《电气传动技术及应用》复习题 nmaxs2D?27．调压调速系统中，系统D、S、n和Δn之间的关系为 p311。 NN一、 填空（每空1分，共20分） ?nN(1?s2)1．交流异步电动机常用的调速方法有 变极对数、变转差率、变频 。p75 2．三相线绕式异步电动机的启动方法有 逐级切除启动电阻法 、 频敏变阻器启动法 。p72 28．伺服电动机是将电 信号转换成 轴上的转角或转速信号的控制电机。P97 3．直流他励电动机带动恒转矩负载运行，若电枢回路串电阻，则此时电动机转速 下29．改变交流电动机 旋转磁场方向 就可改变电动机的旋转方向。 降 ，电动机转矩 不变 。 30．电动机调速是指 在一定负载条件下，人为地改变电动机的电路参数，以改变电动机稳定4．他励直流电动机，现正运行在正向电动状态，现采用电源反接制动停车，则应把电动机电转速 p30 。 枢电压的方向换一下即“＋”“－“极性交换 Ｐ３５ 。 31．测速发电机是将 转速 信号转换 电压 信号。P112 5．异步电动机采用能耗制动时，首先将定子绕组从三相电源 断开，并立即在电枢中串接一个32．一般双闭环调速系统由 电流调节环（内环） 、 转速调节环（外环） 组成。电阻将电枢短接 通入直流电流。Ｐ３８ P326 6．在脉动磁场作用下的单相异步电动机是没有 启动 能力，所以为了解决这一问题，通常33．转速电流双闭环调速系统中，从反馈结构上看，电流调节环是 内环，转速调节环为 外
采用 电容分相式或罩极式单相 异步电动机。Ｐ８９ 环。P326 7．我国生产的重复短时工作制电动机， 工作情况通常用暂载率（或持续率）ε来 表征工作情34．在转速电流双闭环调速系统中，由于电流调节环、转速调节环都采用 PI 调tp况，ε=*100%。标准暂载率为15% 、25% 、40%、60% 。p442 节器，所以是 无静差 调速系统。P326 tp?t08．电动机在调速过程中，保持电枢电流不变情况下，输出转矩不变的调速称为 恒转矩调35．晶闸管导通条件为 阳极加正向电压 、 控制极加正向电压。 速，输出功率不变的调速称为 恒功率调速。在直流电动机调速方法中，调压调速是 恒转36．在闭环控制系统中，不仅输入量与输出量之间有 正向 控制作用，而且又有 反向矩 调速，弱磁调速是 恒功率 调速。Ｐ３０ 的反馈控制作用 控制作用。P302 9．在单闭环直流调速系统中，放大器采用PI调节器的系统称为 比例积分调节系统，采用P37. 单相可控整流电路控制角?是从坐标原点 算起。 调节器的系统称为 比例 调节系统。 10．调速系统主要技术指标有静态指标 、动态指标。 38. 三相可控整流电路控制角?是从自然换相点 算起。 11．调速系统的静态指标有 静差度、调速范围、 调速的平滑性。 二、 简答题（20分） 12．调速系统的动态性能指标 最大超调量 、 过渡过程时间 、 振荡次数 。p305 1．一台直流他励直流电动机PN=2.2KW、UN=110V、IN=25A、nN=1500r/min、Ra=0.4Ω 13．在单闭环直流调速系统中，若闭环和开环系统的理想空载转速一样，则闭环系统给定信号试问：nO、TN、ΔnN为多大？ (5分) 应为开环系统的给定信号 １＋Ｋ倍。Ｐ３１０ nNUN1500*11014．在给定电压相同时，闭环理想空载转速为开环理想空载转速1/(1+K)倍。P310 n0???1650r/min UN?INRa110?25*0.415．晶闸管导通之后，要恢复其阻断状态，必须把阳极正向电压 降低到一定值 或 断开或反方向 。Ｐ２２９ P220016．直流调速系统中，常采用的反馈形式有 转速负反馈 、 电动势负反馈 、 电压TN?9.55N?9.55?14N.M 负反馈 、 电流正反馈 。 nN150017．在开环控制系统中，控制量（输入量）对被控制量（输出量）只有 单向 的控制。?nN?n0?nN?1650?1500?150r Ｐ３００ 18.电动机调速范围D是定义为 电机在额度负载下所允许的最高转速Nmax和在保证生产机2．何谓逆变，何谓无源逆变？（5分）或何谓有源逆变？变流装置？ 械对转速变化率要求前提下所能达到的最低转速nmin之比 ，静差率S定义为 电机由理或要使整流电路实现有源逆变条件是什么？p274 想空载到额定负载时的转速降△Nn与理想空载转速n0的比值。P301 19． 