机电传动控制后习题答案解析全集PPT教案

1、会计学1机电传动控制后习题答案解析全集机电传动控制后习题答案解析全集1、他励直流电动机的制动方法有（、他励直流电动机的制动方法有（ ）、（）、（ ）、（）、（ ）。）。三相鼠笼式异步电动机在相同电源电压下，空载启动比满载三相鼠笼式异步电动机在相同电源电压下，空载启动比满载启动的启动转矩（启动的启动转矩（ ）。）。第1页/共147页直流他励电动机启动时，若在加上励磁电流之前就把电枢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电压加上，这时会产生什么后果(试从试从TL=0和和 TL=TN两种情两种情况加以说明况加以说明)?晶闸管的导通条件是什么？晶闸管由导通转变为

2、阻断的条晶闸管的导通条件是什么？晶闸管由导通转变为阻断的条件是什么？件是什么？第2页/共147页直流电动机调速系统，若想采用恒功率调速，则可改变什直流电动机调速系统，若想采用恒功率调速，则可改变什么参数？么参数？ A Ke B C U 三相鼠笼式异步电动机在运行中断了一根电源线，则电动三相鼠笼式异步电动机在运行中断了一根电源线，则电动机的转速怎样变化？机的转速怎样变化？ A增加 B减少 C停转 第3页/共147页1、(5分分) 有一直流调速系统，有一直流调速系统，n011450 r/min，n02145 r/min，nN10 r/min，试求：系统的调速范围和系统允许，试求：系统的调速范围和系

3、统允许的静差度。的静差度。 （10分）一台三相异步电动机，定子绕组型连接，其额定分）一台三相异步电动机，定子绕组型连接，其额定数据为：数据为：PN=45kW，nN=1480r/min，UN=380V， N=92.3%，cos=0.88 , Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.9,Tmax/TN=2.2， 求：求： (1) 额定电流额定电流IN? (2) 额定转差率额定转差率SN? (3) 额定转矩额定转矩 TN 、最大转矩、最大转矩Tmax 和起动转矩和起动转矩Tst (4）如果负载转矩为）如果负载转矩为 510.2Nm，试问在，试问在U=UN和和U=0.9UN两种情况下电动机能否起动？两

4、种情况下电动机能否起动？ 第4页/共147页（10分）说明图分）说明图1是什么控制电路，并分析其工作原理。是什么控制电路，并分析其工作原理。第5页/共147页试设计一条自动运输线，该运输线上有两台电动机（试设计一条自动运输线，该运输线上有两台电动机（1M和和2M），），1M拖动运输机，拖动运输机，2M拖动卸料机，该系统需要满足以拖动卸料机，该系统需要满足以下条件：下条件： （1）1M先启动后，才允许先启动后，才允许2M启动；启动；（2）2M 先停止，经一段时间后先停止，经一段时间后1M 才自动停止，才自动停止，2M还可单还可单独停止；独停止；（3）两台电动机均有短路保护和长期过载保护。）两台电

5、动机均有短路保护和长期过载保护。要求绘出主电路和控制电路。要求绘出主电路和控制电路。第6页/共147页考试在考试在1/3左右左右两类题：分析、设计两类题：分析、设计一般不会是作业原题一般不会是作业原题理解了，比较简单理解了，比较简单第7页/共147页M3A B CKMFUQSFR星形星形- -三角形换接起动控制三角形换接起动控制第8页/共147页第9页/共147页KMRM3ABCFUSFRKMF正反转控制线路正反转控制线路KM1KM22M31M3第10页/共147页串电阻启动串电阻启动M3L1L2L3FUFRKM1KM2KMR1R2M3L1L2L3FUSFRKM1KM2KMR1R2第11页/共

6、147页KM1FUSM3FRKM2KM2KM2多速电机多速电机第12页/共147页第13页/共147页M3SFUKM1KM2KM3U1V2V1W2W1U2SB3KM1SB1KM1KM2KM3KM3KM1KM2KTKM2KTFRFR2.2.星形星形- -三角形换接起动控制三角形换接起动控制第14页/共147页KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBRKMRM3A BCKMFFUSFR电器互锁电器互锁机械互锁双保险双保险机械互锁（复合按钮）机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）电器互锁（互锁触头）2. 正反转控制线路正反转控制线路双重互锁保护双重互锁保护第15页/共147页 但在

7、实际工作中，生产设备往往既要求点动，又要能长但在实际工作中，生产设备往往既要求点动，又要能长期连续工作期连续工作( (即长动即长动) )。 采用选择开关采用选择开关S S来来选择工作状态，选择工作状态，S S打开打开时为点动工作，时为点动工作，S S闭合闭合时为长动工作。由于时为长动工作。由于此线路操作时多了一此线路操作时多了一个动作，故不太方便。个动作，故不太方便。 当按动按钮当按动按钮SB1时为长动工作时为长动工作, 而按复合按钮而按复合按钮SB2时为点动工作。时为点动工作。但此线路的可靠性不高但此线路的可靠性不高, 如果如果KM的释放动作缓慢的释放动作缓慢, 将因将因SB2的动断的动断触

