電大電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料

1、電大電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)復(fù)習(xí) 資料第一章電機與拖動基礎(chǔ) 1、 直流電機定轉(zhuǎn)子各由哪些主要部件組成？各部件的 主要作用是什么？ 直流電機由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。包括：（I）主磁極 由主極鐵心和套在鐵心上的勵磁繞組組成，它的作用是建 立主磁場。（2）換向（附加）極由換向極鐵心和套在上面 的換向極繞組組成，用來改善直流電機的換向。 （3）電刷 裝置由電刷、刷握和匯流條組成，它是將直流電引人或引 出電樞的裝置。（4）機座即電機定子外殼，起固定與支撐 的作用，同時又是主磁路的一部分。 2、 直流電機銘牌上的額定功率、額定電壓、額定電流， 對于發(fā)電機和電動機各指什么？ 直流電機的銘牌數(shù)據(jù)：對發(fā)電機額定功率指

2、能夠輸出 的最大電功率，額定電壓和額定電流指輸出最高電壓和最 大電流（PN。UNIN） ； 而對電動機額定功率指能夠輸出的最 大機械功率，額電流指允許輸人的最高電壓和最大電流 （PN=U ulN）。 3、 直流電機有哪幾種勵磁方式？不同勵磁方式的電動 機如何實現(xiàn)反轉(zhuǎn)？ 流電機的勵磁方式分為：他勵、并勵、串勵、復(fù)勵。 單獨改變勵磁繞組極性或者電樞繞組極性都可使用機實現(xiàn) 反轉(zhuǎn)，如果兩者極性同時改變，電機仍將沿原方向運轉(zhuǎn)。 4、 什么叫電樞反應(yīng)？它對電機產(chǎn)生哪些影響？ “電樞 反應(yīng)”就是電樞磁場對主磁場的影響。產(chǎn)生的影響包括： 使主磁場發(fā)生畸變，磁力線不再對稱于磁極軸線；物理中 線偏離幾何中線不再重

3、合，幾何中線處磁場不再為 0；削弱 了主磁場。這些影響將對直流電機的正常運行產(chǎn)生惡劣作 用，必須設(shè)法消除。 5、 串勵直流電動機有哪些特點？串勵直流電動機的機 械特性曲線是一條非線性的軟特性，當(dāng)軸上負(fù)載為 0 時電 機轉(zhuǎn)速 r 所以串勵直流電動機不允許輕載工作；由于它的 電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流的平方成正比，所以起動轉(zhuǎn)矩大，過 載能力強；由于電樞與勵磁繞組串聯(lián)，通人直流或交流電 流電機都不受影響，所以在交流電源情況下亦可正常工作。 6 直流發(fā)電機的電磁轉(zhuǎn)矩與原動機的拖動轉(zhuǎn)矩，電動 機的感應(yīng)電動勢與電樞電壓之間的方向相同還是相反？各 有何物理意義？直流發(fā)電機的電磁轉(zhuǎn)矩與原動機輸人的拖 動轉(zhuǎn)矩方向相反，

4、是一對作用力和反作用力的關(guān)系。隨發(fā) 電機輸出電流的增大，電磁轉(zhuǎn)矩增大(T= Cla ),所需的輸 人轉(zhuǎn)矩也隨著增大，才能維持輸人轉(zhuǎn)矩與阻轉(zhuǎn)矩之間的平 衡，使電機勻速運轉(zhuǎn)。 直流電動機運轉(zhuǎn)時功割磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與電樞 外加電壓方向相反，故為反電勢，它維持了電壓平衡關(guān)系， 限制了電樞電流的大小la =( UaEa) / ( Ra + RL),不 致使電動機電流過大。 7 直流發(fā)電機的外特性受哪幾個因素影響？直流電動 機的轉(zhuǎn)速特性受哪幾個因素影響？ 直流發(fā)電機的輸出特性(Ua= Ea-IaRa )受轉(zhuǎn)速的高低、 主磁場的強弱以及電樞回路電阻大小的影響( Ea = Cp 沖 n):直流電動機的轉(zhuǎn)速

5、特性， 受外加電樞電壓通人勵磁 電流所建立的主磁場以及電樞回路電阻大小的影響。 8 二負(fù)載的機械特性有哪幾種？負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間 各有什么關(guān)系？ 負(fù)載的機械特性分為三大類，即恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、恒功率 負(fù)載、泵類和通風(fēng)機負(fù)載。其中恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載又分為反抗性 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載兩種。 反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小不變而與轉(zhuǎn)速的方向永遠(yuǎn) 相反。而位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載大小不變方向也不變，當(dāng)電機 正轉(zhuǎn)時，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相反；當(dāng)電機反轉(zhuǎn)時，負(fù)載 轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相同。 恒功率負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)速之間成反比。（T = K/n） 泵類和通風(fēng)機負(fù)載的大小與轉(zhuǎn)速的平方成正比（ T = Kn2） 9 改變他勵直流電動機的

6、電樞電壓、電樞回路電阻或 勵磁電流時，機械特性將如何變化？ 改變他勵直流電動機的電樞電壓，機械特性的斜率不 變，理想空載轉(zhuǎn)速 n。與電壓成正比變化，所以特性平行移 動；增大電樞回路電阻，no 不變，特性的斜率 p 隨阻值正 比增大，所以特性變軟；減小勵磁電流，主磁場減弱，no上 升，特性的斜率也增大。 10 電動機的調(diào)速性能指標(biāo)有哪些？各如何定義？ 電動機的調(diào)速性能指標(biāo)有： （1） 調(diào)速范圍電動機帶額定負(fù)載時的最高轉(zhuǎn)速與最低 轉(zhuǎn)速之比。 （2） 調(diào)速精度 （靜差率） 在調(diào)速范圍內(nèi)最低轉(zhuǎn)速所對 應(yīng)的機械特性曲線上的額定速降 nN。與該曲線上的比值。 （3） 平滑性定義為相鄰兩級轉(zhuǎn)速之比。 11

7、直流發(fā)電機和電動機的功率流程圖有何不同？可 變損耗和不變損耗各指什么？ 直流發(fā)電機的功率流程是原動機輸人機械功率，減去 EU 1-11奩乘電機的期喀程圏 仍 宜淹發(fā)電機的功牢關(guān)臺b）宜匱電命機的功率關(guān)舉 空載損耗，轉(zhuǎn)化成電磁功率，再減去電樞（與勵磁）損耗， 輸出電功率。 圖 I 11 直流電機的功率流程圖 a）直流發(fā)電機的功率關(guān)系 b）直流電動機的功率關(guān)系 直流電動機的功率流程是從電源輸人電功率， 減去電 樞 （與勵磁）損耗，轉(zhuǎn)化成電磁功率，再減去空載損耗， 在軸上輸出機械功率?？勺儞p耗指的是電樞（與勵磁）損 耗，也叫銅損耗，它與電樞（勵磁）電流的平方成正比。 不變損耗指的是空載磨擦損耗和鐵心