机电时间常数 是反映机电传动系统机械惯性的物理量，加快系统过渡过程的主要措施 减小ＧＤ２（系统飞轮转矩）、 加大动态转矩Ｔd p47 。 3．机电传动系统的稳定运行的含义是什么？（10分） 20．直流电动机常用的调速方法有 电枢电路外串电阻 、 改变电机主磁通 、 改变电机电如图所示，曲线1和曲线2分别为电动机和负载的机械特性，试问电动机在A点能否稳定运行？枢供电电压 p30 。 为什么？ 21．三相鼠笼式异步电动机的启动方法有 直接启动、电阻或电流且降压启动、自偶变压降压 n n －启动软启动器 、 降压启动. 2 2 1 22．直流他励电动机的启动方法有 电枢回路内串接外加电阻启动、 降压启动 。 1 23．直流他励电动机带动恒转矩负载运行，若电源电压降低，则此时电动机转速 下降， A A T T 电动机转矩 不变 。 24．我国生产的短时工作制电动机规定标准运行时间为10min、30min、60min、 90min。 p441 (a) (b) 或多轴系统中，转矩折算原则及飞轮矩折算原则是什么？（10分） 25．我国将电动机运行方式（亦称工作制）分为三类，它们是 连续工作制、短时工作制 、 重复工作制 p438 。 26．改变直流电动机的 电枢电压极性 或 励磁绕组电压极性 就可改变 电动机的旋转方向。P27 如图所示，试说明下列几种情况下，电动机各运行在什么状态（电动、制动）？是加速、减速、还是匀速运行？ n TM n TL TM Tn L TM TL TM>TL TM=TL TM=TL (a) (b) (c) 电动、加速 电动、匀速 制动、减速 4. 有一台鼠笼三相异步电动机，正常运行时为Δ接法，在额定电压UN下启动，其启动转矩TST=1.2TN，若现采用Y-Δ换接启动，负载转矩TL=0.35TN，试问电动机能否启动？为什么？ 3.某调速系统如图所示（或如P312图11-13,图11-9、图11-10、图11-11所示），试分析这是何种调速系统？有哪些反馈?负载变化时，系统调整过程。（10分） + Uf + - BR Ia Ug ΔU Uk ? - R + M Ubo 或现采用40%、60%、80%三个抽头的自耦变压器降压起动，试问应选用哪个抽头？（5分） 11TSTY?TST??1.2TN?0.4TN?0.35TN 3322_ V T?KTST?K*1.2TN - + Ub 图中所示为单闭环调速系统，是典型的晶闸管—直流电动机有静差调速系统。有转速负反馈，3电流截止负反馈。 负载变化时，系统调整过程如下：直流电动机有晶闸管可控整流器经过平波电抗器 L供电。整 流电压Ud 由控制角 α来改变。触发器的输入控制电压为Uk 。而放大器的输入信号为ΔU ， 为给 定电压Ug 与速度反馈信号Uf 的差值。 当负载增加时，Ia 加大，电动机转速下降，测速电机电压下降，导致反馈电压Uf下降，但 Ug 5.交流异步电动机（或直流电动机）常用的电气制动方式有那些？若电动机运行在制动状态下，不变，于是偏差信号增加，ΔU上升，放大器输出Uk上升，它使晶闸管整流器的控制角α减小，整流电压上升，电动机转速又回到原来转速附近。 其主要特征是什么？ （5分） 电流截止负反馈环节正常时不起作用，应该截止。在过流时起作用，使电机转速降低直到停止直流他励电动机制动状态时，电机发出的转矩Ｔ与转速n方向相反，电动机工作在发电机运行状态，运转，从而防止电枢电流过大而烧坏电动机。具体过程如下：电流截止放反馈信号有串联在回路中电机吸收或消耗机械能，并将其转化为电能反馈回电网或消耗在电枢电路的电阻中。 的电阻 R上取出，电流正常时，IaR?Ub，二极管V不导通，电流截止负反馈环节不起作用，当 6.试述变频调速时，采用脉宽调制变频器的工作原理（10分） 主回路电流增加时，致使IaR?Ub时，二极管V导通，电流截止负反馈信号经过二极管与比较电或生产机械典型的负载机械特性有哪种？画出它们的机械特性曲线。 压Ub比较后，送到放大器，其极性与Ug相反，经过放大后控制α，使α增大，输出电压Ud减小，三、分析题（20分） 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，将电枢电路突然短接电机转速下降。若电流一直增加，则电机继续降速最后到零。起到了限流作用。 