8、点过早闭合触点过早闭合, 使使KM继续自锁而继续自锁而得电得电，并使电动机长动工作。，并使电动机长动工作。 为消除上述缺点，图中采用中间继电为消除上述缺点，图中采用中间继电器器K进行连锁控制。当按进行连锁控制。当按SB1时，通过时，通过K接接通通KM且且K自锁自锁, 使电动机长动工作；若按使电动机长动工作；若按SB2时时, 由于没有接通由于没有接通K, 所以不能将所以不能将KM自自锁，仅能点动工作，且当电动机已经起动锁，仅能点动工作，且当电动机已经起动长动工作后，长动工作后， 若再按点动按钮若再按点动按钮SB2, SB2将将不能再起作用。不能再起作用。3.点动控制线路第16页/共147页第17

9、页/共147页第18页/共147页第19页/共147页启动顺序启动顺序停车顺序停车顺序长动、点动长动、点动第20页/共147页KM1KM22M31M3工作互锁，同时停车第21页/共147页 KM1KM22M31M3工作互锁工作互锁, ,可单独停车可单独停车第22页/共147页1M1M启动，启动，2M2M才能启动，且才能启动，且2M2M停止后停止后1M1M才可以停车才可以停车如铣床的要求：主轴旋转，进给装置才能工作。进给装置停止，如铣床的要求：主轴旋转，进给装置才能工作。进给装置停止，主轴才能停止。主轴才能停止。1）两台电动机的互锁工作、停车都有互锁工作、停车都有互锁第23页/共147页1M1M

10、和和2M2M不能同时工作不能同时工作如龙门刨床的横粱与工作台之间如龙门刨床的横粱与工作台之间, ,刀架的进给与快速移动之间要求刀架的进给与快速移动之间要求两者不能同时工作两者不能同时工作1）两台电动机的互锁两电动机不能同时工作的互锁两电动机不能同时工作的互锁第24页/共147页通过行程开关控制（1K、2K、3K）顺序动作第25页/共147页电机电机STaSTb自动往复运动控制电路自动往复运动控制电路 限位开关限位开关采用复合采用复合式开式开关关。正向。正向运行运行停车停车的同时，自动的同时，自动起动起动反向反向运行；反之亦然。运行；反之亦然。关键措施关键措施KMRSBRKMFFRKMFSB1K

11、MFSBFKMRKMRSTaSTb第26页/共147页(4)(4)程序控制程序控制第27页/共147页8.16 要求三台电动机要求三台电动机1M、2M、3M按一定顺序启动：即按一定顺序启动：即1M启动后，启动后，2M才能启动；才能启动； 2M启动后，启动后，3M才能启动；停产时才能启动；停产时则同时停。试设计此控制线路。则同时停。试设计此控制线路。第28页/共147页一般会有一个计算题一般会有一个计算题填空题填空题选择题选择题第29页/共147页3.1 为什么直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压为什么直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成？而成？答答：转子在主磁通中旋转，要产生涡

12、流和磁滞损耗，采用硅钢：转子在主磁通中旋转，要产生涡流和磁滞损耗，采用硅钢软磁材料，可减少磁滞损耗，而采用软磁材料，可减少磁滞损耗，而采用“片片”叠压成，可减少涡叠压成，可减少涡流损耗流损耗。第30页/共147页*3.3 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩一台他励直流电动机所拖动的负载转矩TL常数，当常数，当电枢电压或电枢附加电阻改变时，能否改变其稳定运行状态电枢电压或电枢附加电阻改变时，能否改变其稳定运行状态下电枢电流的大小？为什么？这时拖动系统中哪些量必然要下电枢电流的大小？为什么？这时拖动系统中哪些量必然要发生变化？发生变化？常数LatTIKTIa均不变。均不变。n会变化。会变化。TKK

13、RKUnteae2aTEaaIKTnKERIEUE会变化。会变化。第31页/共147页*3.4一台他励直流电动机在稳定运行时，电枢反电势一台他励直流电动机在稳定运行时，电枢反电势E=E1，如负载转矩如负载转矩TL=常数，外加电压和电枢电路中的电阻均不变，问常数，外加电压和电枢电路中的电阻均不变，问减弱励磁使转速上升到新的稳定值后，电枢反电势将如何变化？减弱励磁使转速上升到新的稳定值后，电枢反电势将如何变化？是大于、小于还是等于是大于、小于还是等于E1？常数LatTIKT当当 时，时， Ia由由U=E+IaRa，EUIaRa当当Ia 时，时， E ，所以：所以：EE1aTEaaIKTnKERIE

14、U第32页/共147页*3.6已知他励直流电动机的铭牌数据如下：已知他励直流电动机的铭牌数据如下：PN=7.5kW，UN=220V，nN=1500r/min，N=88.5%，Ra=0.2。试求该电试求该电机的额定电流和额定转矩。机的额定电流和额定转矩。第33页/共147页直流电动机的额定值1. 额定功率额定功率PN : 电机轴上输出的机械功率(千瓦)。2. 额定电压额定电压UN ：额定工作情况下的电枢上电枢上加的直流电压。3. 额定电流额定电流IN ： 额定电压下，轴上输出额定功率时的电流 三者关系：PN=UNIN （ ：效率） 额定值：额定值：电机制造厂对电机正常运行时，对相关电量或机械量所

