(电大复习)2013.1电气传动与调速系统参考答案

电气传动与调速系统试题 一、选择 题（每题 2 分，共 10分） 1他励式直流电动机在制动方法中哪种方法的方程式与电动状态时的方程式相同（ A ） A.反馈制动 B.电源反接 C.能耗制动 D.以上都是 2哪种电动机的机械硬度最大（ C ） A.直流电动机 B.三相异步电动机 C.同步电动机 3在三相异步电动机的调速方法中，哪种方法最复杂（ D ） A.调压调 速 B.转子电路串电阻调速 C.变极调速 D.变频调速 4三相异步电动机定子旋转磁场的转速与转子的转速之间的相互关系是（ A ） A.定子旋转磁场转速大于转子的转速 B.定子旋转磁场转速等于转子的转速 C.定子旋转磁场转速小于转子的转速 D.定子旋转磁场转速是转子的转速的 2 倍 二 、判断 题 （ 每题 1 分，共计 10 分） 1.机械效率影响电动机与生产机械之间的速度传动关系。 （ 错误 ） 2.在正常情况下同步电 动机的机械硬度是绝对硬特性的。 （ 正确 ） 3.直流电动机的调速范围只有在静差率一定的条件下才有意义。 （ 正确 ） 4.电动机的速度调节与速度变化的含义是相同的。 （ 错误 ） 5.在改变极对数调速中， Y-YY 方法具有恒转矩调速性质。 （ 正确 ） 6三相异步电动机能耗制动的强弱程度只与所通直流电流大小有关。（ 错误 ） 7同步电动机的整个旋转磁场都是由定子电路产生的。 （ 错误 ） 三、 填空 题 （每空 1 分，共 10 分） 1. 在多轴系统中负载转矩和飞轮转矩的折算原则分别是 功率守恒 、 能量守恒 。 2. 限制直流电动机的启动电流，一般有 外串电阻 和 降压 两种方法。 3. 三相交流异步电动机的制动方法有：能耗制动、 反接制动 、 反馈制动 。 4. 一台直流发电机，已知数据如下： PN=180KW， UN=230V， nN=1450rpm， N=89.5%， 则该发电机的额定电流为 A，额定 转矩为 Nm。 5. 三相异步电动机进行星 -三角降压起动时，起动电流为直接起动时的 倍，起动转矩为直接起动时的 倍。 四、 简答（每小题 5 分，共 15 分） 1. 简述直流电动机不能直接启动的原因。 答： (1).换向器、电机绕组；（ 2） .生产机械；（ 3） .电网影响。 2.常用速度反馈元件有哪些？其输出与转速的关系？ 答： 常用速度反馈元件有：测速发电机、光电编码器。测速发电机一般输出为直流电压，电压幅值与转速呈线性关系。光电编码器输出为频率可 变的脉冲，其频率值与转速呈线性关系。 五、 计算设计题（ 55 分） 1.一台直流他励电动机的技术数据为： PN=7.5kW， UN=220V， IN=35A,nN=1500r/min， Ra=0.25(1)固有机械特性； (2)电枢附加电阻分别为 3和 5时的人为机械特性； (3)电枢电压为 UN/2 (4)磁通 =0.8 N （ 25分 ） 解：（ 1）根据公式：NaNNNe n RIUK =（ 220-35 0.25） 1500=0.141 NeNt 55K.9K =9.55 0.141=1.345 根据固有机械特性方程： TKKRKUn2Nte aNe N =220 0.141-0.25（ 0.141 1.345） T =1560-1.318T （ 2） 电枢附加电阻分别为 3和 5时的人为机械特性： TKK RRK Un 2NteadaNeN =1560-（ 0.25+3）（ 0.141 1.345） T=1560-31T TKK RRK Un 2NteadaNeN =1560-（ 0.25+5）（ 0.141 1.345） T=1560-27.7T (3)电枢电压为 UN/2时的人为机械特性： TKK RK Un 2NteaNeN =1560 2-1.318T=780-1.318T (4)磁通 =0.8 N时的人为机械特性： T64.0KK R8.0K Un 2NteaNeN =1560 0.8-1.318 0.64T=1950-2.059T 2 直流他励电动机的数据： PN=55kW， UN=220V， IN=280A,nN=635r/min， Ra=0.044 ，带额定负载转矩运行，求： (1)如果要求静差率 S 20%，采用电枢回路串电阻调速和降压调速时所能达到的调速范围； (2)如果要求调速范围 D=4,采用以上两种调速方法时的最大静差率。 （ 15 分） 解：（ 1）求调速范围： 电枢回路串电阻调速时， 额定负载转矩时容许的转速降为 /Nn =20% 0n =0.2 672.8=134.6r/min 容许的 最低转速为 nmin=n0- =672.8-134.6=538.2r/min， 则调速范围为 降压调速时， (额定负载转矩下的转速降 =37.8r/min)容许的最低理想空载转速为 容许的最低转速为 则调速范围为 (2)调速范围 D=4 时的最大静差率： 电枢回路串电阻调速时，容许的最低转速为 最低转速时的转速降为 则最大静差率为 降压调速时，容许的最低转速为 最低转速时的理想空载转速为 则最大静差率为 20% /N0nSn/Nnm a x Nm i n m i nnn 635D 1. 1 8n n 5 3 8 . 2 /Nn/ N0 n 3 7 . 8n 1 8 9 r / m i nS 0 . 2 /m i n 0 Nn n n 1 8 9 3 7 . 8 1 5 1. 2 r / m i n m a x Nm i n m i nnn 635D 4 . 2n n 1 5 1. 2 m a x Nm i n nn 635n 1 5 8 . 8 r / m i nD D 4 /N 0 m i n7 2 . 8 n n n 6 7 2 . 8 - 1 5 8 . 8 5 1 4 r / m i n /N0n 514S 1 0 0 % 1 0 0 % 7 6 . 4 %n 6 7 2 . 8 m a xm i n n 635n 1 5 8 . 8 r / m i nD4 /0 m i n Nn n n 1 5 8 . 8 3 7 . 8 1 9 6 . 6 r / m i n /N0n 3 7 . 8S 1 0 0 % 1 0 0 % 1 9 . 2 %n 1 9 6 . 6 (3)启动时间。 （ 15 分） 解：（ 1） (2)启动过渡过程的时间常数为 电 流初值为 Ist=2IN=2203.3=406.6A 额定电磁转矩为 负载转矩为 TL=0.6TN=0.6270=162Nm 电枢稳态电流为 理想空载转速为 设最终稳态转速为 ns，则由 得 于是可得 (3)启动所需时间取 4 ，则 3.一直流他励电动机，其额定功率 PN=40kW，额定电压 UN=220V，额定电流 IN=203.3A，额定转速 nN=1500r/min，电枢绕组电阻 Ra=0.06，系统的飞轮惯量 GD2=15N m2，负载转矩TL 是额定电磁转矩 TN 的 0.6 倍。若在电动机额定电流的二倍的条件下启动，试求： (1)应串入电枢回路的电阻 Rad； (2)启动过程中的 Ia(t)、 n(t)； t N e NK 9 . 5 5 K 1 . 3 2 7 N2etK K 0 . 1 3 9 1 . 3 2 7 0 . 1 8 4 启动瞬间电枢回路总电阻为 Na d astU 220R R 0 . 5 4 1I 2 2 0 3 . 3 adR 0 . 5 4 1 0 . 0 6 0 . 4 8 1 2m 2etG D R 1 5 0 . 5 4 1 0 . 1 1 8 s3 7 5 K K 3 7 5 0 . 1 8 4 N t N NT K I 1 . 3 2 7 2 0 3 . 3 = 2 7 0 N m LLtNT 162I 1 2 2 . 1 AK 1 . 3 2 7 N0eNU 220n 1 5 8 3 r / m i nK 0 . 1 3 9 0sst st LnnI I I 0s s t Lstn 1583n ( I I ) ( 4 0 6 . 6 1 2 2 . 1 ) 1 1 0 8 r / m i nI 4 0 6 . 6 m m