15、单相异步电动机接单相电源后产生的磁场为脉动磁场，可以分解为两个旋转方向相反的旋转磁场，两个旋转磁场分别作用于转子而产生两个方向相反的转矩，而且转矩大小相等。故其作用相互抵消，合转矩为零，因而单相异步电动机没有启动能力，转子不能自行启动，必须采用电容分相或罩极等方法启动，但单相电动机一旦启动，它能自行加速到稳定运行状态。该风扇不能启动是因为启动电容发生故障，无法启动，但经外力拨动下可以正常运转，是因为外力的作用使电动机偏离启动点，电动机在磁场的作用下可以自行加速到稳定运行状态。五、 计算题1.一台直流他励电动机，其额定数据如下：PN =5.5KW，UN =220V，IN =31.25A，Ra=0

16、.4，nN =1000r/min，如果这台电动机在额定负载下运行，试求：（1）电动机的固有机械特性；（2）当电动机电枢电压降为110V时，电动机的转速是多少？ 解： TL = TN =52.525, 当U=UN/2=110时2.一台直流他励电动机，其额定数据如下：，, 如果这台电动机在额定转矩下运行，试求：（1）电动机的电枢电压降至180V时，电动机的转速是多少？（2）电枢回路串入附加电阻时，电动机的转速是多少？解： （1）此时 则 故 （2）电枢回路总电阻而 则 故 3.有一台三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：PN =10KW，nN =1450r/min，UN=380V，接法，N=0.87

17、5，cos=0.87，Tst /TN=1.4，I st /IN=7。试求：（1）输出的额定转矩TN ； （2）当负载转矩为40N.m时，该电动机能否采用Y-换接启动，为什么？。解： TN = 9.55 PN /nN =9.551041450=65.86Nm （4分） 当U=UN时，Tst=1.4TN = 1.4 65.86 = 92.2 Nm Y-启动时，Tst= Tst/3 = 92.2/3 = 30.73 Nm Tst510.2Nm可以启动（2）由PN 3 UN IN Cos则IN =PN /( 3 UN IN Cos) =84.2(A)Y换接启动时，这时IstY=(1/3)Ist=(7/3)IN=196.5(A)TstY=(1/3)Tst=551.8/3=183.9(N.M) 专心-专注-专业