8、損耗，它們與電 流大小無關(guān)。 12 他勵直流電動機為什么不允許直接起動？可米用 什么方法起動？ 他勵直流電動機在起動時，由于轉(zhuǎn)速為 0,反電勢亦為 0Ea= Ea二Ce；n,電源電壓全部加在電樞電阻上， 電流過大， 所以不允許直接起動?？梢圆捎媒档碗娫措妷夯螂姌谢芈?電阻串電阻的方法起動。 13 決定電動機起、制動過渡過程的三要素是什么？ 決定電動機起、制動過渡過程的三要素是：起始值、 穩(wěn)態(tài)值和機電時間常數(shù)。 14. 如何判斷電動機處于電動運行狀態(tài)、發(fā)電運行狀 態(tài)、制動運行狀態(tài)？ 判斷電動機的運行狀態(tài)要看電磁轉(zhuǎn)矩 T 與轉(zhuǎn)速 n 的方 向相同還是相反，電磁轉(zhuǎn)矩是拖動轉(zhuǎn)矩還是阻轉(zhuǎn)矩；同時 還要看

9、感應(yīng)電勢 Ea 與電樞電壓 Ua 的方向相同還是相反， 感應(yīng)電勢是輸出電勢還是反電勢。電動運行狀態(tài) T 與 n 同 向，T 表現(xiàn)為拖動轉(zhuǎn)矩，Ea 與 Ua 反向，Ea 表現(xiàn)為反電勢。 發(fā)電運行狀態(tài) T 與 n 反向，T 表現(xiàn)為阻轉(zhuǎn)矩，Ea 與 Ua 同向，Ea 表現(xiàn)為輸出電勢。制動運行狀態(tài)與發(fā)電運行狀 態(tài)相同，只不過慣性動能或位能所發(fā)出的電沒有輸出，而 是全部消耗在電樞回路的電阻上，變?yōu)闊崮苌l(fā)掉。 15. 三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場有哪些特點？其轉(zhuǎn)速、 轉(zhuǎn)向、幅值和極對數(shù)各取決于什么？ 三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場性質(zhì)如下： 轉(zhuǎn)速： 為同步 速ni60fJp ,與電源頻率成正比，與定子極對數(shù)成反比

10、。轉(zhuǎn)向: 取決于輸人電流的相序，電機總是由超前相向滯后相的方 向旋轉(zhuǎn)。 幅值大?。夯ù艅?Fi1.35WiKwli/P 瞬時位置：哪相 rzT r2VS VI甩I rFnj X m / i =仝 n + 后 i ) 應(yīng)=+ 片 打十兀、=/o 転 J =亍 hJ 電流達正最大值時，旋轉(zhuǎn)磁勢的幅值恰好轉(zhuǎn)到該相繞組的 軸線處。極對數(shù)：取決于定子繞組在定子槽中的布置，或 者說取決于定于繞組元件的節(jié)距。 16 .畫出三相異步電動 機的 T 型等值電路，寫出基本方程式。 17 .改變?nèi)喈惒诫妱訖C定于端電壓或轉(zhuǎn)子回路串人 電阻將使機械特性如何變化？ 改變?nèi)喈惒诫妱訖C定子端電壓時，同步速 nl 不受影

11、 響，根據(jù)參數(shù)表達式可看出，臨界轉(zhuǎn)差的大小不變，電磁 轉(zhuǎn)矩的平方與電源電壓成正比，所以當(dāng)降低定子電壓時， 電動機的起動轉(zhuǎn)矩和臨界轉(zhuǎn)矩都會成平方倍減小，這顯然 會對電動機的運行造成重要影響，在拖動重載時甚至無法 正常工作。 當(dāng)轉(zhuǎn)子回路串人電阻時，同步速 ni也不受影響，根據(jù) 參數(shù)表達式臨界轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電阻大小無關(guān)，而臨界轉(zhuǎn)差的 大小與轉(zhuǎn)子電阻成正比變化，所以串人適當(dāng)電阻可以增大 電動機的起動轉(zhuǎn)矩，常用于三相異步電動機帶重載起動。 18 三相異步電動機有哪些起動方法？各有什么特 點？ 三相異步電動機的起動可以分為兩大類（I ）小容量電 機輕載起動時電流不大可直接起動；重載時需采用特殊制 造的電機，即

12、深槽轉(zhuǎn)子異步電動機或雙鼠籠異步電動機， 利用趨膚效應(yīng)以獲得大的起動轉(zhuǎn)矩。 （2）大容量電機輕載 起動時必須降低定子端電壓，以減小起動電流。常用的降 壓方法有定子串電阻或電抗，定子串自耦變壓器，星 -三角 變換等；重載起動時可采用轉(zhuǎn)子串電阻或者串頻敏變阻器 的起動方法。 19 三相異步電動機的調(diào)速方法有哪些？各有什么優(yōu) 缺點？ 三相異步電動機的調(diào)速方法有（I ）定子調(diào)壓，調(diào)速范 圍窄，若加轉(zhuǎn)速負(fù)反饋可得到較好的調(diào)速特性。 （2）定子 調(diào)頻，調(diào)速范圍寬，調(diào)速性能好，應(yīng)用越來越廣。 （3）轉(zhuǎn) 子串電阻調(diào)速，方法簡單易行，但由于特性變軟，低速時 損耗大且運行不穩(wěn)定，只用于要求不高的場合。 （4）轉(zhuǎn)子

13、串電勢調(diào)速也叫串級調(diào)速，是一種節(jié)能的調(diào)速方法，它將 轉(zhuǎn)差損耗回收加以利用，因增加設(shè)備較多，所以只適用于 大功率電機的調(diào)速。（5）變極調(diào)速，利用改變定子繞組接 線進行調(diào)速，無須投入其他設(shè)備，但需特殊制造電機，只 有少數(shù)幾級速度。（6）轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速，由于特性軟，要 加負(fù)反饋環(huán)節(jié)，調(diào)速性能好，但只適用于小功率電機的調(diào) 速。 20 他勵直流電動機和三相異步電動機的能耗制動有 什么不同？ 他勵直流電動機的能耗制動是將電樞電源斷開，給電 樞串人適當(dāng)電阻，使慣性旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子槽導(dǎo)體切割主磁場發(fā) 電，即將動能轉(zhuǎn)為電能，再變成消耗在轉(zhuǎn)子回路電阻上的 熱能，同時產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。而三相異步電動機的能耗制動 是斷開定子三

14、相電源的同時，給任意兩相繞組通人一個直 流電流，建立一個極性不變的磁場，使慣性旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子切 割這個磁場，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。 21 一臺他勵直流電動機的銘牌額定數(shù)據(jù)為： 17KW 220V 90A 1500r/min Ra = 0.376，拖動恒轉(zhuǎn)矩額定負(fù) 載運行。求： (1) 這臺電動機固有機械特性上的理想空載點、額定工 作點、堵轉(zhuǎn)點的電樞電流和轉(zhuǎn)速？ (2) 將電樞電壓降為 150V,電動機的電樞電流和轉(zhuǎn)速各 為多少？ (3) 若把磁通減小到 0.8 N，電動機的電樞電流和轉(zhuǎn)速 各變?yōu)槎嗌伲?解：(1 ) Ce：N =(UN -lNRa)/nN =(220 90 0 3 7)61 5 30124

