機(jī)電傳動(dòng)答案課后題.doc

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(jī)的轉(zhuǎn)子要用表面有絕緣層的硅鋼片疊加而成是因?yàn)橐乐闺姕u流對電能的損耗.3.2 并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)正傳時(shí)可以自勵(lì)，反轉(zhuǎn)時(shí)能否自勵(lì)？不能,因?yàn)榉崔D(zhuǎn)起始勵(lì)磁電流所產(chǎn)生的磁場的方向與剩與磁場方向相反,這樣磁場被消除,所以不能自勵(lì). 3.3 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)所拖動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL=常數(shù)，當(dāng)電樞電壓附加電阻改變時(shí)，能否改變其運(yùn)行其運(yùn)行狀態(tài)下電樞電流的大??？為什么？這是拖動(dòng)系統(tǒng)中那些要發(fā)生變化？T=KtIa u=E+IaRa 當(dāng)電樞電壓或電樞附加電阻改變時(shí),電樞電流大小不變.轉(zhuǎn)速n與電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢都發(fā)生改變. 3.4 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)態(tài)下運(yùn)行時(shí)，電樞反電勢E= E1，如負(fù)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(lì)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E1？T=IaKt, 減弱,T是常數(shù),Ia增大.根據(jù)EN=UN-IaRa ,所以EN減小.,小于E1.3.5 一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)，其部分銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=180kW, U N=230V,n N=1450r/min,N=89.5%，試求： 該發(fā)電機(jī)的額定電流；電流保持為額定值而電壓下降為100V時(shí)，原動(dòng)機(jī)的輸出功率（設(shè)此時(shí)=N） PN=UNIN 180KW=230*IN IN=782.6A該發(fā)電機(jī)的額定電流為782.6AP= IN100/N P=87.4KW3.6 已知某他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=7.5KW, U N=220V, n N=1500r/min, N=88.5%, 試求該電機(jī)的額定電流和轉(zhuǎn)矩。PN=UNINN 7500W=220V*IN*0.885 IN=38.5A TN=9.55PN/nN =47.75Nm 3.7一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)：PN=15KW, U N=220V, I N=63.5A, n N=2850r/min,Ra =0.25，其空載特性為：U 0/ V115 184 230 253 265 I f/A0.442 0.802 1.2 1.686 2.10今需在額定電流下得到150V 和220 V的端電壓，問其勵(lì)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(shí) If=0.71A當(dāng)U=220V時(shí) If=1.08A3.8 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)為：PN=5.5KW, U N=110V, I N=62A, n N=1000r/min,試?yán)L出它的固有機(jī)械特性曲線。 Ra=(0.500.75)(1-PN/UNIN)UN/IN =0.6(1-5500/110*62)*110/62 =0.206 n0=nNUN/(UN-INRa) =1131r/min TN=9.55*5500/1000 =52.525Nm 1131 52.5253.9 一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：PN=5.5KW,U N=110V, I N=61A,額定勵(lì)磁電流I fn=2A, n N=1500r/min,電樞電阻Ra =0.2,若忽略機(jī)械磨損和轉(zhuǎn)子的銅耗，鐵損，認(rèn)為額定運(yùn)行狀態(tài)下的電磁轉(zhuǎn)矩近似等于額定輸出轉(zhuǎn)矩，試?yán)L出它近似的固有機(jī)械特性曲線。n0=UNnN/(UN-INRa) TN=9.55PN/nN =110*1500/(110-61*0.2) =9.55*5500/1500 =1687 r/min =35Nm 16873.10一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：PN=6.5KW,U N=220V, I N=34.4A, n N=1500r/min, Ra =0.242,試計(jì)算出此電動(dòng)機(jī)的如下特性： 固有機(jī)械特性；電樞服加電阻分別為3和5時(shí)的人為機(jī)械特性；電樞電壓為U N/2時(shí)的人為機(jī)械特性； 磁通=0.8N時(shí)的人為機(jī)械特性；并繪出上述特性的圖形。 n0=UNnN/(UN-INRa) =220*1500/220-34.4*0.242 = 1559r/minTN=9.55PN/nN=9.55*6500/1500=41.38Nm 1559 41.38 n=U/Ke-(Ra+Rad)T/KeKt2 = U/Ke-(Ra+Rad)T/9.55Ke22當(dāng)3 n=854r/min當(dāng)5 n=311 r/min n= U/Ke-RaT/9.55Ke22當(dāng)UN=0.5UN時(shí) n=732 r/min n0=UNnN/2(UN-INRa) =780 r/min n= U/0.8Ke-RaT/9.55Ke220.82 當(dāng)=0.8時(shí)n=1517 r/min n0=UNnN/0.8Ke =1964 r/min n03.11為什么直流電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流很大？電動(dòng)機(jī)在未啟動(dòng)前n=0,E=0,而Ra很小,所以將電動(dòng)機(jī)直接接入電網(wǎng)并施加額定電壓時(shí),啟動(dòng)電流將很大.Ist=UN/Ra3.12他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)過程中有哪些要求？如何實(shí)現(xiàn)？ 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)過程中的要求是1 啟動(dòng)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(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)一 是降壓啟動(dòng) .二是在電樞回路內(nèi)串接外加電阻啟動(dòng).3.13 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，為什么一定要先把勵(lì)磁電流加上？若忘了先合勵(lì)磁繞阻的電源開關(guān)就把電樞電源接通，這是會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象（試從TL=0 和TL=TN兩種情況加以分析）？當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速下，若突然將勵(lì)磁繞阻斷開，此時(shí)又將出現(xiàn)什么情況？ 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),一定要先把勵(lì)磁電流加上使因?yàn)橹鞔艠O靠外電源產(chǎn)生磁場.如果忘了先合勵(lì)磁繞阻的電源開關(guān)就把電樞電源接通，TL=0時(shí)理論上電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將趨近于無限大,引起飛車, TL=TN時(shí)將使電動(dòng)機(jī)電流大大增加而嚴(yán)重過載.3.14直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)能否空載運(yùn)行?為什么？ 