機電傳動控制第三版課后答案

習(xí)題與思考題

第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)

2.1說明機電傳動系統(tǒng)運動方程中的拖動轉(zhuǎn)矩，靜態(tài)轉(zhuǎn)矩和動態(tài)

轉(zhuǎn)矩。

拖動轉(zhuǎn)矩是有電動機產(chǎn)生用來克服負載轉(zhuǎn)矩，以帶動生產(chǎn)機

械運動的。靜態(tài)轉(zhuǎn)矩就是由生產(chǎn)機械產(chǎn)生的負載轉(zhuǎn)矩。動態(tài)轉(zhuǎn)

矩是拖動轉(zhuǎn)矩減去靜態(tài)轉(zhuǎn)矩。

2.2從運動方程式怎樣看出系統(tǒng)是處于加速，減速，穩(wěn)態(tài)的和靜

態(tài)的工作狀態(tài)。

TM-TL>0說明系統(tǒng)處于加速，TM-TIXO說明系統(tǒng)處于減速，

TM-TL=O說明系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)（即靜態(tài)）的工作狀態(tài)。

2.3試列出以下幾種情況下（見題2.3圖）系統(tǒng)的運動方程式，

并說明系統(tǒng)的運動狀態(tài)是加速，減速，還是勻速？（圖中箭頭方

向表示轉(zhuǎn)矩的實際作用方向）

TM-TLTM<TL

TM-TL=O說明系統(tǒng)處于勻速。TM-TL<0說明系統(tǒng)處于減速

TM

TM>TL

系統(tǒng)的運動狀態(tài)是減速系統(tǒng)的運動狀態(tài)是加速

TMTM

系統(tǒng)的運動狀態(tài)是減速系統(tǒng)的運動狀態(tài)是勻速

2.4多軸拖動系統(tǒng)為什么要折算成單軸拖動系統(tǒng)？轉(zhuǎn)矩折算為

什么依據(jù)折算前后功率不變的原則？轉(zhuǎn)動慣量折算為什么依據(jù)

折算前后動能不變的原則？

因為許多生產(chǎn)機械要求低轉(zhuǎn)速運行，而電動機一般具有較高的額

定轉(zhuǎn)速。這樣，電動機與生產(chǎn)機械之間就得裝設(shè)減速機構(gòu)，如減

速齒輪箱或蝸輪蝸桿，皮帶等減速裝置。所以為了列出系統(tǒng)運動

方程，必須先將各轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動慣量或直線運動部分的

質(zhì)量這算到一根軸上。轉(zhuǎn)矩折算前后功率不變的原則是P=T3,p

不變。轉(zhuǎn)動慣量折算前后動能不變原則是能量守恒MV=0.5J?2

2.5為什么低速軸轉(zhuǎn)矩大，高速軸轉(zhuǎn)矩??？

因為P=T3,P不變3越小T越大，3越大T越小。

2.6為什么機電傳動系統(tǒng)中低速軸的GD2逼高速軸的GD2大得

多？

因為P=T3,T=G6D2/375.P=wGaD2/375.,P不變轉(zhuǎn)速越小

GD?越大，轉(zhuǎn)速越大GD?越小。

2.7如圖2.3(a)所示，電動機軸上的轉(zhuǎn)動慣量為=2.5kgm2,

2

轉(zhuǎn)速nM=900r/min;中間傳動軸的轉(zhuǎn)動慣量JL=16kgm,

轉(zhuǎn)速RL=60r/mino試求折算到電動機軸上的等效專慣

量。

折算到電動機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣

>:j=Nm/Nl=900/300=3,jl=Nm/Nl=15

J=JM+Jl/j2+JL/j12=2.5+2/9+16/225=2.79kgm2

.2.8如圖2.3(b)所示，電動機轉(zhuǎn)速nM=950r/min,齒輪

減速箱的傳動比卜J2=4,卷筒直徑D=0.24m,滑輪的減

速比J3=2,起重負荷力F=100N,電動機的費輪轉(zhuǎn)距

22

GDM=1.05Nm,齒輪，滑輪和卷筒總的傳動效率為

0.83。試球體勝速度v和折算到電動機軸上的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩T

L以及折算到電動機軸上整個拖動系統(tǒng)的飛輪慣量

GD2,.

3M=3.14*2n/60=99.43rad/s.

提升重物的軸上的角速度3=3

MG向3=99.43/4*4*2=3.llrad/s

v=3D/2=0.24/2*3.11=0.373m/s

TL=9.55FV/ncnM=9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NM

2222

GDZ=8GDM+GDL/jL

=1.25*1.05+100*0.242/322

=1.318NM2

2.9一般生產(chǎn)機械按其運動受阻力的性質(zhì)來分可有哪幾種

類型的負載？

可分為1恒轉(zhuǎn)矩型機械特性2離心式通風(fēng)機型機械特性3直

線型機械特性4恒功率型機械特性,4種類型的負載.

2.10反抗靜態(tài)轉(zhuǎn)矩與位能靜態(tài)轉(zhuǎn)矩有何區(qū)別，各有什么特

點？

反抗轉(zhuǎn)矩的方向與運動方向相反,，方向發(fā)生改變時，負載轉(zhuǎn)矩的

方向也會隨著改變，因而他總是阻礙運動的.位能轉(zhuǎn)矩的作用方向

恒定，與運動方向無關(guān)，它在某方向阻礙運動，而在相反方向便

促使運動。

2.11在題2.11圖中，曲線1和2分別為電動機和負載的機械

特性，試判斷哪些是系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點？哪些不是？

交點是系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點.交點是系統(tǒng)的平衡點

交點是系統(tǒng)的平衡交點不是系統(tǒng)的平衡點

交點是系統(tǒng)的平衡點

第三章

3.1為什么直流電記得轉(zhuǎn)子要用表面有絕緣層的硅鋼片疊壓

而成？

直流電機的轉(zhuǎn)子要用表面有絕緣層的硅鋼片疊加而成

是因為要防止電渦流對電能的損耗..

3.2并勵直流發(fā)電機正傳時可以自勵，反轉(zhuǎn)時能否自勵？

不能,因為反轉(zhuǎn)起始勵磁電流所產(chǎn)生的磁場的方向與剩

余磁場方向相反,這樣磁場被消除，所以不能自勵.

3.3一臺他勵直流電動機所拖動的負載轉(zhuǎn)矩常數(shù)，當(dāng)電

樞電壓附加電阻改變時，能否改變其穩(wěn)定運行狀態(tài)下電

樞電流的大??？為什么？這是拖動系統(tǒng)中那些要發(fā)生

變化？

T=Kt6Iau=E+IaRa

當(dāng)電樞電壓或電樞附加電阻改變時，電樞電流大小不變.

轉(zhuǎn)速n與電動機的電動勢都發(fā)生改變.