15、 理想空載點 n。=UN /CeN =2 2/00.1 2 41 7 7r4m i n 寧0 額定工作點 nN =1500/ min; I N =90( A) 堵轉(zhuǎn)點 n=。; I s =U N / Ra =220/0.3763 =585 ( A) Ia =IN 90A; n =(Ua - I NRa)/CeN =(150 -90 0.3786) / 0.124 =935(r / m i n ) (3)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，磁通減小 20%則 la 增加 20% ; la =1.2 90 =108 n -(U N -1 NRa)/0.8ce N =(220 -90 0.376)/0.8 0.12 =

16、1875(r / min) 22、一臺他勵直流電動機的銘牌額定數(shù)據(jù)為： 13KW 220V 687A 1500r/min Ra = o.224，要求調(diào)整精度 no% , 試求： (1) 采用電樞串電阻調(diào)速時的調(diào)速范圍有多少？最 低轉(zhuǎn)速時串多大電阻？ (2) 采用降低電樞電壓調(diào)速的調(diào)速范圍有多少？最 低轉(zhuǎn)速時的電壓為多少？ 解：ce =(UN -Ra)/nN =(220 一68.7 0.224)/1500 = 0.1364 (1)n。=UN /ce N =220/0.1364 =1613(r/min) .：n 二 n。、=1613 0.3 =484(r/min) nmin 二 n。.n =161

17、3-484 = 1129(r/ min) 調(diào)速范圍D 2 nmin = 1500/1129 =1.33 R =C-：n/lN) -Ra =(484/68.7) -0.224 = 6.821() AnN = I N Ra = 68.7 漢0.224 = 15.4(r / min) nomin - ：nN/、= 15.4/0.3 = 51.3(r / min) nmax = n0min - 厶n” 51.3 -15.35.9(r / min). D =nmax/n min =1500/35.9 =41.78 Ua 二 Ea lNRa=Ce ：Nnmin 68.7 0.224 =0.1364 35.

18、9 15.4 = 20.3(V) 23、 一臺他勵直流電動機的電樞額定電壓 220V、額定 電流 74A，額定電流 74A，額定轉(zhuǎn)速 1500r/min 電樞額定電 動勢 204.6V，電機鐵損耗 PFe=326W，機械械磨擦損耗 Pm=240W，忽略雜散損耗，求這臺電動機額定運行時的電 磁轉(zhuǎn)矩、輸入功率和效率各為多少？ 解： TN=lNEa=74 204.6 =15.14(KW) R =UNIN =220 74 =16.28(KW) P2 = P PFe -Pm =16280 362 -204 =15.714 =P2/ P =15.714/16.28 =0.965 24、 一臺并勵直流電動機

19、的額定數(shù)據(jù)如下： 17KW 220V 300r/min 889A Ra = o.11* ，勵磁電阻只十做.“， 忽略電樞反應(yīng)，試求：額定負(fù)載時電動機的輸出轉(zhuǎn)矩、電 磁轉(zhuǎn)和效率？ 解: P2N =17KW R =U Nl N =17/19.558 =0.87 I f 二U f /Rf =220/181.8 =1.2(A) la = I N -If =88.9 -1.2 = 87.7(A) PM =R Pcuf =PCUa =195581.22 X181.587.72 X0.114 = 18.42(KW) 25、一臺他勵直流電動機用于吊重物，其額定數(shù)據(jù)如下： 29KW 440V 76A 1000r

20、/min, Ra“.377，忽略空載損耗， 負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL =0.8TN試求： (1) 電動機以 500r/min 的速度吊起重物， 電樞回路需 串多大電阻？ (2) 有哪幾種方法可使負(fù)載以 500r/min 的速度下放？ 電樞回路各需串多大電阻？ (3) 當(dāng)以 500r/min 的速度吊起重物時， 將電樞電壓突 然反接，并使電流不超過2IN，最后穩(wěn)定下放速度為多少？ 解：(1) Ce：N =(UN -IzRa)/nN=(440 -76 0.377)/1000 = 0.411 n =(U N -laRa)/Ce：N =(400 -0.8 76 R)/0.411=500 R =(400 -0.41

21、1 500)/0.8 76 =3.857(門) 電樞回路需串電阻：3.857 一 0.377二3.48() (2)采用倒拉下放重物： -500 =(400 -0.8 76 R)/0.411 R =(440 0.411 500)/0.8 76 =10.6() 電樞回路需串電阻10.6-0.377 =10.223(0) 采用能耗下放重物：-500 0.8 76 R/0.411 R =0.411 500/0.8 76 =3.38() 電樞回路需串電阻3.38 -0.377 =3.003() (3) R=(CeN n U N)/2IN =(0.411 500 440)/2 76 =4.247() n

22、=(-UN -laRa)/Ce N =(-440 -0.8 76)/0.411 = T218(r /min) 26、一臺三相四極異步電動機， 150KW 38V/50HZ 1460 r/min,過載能力一3.1，求這臺電動機的固有機械特性。 解：固有機械特性的四個殊點 (1)同步點 T=0，S=0， 小=60右/卩=60 50/2 =1500(r/min) 額定工作點nN =1460r/min， SN -nN)/m =(1500 -1460)/1500 =0.0267 TN =9.55PN/nN =9.55 150 103/1460 = 981(NM ) (3)臨界點 Tm = XTN = 3

23、.1 漢 981 = 3041(NM ) Sm =SN ；2 -1 = 0.0267(3.1 .3.12 -1) =0.16 4 ) 起 動 點 Ts 2T = 2 3041 =949(NM) 1 1 Sm 0.16 S 0.16 27、一臺三相極異步電動機，10KW 38V50HZ 21.6A，定子繞組 Y 接，額定運行時，定子銅耗Pcul=557W，轉(zhuǎn) 子銅耗Pcu2 =314W，鐵耗PFe =27W，機械磨擦損耗Pm =77W，附加 損耗 Ps =200W 試求其額定轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩各為多少? 解： pM = F2 ps pm 10000 200 77 314 =10591 n

24、= 0，S = 1 SN = FCU2 / pN =314/10591 = 0 03 n =60f/p=60 50/1500(r / min) nN =n ,1 -SN) =1500(1 -0.03) =1455(r/mi n) TN =9.55PN/ n” =9.55 10 1。3 /1455 = 65.66(NM ) TN =9.55PN /n1 =9.55 10591 /1500 =67.46(NM ) 28、一臺三相六極異步電動機， 28KW 380V/50HZ 950r/min 逸1” “88，定子銅耗、鐵耗共 2.2KW，機械損耗 1.1KW，忽略附加損耗。試求其額定運行時的轉(zhuǎn)差率