并串入电阻，（或采用电源反接制动，倒拉反接制动）试利用机械特性从机电过程上说明，从系统开四、计算题（26分） 始短接到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一台直流他励电动机其额定数据如下：PN=2.2KW，UN=110V，nN=1500r/min，?N=0.8，Ra=0.4?，的稳定平衡点？（10分） 试求： （1）短接并串入电阻为能耗制动 1）固有机械特性曲线 电动机在电动状态运行时，若将电枢电路突然短接并串入电阻，（或采用电源反接制动，倒拉2）当TL=0.8TN时，电枢电压降到80V则电机转速为多少？ 反接制动），便得到能耗制动状态。制动时，由于机械（2）电流反接制动Ｐ36（3）倒拉制动3）若启动电流不超过2IN，求启动电阻为多少？ P36 2.一台直流他励电动机拖动一台卷扬机构，现正在匀速上升，欲使重物匀速下降可采用那些方法实现？若下放速度低于额定转速，应采用什么方法？若要高于理想空载转速下放，又应采用什么方法？试从机械特性曲线来加以说明。 欲使重物匀速下降可采用反馈制动，倒拉反接制动、电源反接制动、能耗制动若下放速度低于额定转速，可采用倒拉反接制动Ｐ36 若下放－——理想转矩：则用反馈制动。Ｐ３4 2NT?0.4*1.2TT?0.6*1.2TT?0.8*1.2T1222NN?0.192TN ?0.432TN?0.768TNIN??UNPN?N2200?25(A)0.8*110 IST?3IN?3*25?75AU?IST*Ra?75*0.4?30V K?e?UN?INRanN 解：1）110?25*0.41??150015 n0?UNK?e?110*15?1650r/minN2.一台三相异步电动机，其技术数据如下：PN=3KW、UN=220/380V、连接方法Δ/Y，IN=12.8/7.2A、nN=960r/min、?N=0.83、COS?N=0.75、?st=1.2、?m=2.0、KI=6.5 试问：1）线电压为380V（或220V）时，三相定子绕组应如何正确连接？ 线电压为380V时，三相定子绕组为“Y”连接。 线电压为220V时，三相定子绕组 2）求nO、SN、TN、TST、（或Tmax、IST、P、sm） TN?9.55PN2200?9.55?14N.MnN1500TN?9.55PN3000?9.55?29.8N.MnN960TST??ST*TN?1.2*29.8?35.76N.m TMax??m*TN?2*29.8?59.6N.mIST?KI*IN?6.5*7.2?46.8A一般nN?(0.94?0.98)n0，所以n0?nN?1000r/min 0.96SN?p?2）当TL=0.8TN，电枢电压降到80V时： 方法一：因为：TL n0?nN1000?960??0.04 n01000 60f60*50??3n01000n0?0.8TN，所以Ia?0.8IN?20A E1?U?IaRa?80?20*0.4?72n?E1 3）额定负载时电动机的输入功率是多少？电动机的额定效率多少? 输入功率方法一：输入功率方法二：p1?pNK?e?72*15?1080r/minN??3000?3610(w) 0.83方法二： n? 3) UK?e?NRa9.55(Ke?N)T?80*15?20.43.有一直流开环调速系统在高速时，n01=1850r/min，低速时n02=150r/min， 额定负载时静态速*0.8*14?1094降50r/min 9.55(1/15)2试求：求出该系统调速范围D和系统的静差度S2。 电动机的额定效率：?=0.83 p1?3U1I1cos?1?3*380*7.2*0.75?3.55Kw U110R?N?Ra??0.4?1.8? 2IN2*25或试求：1）固有机械特性曲线。 同上 2）电枢附加电阻R=2Ω、TL=TN时电机转速为多少？ nMaxn01??nN1800???18 nMinn02??nN100nMax*s21800*s2又因为D?，所以18?， ?nN(1?s2)50(1?s2)D?4.有一直流调速系统，速度调节范围75r/min~1500r/min，要求静差度S=2%，该系统允需的额定静态速降为多少？ n?UN?Ia(Ra?R)K?e?N110?25*(0.4?2)?750r/min 1/153）若启动电流不超过3IN，启动时电枢电压应为多大？