3.4一臺他勵直流電動機在穩(wěn)態(tài)下運行時，電樞反電勢E=

Ei，如負載轉(zhuǎn)矩TL=常數(shù)，外加電壓和電樞電路中的電

阻均不變，問減弱勵磁使轉(zhuǎn)速上升到新的穩(wěn)態(tài)值后，電

樞反電勢將如何變化？是大于，小于還是等于R?

T=IaKt@,力減弱,T是常數(shù)L增大.根據(jù)EN=UN-IaRa，所

以EN減小.，小于Ei.

3.5一臺直流發(fā)電機，其部分銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=180kW,

UN=230V,nN=1450r/min,nN=89.5%,試求：

①該發(fā)電機的額定電流；

②電流保持為額定值而電壓下降為100V時，原動機的

輸出功率（設(shè)此時n=nN）

PN=UN【N

180KW=230*IN

IN=782.6A

該發(fā)電機的額定電流為782.6A

P=IN100/nN

P=87.4KW

3.6已知某他勵直流電動機的銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=7.5KW,

UN=220V,nN=1500r/min,nN=88.5%,試求該電機的額

定電流和轉(zhuǎn)矩。

PN=UN【NHN

7500W=220V*IN*0.885

IN=38.5A

Tpq—9.55PN/IIN

=47.75Nm

3.7—臺他勵直流電動機：P『15KW,UN=220V,/N=63.5A,

nN=2850r/min,Ra=0.25Q，其空載特性為：

U（）/V115184230253265

If/A0.4420.8021.21.6862.10

今需在額定電流下得到150V和220V的端電壓，問其

勵磁電流分別應(yīng)為多少？

由空載特性其空載特性曲線.

當(dāng)U=150V時If=0.71A

當(dāng)U=220V時If=1.08A

一臺他勵直流電動機的銘牌數(shù)據(jù)為：PN=5.5KW,

UN=110V,IN=62A,nN=1000r/min,試繪出它的固有機

械特性曲線。

Ra=(0.50~0.75)(l-PN/UNIN)UN/IN

=0.6(1-5500/110*62)*110/62

=0.206Q

no=nNUN/（UN-【NRa）

=113Ir/min

TN=9.55*5500/1000

=52.525Nm

3.9一臺并勵直流電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：PN=5.5KW,U

N=110V,，N=61A,額定勵磁電流/fn=2A,nN=1500r/min,電

樞電阻Ra=0.2Q,若忽略機械磨損和轉(zhuǎn)子的銅耗，鐵損,

認為額定運行狀態(tài)下的電磁轉(zhuǎn)矩近似等于額定輸出轉(zhuǎn)

矩，試繪出它近似的固有機械特性曲線。

n0=UNHN/(UN-INRH)T\—9.55P]\j/n\

=110*1500/(110-61*0.2)=9.55*5500/1500

=1687r/min=35Nm

1687

3.10一臺他勵直流電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：PN=6.5KW,U

N=220V,/N=34.4A,nN=1500r/min,Ra=0.242Q，試計算出

此電動機的如下特性：

①固有機械特性；

②電樞服加電阻分別為3Q和5Q時的人為機械特性；

③電樞電壓為UN/2時的人為機械特性；

④磁通6=0.86N時的人為機械特性；

并繪出上述特性的圖形。

①n0=UNHN/(UN-INRH)

=220*1500/220-34.4*0.242

=1559r/min

TN=9.55PN/I!N

=9.55*6500/1500

=41.38Nm

②n=U/Ke力-(Ra+Rad)T/K°Kt62

22

=U/Ke0-(Ra+Rad)T/9.55Kc4)

當(dāng)3Qn=854r/min

當(dāng)5Qn=311r/min

22

③n=U/Ke@-RaT/9.55Ke4)

當(dāng)UN=0.5UN時n=732r/min

=

noUNnN/2(UN-lNRa)

=780r/min

222

④n=U/0.8Ke0-RaT/9.55Ke。0.8

當(dāng)3=0.8<i>時n=1517r/min

=

noU]\|11^/0.8Ke。

=1964r/min

3.11為什么直流電動機直接啟動時啟動電流很大?

電動機在未啟動前n=O,E=O,而Ra很小，所以將電動機直

接接入電網(wǎng)并施加額定電壓時，啟動電流將很大」st=UN/Ra

3.12他勵直流電動機直接啟動過程中有哪些要求？如何實

現(xiàn)？

他勵直流電動機直接啟動過程中的要求是1啟動電流不

要過大,2不要有過大的轉(zhuǎn)矩.可以通過兩種方法來實現(xiàn)

電動機的啟動一是降壓啟動.二是在電樞回路內(nèi)串接

外加電阻啟動.

3.13直流他勵電動機啟動時，為什么一定要先把勵磁電流加

上？若忘了先合勵磁繞阻的電源開關(guān)就把電樞電源接

通，這是會產(chǎn)生什么現(xiàn)象（試從TL=O和TL=TN兩種情

況加以分析）？當(dāng)電動機運行在額定轉(zhuǎn)速下，若突然將

勵磁繞阻斷開，此時又將出現(xiàn)什么情況？

直流他勵電動機啟動時，一定要先把勵磁電流加上使因

為主磁極靠外電源產(chǎn)生磁場.如果忘了先合勵磁繞阻的

電源開關(guān)就把電樞電源接通，TL=0時理論上電動機轉(zhuǎn)速

將趨近于無限大，引起飛車，TL=TN時將使電動機電流大

大增加而嚴重過載.

3.14直流串勵電動機能否空載運行?為什么？

串勵電動機決不能空載運行，因為這時電動機轉(zhuǎn)速極高,

所產(chǎn)生的離心力足以將繞組元件甩到槽外，還可能串勵

電動機也可能反轉(zhuǎn)運行.但不能用改變電源極性的方法,

因這時電樞電流la與磁通6同時反響，使電瓷轉(zhuǎn)矩T依

然保持原來方向，則電動機不可能反轉(zhuǎn).

3.15一臺直流他勵電動機，其額定數(shù)據(jù)如下：

PN=2.2KW,UN=U(=110V,nN=1500r/min,nN=0.8,Ra=0.4

Q,R.82.7Qo試求：

①額定電樞電流1An；

②額定勵磁電流IfN；

③勵磁功率Pf;

④額定轉(zhuǎn)矩TN;

⑤額定電流時的反電勢；

⑥直接啟動時的啟動電流；

⑦如果要是啟動電流不超過額定電流的2倍，求啟動

電阻為多少歐？此時啟動轉(zhuǎn)矩又為多少？

①PN=UN【aNnN

2200=110*3*0.8

IaN=25A

②U.RflfN

1^=110/82.7

=L33A

③Pf=UflfN

=146.3W

④額定轉(zhuǎn)矩TN=9.55PN/nN

=14Nm

⑤額定電流時的反電勢EN=UN-【NRa

=110V-0.4*25

=100V

⑥直接啟動時的啟動電流Ist=UN/Ra

=110/0.4

=275A

⑦啟動電阻2IN>UN/(Ra+Rst)

Rst>1.68Q

啟動轉(zhuǎn)矩凡@=(UN-INRa)/nN

=0.066

Ia=U/(Ra+Rst)T=KtIa6

=52.9A=9.55*0.066*52.9

=33.34Nm

3.16直流電動機用電樞電路串電阻的辦法啟動時，為什么要

逐漸切除啟動電阻？如切出太快，會帶來什么后果？

如果啟動電阻一下全部切除,，在切除瞬間，由于機械慣

性的作用使電動機的轉(zhuǎn)速不能突變，在此瞬間轉(zhuǎn)速維持

不變，機械特性會轉(zhuǎn)到其他特性曲線上，此時沖擊電流會

很大,所以采用逐漸切除啟動電阻的方法.如切除太快，會

有可能燒毀電機.