25、、轉(zhuǎn) 子銅耗、效率、定子電流、轉(zhuǎn)子電流的頻率？ 解： m =60=60 50/3 =1000(r/mi n) SN =(n1 nN )/n1 =(1000 -950)/1000 = 0.05 Pcu2 =SNPN =SN(Pm P2)/(1 -SN) =0.05(1.1 2.8)/(1 -0.05) =1.53(KW) PM =Pcu2 / SN =1.53/0.05 =30.6(kw) 二 P2/R =28(30.6 2.2)=0.854 I1p1/ 3U1 coS =32.8/ 3 380 0.88 566gA) f2 SN =0.05 50=2 5 HZ 29 某繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的額定

26、數(shù)據(jù)為： 5KW 960r/min 380V/50HZ 14.94A E2N=164V ,皿=20.6A, 2.3,定子繞組 Y 接，拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載TL=075TM，采用反 接制動停車，要求超始制動轉(zhuǎn)矩為 1. 8TN，求轉(zhuǎn)子每相需串 人多大電阻？ 解：SN（ n1-nN）/n1=（1000-960/1000=0.04 2=SN E2N/ V 3I2N=0.04X 164V 3X 20.6=0.184() Sm 亠2 i =0.04(2.3+ 2.32 -i )=0.175 0.75TN=呂牛 S : Sm Sm S 解出 S=0.029 n=n1(1-S)=1000(1-0.029)=972

27、(r/min) S =ni-n)/-n 1=(-1000)-97?/-1000=1.972 sm=s【2 i=1.972空 打 i =4.088 1.8 1.8 1.8 R 珂（Sm/Sm） 1r24.088/0.175 一1 X 0.184=4.11（。） 第二章控制電機 1 一般單相異步電動機若無起動繞組時， 能否自行起 動？ 一般單相異步電動機無起動繞組時，是不能自行起動 的。因為單相繞組通人正弦交流電，只能建立隨電源頻率 交變的脈振磁場，而不是旋轉(zhuǎn)磁場，不可能使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn) 矩。 2. 臺定子繞組 Y 接的三相鼠籠式異步電動機輕載運 行，若一相引出線突然斷線，電動機還能否繼續(xù)運行？停 下

28、來后能否重新起動？為什么？ 一臺定子繞組 Y 接的三相鼠籠式異步電動機輕載運 行，若一相引出線突然斷線，電動機會繼續(xù)運行，但此時 旋轉(zhuǎn)磁場已由國形旋轉(zhuǎn)磁場變成橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子的 轉(zhuǎn)矩變小，輕載可能繼續(xù)運行，重載就可能帶不動了。同 樣道理，若電動機停下來再重新起動，也要看軸上負(fù)載的 大小，起動轉(zhuǎn)矩若大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩電動機可以轉(zhuǎn)起來，如果 起動轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩電動機就可能轉(zhuǎn)不起來。 3簡述 罩極式單相異步電動機的工作原理。罩極式單相異步電動 機的轉(zhuǎn)向如何確定？若不拆卸重新裝配轉(zhuǎn)子，是否可以使 其反轉(zhuǎn)？這種電動機的主要優(yōu)缺點是什么？ 罩極式異步電動機的罩極部分與未罩部分產(chǎn)生的磁通 之間，在空間相差一

29、個電角度，在時間上也差一個電角度， 會在氣隙中產(chǎn)生橢園形旋轉(zhuǎn)磁場，切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條建立轉(zhuǎn)矩， 而使電動機運轉(zhuǎn)。電動機的旋轉(zhuǎn)方向總是從超前相繞組的 軸線，轉(zhuǎn)向滯后相繞組的軸線，若不拆卸重新裝配轉(zhuǎn)子， 電動機是不可能反轉(zhuǎn)的。這種罩極式異步電動機的優(yōu)點是 結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、價格便宜，常用于小風(fēng)扇、電唱機 等起動轉(zhuǎn)矩要求不大的場合；其缺點是只能單方向運轉(zhuǎn)。 4 電容分相式單相異步電動機有哪幾種不同型式，各 有什么優(yōu)缺點？如何改變電容分相式單相異步電動機的轉(zhuǎn) 向？ 電容分相式單相異步電動機分為電容起動異步電動 機、電容運轉(zhuǎn)異步電動機和電容起動與運轉(zhuǎn)異步電動機三 種。電容起動異步電動機所配電容使電動機在起動

30、時旋轉(zhuǎn) 磁場是 I 圓形的，可產(chǎn)生較大的起動轉(zhuǎn)矩。電容運轉(zhuǎn)異步電 動機所配電容使電動機在運轉(zhuǎn)時旋轉(zhuǎn)磁場是圓形的，在運 轉(zhuǎn)時可產(chǎn)生較大的拖動轉(zhuǎn)矩。電容起動與運轉(zhuǎn)異步電動機 配兩個電容，使電動機在起動和運轉(zhuǎn)時都可得到比較好的 性能。 把工作繞組或起動繞組中的任一個繞組接電源的兩個 端子對調(diào)，即可實現(xiàn)電機的反轉(zhuǎn)。 5 單相異步電動機主要分哪幾種類型？ 單相異步電動機分為分相電動機和罩極電動機兩大 6 直流伺服電動機的勵磁電壓和電樞控制電壓均維持 不變，而負(fù)載增加時，電動機的轉(zhuǎn)速、電樞電流和電磁轉(zhuǎn) 矩將如何變化？ 直流伺服電動機的勵磁電壓和電樞控制電壓均維持不 變，而負(fù)載增加時，電動機的轉(zhuǎn)速將下降，電

31、樞電流和電 磁轉(zhuǎn)矩都會增大。 7 直流伺服電動機的始動電壓是指什么？直流伺服電 動機電刷壓力過大軸承缺乏潤滑油或轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動不靈活是否 會影響電動機的起動轉(zhuǎn)矩和始動電壓？ 從直流伺服電動機的調(diào)節(jié)特性可以看出，當(dāng)轉(zhuǎn)速 n = 0 時對應(yīng)不同的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，需要的控制電壓也不同，調(diào)節(jié)特 性曲線與橫坐標(biāo)的交點，就是不同負(fù)載轉(zhuǎn)矩時電動機的始 動電壓。即電動機處于待動而未動的臨界狀態(tài)時所加的控 制電壓。始動電壓隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩的增大而增大，一般把調(diào)節(jié) 特性曲線上橫坐標(biāo)從 0 到始動電壓這一范圍稱為在一定負(fù) 載轉(zhuǎn)矩時伺服電動機的失靈區(qū)或死區(qū)。直流伺服電動機電 刷壓力過大軸承缺乏潤滑油或轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動不靈活是會影響電 動機的起

32、動轉(zhuǎn)矩和始動電壓的。會使死區(qū)增大。 8 直流伺服電動機一般采用什么控制方法？如何使其 反轉(zhuǎn)？ 一般用電壓信號控制直流伺服電動機的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速大 小。改變電樞繞組電壓的方向與大小的控制方式，叫電樞 控制；改變勵磁電壓的方向與大小的控制方式，叫磁場控 制。后者不如前者，很少采用。將電動機的電樞繞組或勵 磁繞組中的任一個繞組接電源的兩個端子對調(diào)，即可實現(xiàn) 電機的反轉(zhuǎn)。 9 直流伺服電動機的勵磁電壓下降，對電動機的機械 特性如何變化？ 直流伺服電動機的勵磁電壓下降會使磁場減弱， 轉(zhuǎn)速 升高，與他勵直流電動機的特點相同，機械特性曲線上理 想空載轉(zhuǎn)速升高，特性斜率增大。 10 交流伺服電動機有哪幾種控制方法

