第二部分(直流电机的电力拖动,思考题与习题)

1、第二部分        直流电机的电力拖动 思考题与习题 1、什么叫电力推拖动系统？举例说明电力拖动系统都由哪些部分组成。 2、写出电力拖动系统的运动方程式，并说明该方程式中转矩正、负号的确定方法。 3、怎样判断运动系统是处于动态还是处于稳态？ 4、研究电力拖动系统时为什么要把一个多轴系统简化成一个单轴系统？简化过程要进行哪些量的折算？折算时各需遵循什么原则？ 5、起重机提升重物与下放重物时，传动机构损耗由电动机承担还是由重物承担？提升或下放同一重物时，传动机构的效率相等吗？ 6、电梯设计时，其传动机构的上升效率<0.

2、5，若上升时=04，则下降时的效率是多少？若上升时负载转矩的折算值TL=15N·m，则下降时的负载转矩折算值为多少？ 7、从低速轴往高速轴折算时，为什么负载转矩和飞轮矩都要减小？ 8、起重机提升某一重物时，若传动效率小于0.5，那么下放该重物时传动效率为负值，此时的特理意义是什么？ 9、生产机械的负载转矩特性常见的哪几类？何谓位能性负载？ 10、表1中所列各电力拖动系统的数据不全，请通过计算把空格填满，计算时忽略电动机的空载转矩。 表1系统 序号 电磁转矩 Tem/N·m实际负载转矩 TL/N·m传动机构 电动机的负载转矩 TL/N·m运行 状态 效率速

3、比k180.5 0.7520 恒速 215 0.81212 3  1144.5恒速 417.61280.858  5 78 5.516.5减速 11、表2所列电动机拖动生产机械在稳态运行时，根据表中所给数据，忽略电动机的空载转矩，计算表内未知数据并填入表中。 表2生产机械 切削力或重物重 F,G/N切削速度或升降速度v/m·s-1电动机转速n/r·min传动效率 负载转矩 TL/N·m电磁转矩 Tem/N·m刨床 34000.429750.80 

4、 起重机 9800提升1.412000.75  下降1.4    电梯 1500提升1.09500.42  下降1.0    12、如图所示的运动系统中，已知n1/n2=3,n2/n3=2, GD =80N·m2，GD =250 N·m2，GD =750 N·m2，IL=90 N·m2，（反抗转矩），每对齿轮的传支效率均为=0.98，求折算到电动机轴上的负载转长和总飞轮矩。     &#

5、160;   (12题)                     （13题）                       （14题）13、如图所示的某起重机，吊

6、起GL=1500kg重物，已知吊钩重G0=100kg，传动机构总的速度比k=24，提升重物时的传动效率=0.78，电动机转速n=950r/min，提升速度vL=0.8m/s，忽略电动机的空载转矩，求:（1）提升重物时（计及吊钩重），计算其负载功率和电动机输出功率的大小（取g=9.8m/s2）;（2）提升重物时电动机的电磁转矩；（3）若将该重物仍以VL=0.8m/s2的速度下放，计算这时电动机的电磁转矩及输出功率。 14、如图所示所一龙门刨床的主传动机构图，齿轮1与电动机轴直接联接，各齿轮的齿数及飞轮矩如下 ： Z1=20， GD =8.3N·m2;   Z4=64

7、， GD =56.8N·m2;Z2=55， GD =40.2N·m2;  Z5=30， GD =37.3N·m2;Z3=38， GD =19.6N·m2;  Z6=78， GD =137.2N·m2;工作台G1重14715N（1500kg）,工件G2重9810N（1000kg）,切削力FL=9810N，切削速度VL=43m/min，传动效率=0.8，齿轮6的节距t6=20mm，电动机转子的飞轮距GD =230N·m2，求折算到电动机轴上的负载转矩及系统总的飞轮距。 15、电动机的理想空载转速与实际空载转速有何区别？

