電機與電氣控制技術(shù) 許翏 課后答案.doc

唐山科技職業(yè)技術(shù)學院教案用紙第 6 頁 第三章 直流電機3-l直流電機中為何要用電刷和換向器，它們有何作用？答：在換向器的表面壓著電刷，使旋轉(zhuǎn)的電樞繞組與靜止的外電路相通，其作用是將直流電動機輸人的直流電流轉(zhuǎn)換成電樞繞組內(nèi)的交變電流，進而產(chǎn)生恒定方向的電磁轉(zhuǎn)矩，或是將直流發(fā)電機電樞繞組中的交變電動勢轉(zhuǎn)換成輸出的直流電壓。3-2簡述直流電動機的工作原理。答：工作原理：當直流電動機電樞繞組接至電源上時，根據(jù)電磁力定律，載流導體在磁場中受電磁力的作用，產(chǎn)生了一個轉(zhuǎn)矩，在轉(zhuǎn)矩的作用下，電樞便按逆時針方向旋轉(zhuǎn)起來。3-3直流電動機的勵磁方式有哪幾種？畫出其電路。按勵磁方式分為有（1）他勵；（2）并勵；（3）串勵；（4）復勵等四種，如圖37所示。3-4闡明直流電動機電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電動勢公式TCtIa、EaCen中各物理量的函義。答：TCtIa式中 CT與電動機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)；一每極磁通（Wb）Ia一電樞電流（A）；T一電磁轉(zhuǎn)矩（Nm）。EaCen式中 P一電動機軸上輸出功率（kw）；n一電動機轉(zhuǎn)速（rmin）；T電動機電磁轉(zhuǎn)矩（Nm）。3-5直流電動機電樞電動勢為何稱為反電動勢？答：直流電動機電樞電動勢的方向與電樞電流的方向相反，因而稱為反電動勢。3-6試寫出直流電動機的基本方程式，它們的物理意義各是什么？答：U=Ea+IaRa （34）式中 U電樞電壓（V）Ia電樞電流（A）Ra電樞電阻（）3-7何為直流電動機的機械特性，寫出他勵直流電動機的機械特性方程式。答：直流電動機的機械特性：是在穩(wěn)定運行情況下，電動機的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，即n=f(T)。機械特性方程式3-8何為直流電動機的固有機械特性與人為機械特性？答：當他勵直流電動機的電源電壓、磁通為額定值，電樞回路未接附加電阻Rpa時的機械特性稱為固有機械特性。人為機械特性：人為地改變電動機氣隙磁通、電源電壓U和電樞回路串聯(lián)電阻Rpa等參數(shù)，獲得的機械特性。3-9寫出他勵直流電動機各種人為機械特性方程式和人為機械特性曲線，并分析其特點。答：1電樞回路串接電阻Rpa時的人為特性人為機械特性方程為2改變電源電壓時的人為機械特性人為機械特性方程為3改變磁通時的人為機械特性人為機械特性方程式為3-10直流電動機一般為什么不允許采用全壓起動？答：因為他勵直流電動機電樞電阻Ra阻值很小，額定電壓下直接起動的起動電流很大，通?？蛇_額定電流的1020倍，起動轉(zhuǎn)矩也很大。過大的起動電流引起電網(wǎng)電壓下降，影響其他用電設(shè)備的正常工作，同時電動機自身的換向器產(chǎn)生劇烈的火花。而過大的起動轉(zhuǎn)矩可能會使軸上受到不允許的機械沖擊。所以全壓起動只限于容量很小的直流電動機。3-11試分析他勵直流電動機電樞串電阻起動物理過程。答：在電動機勵磁繞組通電后，電動機再接上額定電壓UN，此時電樞回路串人全部起動電阻起動，電動機從a點開始起動，轉(zhuǎn)速沿特性曲線上升至 b點，隨著轉(zhuǎn)速上升，反電動勢aCen上升，電樞電流減小，起動轉(zhuǎn)矩減小，當減小至Tst2時，短接第1級起動電阻Rst4,電動機由R4的機械特性切換到R3的機械特性。