33、？如何使其反 轉(zhuǎn)？ 交流伺服電動機的控制方法有幅值控制、相位控制和 幅相控制三種。無論哪種控制方式，只要將控制信號電壓 的相位改變 180 電角度（反相）,從而改變控制繞組與勵磁 繞組中電流的相位關(guān)系，原來的超前相變?yōu)闇笙?，原?的滯后相變?yōu)槌跋啵妱訖C的轉(zhuǎn)向就隨之改變。 11 交流伺服電動機的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象指什么？如何消除自 轉(zhuǎn)現(xiàn)象？ 交流伺服電動機的控制電壓為 0 時，轉(zhuǎn)子立即停轉(zhuǎn)， 滿足伺服性。如果控制電壓為 0 時，轉(zhuǎn)子仍舊繼續(xù)旋轉(zhuǎn)， 這種失控現(xiàn)象稱交流伺服電動機的“自轉(zhuǎn)現(xiàn)象”。 增大轉(zhuǎn)子 電阻， 使 Sm 1,機械特性處于 II、IV 象限，當(dāng)交流伺服 電動機的控制電壓為 0時，轉(zhuǎn)子承

34、受制動性轉(zhuǎn)矩，迫使轉(zhuǎn) 子停轉(zhuǎn)，這樣就消除了自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。 12 為什么永磁式同步電動機轉(zhuǎn)子上通常裝有鼠籠繞 組？ 永磁式同步電動機轉(zhuǎn)子上裝的鼠籠繞組繞組。因為旋 轉(zhuǎn)磁場的同步速很高，不能將靜止的轉(zhuǎn)子牽人同步運行， 需要在轉(zhuǎn)子上安裝鼠籠繞組，使旋轉(zhuǎn)磁場切割鼠籠轉(zhuǎn)子導(dǎo) 條產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩而起動，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近同步速時，就很 容易地被牽人同步運行。 13 轉(zhuǎn)子上安裝鼠籠繞組的永磁式同步電動機，轉(zhuǎn)速 不等于同步速時，鼠籠繞組和永久磁鐵是否都起作用？轉(zhuǎn) 速等于同步速時，鼠籠繞組和永久磁鐵是否都起作用？為 什么？ 轉(zhuǎn)子上安裝鼠籠統(tǒng)組的永磁式同步電動機，轉(zhuǎn)速不等 于同步這時，鼠籠繞組起作用，永久磁鐵不起作用；而當(dāng)

35、轉(zhuǎn)速等于同步速時，永久磁鐵起作用，而鼠籠繞組不再起 作用。因為此時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于同步速，旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子相 對靜止，不再切割鼠籠轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，也就沒有轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生。 14. 將無刷直流電動機與永磁式同步電動機及直流伺 服電動機作比較，分析它們之間有哪些相同和不同點？ 無刷直流電動機由電子開關(guān)電路、永磁式同步電動機 及位置傳感器組成，它去掉了普通直流伺服電動機的電刷 和換向器，避免了滑動機械接觸影響電機的精度、性能和 可靠性以及火花引起的無線電干擾，增長了電機壽命，也 避免了結(jié)構(gòu)復(fù)雜、噪音大、維護困難的缺點，卻保留了直 流電動機調(diào)速和起動性能好、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大的優(yōu)點；同時還 具有交流永磁式同步電動機結(jié)構(gòu)簡單、運

36、行可靠、維護方 便等優(yōu)點。 15. 位置傳感器的作用如何？ 位置傳感器是一種無機械接觸的檢測轉(zhuǎn)子位置的裝 置，其作用是檢測轉(zhuǎn)子磁場相對于定子繞組的位置，代替 普通直流電動機的電刷和換向器，實現(xiàn)電子換向。它有多 種結(jié)構(gòu)形式，常見的轉(zhuǎn)換方式有電磁轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和磁 敏轉(zhuǎn)換。 16 .簡述無刷直流電動機的工作原理。如何使無刷直 流電動機反轉(zhuǎn)？ 無刷直流電動機是由電子開關(guān)電路、永磁式同步電動 機及位置傳感器組成的電動機系統(tǒng)。直流電源經(jīng)開關(guān)線路 向電動機定于繞組供電，位置傳感器檢測出轉(zhuǎn)子磁場相對 于定子繞組的位置，并提供信號去觸發(fā)開關(guān)線路中的功率 開關(guān)元件使之導(dǎo)通或截止，各相依次通人電流，和轉(zhuǎn)子磁 極主

37、磁場相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使電動機旋轉(zhuǎn)。 要實現(xiàn)無刷直流電動機的反轉(zhuǎn)，可采取以下幾種辦法： （1） 改變位置傳感器的輸出電壓信號，采用正反轉(zhuǎn)兩 套位置傳感器。 （2） 使每相繞組兩端頭互換，改變繞組中電流的方向。 （3） 用霍爾元件作位置傳感器的，可將每片霍爾元件 一對電流端或電勢端端頭互換。 （4） 在控制電路中用一邏輯信號 （正反轉(zhuǎn)） 指令改變 電機各相繞組的導(dǎo)通順序。 17 如何控制反應(yīng)式步進電動機輸出的角位移和轉(zhuǎn) 速？怎樣改變步進電動機的轉(zhuǎn)向？ 反應(yīng)式步進電動機輸出的角位移與輸人的脈沖數(shù)成正 比，其轉(zhuǎn)速與輸人脈沖的頻率成正比，改變輸人脈沖的數(shù) 目或改變輸人脈沖的頻率就可以控制反應(yīng)式步進電

38、動機輸 出的角位移和轉(zhuǎn)速。反應(yīng)式步進電動機的旋轉(zhuǎn)方向取決于 輸人脈沖的相序，改變輸人脈沖的相序就可以使步進電動 機反轉(zhuǎn)。 18 簡要說明步進電動機靜穩(wěn)定區(qū)和動穩(wěn)定區(qū)的概念。 不改變步進電動機控制繞組通電狀態(tài)時獲得的矩角特 性中 o = 0 時 T = 0,這一點為步進電動機的穩(wěn)定平衡點， 當(dāng) 0= 二。時同樣 T = 0，但這兩點是不穩(wěn)定的平衡點。兩個 不穩(wěn)定的平衡點之間即為步進電動機的靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)域。 步進電動機的動穩(wěn)定區(qū)是指使步進電動機從一種通電 狀態(tài)切換成另一種通電狀態(tài)而不失步區(qū)域。 19 一臺反應(yīng)式步進電動機，已知相數(shù) m=6,單拍運 行步距角為 3，單雙拍運行步距為 1.5，求轉(zhuǎn)子齒數(shù)

