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1、电力拖动根底复习题一、填空题：U直流电机的机械特性方程为n=UaCe-RaT/CaC2,各项的意:义为同步转速no=UaCe转速将An=-RaT/CaG?斜率B=-Ra/CaG20他励直流电机的自然(固有)特性的条件Ua=UN中=(I尸人)电枢不串电阻。3。他励直流电机的人为特性与自然特性相比拟，降压人为特性的4率不变理想空载转速变化;串电阻皿不变g变化：弱磁人为no、B均变化。4。直流电机直接启动时，1.=(I0-2()In,带来膨响巨大的电磁力损坏绕组保护装置的动作无法起动换向的条件恶化电网电的波动影响其它电机的正常工作巨大的冲击力损坏减速装置O5。直流电机起动的方法有电枢串电阻或降低供电
2、电压.6。直流电机的制动有电压反接,电势反接,能耗制动,回馈制动.7。电机的电动状态和制动状态的区别为是视n与T方向：相同为电动，相反为制动。8o电机的回馈制动除了n与T方向相反还要nnno9。电机的调速指标：静差率5=&二2.,调速范围Q=4三,平滑性0=-,调速方法与负载转矩的配合，调速的经济性.100直流电机的恒转矩调速有调压调速,电枢串电阻,恒功率调速有弱磁调速.Il0直流电机的n=f为动态特性,n=f(T)为静态特性。12。判断电力拖动系统的稳定条件为d/dnVdlVdn13。产生电力拖动系统过渡(动态)过程的内因右.机械惯性、电磁惯性、热惯性外因有要求电机起动、制动、反向、调速:1
3、4o电力拖动系统过渡(动态)过程有：机械过渡过程(只考虑机械惯性的阶动态特性)和机械一电磁过渡过程(同时考虑机械惯性和电磁惯性的二阶动态特性15.电力拖动系统的运动状态为加速，减速，匀速是由运动方程中的T与T1.之差为0,一般不小于7.5KW容量可直接起动,假设大容量电机需直接起动须满足经验公式KTW143+S(KVA)/P(KW).20 .异步电机起动方法有直接、降压(定子串R、自耦变压器、Y-A)、转子串电阻、特殊电机、变频起动.21 .异步电机的调速方法有变极降压串级转子串电阻滑差调速变频调速等.22 .改善起动性能的特殊异步电机有深槽式异步电机双笼型异步电机高转差异步电机.23 .运用
4、异步电机可达无级调速的方法有串级、滑差、变频调速等.24 .电机的机械特性为硬特性是指：特性曲线的斜率小，负载转矩T的变化对转速n影响小。25 .直流电机空载时能否直接起动不能；半载呢不能：满载呢不能。26 .电动机在额定电动运行时进行电压反接制动瞬间n=上;假设在0.5额定转速时进行电压反接制动瞬间n=0.5r;flfl27 .交流异步电机的转差率为：S100%;当SVO时表示：电机处回馈制动状态;当Sl时表示：电机4处反接制动状态;电机在电动状态是转差率应为：大于0和小于1之间。28 .电机拖动负载是否稳定的必要条件是：电机机械特性和负载特性在nT平面有交点;充分条件是：电机拖动负载能运行
5、在一个稳定转速，当干扰来了能改变转速到达新的稳定转速，干扰消除后能够回到原来的稳定转速点。29 .当电动机的转速超过理想空载转速叱或同步转速小时,出现回馈制动。30.拖动恒转矩负载进行调速时，应采恒转矩调速方法,而拖动恒功率负载时应采用恒功率调速方法。31.异步电动机变极调速时，欲使转向不变应改变接线相序。32 .某他励直流电动机带恒转矩负载，当电枢串电阻后电机的转速将隆低电枢电流不变。33 .一台6极三相异步电动机接于50HZ的三相对称电源，其s=0.05,那么此时转子转速为950rmin,定子旋转磁通势相对于转子的转速为IO(X)r/min。34 .三相异步电动机带额定负载运行时，其转差率