3.17轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)（調(diào)速）與固有的速度變化在概念上有什么區(qū)

別？

速度變化是在某機械特性下，由于負載改變而引起的，二

速度調(diào)節(jié)則是某一特定的負載下,靠人為改變機械特性

而得到的.

3.18他勵直流電動機有哪些方法進行調(diào)速？它們的特點是

什么？

他勵電動機的調(diào)速方法：

第一改變電樞電路外串接電阻Rad

特點在一定負載轉(zhuǎn)矩下，串接不同的電阻可以得到不同

的轉(zhuǎn)速，機械特性較軟，電阻越大則特性與如軟，穩(wěn)定

型越低，載空或輕載時，調(diào)速范圍不大，實現(xiàn)無級調(diào)速

困難，在調(diào)速電阻上消耗大量電量。

第二改變電動機電樞供電電壓

特點當(dāng)電壓連續(xù)變化時轉(zhuǎn)速可以平滑無級調(diào)速，一般只

能自在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)節(jié)，調(diào)速特性與固有特性相互平

行，機械特性硬度不變，調(diào)速的穩(wěn)定度較高，調(diào)速范圍

較大，調(diào)速時因電樞電流與電壓無關(guān)，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速,

適應(yīng)于對恒轉(zhuǎn)矩型負載?？梢钥空{(diào)節(jié)電樞電壓來啟動電

機，不用其它啟動設(shè)備,

第三改變電動機主磁通

特點可以平滑無級調(diào)速，但只能弱詞調(diào)速，即在額定轉(zhuǎn)

速以上調(diào)節(jié)，調(diào)速特性較軟，且受電動機換向條件等的

限制，調(diào)速范圍不大，調(diào)速時維持電樞電壓和電流步變,

屬恒功率調(diào)速。

3.19直流電動機的電動與制動兩種運轉(zhuǎn)狀態(tài)的根本區(qū)別何

在？

電動機的電動狀態(tài)特點是電動機所發(fā)出的轉(zhuǎn)矩T的方向

與轉(zhuǎn)速n的方向相同.制動狀態(tài)特點使電動機所發(fā)的轉(zhuǎn)

矩T的方向與轉(zhuǎn)速n的方向相反

3.20他勵直流電動機有哪幾種制動方法？它們的機械特性

如何？試比較各種制動方法的優(yōu)缺點。

1反饋制動

機械特性表達式：n=U/Ke0-(Ra+Rad)T/keKt力2

T為負值，電動機正轉(zhuǎn)時,反饋制動狀態(tài)下的機械特性是第一

象限電動狀態(tài)下的機械特性第二象限內(nèi)的延伸.

反饋制動狀態(tài)下附加電阻越大電動機轉(zhuǎn)速越高.為使重物

降速度不至于過高，串接的附加電阻不宜過大.但即使不串

任何電阻,重物下放過程中電機的轉(zhuǎn)速仍過高.如果放下的

件較重.則采用這種制動方式運行不太安全.

2反接制動

電源反接制動

電源反接制動一般應(yīng)用在生產(chǎn)機械要求迅速減速停車和

向的場合以及要求經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的機械上.

倒拉反接制動

倒拉反接制動狀態(tài)下的機械特性曲線實際上是第一象限

電動狀態(tài)下的機械特性區(qū)現(xiàn)在第四象限中的延伸，若電動

反向轉(zhuǎn)在電動狀態(tài)，則倒拉反接制動狀態(tài)下的機械特性曲

就是第三象限中電動狀態(tài)下的機械特性曲線在第二象限

延伸..它可以積低的下降速度，保證生產(chǎn)的安全，缺點是若

轉(zhuǎn)矩大小估計不準(zhǔn)，則本應(yīng)下降的重物可能向上升,機械特

硬度小，速度穩(wěn)定性差.

3能耗制動

機械特性曲線是通過原點,且位于第二象限和第四象限

的一條直線，優(yōu)點是不會出現(xiàn)像倒拉制動那樣因為對TL

的大小估計錯誤而引起重物上升的事故.運動速度也較

反接制動時穩(wěn)定.

3.21一臺直流他勵電動機拖動一臺卷揚機構(gòu)，在電動機拖動

重物勻速上升時講電樞電源突然反接，試利用機械特性

從機電過程上說明：

①從反接開始到系統(tǒng)新的穩(wěn)定平衡狀態(tài)之間，電動機經(jīng)

歷了幾種運行狀態(tài)？最后在什么狀態(tài)下建立系統(tǒng)新的

穩(wěn)定平衡點？

②各種狀態(tài)下轉(zhuǎn)速變化的機電過程怎樣？

①從反接開始到系統(tǒng)到達新的穩(wěn)定平衡狀態(tài)之間，電動

機經(jīng)歷了電動機正向電動狀態(tài)，反接制動狀態(tài),反向電

動狀態(tài)，穩(wěn)定平衡狀態(tài).

②

電動機正向電動狀態(tài)由a到b特性曲線轉(zhuǎn)變；反接制動狀態(tài)

轉(zhuǎn)速逐漸降低，到達c時速度為零，反向電動狀態(tài)由c到

f速度逐漸增加.穩(wěn)定平衡狀態(tài)，反向到達f穩(wěn)定平衡點,

轉(zhuǎn)速不再變化.

第四章

4.1什么叫過渡過程？什么叫穩(wěn)定運行過程？試舉例說明之。

當(dāng)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)矩或負載轉(zhuǎn)矩發(fā)生改變時，系統(tǒng)就要由一個穩(wěn)定的

運轉(zhuǎn)狀態(tài)變化到另一個穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)，這個變化過程稱為過渡過程.

如龍門刨床的工作臺,可逆式軋鋼機的啟動,制動,反轉(zhuǎn)和調(diào)速.

當(dāng)系統(tǒng)中德福在轉(zhuǎn)矩和拖動轉(zhuǎn)矩相等時一，沒有動態(tài)轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)恒

速運轉(zhuǎn),這個過程叫穩(wěn)定運行過程,如不經(jīng)常啟動，制動而長期運行的

工作機械.