15、规定的数据。额定工况：额定工况：在额定值运行 4.4.额定转速额定转速nN ：在PN，UN，IN时的转速。第34页/共147页*3.6已知他励直流电动机的铭牌数据如下：已知他励直流电动机的铭牌数据如下：PN=7.5kW，UN=220V，nN=1500r/min，N=88.5%，Ra=0.2。试求该电机试求该电机的额定电流和额定转矩。的额定电流和额定转矩。)(52.38885. 022010005 . 7AUPINNNN)(75.4715505 . 795509550mNnPTNNN第35页/共147页3.8一台他励直流电动机的铭牌数据为：一台他励直流电动机的铭牌数据为：PN=5.5kW，UN=

16、110V，IN=62A，nN=1000r/min，试绘出它的固有机械特性曲线。，试绘出它的固有机械特性曲线。NNNNNaIUIUPR175. 050. 0)(258. 0172. 0621106211010005 . 5175. 050. 0aRaNNNNNNRIUnUKeUn0min)/(11701107)258. 0172. 0(6211010001100rn)(53.5210005 . 595509550mNnPTNNNTKKRKUnETaE2第36页/共147页3.9一台并励直流电动机的技术数据如下：一台并励直流电动机的技术数据如下：PN=5.5kW，UN=110V，IN=61A，额定

17、励磁电流，额定励磁电流IfN=2A，nN=1500r/min，电枢电阻，电枢电阻Ra=0.2 ，若忽略机械磨擦和转子的铜耗、铁损，认为额定运行状态下的电磁若忽略机械磨擦和转子的铜耗、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。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。答答：)(02.3515005 . 595509550mNnPTNNN)(59261AIIIfNNNaaNNNNNNRIUnUKeUn0min)/(16802 . 05911015001100rnTKKRKUnETaE2第37页/共147页3.10一台他励直流电动机的技术

18、数据如下：一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=6.5kW，UN=220V，IN=34.4A，nN=1500r/min，Ra=0.242 ，试计算出试计算出此电动机的如下特性：此电动机的如下特性：固有机械特性固有机械特性电枢附加电阻分别为电枢附加电阻分别为3 和和5 时的人为机械特性时的人为机械特性电枢电压为电枢电压为UN/2时的人为机械特性时的人为机械特性磁通磁通0.8 N时的人为机械特性时的人为机械特性TKKRnETa2KUnE0nnn0TKKRKUnETaE2第38页/共147页3.10一台他励直流电动机的技术数据如下：一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=6.5kW，UN=220V

19、，IN=34.4A，nN=1500r/min，Ra=0.242 ，试计算出试计算出此电动机的如下特性：此电动机的如下特性：固有机械特性固有机械特性aNNNNNNRIUnUKeUn0min)/(1559242. 04 .3422015002200rn)(5 .4015005 . 695509550mNnPTNNN第39页/共147页nTRKKnTKKRNateNtea22，所以nnRRRTKKRRnadaadaNteadaada112111RR13R时，当串入min)/(790590.242311rnmin)/(591500155910rnnnN）中，在（min)/(7697901559101r

20、nnnnnadada222RR15R时，当串入min)/(rn127823.10一台他励直流电动机的技术数据如下：一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=6.5kW，UN=220V，IN=34.4A，nN=1500r/min，Ra=0.242 ，试计算出试计算出此电动机的如下特性：此电动机的如下特性：电枢附加电阻分别为电枢附加电阻分别为3 和和5 时的人为机械特性时的人为机械特性TKKRnKUnnnn2ETaE00min)/(rn2812第40页/共147页min)/(./rnKUKUnUUeNEN577921559222001min)/(5 .720595 .779101rnnn3.10一台

21、他励直流电动机的技术数据如下：一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=6.5kW，UN=220V，IN=34.4A，nN=1500r/min，Ra=0.242 ，试计算出试计算出此电动机的如下特性：此电动机的如下特性：电枢电压为电枢电压为UN/2时的人为机械特性时的人为机械特性TKKRnKUnnnn2ETaE00第41页/共147页)1949(r/min0.815590.8nK0.8UKUn0.80NENE01N，min)/(2 .928 . 0598 . 018 . 0222221rnTKKRTKKRnNNteaNteamin)/(8 .18562 .9219491011rnnn3.10一台

22、他励直流电动机的技术数据如下：一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=6.5kW，UN=220V，IN=34.4A，nN=1500r/min，Ra=0.242 ，试计算出试计算出此电动机的如下特性：此电动机的如下特性：磁通磁通0.8 N时的人为机械特性时的人为机械特性TKKRnKUnnnn2ETaE00第42页/共147页*3.11为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？答答： 因为因为n=0，E=0，Ra很小，很小，Ist=UN/Ra，所以，所以Ist很大，会产生很大，会产生控制火花，电动应力，机械动态转矩冲击，使电网保护装置动控制火花，电动应力，机械

23、动态转矩冲击，使电网保护装置动作，切断电源造成事故，或电网电压下降等。故不能直接启动。作，切断电源造成事故，或电网电压下降等。故不能直接启动。*3.12 他励直流电动机启动过程中有哪些要求？如何实现？他励直流电动机启动过程中有哪些要求？如何实现？答答： 要求电流要求电流Ist（1.52）IN，可采用降压启动、电枢回路，可采用降压启动、电枢回路串电阻进行启动。串电阻进行启动。第43页/共147页*3.13直流他励电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加直流他励电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加上，若忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通，这时会产上，若忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢

24、电源接通，这时会产生什么现象（试从生什么现象（试从TL=0和和TL=TN两种情况加以分析）？当电动机运两种情况加以分析）？当电动机运行在额定转速下，若突然将励磁绕组断开，此时又将出现什么情况？行在额定转速下，若突然将励磁绕组断开，此时又将出现什么情况？答答： 当当TL=0启动时：因为励磁绕组有一定剩磁，使启动时：因为励磁绕组有一定剩磁，使0；启动时，；启动时，n0，E0，根据，根据UN=E+IaRa 知，知，UN全加在电阻全加在电阻Ra上，产生很大的上，产生很大的Ia （(1020)IN） ，但因为但因为0，所以，所以 TKtIa并不大，因为并不大，因为TL0，所以，所以Td大于大于0，系统会

25、加速，系统会加速启动；启动后，虽有启动；启动后，虽有n，使，使E变大点，但因为变大点，但因为0，所以，所以E仍不大，仍不大， UN大部分大部分仍要加在电阻仍要加在电阻Ra上，产生很大上，产生很大Ia和不大的和不大的T，使系统不断加速；当系统达到，使系统不断加速；当系统达到“飞车飞车”时，在相当大的某一时，在相当大的某一n稳速运行时，稳速运行时， TKtIa=TL 0，所以，所以Ia 0，此时，此时，E相当大，相当大，UN几乎和几乎和E平衡。平衡。第44页/共147页当当TL=TN启动时：启动时：n0，E0，根据，根据UN=E+IaRa 知，知，UN全加在电阻全加在电阻Ra上，产生很大的上，产生

26、很大的Ia（(1020)IN），但因为），但因为0，所以，所以 TKtIa并不大，并不大，因为因为TL= TN，所以系统无法启动。，所以系统无法启动。当电动机运行在额定转速下，当电动机运行在额定转速下， TKtNIaN = TLTN，nnN，此时断开，此时断开励磁，励磁， 0，虽然仍有，虽然仍有nnN，但，但E 0，根据，根据UN=E+IaRa 知，知，UN全加在电阻全加在电阻Ra上，产生很大的上，产生很大的Ia，但因为，但因为0，所以，所以 TKtIa并不大，因为并不大，因为TL= TN，所，所以以T TL，系统逐渐减速到停车。，系统逐渐减速到停车。第45页/共147页*3.15一台直流他励

27、电动机，其额定数据如下：一台直流他励电动机，其额定数据如下：PN=2.2kW，UN=Uf=110V，nN=1500r/min，N=0.8，Ra=0.4，Rf=82.7 。试求：试求： 额定电枢电流额定电枢电流IaN；额定励磁电流额定励磁电流IfN；励磁功率；励磁功率Pf；额定转矩；额定转矩TN； 额定电流时的反电势；额定电流时的反电势； 直接启动时的启动电流；直接启动时的启动电流； 如果要使启动电流不超过额定电流的如果要使启动电流不超过额定电流的2倍，求启动电倍，求启动电阻为多少？此时启动转矩又为多少？阻为多少？此时启动转矩又为多少？)(258 . 011010002 . 2) 1 (AUPI

28、PUINNNaNNNNaN，所以、因为)(33. 17 .82110I)2(ARUfffN、146.3(kW)1101.33UI、P(3)ffNf)(1415002 . 295509550)4(mNnPTNNN、)(1004 . 025110)5(VRIUEaaNN、第46页/共147页)(2754 . 0110I)6(ARUaNst、)(.)(814025211027astNstaNstaNstRUIRUIR，则RI、要使aNNaNNestNtstInEIKIKT1 .19255. 9)(83.312515001001 .19mNTst第47页/共147页3.163.16直流电机用电枢电路串

29、电阻的办法启动时，为什么要逐直流电机用电枢电路串电阻的办法启动时，为什么要逐渐切除启动电阻？切除太快，会带来什么后果？渐切除启动电阻？切除太快，会带来什么后果？答答：见书上图：见书上图3.233.23。如果只一段启动电阻，当启动后，把电阻。如果只一段启动电阻，当启动后，把电阻一下切除，则电流会超过一下切除，则电流会超过2I2IN N，冲击大。所以应采用逐级切除电，冲击大。所以应采用逐级切除电阻办法，切除太快，也会产生电流冲击大，见书上图阻办法，切除太快，也会产生电流冲击大，见书上图3.243.24。3.17 3.17 转速调节（调速）与固有的速度变化在概念上有什么区别？转速调节（调速）与固有的

30、速度变化在概念上有什么区别？答答：调速：在一定负载条件下，人为地改变电动机的电路参数，：调速：在一定负载条件下，人为地改变电动机的电路参数，以改变电动机的稳定转速。以改变电动机的稳定转速。速度变化：由于电动机负载转矩发生变化而引起的电动机速度变化：由于电动机负载转矩发生变化而引起的电动机转速变化。转速变化。第48页/共147页*3.18他励直流电动机有哪些方法进行调速？它们的特点是他励直流电动机有哪些方法进行调速？它们的特点是什么？什么？答：改变电枢电路外串电阻调速：改变电枢电路外串电阻调速：机械特性较软，稳定度低；空载或轻载时，调速范围不大；实现无级调速困难；电阻上消耗电能大。用于起重机、卷