39、. 解：0 sc =360/6 漢Zr 匯 1 =3 或 0se=360/mZr = 3600/6 漢匯 2=5 則:乙=20 （個齒） 20、一臺采用五相十拍通電的步進電動機，測得上動 機的轉(zhuǎn)速為 100r/min，己知轉(zhuǎn)子有 24 個齒，求（1）步進 電動機的步距角（2）脈沖電源的頻率。 解：（1 ） Ose =360/mZrC =360/5 24 2 =1.5 （2） n = 60f/mZrC =60f /5x24x2 = 100 則 f=400HZ 21、若一臺四相反應(yīng)式步進電動機，其步距角為1.80/0.90 , 試問（1）1.80/0.90表示什么？ （ 2）轉(zhuǎn)子齒數(shù)為多少？ （

40、3）寫 出四相八拍運行方式的一個通電順序。（4）在 A 相繞組測 得電源的頻率為 400HZ 時，其每分鐘轉(zhuǎn)速為多少？ 解:（ 1 ） 1.80 / 0.90表示這臺步進電運機單拍運行時步距角為1.80， 單雙拍運行時步距角為00。 (2) Ose=360/4 Zr 2=0.9 則0 Zr =360/7.2 =50 (個齒) (3) A - AB - B - BC - C - CD - D - DA - A （4） n = 60 f /mZrC =60 汽 400/4 漢 50 x2 =60（r/min） 22 .步進電機的驅(qū)動電源由哪幾部分組成？ 步進電機的驅(qū)動電源一般由脈沖信號發(fā)生電路、脈

41、沖 分配電路和功率放大電路等幾部分組成。脈沖信號發(fā)生電 路產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號供給脈沖分配電路，脈沖分配電路完 成步進電機控制的各相脈沖信號，功率放大電路對脈沖分 配回路輸出的控制信號進行放大，驅(qū)動步進電機的各相繞 組，使步進電機轉(zhuǎn)動。 脈沖分配器有多種形式，早期的有環(huán)型分配器，現(xiàn)在逐 步被單片機所取代。功率放大電路有單電壓、雙電壓、斬 波型、調(diào)頻調(diào)壓型和細(xì)分型等多種形式。近年來出現(xiàn)將控 制信號形成和功率放大電路合為一體的集成控制電源。 23. 影響步進電機性能的因素有哪些？使用時如何改善 步進電機的頻率特性？ 步進電機的主要性能指標(biāo)是頻率特性曲線， 步進電機的 轉(zhuǎn)矩隨頻率的增大而減小。步進電機的

42、頻率特性曲線和許 多因素有關(guān)，這些因素包括步進電機的轉(zhuǎn)子直徑、轉(zhuǎn)子鐵 心有效長度、齒數(shù)、齒形、齒槽比、步進電機內(nèi)部的磁路、 繞組的繞線方式、定轉(zhuǎn)子間的氣隙、控制線路的電壓等。 其中有的因素是步進電機在制造時已確定的，使用者是不 能改變的，但有些因素使用者是可以改變的，如控制方式、 繞組工作電壓、線路時間常數(shù)等。 控制方式對頻率特性的影響較大，使用時盡量采用單雙 拍控制方式。 線路時間常數(shù)小，步進電機的頻率特性好，同時時間常 數(shù)小也可使起動頻率增高。因此在實際使用時應(yīng)盡量減小 時間常數(shù)。為了減少時間常數(shù)，可增大電阻 RC為不使穩(wěn)態(tài) 電流減少，在增大電阻的同時，可采用提高供電電壓的方 法。在實際中

43、，可根據(jù)客觀情況來考慮選擇恰當(dāng)?shù)耐獠侩?阻 Rc，使步進電機處于合適的工作狀態(tài)。通常在改變開關(guān) 電壓的同時改變外接電阻的值，即增大電阻的同時提高開 關(guān)電壓使步進電機的頻率特性得到改善。 在使用步進電機時應(yīng)使步進電機工作于高頻穩(wěn)定區(qū)。 步進電動機的步距角和轉(zhuǎn)速的特點是不受電壓信號和 負(fù)載變化的影響，僅與脈沖頻率有關(guān)，它每轉(zhuǎn)一圈都有固 定的步數(shù)，在不丟步的情況下運行，其步距角誤差不會長 期積累，如果停機后某些相繞組仍保持通電狀態(tài)，還有自 鎖能力。控制輸人脈沖數(shù)量、頻率及電機各相繞組的接通 順序，可以得到各種需要的運行特性。 24. 簡述細(xì)分驅(qū)動電路的工作原理。 步進電機細(xì)分驅(qū)動電路 步進電機的轉(zhuǎn)動

44、是靠脈沖電壓完成的，對應(yīng)一個脈沖電 壓，步進電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一步，步進電機的各相繞組電流輪 流切換，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。如果每次進行輸人脈沖切換時，不 是將繞組電流全都通人或關(guān)斷，僅改變對應(yīng)繞組中額定電 流的一部分，那么轉(zhuǎn)子相應(yīng)的每步轉(zhuǎn)動也只是原步距角的 一部分。通過控制繞組中電流數(shù)值即可控制轉(zhuǎn)子的步距角 的大小。所謂細(xì)分電路，就是把步進電機的步距角減小， 把一步再細(xì)分成若干步如 10 步） ,這樣步進電機的運動近 似地變?yōu)閯蛩龠\動。并能使它在任何位置停步。這種將一 個步距角細(xì)分成若干步來完成的控制方式，稱為細(xì)分控制 方式。 采用這種線路可以大大改善步進電機的低頻特性， 可使 步進電機的步進角變小，從而提

45、高步進電機的控制精度， 能實現(xiàn)機床加工的微量進給。 步進電機中對電流進行細(xì)分，本質(zhì)是在繞組上對電流進 行疊加，使原來的矩形電流供電波形變?yōu)殡A梯電流波形供 電，要求繞組中的電流以若干個等幅等寬的階梯上升到額 定值，或以同樣的階梯從額定值下降到零。電流波形從 0 經(jīng)過 10 個等寬等高的階梯上升到額定值， 下降時又經(jīng)過同 樣的階梯從額定值下降至 0。它與一般的由 0 值突跳至額定 值，從額定值跳至 0 的通電方式相比，步距角縮小了 1/10， 因而使電機運轉(zhuǎn)非常平滑雖然這種驅(qū)動電源的結(jié)構(gòu)比較 復(fù)雜，但有如下優(yōu)點：在不改變電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的前提下， 使步進電機具有更小的步距角、更高的分辨率，使電機運 行

