运动控制系统思考题课后习题复习资料完整版1

侧 , 忽略铁芯损耗 。

( 1 )画出异步电动机 T 形等效电路和简化电路。

( 2 )额定运行时的转差率sN,定子额定电流I1N和额定电磁转矩。 ( 3 )定子电压和频率均为额定值时,理想空载时的励磁电流I0。

( 4 )定子电压和频率均为额定值时,临界转差率sm和临界转矩Tem,画出异步电动机的机械特性。

Rs?Us?Is:(1)

Lls?I0L'lrRs?Rr'Uss?IsLlsL'lr?'IrLm?'Ir?1?1异步电动机简化等效电路Rr's异步电动机T型等效电路

(2) 额定运行时

由于额定转速nN?960r/min,同步转速n1?60fN60?50??1000r/min np3额定运行时的转差率sN?由

n1?n1000?960??0.04 n11000动

T

C1?1?Rs?j?1LlsLRs0.0060.35?1?ls?j?1?-j?1.023?j0.004?1.023j?1LmLm2?fNLm0.26100??0.26可得转子相电流幅值

?Rr'?2'??R?C??L?CLs11ls1lr??s??220??15.9735A172.5939?17.0953Ir'?Us2?2200.5??22?0.35?1.023????100????0.006?1.023?0.007?0.04??2??2气隙磁通在定子每相绕组中的感应电动势

?Rr??22?????15.9735?156.25?4.8361?202.7352V Eg?Ir??Llr1?s??N? 额定运行时的励磁电流幅值

2I0?Eg?1Lm?202.7352?2.482A

100??0.26由异步电动机简化电路,额定运行时的定子额定电流幅值

?Rr'?2'2??R???L?L1lslr?ss???220??16.3164A165.1225?16.6796Is?Ir'?Us2?2200.5??2?0.006?0.007?2(100?)?0.35??? 0.04??2??额定电磁转矩

Te?或Te?Pm?m1PmRr'3?30.5?I??15.97352??91.37N?m(依据T型等效网络)?1sN100?0.04'2r3np

?m1?3np?1I21NRr'3?30.5??16.31642??95.33N?m(依据简化等效网络)sN100?0.04?2200.35?(100?)?0.006?0.26?222(3) 定子电压和频率均为额定值时,理想空载时的励磁电流

I0?UsRs???Lls?Lm?2212?2.633A

(4) 定子电压和频率均为额定值时,临界转差率

sm?Rr'R??(Lls?L)3npUs22s212s21'lr2?0.50.35?(100?)(0.006?0.007)222?0.122

临界转矩

Tem?

2?1Rs?R??(Lls?L)?'2lr??200??0.35?0.35?(100?)(0.006?0.007)?3?3?2202222??155.83N?m异步电动机的机械特性:

nsn00smTemax01TemaxTe

4.2 异步电动机参数如4.1题,若定子每相绕组匝数Ns?125,定子基波绕组系数

kNS?0.92,定子电压和频率均为额定值.求:

(1)忽略定子漏阻抗,每极气隙磁通量?m和气隙磁通在定子每相中异步电动势的有效

值Eg。

(2)考虑定子漏阻抗,在理想空载和额定负载时的?m和Eg。 (3)比较上述3种情况下?m和Eg的差异,并说明原因。

解(1)忽略定子漏阻抗,气隙磁通在定子每相中异步电动势的有效值

Eg?Us?220V

每极气隙磁通量

Us?Eg?4.44f1NskNSΦm?Φm? Us220220???0.00864.44f1NskNS4.44?50?125?0.9225530流

2(2)考虑定子漏阻抗,理想空载时 励磁电

I0?UsRs???Lls?Lm?2212?2200.35?(100?)?0.006?0.26?22?2.633A

Eg?I0?1Lm?2.633?100??0.26?215.067V

Φm?Eg4.44f1NskNS2?215.067?0.0084

4.44?50?125?0.92额定负载时

?Rr??22???Eg?Ir????V1Llr?15.9735?156.25?4.8361?202.7352?s?N?Φm?Eg4.44f1NskNS?202.735?0.0079

4.44?50?125?0.92(3)忽略定子漏阻抗的气隙磁通要大于考虑定子漏阻抗理想空载时的气隙磁通大于考虑定子漏阻抗额定负载时气隙磁通。

忽略定子漏阻抗的

Eg 大于考虑下定子漏阻抗理想空载时的大于额定负载时的。

原因:忽略定子漏阻抗时,气隙磁通在定子每相中异步电动势的有效值相电压,而考虑定子漏阻抗时的漏阻抗时的

Eg就等于定子

Eg要用定子相电压减去定子漏阻抗的压降,所以忽略定子

Eg必然大,相应每极气隙磁通也大。考虑定子漏阻抗时,理想空载时励磁电感

上的压降只有励磁电感产生,而额定负载时还有负载并在励磁电感上,总的阻抗减小,压降也减小,所以理想空载时的

Eg大于额定负载时的

Eg,相应的每极气隙磁通也大。

Rs?Us?IsLls?I0LmL'lr?'Ir?1

4.3 接上题

?Es?Eg?'ErRr's(1)计算在理想空载和额定负载时的定子磁通?ms和定子每相绕组感应电动势Es。 (2)计算转子磁通?mr和转子绕组中的感应电动势(折合到定子边)Er。

(3)分析与比较在额定负载时, ?m、?ms和?mr的差异, Eg、Es和Er的差异,并说明原因。

解:Es?Us?RsIs

Es?4.44f1NskNSΦms?Φms?Es

4.44f1NskNS??U??[R?j?(L?L')]I? 或E?I'R'/s (2) Erss1lslrsrrr??4.44f1NskNSΦmr?Φmr?Er?Er

4.44f1NskNS

(3)额定负载时:气隙磁通

?ms??m??mr,Es?Eg?Er?m 是由定子励磁绕组和转子绕组产生的,定子全磁通

?ms 是定子绕组和转子绕

组产生的,转子全磁通

?mr 是转子绕组产生的。

Er 是转子磁通在转子绕组中的感应电动势,

Eg 气隙磁通在是定子每相绕组中的感应电动

势,4.4

Es 是定子全磁通在每相绕组中的感应电动势。

(1)

(2)(3)

(4)

4.5 异步电动机参数同4.1题,输出频率f等于额定频率fN时,输出电压U等于额定电压U N,考虑低频补偿,若频率f =0,输出电压U =10%UN。

( 1 )求出基频以下电压频率特性曲线U=f(f)的表达式,并画出特性曲线。

( 2 )当f=5H z和f =2Hz时,比较补偿与不补偿的机械特性曲线,两种情况下的临界转矩Temax 。

解 : (1)考虑低频补偿时:

U?90%UsfNf?10%Us?3.96f?22

不考虑低频补偿时:

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