31、扬机等低速运转时间不长的传动系统。改变电动机电枢供电电压调速：改变电动机电枢供电电压调速：电源电压连续变化时，转速可以平滑无级调节；在额定转速以下调；特性与固有特性平行，硬度不变，稳定度高，调速范围大；属恒转矩调速属恒转矩调速，适合拖动恒转矩负载，可以靠调电枢电压启动电机，不用其它设备。改变电机主磁通调速：改变电机主磁通调速：可无级调速，额定转速以上调（弱磁升速），特性软，最高转速不得超过额定转速的1.2倍，调速范围不大；属恒功率调速，适合于恒功率负载恒功率负载。往往和调压调速配合使用。第49页/共147页3.19直流电动机的电动与制动两种运转状态的根本区别何在？直流电动机的电动与制动两种运转

32、状态的根本区别何在？电动：电动机发出的转矩T与转速n方向相同；制动：T与n相反。*3.20他励直流电动机有哪几种制动方法？它们的机械特性他励直流电动机有哪几种制动方法？它们的机械特性如何？试比较各种制动方法的优缺点。如何？试比较各种制动方法的优缺点。反馈制动：反馈制动：运行在二、四象限，转速大于理想空载转速转速大于理想空载转速。用于起重机调速下放重物，电网吸收电能，运行经济。电源反接制动：电源反接制动：制动迅速，能量靠电阻吸收，但容易反向启动。倒拉反接制动：倒拉反接制动：可得较低下降速度，对TL大小估计不准，本应下降，也许会上升，特性硬度小，稳定性差，电阻消耗全部能量。能耗制动：能耗制动：用于

33、迅速准确停车及恒速下放重物，电阻消耗全部能量。第50页/共147页3.213.21一台直流他励电动机拖动一台卷扬机构，在电动机拖动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源突然反接，试利用机械特性从机电重物匀速上升时将电枢电源突然反接，试利用机械特性从机电过程上说明：过程上说明：（1 1）从反接开始到系统达到新的稳定平衡状态之间，电动）从反接开始到系统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的稳定机经历了几种运行状态？最后在什么状态下建立系统新的稳定平衡点？平衡点？（2 2）各种状态下转速变化的机电过程怎样？）各种状态下转速变

34、化的机电过程怎样？答答：（：（1 1）经历反接制动、反）经历反接制动、反向电动、反向回馈制动，最向电动、反向回馈制动，最后在反向回馈制动运行状态后在反向回馈制动运行状态下建立系统新的稳定平衡点。下建立系统新的稳定平衡点。第51页/共147页（2）当电压反向时，n不变，电压平衡方程式：UEIa(Ra+Rad)，Ia=(-U-E)/(Ra+Rad)0，T0，产生制动。当TTL时，还会 反向n E Ia T ，达到TTL，达到e点，稳速运行。第52页/共147页一般会有一个计算题一般会有一个计算题填空题填空题选择题选择题第53页/共147页* * * *5.15.1有一台有一台四极四极三相异步电动机

35、，电源电压的频率为三相异步电动机，电源电压的频率为50Hz50Hz，满载时电动机的转差率为满载时电动机的转差率为0.020.02，求电动机的同步转速、转子转，求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。速和转子电流频率。min)/(150025060600rpfnmin/14701500)02. 01 ()1 (000rnSnnnnSNNNN，因为)( 15002. 012HzfSfN第54页/共147页* * * *5.25.2将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动机是否会反转？为什么？调，此电动机是否会反转？为什么？答答：会反

36、转。因为三相绕组中电流的相序发生改变。：会反转。因为三相绕组中电流的相序发生改变。5.35.3有一台三相异步电动机，其有一台三相异步电动机，其n nN N=1470r/min=1470r/min，电源频率为，电源频率为50Hz50Hz。当在额定负载下运行，试求：。当在额定负载下运行，试求：(1) (1) 定子旋转磁场对定子定子旋转磁场对定子的转速；的转速；(2) (2) 定子旋转磁场对转子的转速；定子旋转磁场对转子的转速；(3) (3) 转子旋转磁场转子旋转磁场对转子的转速；对转子的转速；(4) (4) 转子旋转磁场对定子的转速；转子旋转磁场对定子的转速；(5) (5) 转子旋转子旋转磁场对定

37、子旋转磁场的转速。转磁场对定子旋转磁场的转速。第55页/共147页2min,/1500min,/1470)1 (0prnrnN所以、因为min)/(3014701500)2(0rnnN、02. 0150014701500)3(00、nnnSNN)( 15002. 012HzfSfNmin)/(3021606022rpfnmin)/(1500147030)4(202rnnnN、min)/(015001500)5(00221rnnn、(5) (5) 转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。(1) (1) 定子旋转磁场对定子的转速；定子旋转磁场对定子的转速；(2) (2)

38、 定子旋转磁场对转子的转速；定子旋转磁场对转子的转速；(3) (3) 转子旋转磁场对转子的转速；转子旋转磁场对转子的转速；(4) (4) 转子旋转磁场对定子的转速；转子旋转磁场对定子的转速；第56页/共147页5.45.4当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？随转子电流的增加而增加？答答：当负载增加时，转子电流增加；因为转子相当于变压器：当负载增加时，转子电流增加；因为转子相当于变压器的副边，而定子相当于变压器的原边，所以当转子电流增加的副边，而定子相当于变压器的原边，所以当转子电流增加时，定子电流也会增加。时，定子

