电力拖动与控制课后答案 李岚 梅丽凤(2)

2-7 他励直流电动机稳定运行时，电枢电流的大小由什么决定？改变电枢回路电阻或改变电

源电压的大小时，能否改变电枢电流的大小？ 答：Ia由负载TL决定。不能。

2-8 他励直流电动机为什么不能直接起动？直接起动会引起什么不良后果？

答：起动开始瞬间，由于机械惯性的影响，电动机转速n?0,Ea?0,这时起动电流为

Ist?UNRa，因电枢电阻数值很小，因此，Ist很大，可达额定电流的（10~20）倍。

因此不能直接起动。

直接起动可能产生如下后果：1、大电流使电枢绕组受到过大的电磁力，易损坏绕组；2、使换向困难，主要是在换向器表面产生火花及环火，少坏电刷与换向器；3、过大的起动电流还会产生过大的起动转矩，从而使传动机构受到很大的冲击力，加速过快，易损坏传动变速机构；4、过大的起动电流会引起电网电压的波动，影响电网上其他用户的正常用电。

2-9 起动他励直流电动机前励磁绕阻断线，没发现就起动了，下面两种情况会引起什么后

果？(1)空载起动；(2)负载起动，TL＝TN。 答：（1）电机飞车，转速太高，容易造成事故。

（2）电机电枢中电流很大，却很可能起动不了，由于T?CT?IC， 此时磁场只有点剩磁很小。

2-10 如何判断他励直流电动机是处于电动运行状态还是制动运行状态？

答：电机所发出的电磁转矩与转速方向相同，即为电动状态。

若电磁转矩与转动方向相反，则为制动状态。

2-11 电动机在电动状态和制动状态下运行时机械特性位于哪个象限？

答：电动状态机械特性位于一、三象限； 制动状态机械特性位于二、四象限。

2-12 能耗制动过程和能耗制动运行有何异同点？

答：相同点：两种状态下，电磁转矩都与电机转向相反。

不同点：能耗制动中负载转矩与电磁转矩同向；

而能耗运行中负载转矩与电磁转矩反向。

2-13 电压反接制动与电动势反接制动有何异同点？

答：相同点：两种状态都是制动状态，即电磁转矩都与转向相反。

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不同点：电压反接制动中，电流方向发生改变；

而电动势方向制动中电流流向不变。

2-14 什么叫电力拖动系统的过渡过程？在过渡过程中为什么电动机的转速不能突变？

答： 指系统从一个稳定工作状态过渡到另一个稳定运行状态。

由于机械惯性时间远大于电磁惯性时间，在过渡过程中可以把电磁量任务是突变的，而机械量不能。

2-15什么是机械过渡过程？推导他励直流电动机拖动系统机械过渡过程解析式时作了哪些

假定？

答：指机械量如转速的变化过程（从一个稳态到另一个稳态）

假设：1）电源电压u恒定不变

2）磁通?恒定不变

3）负载转矩TL保持常数不变

2-16什么是他励直流电动机拖动系统机械过渡过程的三要素？机电时间常数的大小与哪些

量有关？

答：三要素指：初始值、稳态值、机电时间常数。

机电时间常数与系统的转动惯量、所串电阻、及励磁磁场有关。

2-17 他励直流电动机有那几种调速方法？各有什么特点？

答：1）电枢串电阻调速

特点：优点：设备简单、初投资少；

缺点：1、有级调速，级数有限，平滑性差

2、轻载时，调速范围小 3、低速时，?低，电能损耗大 4、低速运行，转速稳定性差 适用于调速性能要求不高的场合。

2）降低电压调速

特点：优点：1、电源电压能连续调节，调速的平滑性好，可达到无级调速；

2、无论是高速或低速，机械特性硬度不变，低速时稳定性好； 3、低速时电能损耗小，效率高。 缺点：设备的初投资大。

适用于对调速性能要求较高的设备上。

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3）减弱励磁磁通调速

特点：优点：1、电流较小的励磁电路中进行调节、控制方便，功率损耗小

2、用于调速的变阻器功率小，可较平滑调速，实现无级调速。 缺点：调速范围较小。

2-18 静差率与机械特性的硬度有何区别？

答：??n0?n，机械特性越硬，?越小。 n0可以利用?来衡量机械特性的硬度。

2-19 调速范围与静差率有什么关系？为什么要同时提出才有意义？

答：调速范围D?nmax，其中nmin受到调速相对稳定性限制，而稳定性则通过?（静nmin差率）反映，故同时考察D与?对调速系统才有意义。

2-20什么叫恒转矩调速方式和恒功率调速方式？他励直流电动机的三种调速方法各属于哪

种调速方式？