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)決不能空載運(yùn)行,因?yàn)檫@時(shí)電動(dòng)機(jī)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(lì)電動(dòng)機(jī)也可能反轉(zhuǎn)運(yùn)行.但不能用改變電源極性的方法,因這時(shí)電樞電流Ia與磁通同時(shí)反響,使電瓷轉(zhuǎn)矩T依然保持原來方向,則電動(dòng)機(jī)不可能反轉(zhuǎn).3.15 一臺(tái)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如下：PN=2.2KW,UN=Uf=110V,nN=1500r/min, N=0.8,Ra=0.4, Rf=82.7 。試求： 額定電樞電流IAn; 額定勵(lì)磁電流IfN; 勵(lì)磁功率Pf; 額定轉(zhuǎn)矩TN; 額定電流時(shí)的反電勢； 直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流； 如果要是啟動(dòng)電流不超過額定電流的2倍，求啟動(dòng)電阻為多少歐？此時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩又為多少？ PN=UNIaNN2200=110*IaN*0.8 IaN=25A Uf= RfIfN IfN=110/82.7 =1.33A Pf= UfIfN =146.3W額定轉(zhuǎn)矩TN=9.55 PN/ nN =14Nm 額定電流時(shí)的反電勢EN=UN-INRa=110V-0.4*25=100V 直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流Ist=UN/Ra =110/0.4 =275A 啟動(dòng)電阻 2IN UN/ (Ra+Rst) Rst1.68 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Ke=(UN-INRa)/nN =0.066Ia= UN/ (Ra+Rst) T=KtIa =52.9A =9.55*0.066*52.9 =33.34Nm3.16 直流電動(dòng)機(jī)用電樞電路串電阻的辦法啟動(dòng)時(shí)，為什么要逐漸切除啟動(dòng)電阻？如切出太快，會(huì)帶來什么后果？ 如果啟動(dòng)電阻一下全部切除,在切除瞬間,由于機(jī)械慣性的作用使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變,在此瞬間轉(zhuǎn)速維持不變,機(jī)械特性會(huì)轉(zhuǎn)到其他特性曲線上,此時(shí)沖擊電流會(huì)很大,所以采用逐漸切除啟動(dòng)電阻的方法.如切除太快,會(huì)有可能燒毀電機(jī).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(jī)械特性下,由于負(fù)載改變而引起的,二速度調(diào)節(jié)則是某一特定的負(fù)載下,靠人為改變機(jī)械特性而得到的.3.18 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)有哪些方法進(jìn)行調(diào)速？它們的特點(diǎn)是什么？ 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法： 第一改變電樞電路外串接電阻Rad 特點(diǎn)在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下，串接不同的電阻可以得到不同的轉(zhuǎn)速，機(jī)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(shí)，調(diào)速范圍不大，實(shí)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(dòng)機(jī)電樞供電電壓 特點(diǎn) 當(dāng)電壓連續(xù)變化時(shí)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(jī)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(shí)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(fù)載。可以靠調(diào)節(jié)電樞電壓來啟動(dòng)電機(jī)，不用其它啟動(dòng)設(shè)備， 第三改變電動(dòng)機(jī)主磁通 特點(diǎn)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(dòng)機(jī)換向條件等的限制，調(diào)速范圍不大，調(diào)速時(shí)維持電樞電壓和電流步變，屬恒功率調(diào)速。3.19直流電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)與制動(dòng)兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的根本區(qū)別何在？ 電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)狀態(tài)特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)所發(fā)出的轉(zhuǎn)矩T的方向與轉(zhuǎn)速n的方向相同.制動(dòng)狀態(tài)特點(diǎn)使電動(dòng)機(jī)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(lì)直流電動(dòng)機(jī)有哪幾種制動(dòng)方法？它們的機(jī)械特性如何？試比較各種制動(dòng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。1反饋制動(dòng)機(jī)械特性表達(dá)式:n=U/Ke-(Ra+Rad)T/keKt2T為負(fù)值,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí),反饋制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性是第一象限電動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性第二象限內(nèi)的延伸.反饋制動(dòng)狀態(tài)下附加電阻越大電動(dòng)機(jī)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(jī)的轉(zhuǎn)速仍過高.如果放下的件較重.則采用這種制動(dòng)方式運(yùn)行不太安全.2反接制動(dòng) 電源反接制動(dòng) 電源反接制動(dòng)一般應(yīng)用在生產(chǎn)機(jī)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(jī)械上.倒拉反接制動(dòng)倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性曲線實(shí)際上是第一象限電動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性區(qū)現(xiàn)在第四象限中的延伸,若電動(dòng)反向轉(zhuǎn)在電動(dòng)狀態(tài),則倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性曲就是第三象限中電動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)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(diǎn)是若轉(zhuǎn)矩大小估計(jì)不準(zhǔn),則本應(yīng)下降的重物可能向上升,機(jī)械特硬度小,速度穩(wěn)定性差.3 能耗制動(dòng) 機(jī)械特性曲線是通過原點(diǎn),且位于第二象限和第四象限的一條直線,優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)出現(xiàn)像倒拉制動(dòng)那樣因?yàn)閷L的大小估計(jì)錯(cuò)誤而引起重物上升的事故.運(yùn)動(dòng)速度也較反接制動(dòng)時(shí)穩(wěn)定.3.21 一臺(tái)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)，在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)重物勻速上升時(shí)講電樞電源突然反接，試?yán)脵C(jī)械特性從機(jī)電過程上說明：