39、电流也会增加。5.55.5三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？第57页/共147页TNbc点和点和a点比，因为点比，因为U ，而且，而且s cos2 ,根据根据T=KmI2cos2TL常数，知：常数，知：I2 答答：原来运行在：原来运行在a点，当电压点，当电压减小时，运行在减小时，运行在b点，因为点，因为n不变，不变，s不变，所以不变，所以cos 2不不变变因为因为UE1=4.44Kf1N1 ，所以当所以当U E2 I2 时，根

40、据时，根据T=KmI2cos2知：知：T ，此后：，此后： n s I2 T 直到直到c点。点。220222222222)(cossXRRXRRac第58页/共147页* * * *5.65.6有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。型号型号PN/KWUN/V满载时满载时Ist/INTst/TNTmax/TNnN/r.min-1 IN/A N cosNY132S-63220/380960 12.8/7.2 83% 0.756.52.02.0试求试求: (1) : (1) 线电压为线电压为380V380V时，三相定子绕组应如何接法？时，三相定子绕组

41、应如何接法？ (2) (2) 求求n n0 0，p p，S SN N，T TN N，T Tstst，T Tmaxmax，I Istst； (3) (3) 额定负载时电动机的输入功率是多少？额定负载时电动机的输入功率是多少？答答： (1) Y(1) Y接法。接法。P56P563min,/1000min,/960)2(0prnrnN所以、因为04. 01000960100000nnnSNN)(84.29960395509550mNnPTNNN第59页/共147页mNTTNstst69.5984.292mNTTNm69.5984.292maxAIINst8 .462 . 75 . 65 . 6)(6

42、1. 383. 03)3(1KWPPNN、* * * *5.75.7三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流如何变化？对电动机有何影响？电动机的电流如何变化？对电动机有何影响？电动机的电流会迅速增加电动机的电流会迅速增加, ,如果时间稍长电机有可能会烧毁如果时间稍长电机有可能会烧毁. . 第60页/共147页* * * *5.85.8三相异步电动机断了一根电源线后，为什么不能启动？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？这两种情况对电而在运行时断了一线，为什么仍能继续转动？这两种情况

43、对电动机将产生什么影响？动机将产生什么影响？答答：断了一根电源线后，变成单相异步电动机，没有旋转磁场，：断了一根电源线后，变成单相异步电动机，没有旋转磁场，所以不能启动。但仍能继续运转。所以不能启动。但仍能继续运转。启动时，脉动磁场使转子产生交变电流，发热。启动时，脉动磁场使转子产生交变电流，发热。运转时，因为断了一相，变成单相，而单相产生的脉动磁运转时，因为断了一相，变成单相，而单相产生的脉动磁场，分解成两个转向相反的旋转磁场后，存在：场，分解成两个转向相反的旋转磁场后，存在：Bm1=Bm2=Bm/2与转子旋转方向相同的旋转磁场的与转子旋转方向相同的旋转磁场的比三相运转时的比三相运转时的要小

44、，要小，所以所以I2增大增大；另外，与转子旋转方向相反的旋转磁场的；另外，与转子旋转方向相反的旋转磁场的使使T减减小。所以，断了一根电源线后，如果较大的小。所以，断了一根电源线后，如果较大的TL还不变，当稳定还不变，当稳定运行时，不但运行时，不但n下降，且下降，且I2相当大，会烧坏电机。相当大，会烧坏电机。第61页/共147页1AB2AB1BB2BB如果电流：如果电流：iA=Imcost则电流：则电流：iB=Imcos（t-180），即），即 iB为流出，与为流出，与iA相位相反相位相反最大，最大， 和和 转到转到A轴上轴上当当t=0时，时，AB1AB2AB当当t=180时，时，BB 最大最大

45、 和和 转到转到B轴上轴上1BB2BB第62页/共147页1AB2AB1BB2BB所以当所以当t=0时，应当把时，应当把1BB和和 退回退回180 2BB2AB1AB1BB2BB1AB1BB和和和都逆时针转，可合成和都逆时针转，可合成2AB2BB和和和都顺时针转，可合成和都顺时针转，可合成第63页/共147页2AB1AB1BB2BB1AB1BB1mB2AB2BB2mB1mB2mB和和大小相等、转向相反，转速相等，可以合成大小相等、转向相反，转速相等，可以合成为一个脉动磁场为一个脉动磁场 ，即电动机变为单相运行。，即电动机变为单相运行。 与与A相轴相轴线或线或B相轴线成相轴线成30角。角。mBm

46、B第64页/共147页5.9 5.9 三相异步电动机在相同电源电压下，满载和空载启动时，三相异步电动机在相同电源电压下，满载和空载启动时，启动电流是否相同？启动转矩是否相同？启动电流是否相同？启动转矩是否相同？答答：启动电流一样，启动转矩相同。：启动电流一样，启动转矩相同。21220222)(UXRRKTst21220222)(UXRRKTst22022202)(sXRsEI第65页/共147页5.10 5.10 三相异步电机三相异步电机 为什么不运行在为什么不运行在T Tmaxmax或接近或接近T Tmaxmax的情况下？的情况下？答答：一般：一般Tmax是是TN的的22.5倍，在倍，在Tm

47、ax或接近或接近Tmax运行时，运行时，I2大大很多，电机会被烧坏。很多，电机会被烧坏。根据异步电动机的固有机械特性在根据异步电动机的固有机械特性在Tmax或接近或接近Tmax的情况的情况下运行是非常不稳定的，有可能造成电动机的停转。下运行是非常不稳定的，有可能造成电动机的停转。第66页/共147页* * * *5.11 5.11 有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下：有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下：PN/KWnN/r.min-1UN/VNcosNIst/INTst/TNTmax/TN接法接法4014703800.90.96.51.22.0(1)(1) 当负载转矩为当负载转矩为250N.