6、一般在一大丁0和小丁1.范围内。35 .绕线式三相异步电动机，如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，那么起动转矩.增大,最大转矩一不变临界转差率变大。36 .当S在大于0和小于1范围内,三相异步电动机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为拖动转矩，S在小于0范围内，运行于发电机状态，此忖电磁转矩性质为制动转矩。37 .三相绕线式异步电动机的起动采用转子回路串电阻和频敏变阻器.38 .三相异步电动机降低定子电压，那么最大转矩Tm按降低定子电压倍数的平方，起动转矩TSt按降低定子电压倍数的平方,临界转差率Sm不变。39 .恒转矩调速适用于恒转矩负载,恒功率调速适用于恒功率负载。二、简答题：1、电机
7、的静态特性和动态特性分别指什么？答：电机的静态特性就是机械特性，表示电机的转速n与转矩T的函数关系(n=f(T);动态特性是指电机的各电磁量与时间的函数关系，如：n=f(t)、T=f(t)、Ia=f(t)2、电力拖动系统的各量正方向应该怎样确定？答：先确定转速n的方向：假设定顺时针为正，那么逆时针为负：然后确定电机转矩T的方向：与转速n的方向一致取正，反之取负；负载转矩T1.的方向与转速n方向相反取E,相同取负。3、为什么说交流异步电机的转差率能够表示运动状态？n-n答：异步电机的转差率为S=-i100%当S=I时，表示n=0电机刚起动或停止；当SVO时，表示nns电机为回馈制动状态；当IVS
8、VO时，表示nsnO电机为电动运行状态：Sl时，表示nV0电机为电压（势）反接制动。4、直流电机的那种调速方法比拟好？为什么？答：改变电枢电压的调速方法比拟好，因为那样只改变理想空载转速，而机械特性的斜率不变，和自然特性的硬度一致，相对稳定性好；且调速范围宽，能做到无级调速。5、他励直流电机的改变磁通调速有什么特点？答：改变磁通一般只能从额定磁通往下降，因此称为弱磁调速，此时理想空载转速上升，机械特性的斜率加大。所以弱磁调速只能将转速向上调，受到机械强度的限制，调速范围不大，另外机械特性的陡峭，相对稳定性差。6、交流异步电机的串级调速是什么原理？答：交流异步电机的串级调速是在转子回路串入附加电
9、势Ef,与转子电势E2的频率相同，相位相同或相反，调节附加电势的幅值便能等效的改变转差率S,到达改变转速的目的，7、为什么交流电机的变频调速特性最正确？答：因为交流电机的电源频率的变化，只改变同步转速ns,而电机机械特性的硬度（斜率）同自然特性一致，调节速度的相对稳定性好，且调速范围宽，调节速度的平滑性好，能做到无级调速。8、交流异步电机的变极调速是怎样进行的？答：改变异步电机定子绕组的极对数，那么改变电机的同步转速来调节转速；异步电机的变极有双绕组和单绕组的方法：双绕组是不同极对数的两组绕组，每次只用其中一组。单绕组中有几个绕组的抽头，联接不同的接线端子便组成不同的极对数。9、并励式直流发电
10、机的起始发电要注意什么？答：励磁电流产生磁通和剩磁极性一定要相同，10、他励直流电动机的起动时发生励磁回路断线会发生什么？答：他励直流电动机的起动时发生励磁回路断线时，相当很弱的剩磁特性下起动，理想的空载转速会极高，但特性很陡峭；空载起动时极易使电机飞车！负载起动时堵转而使电机发热严重，长时间会烧坏电机绕组！IK他励直流电动机和三相交流异步电机在进行电压反接制动时都要在转子回路串电阻，作用分别是什么？答：对直流电机需要串电阻限制制动电流，而异步电机转子串电阻的目的主要是提高制动转矩，因为异步电机的自然特性的制动转矩过小。12、深槽式异步电机是根据什么原理有利于起动特性的提高？答：深槽式异步电机