4.2研究過渡過程有什么實際意義？試舉例說明之。

為了滿足啟動,制動,反轉(zhuǎn)和調(diào)速的要求,必須研究過渡過程的基

本規(guī)律,研究系統(tǒng)各參數(shù)對時間的變化規(guī)律,如轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)矩，電流等對

時間的變化規(guī)律，才能正確的選擇機電傳動裝置，為電機傳動自動控

制系統(tǒng)提供控制原則.設(shè)計出完善的啟動,制動等自動控制線路，以求

改善產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)率和減輕勞動強度.這就是研究過渡過程的

目的和實際意義.如造紙機要求衡轉(zhuǎn)矩.

4.3若不考慮電樞電感時，試將電動機突加電樞電壓啟動的過渡過程

曲線I,,=f(t),n=f(t)和R-C串聯(lián)電路突加輸入電壓充電過程的過

渡過程曲線ic=f(t)、i=f(t)加以比較，并從物理意義上說明它

們的異、同點。

4.4機電時間常數(shù)的物理意義是什么？它有那些表示形式？各種表

示式各說明了哪些關(guān)系？

機電時間常數(shù)的物理意義是n「n=GD2n°dn/375TsMt

2

Tm=GDn0/375Tst是反映機電傳動系統(tǒng)機械慣性的物理量,表達形

22

式有T=GDn0/375Tsl和Tm=△nLGD7375TL^Tm=GDns/375Td

4.5直流他勵電動機數(shù)據(jù)如下：

PN=21kW,UN=220V,L=115A,nN=980r/min,Ra=0.1Q,系統(tǒng)折算至I」電

22

動機軸上的總飛輪轉(zhuǎn)矩GD=64.7N/mo

①求系統(tǒng)的機電時間常數(shù)g;

②若電樞電路串接1。的附加電阻，則J變?yōu)槎嗌伲?/p>

③若在上述基礎(chǔ)上在將電動機勵磁電流減小一半，又變?yōu)槎嗌?/p>

(設(shè)磁路沒有飽和)？

①No=nNUN/(UN-INRa)L=9.55PN/nN

=1034r/min=9.55*21000/980

=205Nm

經(jīng)過計算T63926NmTra=GDrio/375Tst

=64.7*1034/375*3926

=0.04

系統(tǒng)的機電時間常數(shù)Tm=0.045

②當(dāng)電樞電路串接的附加電阻時

△n=(Rad+RJVKeKt6K0@=(UN—IR)/DN

=0.212

2

Tra=An,.GD/375TL

=(Rad+R.)GD2/375(L6)955

=0.438

③若在上述基礎(chǔ)上在將電動機勵磁電流減小一半，

Tm=AnLGD7375TL

=(Rad+Ra)GD2/375(Ke@/4)29.55

=1.752s

4.6加快機電傳動系統(tǒng)的過渡過程一般采用哪些方法？

加快機電傳動系統(tǒng)的過渡過程一般采用1減少系統(tǒng)GD22增加動

態(tài)轉(zhuǎn)矩Td.

4.7為什么大慣量電動機反而比小慣量電動機更為人們所采用？

大慣量電動機電樞作的粗短,GD2較大但它的最大轉(zhuǎn)矩約為額定

轉(zhuǎn)矩的5到10倍,快速性能好,且低速時轉(zhuǎn)矩大，電樞短粗,散熱性好

過載持續(xù)時間可以較長.

4.8試說明電流充滿系數(shù)的概念？

充滿系數(shù)是電流曲線與衡坐標(biāo)所包圍的面積除以矩形曲線的面

4.9具有矩形波電流圖的過渡過程為什么稱為最優(yōu)過渡過程？它為

什么能加快機電傳動系統(tǒng)的過渡過程？

充滿系數(shù)越接近1越好，說明整個動態(tài)過程中電流保持在最大值

不變,整個過渡過程終電流越大,加快過渡過程.從而可獲得最短

的過程.

第五章

5.1有一臺四極三相異步電動機，電源電壓的頻率為50Hz，滿載時電動機的轉(zhuǎn)差率為0.02

求電動機的同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子電流頻率。

no=6Of/pS=(n0-n)/no

=60*50/20.02=(1500-n)/1500

=1500r/minn=1470r/min

電動機的同步轉(zhuǎn)速1500r/min.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速1470r/min,

轉(zhuǎn)子電流頻率f=S6=0.02*50=lHz

5.2將三相異步電動機接三相電源的三根引線中的兩根對調(diào)，此電動機是否會反轉(zhuǎn)？為什

么？

如果將定子繞組接至電源的三相導(dǎo)線中的任意兩根線對調(diào)，例如將B,C兩根線對調(diào)，即使

B相遇C相繞組中電流的相位對調(diào)，此時A相繞組內(nèi)的電流導(dǎo)前于C相繞組的電流2nr

/3因此旋轉(zhuǎn)方向也將變?yōu)锳-C-B向逆時針方向旋轉(zhuǎn),與未對調(diào)的旋轉(zhuǎn)方向相反.

5.3有一臺三相異步電動機，其nN=1470r/min,電源頻率為50Hz。設(shè)在額定負載下運行，試

求：

①定子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速；

1500r/min

②定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；

30r/min

③轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；

30r/min

④轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速；

1500r/min

⑤轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。

0r/min

5.4當(dāng)三相異步電動機的負載增加時，為什么定子電流會隨轉(zhuǎn)子電流的增加而增加？

因為負載增加n減小，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對轉(zhuǎn)速(nO-n)增加，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體被磁感線切割

的速度提高,于是轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動勢增加，轉(zhuǎn)子電流特增加,?定子的感應(yīng)電動使因為轉(zhuǎn)子的電

流增加而變大，所以定子的電流也隨之提高.

5.5三相異步電動機帶動一定的負載運行時，若電源電壓降低了，此時電動機的轉(zhuǎn)矩、電流

及轉(zhuǎn)速有無變化？如何變化？

若電源電壓降低，電動機的轉(zhuǎn)矩減小，電流也減小.轉(zhuǎn)速不變.

5.6有一臺三相異步電動機，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示.

滿載時Tst/丁鵬/

型號P/kWu/vL/IN

NNn/r,min_1I/AQX100cos6

NNNTNTN

Y132S-63220/3&0--^60--------12.8/7.2------S3--------6.52.02.0

試求：①線電壓為380V時，三相定子繞組應(yīng)如何接法？

②求no,p,SN,TN,Tst,Tn1ax和【st；

③額定負載時電動機的輸入功率是多少？

①線電壓為380V時，三相定子繞組應(yīng)為Y型接法.

②TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.8Nm

Tst/TN=2Tst=2*29.8=59.6Nm

Tmax/TN=2.0Tmax=59.6Nm

IS1/IN=6.5Ist=46.8A

?般nN=(O.94-O.98)nono=nN/O.96=lOOOr/min

SN=(n0-nN)/no=(1000-960)/1000=0.04

P=60f/no=6O*5O/1000=3

③n=PN/P輸入

P輸入=3/0.83=3.61

5.7三相異步電動機正在運行時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，這時電動機的電流會如何變化？對電

動機有何影響？

電動機的電流會迅速增加,如果時間稍長電機有可能會燒毀.