8、 16、什么叫固有机械特性？什么叫人为机械特性？他励直流电动机的固有特性和各种人为特性各有何特点？ 17、什么叫做机械特性上的额定工作点？什么叫做额定转速降？ 18、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？一般来说，若电动机的机械特性是向下倾斜的，则系统便能稳定运行，这是为什么？ 19、在下列的图中，哪些系统是稳定的？哪些系统是不稳定的？ 20、他励直流电动机稳定运行时，其电枢电流与哪些因素有关？如果负载转矩不变，改变电枢回路的电阻，或改变电源电压，或改变励磁电流，对电枢电流有何影响？ 21、直流电动机为什么不能直接起动？如果直接起动会引起什么后果？ 22、怎样实现他励直流电动机的能耗制动？试说明在

9、反抗性恒转矩负载下，能耗制动过程中的n、Ea、Ia及Tem的变化情况。 23、采用能耗制动电压反接制动进行系统停车时，为什么要在电枢回路中串入制动电阻？哪一种情况下串入的电阻大？为什么？ 24、实现倒拉反转反接制动和回馈制动的条件各是什么？ 25、试分别说明在反抗性恒转矩负载和位能性负载下，将他励直流电动机的电压反接后，最终将进入什么运行状态？ 26、当提升机下放重物时，要使他励电动机在低于理想空载转速下运行，应采用什么制动方法？若在高于时想空载转速下运行，又应采用什么制动方法？ 27、试说明电动状态、能耗制动状态、回馈制动状态及反接制动状态下的能量关系。 28、直流电动机有哪几种调速方法，各

10、有何特点？ 29、什么叫静养率？它与哪些因素有关？为什么低速时的静差率较大？ 30、电动机在不同转速下的容许输出转矩和功率是由什么决定的？ 31、何谓恒转矩调速方式及恒功率调速方式？他励直流电动机的三种调速方法各属于什么调速方式？ 32、为什么要考虑调速方式与负载类型的配合？怎样配合才合理？ 33、串励电动机为什么不能实现回馈制动？怎样实现能耗制动和反接制动？ 34、怎样改变他励、并励、串励电动机及复励电动机的转向？ 35、串励电动机为何不能空载运行？ 36、积复励电动机与他励、串励电动机比较有何特点？ 37、他励直流电动机的数据为：PN=10kW，UN=220V，额定电枢电流IN=53.4A

11、，额定转速nN=1500r/min，Ra=0.4，求：（1）额定运行时的电磁转矩、输出转矩及空载转矩；（2）理想空载转速和实际空载转速；（3）半载时的转速；（4）n=1600r/min时的电枢电流。 38、电动机数据同题237，试求出下列几种情况下的机械特性方程式，并在同一坐标上画出机械特性曲线。（1）固有特性；（2）电枢回路串入1.6电阻；（3）电源电压降至原来的一半；（4）磁通减少30%。 39、他励直流电动机的UN=220V，IN=207.5A，Ra=0.067，试问：（1）直接起动时起动电流是额定电流的多少倍？（2）如限制起动电流为1.5IN,电枢回路应串入多大的电阻？ 40、他励直流

12、电动机的数据：PN=7.5kW，UN=110V，IN=85.2A，nN=750r/min，Ra=0.13，如采用三级直动，最大起动电流限制为2IN，求各段起动电阻。 41、他励直流电动机的数据：PN=2.5kW，UN=220V，IN=12.5A，nN=1500r/min，Ra=0.8，求：（1）当电动机以1200r/min的转速运行时，采用能耗制动停车，若限制最大制动电流为2IN，则电枢回路中应串入多大的制动电阻；（2）若负载为位能性恒转矩负载，负载转矩为TL=0.9TN,采用能耗制动使负载以120r/min转速稳速下降，电枢回路应串入多大电阻。 42、一台他励直流电动机，PN=10kW，UN