46、平穩(wěn)，可以減小或消除電機在低頻段運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動、 噪音等現(xiàn)象。 第三章直流調(diào)速系統(tǒng) 1、開環(huán)系統(tǒng)額定靜態(tài)速降是由什么因素決定的？ 開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降為 皿乎，其中 C。為電機所固有 Ce 的常數(shù)，因此開環(huán)系統(tǒng)額定靜態(tài)速降主要由電機的額定電 流、電樞回路總電阻決定。 2 試概述閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的主要特點。改變給定電壓是 否能夠改變電動機的轉(zhuǎn)速？ 如果給定電壓不變，調(diào)整反饋電壓的分壓比能否改變轉(zhuǎn) 速？為什么？如果測速機勵磁發(fā)生變化，系統(tǒng)有沒有克服 這種擾動的能力？ (1) 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的主要特點：a 當(dāng)給定電壓Ugd不變 時，加入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋將使轉(zhuǎn)速大大降低， 理想空載轉(zhuǎn)速?？凇?只是開環(huán) 匕，即人入

47、山。如果還要維持系統(tǒng)的運動速度基 1+k 1+k 本不變，即n“nok，那么閉環(huán)時的U。必須比開環(huán)時相應(yīng)提高 (1k )倍。 b 當(dāng)負(fù)載相同時，閉環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降 小，將大大減小，只是開環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)速降的 c.如果電動機的最高轉(zhuǎn)速相同，對靜差率的要求相同， 則閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍是開環(huán)系統(tǒng)的(1k)倍。 (2) 給定電壓是系統(tǒng)的參考輸入量， 改變給定電壓能 夠改變電動機的轉(zhuǎn)速。 調(diào)整反饋電壓的分壓比，相當(dāng)于改變了反饋系數(shù)，能夠 改變電動機的轉(zhuǎn)速。 (3) 測速機勵磁發(fā)生變化引起的擾動， 不在反饋環(huán)所 包圍的前向通道中，所以閉環(huán)系統(tǒng)沒有克服這種擾動的能 力？ 3 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)能減小穩(wěn)態(tài)速降的原因是

48、什么？ 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)能減小穩(wěn)態(tài)速降的原因是閉環(huán)系統(tǒng)的 自動調(diào)節(jié)作用。在開環(huán)系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載電流增大時，電樞 電流Id在電阻R上的壓降也增大，轉(zhuǎn)速就要降下來。現(xiàn)在引 人了轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，轉(zhuǎn)速稍有降落，反饋電壓人就感覺出來 了。因給定電壓Ugd不變，因此加到觸發(fā)器上的控制電壓 UC =Kp(Ugd -Ufn)便自動增加了，它可使晶閘管整流電壓 Ugd增加， 電動機轉(zhuǎn)速便相應(yīng)回升。由于電樞電壓nb將大大減速 的增量心Udo補償A Udo壓 降，就使轉(zhuǎn)速基本維持不變。 4有一 V 一 M 調(diào)速系統(tǒng)，已知電動機的電勢系數(shù) Ce =127(v/rpm), IN =15A, n” =150轉(zhuǎn)/分，電樞回路總電阻

49、R = 3，晶閘管整 流裝置的放大倍數(shù)a，。，要求調(diào)速范圍 D = 20S= 10%, (1) 計算開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降和調(diào)速要求所允許的靜態(tài)速 降。(2)采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋組成單閉環(huán)系統(tǒng)，如果最大給定 電壓為 30V，則轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)應(yīng)為多少？( 3)計算所需 的放大器的放大倍數(shù)。 0.83 (轉(zhuǎn) /分) D(1S) 20(10.1) / . mob N 150 0.1 = 叢 30 =o.2a (2) Ufmax :nN 150 (3) 一 41.69 Kp=K=41t=8.82 Ksa 30 0.2 5 在帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)中，如 果穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值 Uw 發(fā)生變化，或電流反饋系

50、數(shù)盧發(fā)生 變化，各對系統(tǒng)的靜特性有什么影響？ 帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 為： 當(dāng)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值發(fā)生變化時相當(dāng)于給定電壓發(fā)生變 化，影響理想系統(tǒng)的空載轉(zhuǎn)速。電流反饋系數(shù)月發(fā)生變化 相當(dāng)于電樞回路總電阻發(fā)生變化，影響系統(tǒng)的靜態(tài)速降。 所以當(dāng)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值發(fā)生變化或電流反饋系數(shù)月發(fā)生變 化，將影響系統(tǒng)靜特性的斜率。 6 為什么積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無靜差的？積分調(diào)節(jié) 器的輸入偏差電壓U =0 時，輸出電壓是多少？決定于那些 元素？解：(1 ) nok =I43(轉(zhuǎn)/ 分) n”s nmax K 二KpKs e 系統(tǒng)的動態(tài)速降能否為零，為什么？ 在積分控制的調(diào)速系統(tǒng)中，控制作用不僅依

51、靠偏差本身 而且依靠偏差的累計。只要輸人偏差U .0,積分控制就使得 f Udt逐漸積累，因而轉(zhuǎn)速就要變化。只有到 AU 工 0 時，輸 出電壓為一定值f.Udt不再變化，轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定下來，因而是無 靜差的。 當(dāng)輸入偏差電壓 AU = 0 時，輸出電壓為一定值，它取 決于偏差的大小、偏差為零的時刻、積分時間常數(shù)等。 系統(tǒng)的動態(tài)速降不能為另，如果動態(tài)速降也為零，那么 系統(tǒng)的偏差電壓U始終為零，則F：udt為零，控制作用就失去 了，系統(tǒng)無法工作。 7.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)定運行時，速度調(diào)節(jié)器的輸人、 輸出電壓各為多少？電流調(diào)節(jié)器的輸人、輸出電壓各為多 少？ 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，如果轉(zhuǎn)速、電流

52、兩個 調(diào)節(jié)器都采用 PI 調(diào)節(jié)器，穩(wěn)定運行時，它們的輸人電壓都 為零。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出電壓為： U gi 二 1 f x 電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓為： u Cen gd TfRxR k _ KS 8 如果要改變雙閉環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速， 可調(diào)節(jié)什么參數(shù)？ 改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)行不行？改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)行 不行？如果要改變堵轉(zhuǎn)電流 （系統(tǒng)起動時的最大電流） 應(yīng) 調(diào)節(jié)什么參數(shù)？ 如果要改變轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)給定電壓U gn或轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a 改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)不行，改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)行。 如果要改變堵轉(zhuǎn)電流應(yīng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出限幅值 Ug 或電流反饋系數(shù) 1。 9 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在突加給定的起動過程中，轉(zhuǎn)速調(diào)

53、 節(jié)器為什么能迅速達到限幅值，其限幅值是如何整定的？ 電流調(diào)節(jié)器是否應(yīng)達到限幅值，其限幅值是如何整定 的？答：雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在突加給定時，由于電機的機械 慣性，轉(zhuǎn)速為零，使轉(zhuǎn)速反饋電壓禮為零，這時加在轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)器輸人端的偏差電壓 Un很大，而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的積分時 間常數(shù)較小，所以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出能迅速達到限幅值， 電流調(diào)節(jié)器不應(yīng)達到限幅值， 限幅值應(yīng)大于最大的輸出控制電壓， 10.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)對電網(wǎng)電壓及負(fù)載擾動， 其調(diào)節(jié)過 程的特點是什么？ 對電網(wǎng)電壓的擾動無需等到電機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化， 只要電 樞回路電流發(fā)生變化時，由電流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)即可，有效減 小了電機轉(zhuǎn)速的變化。負(fù)載擾動要電機的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化