5.8三相異步電動機斷了?根電源線后，為什么不能啟動？而在運行時斷了一線，為什么

仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動？這兩種情況對電動機將產(chǎn)生什么影響？

三相異步電動機斷了一根電源線后，轉(zhuǎn)子的兩個旋轉(zhuǎn)磁場分別作用于轉(zhuǎn)子而產(chǎn)生兩個

方向相反的轉(zhuǎn)矩，而且轉(zhuǎn)矩大小相等。故其作用相互抵消，合轉(zhuǎn)矩為零，因而轉(zhuǎn)子不能

自行啟動，而在運行時斷了?線，仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動方向的轉(zhuǎn)矩大于反向轉(zhuǎn)矩，這兩種

情況都會使電動機的電流增加。

5.9三相異步電動機在相同電源電壓下，滿載和空載啟動時，啟動電流是否相同？啟動轉(zhuǎn)

矩是否相同？

三相異步電動機在相同電源電壓下，滿載和空載啟動時，啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩都相同。

222

Tst=KR2u/(R2+X20)l=4.44f,N2/R與U,R2,X20有關(guān)

5.10三相異步電動機為什么不運行在Tmx或接近Tmax的情況下？

根據(jù)異步電動機的固有機械特性在Tmax或接近Tmax的情況下運行是非常不穩(wěn)定的,

有可能造成電動機的停轉(zhuǎn)。

5.11有一臺三相異步電動機，其銘牌數(shù)據(jù)如卜:

1

P/kWn/r,min'UN/VCOS4)NSNTst/TTmax/TN接法

NNnNxiooIJIN

401470380900.96.51.22.0△

①當(dāng)負載轉(zhuǎn)矩為250N?m射，試問在U=UN和U'=0.8UN兩種情況下電動機能否啟

動？

TN=9.55PN/

=9.55*40000/1470

=260Nm

Tst/Tj\i==1.2

Tst=312Nm

222

Tst=KR2U/(R2+X20)

=312Nm

312Nm>250Nm所以U=UN時電動機能啟動。

2222

當(dāng)U=0.8U時Tst=(0.8)KR2U/(R2+X20)

=0.64*312

=199Nm

Tst<TL所以電動機不能啟動。

②欲采用Y-△換接啟動,當(dāng)負載轉(zhuǎn)矩為0.45TN和0.35TN兩種情況下，電動機能否啟

動？

Tsty=TstA/3

=1.2*TN/3

=0.4TN

當(dāng)負載轉(zhuǎn)矩為0.45TN時電動機不能啟動

當(dāng)負載轉(zhuǎn)矩為0.35TN時電動機能啟動

③若采用自耦變壓器降壓啟動，設(shè)降壓比為0.64,求電源線路中通過的啟動電流和

電動機的啟動轉(zhuǎn)矩。

IN=PN/UNnNcos6NJ3

=40000/1.732*380*0.9*0.9

=75A

L/IN=6.5

Ist=487.5A

降壓比為0.64時電流水2及

=0.642*487.5=200A

電動機的啟動轉(zhuǎn)矩T=K2Tst=0.642312=127.8Nm

5.12雙鼠籠式、深槽式異步電動機為什么可以改善啟動性能？高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步電動機

又是如何改善啟動性能的？

因為雙鼠籠式電動機的轉(zhuǎn)子有兩個鼠籠繞組,外層繞組的電阻系數(shù)大于內(nèi)層繞組系數(shù),

在啟動時S=l,f>f,轉(zhuǎn)子內(nèi)外兩層繞組的電抗都大大超過他們的電阻，因此，這時轉(zhuǎn)

子電流主要決定于轉(zhuǎn)子電抗，此外外層的繞組的漏電抗小于內(nèi)層繞組的漏電抗，因此外

籠產(chǎn)生的啟動轉(zhuǎn)矩大，內(nèi)層的啟動轉(zhuǎn)矩小，啟動時起主要作用的是外籠。

深槽式異步電動機的啟動性能得以改善的原理。是基于電流的集膚效應(yīng)。處于深溝槽

中得導(dǎo)體，可以認為是沿其高度分成很多層。各層所交鏈漏磁通的數(shù)量不同，底層一層

最多而頂上一層最少，因此，與漏磁通相應(yīng)的漏磁抗，也是底層最大而上面最小，所

以相當(dāng)于導(dǎo)體有效接面積減小，轉(zhuǎn)子有效電阻增加，使啟動轉(zhuǎn)矩增加。

高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步電動機轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電阻增大，即可以限制啟動電流，又可以增大啟

動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子的電阻率高，使轉(zhuǎn)子繞組電阻加大。

5.13線繞式異步電動機采用轉(zhuǎn)子串電阻啟動時，所串電阻愈大，啟動轉(zhuǎn)矩是否也愈大？

線繞式異步電動機采用轉(zhuǎn)子串電阻啟動時:所串電阻愈大，啟動轉(zhuǎn)矩愈大

5.14為什么線繞式異步電動機在轉(zhuǎn)子串電阻啟動時，啟動電流減小而啟動轉(zhuǎn)矩反而增大？

222

Tst=KR2U/(R2+X2())當(dāng)轉(zhuǎn)子的電阻適當(dāng)增加時,啟動轉(zhuǎn)聚會增加。

5.15異步電動機有哪幾種調(diào)速方法？各種調(diào)速方法有何優(yōu)缺點？

①調(diào)壓調(diào)速這種辦法能夠無級調(diào)速，但調(diào)速范圍不大

②轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速這種方法簡單可靠，但它是有機調(diào)速，隨著轉(zhuǎn)速降低特性

變軟，轉(zhuǎn)子電路電阻損耗與轉(zhuǎn)差率成正比，低速時損耗大。

③改變極對數(shù)調(diào)速這種方法可以獲得較大的啟動轉(zhuǎn)矩，雖然體積稍大，價格稍

高，只能有機調(diào)速，但是結(jié)構(gòu)簡單，效率高特性高，且調(diào)速時所需附加設(shè)備少。

④變頻調(diào)速可以實現(xiàn)連續(xù)的改變電動機的轉(zhuǎn)矩，是?種很好的調(diào)速方法。

5.16什么叫恒功率調(diào)速？什么叫恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速？

恒功率調(diào)速是人為機械特性改變的條件下，功率不變。恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速是人為機械特性改

變的條件下轉(zhuǎn)矩不變。

5.17異步電動機變極調(diào)速的可能性和原理是什么？其接線圖是怎樣的？

假設(shè)將一個線圈組集中起來用一個線圈表示，但繞組雙速電動機的定子每組繞組由兩

各項等閑圈的半繞組組成。半繞組串聯(lián)電流相同，當(dāng)兩個半繞組并聯(lián)時電流相反。他們

分別代表兩中極對數(shù)?？梢姼淖儤O對數(shù)的關(guān)鍵在于使每相定子繞組中一般繞組內(nèi)的電

流改變方向。即改變定子繞組的接線方式來實現(xiàn)。

改變即對數(shù)調(diào)速的原理

5.18異步電動機有哪幾種制動狀態(tài)？各有何特點？

異步電動機有三種反饋制動，反接制動和能耗制動

.反饋制動當(dāng)電動機的運行速度高于它的同步轉(zhuǎn)速，即n|.>n0時?部電動機處于發(fā)電

狀態(tài).這時轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場的方向與電動機狀態(tài)時的方向相反.電流改變了方向,

電磁轉(zhuǎn)矩也隨之改變方向..