48、m250N.m时，试问在时，试问在U=UU=UN N和和U U1 1=0.8U=0.8UN N两种情况下两种情况下电动机能否启动？电动机能否启动？(2)(2) 欲采用欲采用Y- Y- 换接启动，问当负载转矩为换接启动，问当负载转矩为0.45T0.45TN N和和0.35T0.35TN N两两种情况下，电动机能否启动？种情况下，电动机能否启动？(3)(3) 若采用自耦变压器降压启动，设降压比为若采用自耦变压器降压启动，设降压比为0.640.64，求电源线，求电源线路中通过的启动电流和电动机的启动转矩。路中通过的启动电流和电动机的启动转矩。第67页/共147页)(26014704095509550

49、) 1 (mNnPTNNN、，能启动时，LNT3122602 . 1T2 . 1stNTUU时，能启动时，无法启动，在所以，在、NLNLNNstYTTTTTTT35. 045. 04 . 02 . 131T31)2(st，不能启动时，L2st211T2003128 . 0T8 . 08 . 0stNTUU(3)当负载转矩为当负载转矩为250N.m250N.m时，试问在时，试问在U=UU=UN N和和U U1 1=0.8U=0.8UN N两种情况下电动机能否启动？两种情况下电动机能否启动？欲采用欲采用Y- Y- 换接启动，问当负载转矩为换接启动，问当负载转矩为0.45T0.45TN N和和0.3

50、5T0.35TN N两种情况下，电两种情况下，电动机能否启动？动机能否启动？若采用自耦变压器降压启动，设降压比为若采用自耦变压器降压启动，设降压比为0.640.64，求电源线路中通过的启动，求电源线路中通过的启动电流和电动机的启动转矩。电流和电动机的启动转矩。21220222)(UXRRKTst81273126402.TKTst2第68页/共147页* * * *5.15 5.15 异步电动机有哪几种调速方法？各种调速方法有何异步电动机有哪几种调速方法？各种调速方法有何优缺点？优缺点？答：调压调速：调压调速：可无级调速，但减小U时，T按U2减少，所以调速范围不大。转子电路串电阻调速：转子电路串

51、电阻调速：只适于线绕式。启动电阻可兼作调速电阻，简单、可靠，但属有级调速。随转速降低，特性变软，低速损耗大，用在重复短期运转的机械，如起重机。变极对数调速：变极对数调速：多速电动机，体积大，价贵，有级调速。结构简单，效率高，调速附加设备少。用于机电联合调速。变频调速：变频调速：用于一般鼠笼式异步电动机，采用晶闸管变频装置。第69页/共147页5.16 5.16 什么叫恒功率调速？什么叫恒转矩调速？什么叫恒功率调速？什么叫恒转矩调速？答答：在调速过程中，无论速度高低，当电动机电流保持不变：在调速过程中，无论速度高低，当电动机电流保持不变时，电磁转矩也不变，这种调速叫恒转矩调速。时，电磁转矩也不变

52、，这种调速叫恒转矩调速。在调速过程中，无论速度高低，当电动机电流保持不变在调速过程中，无论速度高低，当电动机电流保持不变时，功率也不变，叫恒功率调速。时，功率也不变，叫恒功率调速。第70页/共147页5.18 5.18 异步电动机有哪几种制动状态？各有何特点？异步电动机有哪几种制动状态？各有何特点？答：反馈制动：反馈制动：用于起重机高速下放重物，反馈制动时，动能变为电能回馈给电网，较经济，只能在高于同步转速下使用。反接制动：反接制动：电源反接时，制动电流大，定子或转子需串接电阻，制动速度快容易造成反转，准确停车有一定困难，电能损耗大。当倒拉制动时，用于低速下放重物，机械功率、电功率都消耗在电阻

53、上。能耗制动：能耗制动：比较常用的准确停车方法，制动效果比反接制动差。第71页/共147页第72页/共147页2.12.1从运动方程式怎样看出系统是加速的、减速的、稳定的和静从运动方程式怎样看出系统是加速的、减速的、稳定的和静止的各种工作状态？止的各种工作状态？答：运动方程式：答：运动方程式：dtdJTTLMdLMTTTTd0时：系统加速；时：系统加速； Td=0 时：系统稳速；时：系统稳速；Tdn,必须有必须有TM TL， nTL ，第84页/共147页考试内容很少考试内容很少第85页/共147页6.1 有一台交流伺服电动机，若加上额定电压，电源频率为有一台交流伺服电动机，若加上额定电压，电