11、的槽深与槽宽之比达12（而一般电机只有56）,因此在异步电机起动瞬间，趋肤效应使转子绕组的通电流的有效面积减少一一电阻增大一一起动转矩增大；而正常运行时那么不影响。13、双鼠笼异步电机是根据什么原理有利于起动特性的提高？答：双鼠笼异步电机的外笼采用电阻率大的铝铜合金，内笼采用纯铜（紫铜）：异步电机起动初，转子绕组感应电势的频率高，趋肤效应使电流大局部经过外笼，外笼的电阻大使起动转矩大：正常运行时转子绕组感应电势的频率低（通常只有23HZ）,趋肤效应消失，工作电流大局部出内笼通过。14、简述异步电机能耗制动的原理？如何能提高制动转矩？答：异步电机的定子三相电流撤除后，失去了定子磁场，旋转的转子无
12、法将系统的动能转换成电能消耗掉，因此要在任两相定子绕组中输入直流电流，形成恒定的定子磁场，使系统动能转换为电能消耗尽后让电机停转。为了提高制动转矩须在转子绕组中串电阻。15、异步电动机长期运行在欠载状态是什么原因？带来的影响有那些？答：原因是选择电机的功率过大，使电机的负荷缺乏，功率因数低，无功损耗严重。16、直流电动机为什么不能直接起动？如果直接起动会造成什么后果？答：直流电机直接启动时，起动电流1.=（1020）In,带来即响：巨大的电磁力损坏绕组，保护装置的动作无法起动，换向的条件恶化，电网电的波动影响其它电机的正常工作，巨大的冲击力损坏减速装置。17、写出电力拖动系统运动方程式，分析其
13、运行状态？答：电力拖动系统运动方程式为：T-T,=-.当上式0为加速状态；Vo为减速状态：=0时为匀速或停1.375dt止状态。三、绘制机械特性：1、写出下列图他励直流电动机的各条机械特性曲线的名称（或根据名称绘机械特性）A固有特性B降压人为特性C转子串电阻人为特性D转速反转反接制动E弱磁人为特性F能耗制动G电压反接制动H回馈制动I反向电动特性J正向回馈制动2、试绘出异步电动机的人为特性曲线（图中已画出自然特性）：n定子降压人为特性枭子串电阻人为特性定子串森人为特性变频人为特性T变极人为特性滑差丹特性T四、计算题：1、一台他励直流电动机的额定功率PN=90kW,额定电压Un=440V,额定电流
14、In=224A,额定转速iin=1500r/min,电枢回路总电阻Ra=O.0938Q,电机原带位能负载工作在额定电动状态。试求：要求制动开始时限止最大制动电流为2.2In,采用能耗制动和电压反接制动时，电枢回路分别应串多大电阻？稳定的转速分别是多少？分别绘出上述情况下的静态特性和转速n及转矩T的动态特性曲线。电动势系数：Ce=融额定时的感应电势：EaN=Un-vR1=440-2240.0938=4191X410/-O279一15002zy41Q(1)能耗制动应串电阻值：R11=一一Ra=0.0938=0.756欧“2.27va2.2224R+Rl(0.0938+0.756)尸/稳定时转速是：
15、nw.=IN=X224=-682tV-WCe0,279mm(2)电压反接制动时稳定时转速是： 分别绘出上述情况下的静态特性和转速n及转矩T的动态特性曲线。2、一台三相八极异步电动机，额定功率Pn=250KW,额定电压Un=380V,额定转速nN=730rmin,过载能力入m=2.6试求：额定转差率Sn,额定转矩Tn,最大转矩Tm和所对应的临界转差率Sm;当S=0.015时的转速n及转矩T。7S0-730斛.额定转差率S=75(,xl0%=2.67%,P250额定转矩Tn=9550上=9550=3270.5(Nm)，/I.V730最大转矩Tm=2nTv=2.63270.5=85O3.3(7Vzz
16、?)临界转差率Sm=5(4+7V-1)=2.67(2.6+2.62-1)=13.35%当s=0.015时的转速n=ns(-S)=750(1-0.015)=738.75(r/min)2T转矩/=崂-A-a.2.Sln十S2x8503.3().015I0.13350.1335r0.0151887(Mm)3、他励直流电动机的额定功率Pn=15kW,额定电压Un=230V,额定电流In=75A,额定转速11n=1200r/min,电枢回路总电阻Ra=O.250,电机原带对抗性恒转矩负载工作在额定电动状态。试求：要求制动开始时限止最大制动电流为2In,电压反接制动时电枢回路应串Rf=?假设采用能耗制动，