反接制動電源反接改變電動機的三相電源的相序,這就改變了旋轉(zhuǎn)磁場的方向，電磁

轉(zhuǎn)矩由正變到負，這種方法容易造成反轉(zhuǎn)..倒拉制動出現(xiàn)在位能負載轉(zhuǎn)矩超過電磁轉(zhuǎn)矩

時候，例如起重機放下重物時，機械特性曲線如下圖，特性曲線由a到b,在降速最后電動機

反轉(zhuǎn)當(dāng)?shù)竭_d時,T=TL系統(tǒng)到達穩(wěn)定狀態(tài)，

能耗制動首先將三項交流電源斷開，接著立即將一個低壓直流電圓通入定子繞組.直

流通過定子繞組后，在電動機內(nèi)部建立了一個固定的磁場，由于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)就產(chǎn)生

感應(yīng)電勢和電流,該電流域恒定磁場相互作用產(chǎn)生作用方向與轉(zhuǎn)子實際旋轉(zhuǎn)方向相反的

轉(zhuǎn)矩，所以電動機轉(zhuǎn)速迅速下降，此時運動系統(tǒng)儲存的機械能被電動機轉(zhuǎn)換成電能消耗在

轉(zhuǎn)子電路的電阻中.

5.19試說明鼠籠式異步電動機定子極對數(shù)突然增加時，電動機的降速過程。

No=6Of7pp增加定子的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速降低，定子的轉(zhuǎn)速特隨之降低.

5.20試說明異步電動機定子相序突然改變時，電動機的降速過程。

異步電動機定子相序突然改變，就改變了旋轉(zhuǎn)磁場的方向，電動機狀態(tài)下的機械特性曲線

就由第一象限的曲線1變成了第三象限的曲線2但由于機械慣性的原因，轉(zhuǎn)速不能突變,

系統(tǒng)運行點a只能平移到曲線2的b點,電磁轉(zhuǎn)矩由正變到負，則轉(zhuǎn)子將在電瓷轉(zhuǎn)矩和服

在轉(zhuǎn)矩的共同作用卜.迅速減速,在從點b到點c的整個第二相限內(nèi)，電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方向

相反,.

5.21如圖5.51所示：為什么改變QB的接通方向即可改變單相異步電動機的旋轉(zhuǎn)方向？

定子上有兩個繞組AX,BY,一個是啟動繞組，另一個是運行繞組,BY上串有電容.他們都

鑲嵌在定子鐵心中，兩個繞組的軸線在空間上垂直，繞組BY電路中串接有電容C,當(dāng)選擇

合適的參數(shù)使該繞組中的電流iA在相位上超前或滯后iB,從而改變QB的接通方向即可

改變單相異步電動機的旋轉(zhuǎn)方向

5.22單相罩極式異步電動機是否可以用調(diào)換電源的兩根線端來使電動機反轉(zhuǎn)？為什么？

不能,因為必須調(diào)換電容器C的串聯(lián)位置來實現(xiàn),即改變QB的接通位置,就可以改變旋

轉(zhuǎn)磁場的方向，從而實現(xiàn)電動機的反轉(zhuǎn),.

5.23同步電動機的工作原理與異步電機的有何不同？

異步電動機的轉(zhuǎn)子沒有直流電流勵磁,它所需要的全部磁動勢均由定子電流產(chǎn)生，所以

一部電動機必須從三相交流電源吸取滯后電流來建立電動機運行時所需要的旋轉(zhuǎn)磁場,

它的功率因數(shù)總是小于1的，同步電動機所需要的磁動勢由定子和轉(zhuǎn)子共同產(chǎn)生的當(dāng)外

加三相交流電源的電壓一定時總的磁通不變，在轉(zhuǎn)子勵磁繞組中通以直流電流后,同一空

氣隙中，又出現(xiàn)一個大小和極性固定，極對數(shù)與電樞旋轉(zhuǎn)磁場相同的直流勵磁磁場，這兩

個磁場的相互作用,使轉(zhuǎn)子北電樞旋轉(zhuǎn)磁場拖動著一同步轉(zhuǎn)速?起轉(zhuǎn)動.

5.24一般情況下，同步電動機為什么要采用異步啟動法？

因為轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動時，加以直流勵磁，產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場，并以同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，兩者相吸，定子

旋轉(zhuǎn)磁場欲吸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，但山于轉(zhuǎn)子的慣性，它還沒有來得及轉(zhuǎn)動時旋轉(zhuǎn)又到了極性相反

的方向，兩者又相斥，所以平均轉(zhuǎn)矩為零，不能啟動.

5.25為什么可以利用同步電動機來提高電網(wǎng)的功率因數(shù)？

當(dāng)直流勵磁電流大于正常勵磁電流時,電流勵磁過剩，在交流方面不僅無需電源供電，而

且還可以向電網(wǎng)發(fā)出點感性電流與電感性無功功率，正好補償了電網(wǎng)附近電感性負載，的

需要.使整個電網(wǎng)的功率因數(shù)提高.

第八章

6.1有一臺交流伺服電動機，若加上額定電壓，電源頻率為

50Hz,極對數(shù)P=l,試問它的理想空在轉(zhuǎn)速是多少？

no=6O*^p

=60*50/1

=3000r/min

理想空在轉(zhuǎn)速是3000r/min

6.2何謂“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象？交流伺服電動機時怎樣克服這一現(xiàn)

象，使其當(dāng)控制信號消失時能迅速停止？

自轉(zhuǎn)是伺服電動機轉(zhuǎn)動時控制電壓取消,轉(zhuǎn)子利用剩磁

電壓單相供電，轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動.

克服這一現(xiàn)象方法是把伺服電動機的轉(zhuǎn)子電阻設(shè)計的

很大，使電動機在失去控制信號，即成單相運行時,正轉(zhuǎn)矩

或負轉(zhuǎn)矩的最大值均出現(xiàn)在Sm>l的地方.當(dāng)速度n為

正時，電磁轉(zhuǎn)矩T為負，當(dāng)n為負時,T為正,即去掉控制電

壓后,單相供電似的電磁轉(zhuǎn)矩的方向總是與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相

反,所以是一個制動轉(zhuǎn)矩.可使轉(zhuǎn)子迅速停止不會存在自

轉(zhuǎn)現(xiàn)象

6.3有一臺直流伺服電動機，電樞控制電壓和勵磁電壓均保

持不變，當(dāng)負載增加時，電動機的控制電流、電磁轉(zhuǎn)矩

和轉(zhuǎn)速如何變化？

當(dāng)副在增加時，n=Uc/Ke①-RT/KeKt①2電磁轉(zhuǎn)矩增大，轉(zhuǎn)

速變慢，根據(jù)n=Uc/Ke①-Rala/Ke①控制電流增大.