54、后， 由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)。3 l 開環(huán)系統(tǒng)額定靜態(tài)速降是由什 么因素決定的？ 開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降為 m 乎，其中 C。為電機所固有 Ce 的常數(shù)，因此開環(huán)系統(tǒng)額定靜態(tài)速降主要由電機的額定電 流、電樞回路總電阻決定。 11 .不可逆脈寬調(diào)制電路中非受限式和受限式兩種方 式比較各有什么優(yōu)缺點？ 非受限式方式在產(chǎn)生反向電流時，對電機轉(zhuǎn)速的影響 會有多大？是否會影響電機正常使用？ 受限式電路中只使用一個晶體管，由電感釋放能量進行 續(xù)流，電流只能是單方向的，在負(fù)載電流小，開關(guān)頻率不 夠高時，其限幅值按所要限制的最大電流值來整定， Ugi 需0 否則將失去調(diào)節(jié)作用， UkCengdK IfzR。 Ks 容

55、易產(chǎn)生電流斷續(xù)現(xiàn)象。非受限式電路中增加了 一個晶體營，在電流變?yōu)榱銜r由電動機產(chǎn)生反向電流，這 樣就保證了電流在任何情況下都能連續(xù)。 由于脈寬調(diào)制電路中開關(guān)頻率較高，所以非受限式方式 在產(chǎn)生反向電流時，對電機轉(zhuǎn)速的影響不會很大，不影響 電機正常使用。 12 試述單極性工作制和雙極性工作制的不同特點。 單極性脈寬調(diào)制電路是兩組不可逆脈寬調(diào)制電路的組 合，一組輸出正電壓，另一組輸出負(fù)電壓，因此也有受限 式和非受限式兩種方式。單極性電路在一周期內(nèi)的輸出電 壓波形始終是單一極性，最多有兩個晶體管同時工作。雙 極性脈寬調(diào)制電路在一周期內(nèi)的輸出電壓波形為正負(fù)雙極 性，四個晶體管分兩組輪流工作。 13.晶體管

56、直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)與晶閘管電動機直流調(diào)速 系統(tǒng)相比有什么優(yōu)點？ 晶體管直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)與晶閘管電動機直流調(diào)速系 統(tǒng)相比有以下優(yōu)點： (1) 晶體管脈寬調(diào)制電路的開關(guān)頻率一般在幾千赫茲， 而三相晶閘管全控橋的開關(guān)頻率有 300 赫茲，前者的開關(guān) 頻率差不多比后者咼一個數(shù)量級。這樣晶體管直流脈寬調(diào) 速系統(tǒng)的頻帶要比晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)寬許多，因此系統(tǒng) 的響應(yīng)速度快，動態(tài)抗負(fù)載擾動的能力強。 (2) 由于開關(guān)頻率高， 晶體管脈寬調(diào)制電路僅靠電樞 中電感的濾波作用就可以獲得脈動很小的直流電流，電流 容易連續(xù)，同時電機的損耗和發(fā)熱較小。 (3) 對交流電網(wǎng)的影響小， 沒有晶閘管可控整流電路 換相時對電網(wǎng)的“

57、污染”，而且其功率因數(shù)高，效率高。 (4) 主電路需用的可控功率元件少，線路簡單。例如 組成可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的 H 型電路只需四個大功率晶 體管，而在可逆晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的兩組反并聯(lián)三相全 控橋中則需要十二個晶閘管。此外，晶體管的控制也比晶 閘管容易。這樣，就使得晶體管直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的線路 比晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的線路簡單。 第四章交流調(diào)速系統(tǒng) 1 為什么改變異步電動機定子供電頻率，可以調(diào)節(jié)異 步電動機的轉(zhuǎn)速？ 由ni=60fi/p可知，當(dāng)極對數(shù)p不變時，同步轉(zhuǎn)速ni和電源 頻率fi成正比。而異步電動機的轉(zhuǎn)速n =(1sni =(1s)60fi/p，所以連 續(xù)地改變供電電源頻率，就可以平

58、滑地調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。 2 異步電動機變頻調(diào)速時，如果只從調(diào)速角度出發(fā)， 僅改變?nèi)耸欠窨尚校繛槭裁?？在實際應(yīng)用中，同時還要調(diào) 節(jié)Ui，否則會出現(xiàn)什么問題？ 由電機學(xué)可知，異步電動機有如下關(guān)系式： U i 二 Ei =44.4匚心1叫：呂 式中，定于繞組匝數(shù)Ni ,定于繞組系數(shù)KNI為常數(shù)。在電 源頻率fi 一定時，定于繞組感應(yīng)電壓勢Ui與Ei與產(chǎn)生它的氣 隙合成磁通電成正比。忽略定子阻抗壓降時，定子電壓 U ； 與 E ；近似相等。由式(4-1)看出，若Ui不變，fi與“成反成 反比。如果人下降，則入增加，使磁路過飽和，勵磁電流 迅速上升，鐵損增加，電動機效率降低，也使功率因數(shù)減 小。如果fi

59、上升，則：；Jm減小，電磁轉(zhuǎn)矩減小，電動機的過載 能力下降?？梢娬{(diào)速時為維持恒磁通 4 不變，在調(diào)節(jié)人的 同時還要協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)Ui ,才可以使異步電動機具有較好的性 能。 3、異步電動機變頻調(diào)速時，常用的控制方式有哪幾 種？它們的基本思想是什么？這幾種控制方式得到的機械 特性如何？ 常用的控制方式有三種： (1)保持Ui/fi =常數(shù)的控制方式 一般生產(chǎn)機械的負(fù)載多為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。對恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載， 希望在調(diào)速過程中保持最大轉(zhuǎn)矩幾。不變，即電動機的過 載能力不變。由電機學(xué)可知，最大轉(zhuǎn)矩 Tmax為 T 3pU2 Imax 二 2 2 4呑1 .J （Xi X2） 若忽略定子電阻“ rl ,并考慮到Xi

60、 X2 Xk =2:f1（L1 L2）,則 Tmax：（Ui/fi）2所以在從額定頻率（稱為基頻）向下調(diào)節(jié) fl時，協(xié) 調(diào)控制Ui， 使fi與Ui的比值保持不變， 即可保證在調(diào)速過程中， 電動機的最大轉(zhuǎn)矩不變。稱為壓頻比恒定的控制方式。 在頻率較高時，定子電阻ri馬相對于短路電抗xXk X。 來說，可以忽略（因為xi），在調(diào)節(jié)fi同時，調(diào)節(jié)Ui，并保 持Ui/fi=常數(shù)，即可使Tmax不變。但是在頻率較低時，ri相對Xk來 說，不可忽略。此時既使仍保持壓頻比恒定，由 譏也要減 小，從而使最大轉(zhuǎn)矩Tmax減小。電動機低速運行時，過載能 力隨轉(zhuǎn)速n的降低而降低。 因此這種控制方式的變頻調(diào)速只 適用