切換瞬間，由于機械慣性，轉(zhuǎn)速不能突變，電動勢Ea保持不變，電樞電流將突然增大，轉(zhuǎn)矩也成比例突然增大，恰當?shù)倪x擇電阻，使其增加至Tst1，電動機運行點從b點過渡至C點。從C點沿Cd曲線繼續(xù)加速到d點，切除第2級起動電阻Rst3，電動機運行點從d點過渡到e點，電動機沿ef曲線加速，如此周而復始，電動機由a點經(jīng)b、c、de、f、g、h點到達i點。此時，所有起動電阻均被切除，電動機進人固有機械特性曲線運行并繼續(xù)加速至k點。在k點TTL，電動機穩(wěn)定運行，起動過程結(jié)束。3-12他勵直流電動機實現(xiàn)反轉(zhuǎn)的方法有哪兩種？實際應用中大多采用哪種方法？答：直流電動機反轉(zhuǎn)的方法有以下兩種：（1）改變勵磁電流方向 （2）改變電樞電壓極性 實際應用中大多采用改變電樞電壓極性的方法來實現(xiàn)電動機的反轉(zhuǎn)。3-13他勵直流電動機電氣制動有哪幾種？答：常用的電氣制動方法有：能耗制動、反接制動和發(fā)電回饋制動。3-14 何為能耗制動？其特點是什么？答：能耗制動是把正處于電動機運行狀態(tài)的他勵直流電動機的電樞從電網(wǎng)上切除，并接到一個外加的制動電阻Rbk上構(gòu)成閉合回路。其特點：（1）電樞電壓U0；（2）電樞電流為負值，其方向與電動狀態(tài)時的電樞電流反向；（3）電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n方向相反成為制動轉(zhuǎn)；（4）電動機把拖動系統(tǒng)的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑾脑陔姌谢芈返碾娮枭稀?-15試分析電樞反接制動工作原理。答：制動原理：電樞反接制動是將電樞反接在電源上，同時電樞回路要串接制動電阻RBk。3-16 試分析倒拉反接制動工作原理。答：制動原理：電動機運行在固有機械特性的a點下放重物時，電樞電路串入較大電阻Rbk，電動機轉(zhuǎn)速因慣性不能突變，工作點過渡到對應的人為機械特性的b點上，此時電磁轉(zhuǎn)矩TTL電動機減速沿特性曲線下降至c點。在負載轉(zhuǎn)矩的作用下轉(zhuǎn)速n反向，Ea為負值，電樞電流為正值，電磁轉(zhuǎn)矩為正值與轉(zhuǎn)速方向相反，電動機處于制動狀態(tài)。稱為倒拉反接制動。3-17何為發(fā)電回饋制動？其出現(xiàn)在何情況下？答：1）發(fā)電回饋制動：當電動機轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，即nno時，電樞電動勢Ea大于電樞電壓U，電樞電流，電磁轉(zhuǎn)矩T為制動性質(zhì)轉(zhuǎn)矩，電動機向電源回饋電能，此時電機運行狀態(tài)稱為發(fā)電回饋制動。 2）其出現(xiàn)在位能負載高速下放和降低電樞電壓調(diào)速情況下。3-18他勵直流電動機調(diào)速方法有哪幾種？各種調(diào)速方法的特點是什么？答：他勵直流電動機的調(diào)速方法有：降壓調(diào)速、電樞回路串電阻調(diào)速；、減弱磁通調(diào)速三種。各種調(diào)速方法的特點是1電樞串電阻的特點：l）是基速以下調(diào)速，且串人電阻越大特性越軟；2）是有級調(diào)速，調(diào)速的平滑性差；3）調(diào)速電阻消耗的能量大，不經(jīng)濟；4）電樞串電阻調(diào)速方法簡單，設(shè)備投資少。2降壓調(diào)速的特點：1） 調(diào)速性能穩(wěn)定，調(diào)速范圍廣；2） 調(diào)速平滑性好，可實現(xiàn)無級調(diào)速；3） 損耗減小，調(diào)速經(jīng)濟性好；4） 調(diào)壓電源設(shè)備較復雜。3減弱磁通調(diào)速的特點：