13、=110V，IN=112A，nN=750r/min，Ra=0.1，设电动机带反抗性恒转矩负载处于额定运行。求：（1）采用电压反接制动，使最大制动电流为2.2IN，电枢回路应串入多大电阻。（2）在制动到n=0时，不切断电源，电机能否反转？若能反转，试求稳态转速，并说明电机工作在什么状态。 43、一台他励直流电动机，PN=4kW，UN=220V，IN=22.3A，nN=1000r/min，Ra=0.91，运行于额定状态，为使电动机停车，采用电压反接制动，串入电枢回路的电阻为9，求L（1）制动开始瞬间电动机的电磁转矩；（2）n=0时，电动机的电磁转矩；（3）如果负载为反抗性负载，在制动到n=0时不切

14、断电源，电机能否反转？为什么？ 44、一台他励直流电动机，PN=10kW，UN=220V，IN=53.4A，nN=1500r/min，Ra=0.41，该机用于提升和下放重物，求（1）当Ia=IN时，电枢回路分别串入2.1和6.2电阻时，稳态转速各为多少？各处于何种运行状态？（2）保持电压不变，Ia=IN，要使重物停在空中，电枢回路应串入多大电阻？（3）将电压反接，电枢回路不串电阻，Ia=0.3IN，稳态转速是多少？此时处于何种运行状态？（4）采用能耗制动下放重物，Ia=IN，电枢回路串入2.1电阻，稳态转速是多少？（5）采用能耗制动下放重物，Ia=IN，何种情况下获得最慢的下放速度？此时电机的

15、转速为多少？ 45、一台他励直流电动机，PN=29kW，UN=440V，IN=76A，nN=1000r/min，Ra=0.377，TL=0.8TN，求（1）电动机以500r/min的转速吊起得物时，电枢回路应串多大电阻？（2）用哪几种方法可使电动机以500r/min的转速下放重物？每种方法电枢回路应串入的电阻是多少？（3）电动机以500r/min的转速吊起重物时，突然将电压反接，并使Ia=IN，此时电枢回路应串入多大的电阻？电动机最终的稳态转速是多少？ 46、他励直流电动机数据为PN=30kW，UN=220V，IN=158.5A，nN=1000r/min，Ra=0.1，TL=0.8TN，求：（

16、1）电动机的转速；（2）电枢回路串入0.3电阻时的稳态转速；（3）电压降至188V时，降压瞬间的电枢电流和降压后的稳态转速；（4）将磁通减弱至80%N时的稳态转速。 47、一台他励直流电动机PN=4kW，UN=110V，IN=44.8A，nN=1500r/min，Ra=0.23，电机带额定负载运行，若使转速下降为800r/min，那么：（1）采用电枢串电阻方法时，应串入多大电阻？此时电机的输入功率、输出功率及效率各为多少（不计空载损耗）？（2）采用降压方法时，则电压应为多少？此时的输入功率、输出功率和效率各为多少（不计空载损耗）？ 48、一台直流电动机，UN=220V，IN=40A，nN=10

17、00r/min，Ra=0.5额定运行。当电压降至180V时求：（1）电动接成励时的电枢电流和转速；（2）电机接成并励时的电枢电流和转速（认为磁路不饱和）。 49、某生产机械采用他励直流电流及转速是多少？其数据为：PN=18.5kW，UN=220V，IN=103A，nN=500r/min，最高运速nmax=1500 r/min ，Ra=0.18，电动机采用弱磁调速。求（1）在恒转矩负载TL=TN，且= N条件下，电动机的电枢电流及转速是多少？此时电动机能否长期运行？为什么？（2）在恒功率负载PL=PN，且= N电动机的电枢电流转速是多少？此时能否长期运行？为什么？ 50、一台他励直流电动机PN=29kW，UN=440V，IN=76A，nN=1000r/min，Ra=0.38，采用调压及弱磁调速，要求最低理想空转速为250r/min，最高理想空载转速为1500r/min，求在额定转矩时的最高转速和最低转速，并比较这两条机械特性的静差率。 51、一台直流电动机，PN=74kW，UN=220V，IN=378A，nN=1430r/min，采用降压调速，已知Ra=0.023，直流电源内阻为0.022，当生产机械要求静差率为20%时，