答： 恒转矩调速方式：当采用电枢串电阻调速和降低电枢电压调速时，则电动机容许输出的转矩为Tcy?CT?NIN?TN?常数。由此可见，???N,Ia?IN，

这两种调速方法在整个调速范围内，不论转速等于多少，电动机容许输出的转矩都为一恒值，因此称为恒转矩调速方式。

恒功率调速方式：当采用弱磁调速时，磁通?是变化的，因此容许输出转矩Tcy与转速n成反比。而输出功率P?Tcy??调速方式。

串电阻调速和降电压调速属于恒转矩调速方式，弱磁调速属于恒功率调速。

2-21 电动机的调速方式为什么要与负载性质匹配？不匹配时有什么问题？

答：电动机的容许输出转矩和容许输出功率，仅仅表示电动机的利用限度，并不代表电 动机的实际输出，电动机的实际输出是由负载的需要来决定的。负载有三种类型：恒转矩负载、恒功率负载、通风机型负载。每种类型的负载，在不同转速下所需要的转矩和电流是不同的。所以要根据电动机所拖动负载的性质来选择调速方式，达到合理使用电动机的目的。

2-22是否可以说他励直流电动机拖动的负载只要转矩不超过额定值，不论采用哪一种调速

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c2?n??k，即为一恒定值。故称为恒功率n60方法，电动机都可以长期运行而不致过热损坏？

答：不可以。串电阻调速和降压调速可以这样认为，但弱磁调速时TL?TN时，绕组

Ia?IN，故不能长时间运行。

2-23 一台他励直流电动机，铭牌数据为PN=60kW，UN=220V，IN=305A，nN=1000r/min，

试求：

（1） 固有机械特性并画在坐标纸上。 （2） T=0.75TN时的转速。

（3） 转速n=1100r/min时的电枢电流。

解：（1）Ra?1uNI2(N?PNI2)?1(220?305?60000?305)?0.038?， N2305CUN?INRa220?305?0.038e?N?n??0.208Vr?min N1000nN0?UC??220?1058rmin eN0.208TN?9.55Ce?NIN?9.55?0.208?305?605.8N?m

?通过（1058，0）及（1000，605.8）可以作出固有机械特性

（2）n?UNC?RaTNC?T?0.75TN时 e?Ne?NCT?Nn?2200.208?0.038?0.75?605.89.55?0.208?0.208?1016rmin （3）n=1100r/min

n?UNC?RaCIN e?Ne?N?IUNN?(C?n)Ce?NR?(1058?1100)0.208??229.9A e?Na0.0382-24 电动机的数据同上题，试计算并画出下列机械特性：

（1） 电枢回路总电阻为0.5RN时的人为机械特性。

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（2） 电枢回路总电阻为2RN的人为机械特性。

（3） 电源电压为0.5UN，电枢回路不串电阻时的人为机械特性。 （4） 电源电压为UN，电枢不串电阻，ф=0.5фN时的人为机械特性。

注：RN=UN/IN称为额定电阻，它相当于电动机额定运行时从电枢两端看进去的等效电阻。 解：（1）RN?UN220??0.721? IN305当外串后总电阻为0.5Rn时：

n?UN0.5Rn??T?1058?0.874T Ce?NCe?NCT?N（2）当电枢总电阻为2Rn?1.442?时：

n?UN2Rn??T?1058?3.49T Ce?NCe?NCT?N（3）U?0.5UN

n?0.5UNRa?T?529?0.092T Ce?NCeCT(?N)2（4）??0.5?N

n?UNRa?T?2116?0.368T

0.5Ce?N0.25CeCT(?N)22-25 Z2—71型他励直流电动机,PN=7.5kW， UN=110V， IN=85.2A， nN=750r/min，Ra=0.129Ω。采用电枢串电阻分三级起动,最大起动电流为2ln，试计算各级起动电阻值。 解：选I1?2IN，Rm?UN110??0.646? I12?85.2??3Rm30.646??1.711 Ra0.129?R1?Ra??1.711?0.129?0.221? R2?R1??0.221?1.711?0.378?

?Rst1?R1?Ra?0.221?0.129?0.092?

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