17、允许最大的制动转矩为2.5Tn,应在电枢回路接入的电阻Rn=?稳定的转速分别是多少？分别绘出上述情况下的静态特性和转速n及转矩T的动态特性曲线。R11=工一-RU=2307o25_025=3-0.25=0.88()25IaN2.575 此电机的电势系数为：C=皿=Sl/凡=230-75X0.25二0,6nNnN1200RRllr(0.25+0.88)”能耗制动时的稳定时转速是：nw.=一一2-v=-X75=-481.5Ce0.176电压反接制动时的稳定时转速是：4、一台三相四极异步电动机，额定功率Pn=22KW,额定转速nN=1440rmin,fN=50Hz;当此电机用在60HZ频率的电源上，
18、且Ul、I2COS2,转差率SN保持不变，也不考虑磁路饱和影响。试求电机的转速、转矩和功率？解.5OHZ时：同步转速为：110=1500(r/min)P2额定转差率：SN=n(-n1500-144031500=0.04P?2额定转矩为：TN=9550为=9550=146(7V.w)nN1440当f=60HZ时：由于Ui、hCoSe2，转差率SN保持不变，那么U产E=4.44fkwN中m不变,但R提高了1.2倍，在Ul不变的情况下只有下降1.2倍。转矩为：T=cos=y=122(V.n)转速为：=(I-SN)=O-0.04)=1728(r/min)功率为：P=Tn122x172895509550
19、=22(KM5、他励直流电动机的数据为：Un=440V,In=76A,n=1000r/min,电枢回路总电阻Rs=0065RN,带0.8TN位能负载运行在电动状态。试求：假设以2Tn制动转矩进行电压反接制动，需串电阻Rf=?在上述制动到1.5时再改换2.5TN制动转矩进行能耗制动,需串电阻Rn=?定性绘出上述情况下的静态特性和转速n及转矩T的动态特性曲线。440解,电枢电阻为：Ra=0.065RN=0.065=0.376()76电势系数为:=0.4114cjv-440-76x0.376wv100O带0.8TN时的转速为:UslNRa440-0.87603760.4114=1014(rmin)“
20、UN+E八440+0.4114x1014八U”小、电压反接制动所串电阻RF=。-Ra=双m0.376=5.263()当上面电压反接制动到1.5TN时对应的转速为：此时再限流2.5IN的能耗制动，电枢应串电阻为：静态特性和转速n及转矩T的动态特性曲线绘制如下：6、一台三相绕线转子异步电动机的额定值为：Pn=150KW.Un=380V,m=2.611N=1455rmin,E2n=213V,I2n=420A.o试求：起动转矩Tst=?假设使起动转矩增大一倍，转子每相绕组应串多大电阻？解额定转矩为：Tn=9550-=9550=984.5(7Vw)nN1455Cna-n转差率为：SN=%l=0.031500临界转差率为：Sm=Sn(4+42-l)=0.03(2.6+2.62-l)=0.15起动转矩为:Tsl2Tm22.6984.5SJ亡0.15l0.15=751(Mm)串电阻后:过载系数为：4”Tm_2.6x984.5_1./2Tsr2751临界转差率为：S”：=sst(n,l+M27)=1(1.7+1.72-1)=3.08转子电阻为:5,vE,nG=X=0.032134203=0.00878()应串电阻为:C3AQ%=一一1)6=(-1)0.878=0.172()A.0.15