6.4有一臺直流伺服電動機，當(dāng)電樞控制電壓Uc=110V時,

電樞電流Iai=0.05A,轉(zhuǎn)速ni=3000r/min;加負載后，電樞

電流Ia2=lA,轉(zhuǎn)速n2=1500r/mino試做出其機械特性n=f

⑴。

電動機的電磁轉(zhuǎn)矩為T=BIaNLD/2,

6.5若直流伺服電動機的勵磁電壓一定，當(dāng)電樞控制電壓

Uc=100V時，理想空載轉(zhuǎn)速n（）=3000i7min;當(dāng)Uc=50V時,

no等于多少？

no=12OUc/兀NBLD電壓與轉(zhuǎn)速成正比，當(dāng)Uc=50V時,n（）等于

1500r/min

6.6為什么直流力矩電動機要做成扁平圓盤狀結(jié)構(gòu)？

直流力矩電動機的電磁轉(zhuǎn)矩為T=BIaNlD/2在電樞體積

相同條件下，電樞繞組的導(dǎo)線粗細不變，式中的BIaNl/2緊思維

常數(shù),故轉(zhuǎn)矩T與直徑D近似成正比.電動機得直徑越大力矩

就越大.

6.7為什么多數(shù)數(shù)控機床的進給系統(tǒng)宜采用大慣量直流電動

機？

因為在設(shè)計.制造商保證了電動機能造低速或阻轉(zhuǎn)下運

行，在阻轉(zhuǎn)的情況下，能產(chǎn)生足夠大的力矩而不損壞，加上

他精度高，反應(yīng)快,速度快線性好等優(yōu)點.因此它常用在低

俗，需要轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)和需要一定張力的隨動系統(tǒng)中作為執(zhí)

行元件.

6.8永磁式同步電動機為什么要采用異步啟動？

因為永磁式同步駛電動機剛啟動時，器定子長生旋轉(zhuǎn)磁

場，但轉(zhuǎn)子具有慣性，跟不上磁場的轉(zhuǎn)動，定子旋轉(zhuǎn)時而吸引轉(zhuǎn)

子，時而又排斥轉(zhuǎn)子，因此作用在轉(zhuǎn)子的平均轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)子也

就旋轉(zhuǎn)不起來了.

6.9磁阻式電磁減速同步電動機有什么突出的優(yōu)點？

磁阻式電磁減速同步電動機無需加啟動繞組，它的結(jié)構(gòu)

簡單，制造方便”成本較低，它的轉(zhuǎn)速一般在每分鐘幾十轉(zhuǎn)到

上百專職踐踏是一種常用的低速電動機.

6.10一臺磁組式電磁減速同步電動機，定子齒數(shù)為46,極

對數(shù)為2,電源頻率為50Hz,轉(zhuǎn)子齒數(shù)為50,試求電機

的轉(zhuǎn)速。

電動機的旋轉(zhuǎn)角速度為3=(Z「Zs)2nf7ZrP

=(50-46)*2*3.14*50/50*2

=12.56rad

3=2nn/60

n=60*3/2n

=120r/min

6.11交流測速發(fā)電機在理想情況下為什么轉(zhuǎn)子不動時沒有

輸出電壓？轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后，為什么輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成

正比？

因為測速發(fā)電動機的輸出電壓U=Kn=KK，dO/dt,所以

轉(zhuǎn)子不動時沒有輸出典雅,轉(zhuǎn)子動時輸出電壓與轉(zhuǎn)速成

正比.

6.12何謂剩余電壓、線性誤差、相位誤差？

剩余電壓是只當(dāng)測速發(fā)電動機的轉(zhuǎn)矩為零時的輸出電

壓.

線性誤差是指嚴格的說輸出電壓和轉(zhuǎn)速不是直線關(guān)系,

由非線性引起的誤差稱為線性誤差.

相位誤差;是指在規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，輸出電壓與勵磁

電壓之間相位的變化量.

6.13一臺直流測速發(fā)電機，已知Ra=180Q,n=3000r/min,

RL=2000。,U=50V,求該轉(zhuǎn)速下的輸出電流和空載輸出

電壓。

Ia=Ua/RL

=50/2000

=0.025A

Ua=Cen/(l+Ra/RL)

50=Cen/(1+180/2000)

Cen=Ua0=54.5V

輸出電流是0.025A,空載輸出電壓是54.5V

6.14某直流測速發(fā)電機，在轉(zhuǎn)速3000r/min時，空載輸出電

壓為52V；接上2000Q的負載電阻后，輸出電壓為50Vo

試求當(dāng)轉(zhuǎn)速為1500r/min,負載電阻為5000Q時的輸出

電壓。

在轉(zhuǎn)速3000r/min時，空載輸出電壓為52V時

52=Ce3000

Ce=52/3000

當(dāng)接上2000。的負載電阻后，輸出電壓為50V時

Ua=Cen/(l+Ra/RL)

50=52/(l+Ra/2000)

Ra=80。

當(dāng)轉(zhuǎn)速為1500r/min,負載電阻為5000Q時的輸出電壓

為4=Ce*1500/(1+80/5000)

=26/1.016

=25V

6.15直流測速發(fā)電機與交流測速發(fā)電機各有何優(yōu)缺點？

直流測速發(fā)電機的優(yōu)點是沒有相位不波動.沒有剩余電

壓，輸出特性的斜率比交流測速發(fā)動機的大?缺點是由于有電

刷和換向器,因而結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護不便.摩擦轉(zhuǎn)矩大.有換向火

花,產(chǎn)生無線電干擾信號，輸出特性不穩(wěn)定，且正反轉(zhuǎn)時，輸出

部對稱.

交流測速發(fā)電機的優(yōu)點是不需要電刷和換向器,因而結(jié)

構(gòu)簡單，維護容易,慣量小，無滑動接觸，輸出特性穩(wěn)定，精度高,

摩擦轉(zhuǎn)矩小，不產(chǎn)生無線電干擾，工作可靠.正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向時輸出

特性對稱，缺點是存在剩余電壓和相位誤差，切負載的大小和

性質(zhì)會影響輸出電壓的幅值和相位.

6.16試簡述控制式自整角機和力矩式自整角機的工作原理。

控制式自整角機的工作原理是當(dāng)發(fā)送機得力磁繞組通

入勵磁電流后，產(chǎn)生交變脈沖磁通，在相繞組中感應(yīng)出感應(yīng)，從

而繞組中產(chǎn)生電流，這些電流都產(chǎn)生脈沖磁場，并分別在自整

角變壓器的單相輸出繞組中感應(yīng)擔(dān)相同的電動勢..