54、源频率为50Hz，极对数，极对数p1，试问它的理想空载转速是多少？，试问它的理想空载转速是多少？答：答：min)/(300015060600rpfn第86页/共147页6.2 何谓何谓“自转自转”现象？交流伺服电动机是怎样克服这一现象，现象？交流伺服电动机是怎样克服这一现象，使其当控制信号消失时，能迅速停止。使其当控制信号消失时，能迅速停止。答：工作原理同单相异步电动机。答：工作原理同单相异步电动机。WC上加上加Uc，WF上加上加Uf时，时，两相绕组便产生旋转磁场，使转子旋转。两相绕组便产生旋转磁场，使转子旋转。当当WC上的上的Uc去掉后，转子仍转，叫自转。去掉后，转子仍转，叫自转。消除自转的

55、措施：使转子导条有较大电阻，出现消除自转的措施：使转子导条有较大电阻，出现Sm1，此，此时，交流伺服电动机当时，交流伺服电动机当Uc0时，时，T总是制动性的。这样便消除总是制动性的。这样便消除自转且能迅速停止。自转且能迅速停止。第87页/共147页6.3 有一台直流伺服电动机，电枢控制电压和励磁电压均保持不有一台直流伺服电动机，电枢控制电压和励磁电压均保持不变，当负载增加时，电动机的控制电流、电磁转矩和转速如何变，当负载增加时，电动机的控制电流、电磁转矩和转速如何变化？变化？答：当答：当TL T ，由，由 T=KtIa知，知，Ia，由，由n=f(T)方程知，方程知，n 。6.4 有一台直流伺服

56、电动机，当电枢控制电压有一台直流伺服电动机，当电枢控制电压Uc110V时，电时，电枢电流枢电流Ia10.05A，转速，转速n1=3000r/min，加负载后，电枢电流，加负载后，电枢电流Ia21A，转速，转速n2=1500r/min。试作出其机械特性。试作出其机械特性n=f(T)。答：答：aCaCRIUnKeIKeRKeUn)(，所以因为：RKeRKe1110)(150005. 0110)(3000代入已知条件得：第88页/共147页1500R11041.56R解以上两方程得：Kemin)/(307941.561101101500R1101500UC0rKeUnC)(341. 01150011

57、055. 955. 9222mNRIKIKTaeat第89页/共147页6.5 若直流伺服电动励磁电压一定，当电枢控制电压若直流伺服电动励磁电压一定，当电枢控制电压Uc=100V时，时，理想空载转速理想空载转速n0=3000r/min；当；当Uc=50V时，时，n0等于多少？等于多少？答：答：min/150050,1003000000rnKenKeKeUnC解这两个方程得，代入已知数据得：因为6.11 交流测速发电机在理想情况为什么转子不动时没有输出电交流测速发电机在理想情况为什么转子不动时没有输出电压？转子转动后，为什么输出电压与转子转速成正比？压？转子转动后，为什么输出电压与转子转速成正比

58、？答：当答：当n=0时，时，f1的的Uf加在加在WF上上f1的的f， f fmsint，方方向同向同WF轴线。轴线。 f在转子在转子涡流涡流磁通，阻止磁通，阻止f变化，与变化，与f合成合成1，1轴轴线同线同WF轴，与轴，与WC轴线垂直，所以不在轴线垂直，所以不在WC上产生感应电动势，上产生感应电动势，Uc0。第90页/共147页当当n0时，转子切割时，转子切割1 e2p i2p E2p 1mn，而当，而当Uf 一定时，一定时，1m 基本不变基本不变(Uf 4.44f1 N1 1m ), E2p nE2p i2p 脉动磁通脉动磁通2 ，正好和，正好和CW轴线重合轴线重合CW上上e0 。 E0 2

59、 E2p nE0 n或或U0E0Kn第91页/共147页7.1 电动机的温升与哪些因素有关？电动机铭牌上的温升值其含电动机的温升与哪些因素有关？电动机铭牌上的温升值其含义是什么？电动机的温升、温度以及环境温度三者之间有什么义是什么？电动机的温升、温度以及环境温度三者之间有什么关系？关系？答：温升与负载大小、负载持续时间（即运行方式）有关。答：温升与负载大小、负载持续时间（即运行方式）有关。铭牌上的温升值：指电动机允许的温度与周围介质温度铭牌上的温升值：指电动机允许的温度与周围介质温度（40）之差。）之差。电动机温升电动机温度环境温度电动机温升电动机温度环境温度7.2 电动机在运行中，其电压、电

60、流、功率、温升能否超过额定电动机在运行中，其电压、电流、功率、温升能否超过额定值？是何原因？值？是何原因？答：电压、温升不许超过额定值，否则烧坏电机。电流、功率答：电压、温升不许超过额定值，否则烧坏电机。电流、功率可短时超过额定值，因为热惯性，电动机在短时温升不能超过可短时超过额定值，因为热惯性，电动机在短时温升不能超过允许值。允许值。第92页/共147页*7.3 电动机的选择包括哪些具体内容？电动机的选择包括哪些具体内容？答：容量、种类、电压、转速、结构形式。答：容量、种类、电压、转速、结构形式。7.4 选择电动机的容量时主要应考虑哪些因素？选择电动机的容量时主要应考虑哪些因素？答：发热：应