力矩式自整角機的工作原理是當(dāng)接收機轉(zhuǎn)子和發(fā)送機

的轉(zhuǎn)子對定子繞組的位置相同,所以兩邊的每相繞組中的電

動勢相等，因此在兩邊的三相繞組中沒有電流.若發(fā)送機轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)動一個角度，于是發(fā)送機和接收機相應(yīng)的每相定子繞組中

的兩個電動勢就不能相互抵消，定子繞組中就有電流,這個電

流和接受激勵此磁通作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩.

6.17力矩式自整角機與控制自整角機有什么不同？試比較它

們的優(yōu)缺點。各自應(yīng)用在什么控制系統(tǒng)中較好。

自整角機的輸出電壓需要交流放大器放大后去控制交

流伺服電動機，伺服電動機同時帶動控制對象和自整角

變壓器的轉(zhuǎn)子，它的轉(zhuǎn)動總是要使使調(diào)角減小，指導(dǎo)8=0

時為止.它適合于大轉(zhuǎn)矩的情況.

力矩式自整角機既可以帶動控制對象，也可以帶動自整

角變壓器的轉(zhuǎn)子,由于負載很輕，所以不需要用伺服電動

機,而是由自整角機直接來實現(xiàn)轉(zhuǎn)角隨動.

6.18一臺直線異步電動機，已知電源頻率為50Hz,極矩T

為10cm,額定運行時的滑差率為0.05,試其額定速度。

次級線圈的額定速度是V=(l-S)2fT

=(1-0.05)*2*50*0.1

=9.5m/s

6.19直線電動機較之旋轉(zhuǎn)電動機有哪些優(yōu)缺點。

直線電動機的優(yōu)點是1直線電動機無需中間傳動機構(gòu),

因而使整個機構(gòu)得到簡化，提高了精度，減少了振動和噪聲.2

反應(yīng)快速.3散熱良好，額定值高，電流密度可取大值，對啟動

的限制小.4裝配靈活，往往可將電動機的定子和動子分別于

其他機體合成一體.

缺點是存在著效率和功率因數(shù)低,電源功率大及低速性

能差等.

第七章

7.1電動機的溫升與哪些因素有關(guān)？電動機銘牌上的溫升值其含義

是什么？電動機的溫升、溫度以及環(huán)境溫度三者之間有什么關(guān)

系？

電動機的溫升與銅耗，鐵耗和機械損耗有關(guān).電動機銘牌上的

溫升值其含義是電動機絕緣許可的最高溫度.電動機的溫升、溫

度以及環(huán)境溫度三者之間是剛工作時電動機的溫度與周圍介質(zhì)

的溫度之差很小，熱量的發(fā)散是隨溫度差遞增的，少量被發(fā)散法

到空氣中，大量被空氣吸收.，因而溫度升高的較快.隨著電動機

溫度逐漸升高,被電動機吸收的減少，而發(fā)散到空氣中的熱量增

加..

7.2電動機在運行中其電壓、電流、功率、溫升能否超過額定值？

是何原因？

電動機在運行中其電壓、電流、功率、溫升能超過額定值因為

保證電動機長期安全運行的必要條件是按發(fā)熱條件選擇電動機

功率的，只要保證。maxW9a

7.3電動機的選擇包括哪些內(nèi)容？

電動機的選擇包括：1電動機容量.2電動機電壓等級,3電動額

定轉(zhuǎn)速.4電動機結(jié)構(gòu)型式.5電動機的種類

7.4選擇電動機的容量時主要應(yīng)考慮哪些因素？

選擇電動機容量應(yīng)根據(jù)三相基本原則進行：1發(fā)熱：電動機在運

行的實際最高工作溫度等于或小于電動機的最高工作溫度,2過

載能力：短時間內(nèi)承受高于額定功率的負載功率時保證。maxW

9a.當(dāng)決定電動機容量的主要因素不是發(fā)熱而是電動機的過載

能力，即所選電動機的最大轉(zhuǎn)矩T皿或最大電流必須大于運行

過程中可能出現(xiàn)的最大負載電流I"和最大負載轉(zhuǎn)矩丁丘.3啟動

能力必須使電動機能可靠啟動TK入stL

7.5電動機有哪兒種工作方式？當(dāng)電動機的實際工作方式與銘牌上

標(biāo)注的工作方式不一致時，應(yīng)注意哪些問題？

電動機有連續(xù)工作制,短時工作制,重復(fù)短時工作之三種方式.

當(dāng)電動機的實際工作方式與銘牌上標(biāo)注的工作方式不一致時一,

應(yīng)注意最高工作溫度是否小于電動機的最高許可工作溫度，啟動

轉(zhuǎn)矩是否大于負載轉(zhuǎn)矩.

7.6一臺室外工作的電動機，在春、夏、秋、冬四季其實際允許的

使用容量是否相同？為什么？

實際允許的使用容量不相同，周圍空氣的溫度發(fā)生了變化,對電

動機的散熱快慢有很大影響.

7.7有一抽水站的水泵向高度H=10m處送水，排水量Q=500m3/h,水

泵的效率1］尸0.9,傳動裝置的效率n2=0.78,水的重度

r=1000kg/m：i,試選擇一臺電動機拖動水泵。

PL=QYH/102HIH2

=10*1000*500/102*0.9*0.78*3600

=19.4KW

查手冊選擇Y200L2-6,額定功率22KW滿載轉(zhuǎn)速是970r/min,最大轉(zhuǎn)

矩/額定轉(zhuǎn)矩=1.8

7.8有一生產(chǎn)機械的實際負載轉(zhuǎn)矩曲線如題7.8圖所示，生產(chǎn)機械

要求的轉(zhuǎn)速nN=1450r/min,試選一臺容量合適的交流電動機來拖

動次生產(chǎn)機械。

用等效轉(zhuǎn)矩法,先求初等勁轉(zhuǎn)矩

(4**20+92*10+42*40+72*40+122*6)/116

=6.3Nm

等效功率是Pt=Tdn/9550

=6.3*1450/9550

=0.96KW

查手冊選擇Y90S-4電動機，額定功率是1.1KW.滿載轉(zhuǎn)速

1400r/min,最大主轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=2.2

所選電動機的額定轉(zhuǎn)矩為L=9550PN/nN

=9550*1.1/1400

=7.5Nm

電動機的最大轉(zhuǎn)矩是Tmax=2.2TN=16.5Nm>6.3Nm

所選電動機符合要求.

7.9一生產(chǎn)機械需要直流電動機拖動，負載曲線如題7.9圖所示,

試選擇電動機的容量。

2

電動機的等效功率Pd=V(P.t1+P/t2+P/t3)/(t1+t2+t3)

=J(5泳2+32*3+42*5)/10

=4KW

電動機的容量為4KW

7.10有臺35Kw,工作