直流電力拖動習(xí)題集答案

1、1、 什么叫電力拖動系統(tǒng)？答：電力拖動系統(tǒng)是指由各種電動機作為原動機，拖動各種生產(chǎn)機械（如起重機的大車和小車、龍門刨床的工作臺等），完成一定生產(chǎn)任務(wù)的系統(tǒng)。2、 什么叫單軸系統(tǒng)？什么叫多軸系統(tǒng)？為什么要把多軸系統(tǒng)折算成單軸系統(tǒng)？答：在電力拖動系統(tǒng)中，若電動機和工作機構(gòu)直接相連，這種系統(tǒng)稱為單軸系統(tǒng)。若電動機和工作機構(gòu)通過傳動機構(gòu)相連，這種系統(tǒng)我們稱為多軸系統(tǒng)。多軸電力拖動系統(tǒng)的運動情況比單軸系統(tǒng)就復(fù)雜多了。若按多軸，要列出每根軸自身的運動方程式，再列出各軸之間互相聯(lián)系的方程式，最后聯(lián)立求解這些方程，才能分析研究整個系統(tǒng)的運動比較復(fù)雜。為了簡化分析計算，通常把傳動機構(gòu)和工作機構(gòu)看成一個整體，且等

2、效成一個負(fù)載，直接作用在電動機軸上，變多軸系統(tǒng)為單軸系統(tǒng)，再用運動方程式來研究分析，這樣簡單方便。3、 常見的生產(chǎn)機械的負(fù)載特性有哪幾種？位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載與反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載有何區(qū)別？答：常見的生產(chǎn)機械的負(fù)載特性有恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性、恒功率負(fù)載特性及轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速而變的其它負(fù)載特性。其中恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性分為反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的大小恒定不變，而方向總是與轉(zhuǎn)速的方向相反，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩始終是阻礙運動的。位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的大小和方向都不隨轉(zhuǎn)速而發(fā)生變化。4、 運用拖動系統(tǒng)的運動方程式，說明系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)運動的三種狀態(tài)。答： （1）當(dāng)TTL，時，系統(tǒng)作加速運動，電動機把從電網(wǎng)吸收的電能轉(zhuǎn)變

3、為旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的動能，使系統(tǒng)的動能增加。（2）當(dāng)TTL，0時，系統(tǒng)作減速運動，系統(tǒng)將放出的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊答伝仉娋W(wǎng)，使系統(tǒng)的動能減少。（3）當(dāng)TTL，時，n=常數(shù)（或n=0），系統(tǒng)處于恒轉(zhuǎn)速運行（或靜止）狀態(tài)。系統(tǒng)既不放出動能，也不吸收動能。5、 他勵直流電動機的機械特性指的是什么？答：直流電動機的機械特性是指電動機在電樞電壓，勵磁電流、電樞回路電阻為恒定值的條件下，即電動機處于穩(wěn)定運行時，電動機的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T之間的關(guān)系：n=f(T)。6、 什么叫他勵直流電動機的固有機械特性？什么叫人為機械特性？答：他勵直流電動機的固有機械特性是指在額定電壓和額定磁通下，電樞電路沒有外接電阻時，電動機轉(zhuǎn)速與

4、電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。一般是改變固有特性三個條件中（）任何一個條件后得到的機械特性稱為人為機械特性7、 試說明他勵直流電動機三種人為機械特性的特點。答：1電樞串電阻人為特性的特點是：（1）理想空載轉(zhuǎn)速n0不變。（2）機械特性的斜率隨的增大而增大，特性變軟。2、降低電樞電壓U時的人為特性的特點是：（1）斜率不變，對應(yīng)不同電壓的人為特性互相平行。（2）理想空載轉(zhuǎn)速與電樞電壓U成正比。3減弱磁通的人為特性的特點是：（1）磁通減弱會使升高，與成反比。（2）磁通減弱會使斜率加大，成反比。（3）人為機械特性是一族直線，但既不平行，又非放射形。磁通減弱時，特性上移，而且變軟。8、 電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的充分必要條

5、件是什么？答：拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的必要和充分條件是：1電動機的機械特性與生產(chǎn)機械的負(fù)載特性有交點，即存在；2在交點所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速之上（），應(yīng)保證（使電動機減速）；而在這一轉(zhuǎn)速之下（），則要求（使電動機加速）。9、 直流電動機為什么不能直接起動？如果直接起動會引起什么后果？答：因為直流電動機在起動瞬間（n=0時），此時電樞電流， 由于電樞電阻很小，所以直接起動電流將達到額定電流的1020倍。這樣大的電流會使電動機換向困難，甚至產(chǎn)生環(huán)火燒壞電機。另外過大的起動電流會引起電網(wǎng)電壓下降，影響電網(wǎng)上其他用戶的正常用電。因此，必須不允許直接起動。10、 直流電動機的起動方法有幾種？答：直流電動機的起動方法一般

6、分為直接起動（極小容量電動機）、電樞回路串電阻起動和降低電樞電壓起動。11、 當(dāng)電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時，應(yīng)采用什么調(diào)速方式？拖動恒功率負(fù)載時，又應(yīng)采用什么樣的調(diào)速方式？答：當(dāng)電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時，應(yīng)采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。拖動恒功率負(fù)載時，又應(yīng)采用恒功率調(diào)速方式。12、 為什么恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載最好選用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式？答：假設(shè)有一恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，采用弱磁調(diào)速（恒功率調(diào)速）。則轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時，有 因為恒功率調(diào)速是減弱磁通調(diào)速，要想產(chǎn)生恒定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，由上式可以看出，必須與成反比而改變。無法做到保持電樞電流為額定值不變。 如以最高轉(zhuǎn)速時的電樞電流為額定值，即取，則在低速運轉(zhuǎn)時，電樞電流將小于額定值，電動機得不到

7、充分利用，造成浪費。反之，如取最低轉(zhuǎn)速時的電樞電流為額定值，則在高速運轉(zhuǎn)時，電樞電流將超過額定值，影響電動機的壽命。13、 他勵直流電動機的三種調(diào)速方法各屬于什么調(diào)速方式？答：串電阻調(diào)速和降壓調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 ，弱磁調(diào)速屬于恒顧慮調(diào)速。14、如何改變他勵直流電動機的旋轉(zhuǎn)方向？答：由電動機電磁轉(zhuǎn)矩的表達式可知，要改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向，從理論上講，一是保持電動機勵磁電流方向（磁場方向）不變而改變電樞電流方向，即改變電樞電壓極性。二是保持電樞電壓極性不變而改變勵磁電流方向。注意，同時改變電樞電流和勵磁電流的方向，電動機的轉(zhuǎn)向不變。15、 怎樣實現(xiàn)他勵直流電動機的能耗制動？答：當(dāng)需要制動時，保持勵磁電

8、流不變，將電樞兩端的電源斷開，在定子兩相回路中，接入直流電源和制動電阻。在這一瞬間，由于拖動系統(tǒng)的機械慣性作用，電動機的轉(zhuǎn)速來不及改變，又由于磁通不變，于是的大小和方向均未變。因?qū)⒃陔姌虚]合回路中產(chǎn)生電流， 為負(fù)值，表明它的方向與電動狀態(tài)時相反，如圖中虛線所示。由此而產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也與電動狀態(tài)時的相反，成為制動性質(zhì)的轉(zhuǎn)矩對電動機進行制動。這時電動機由生產(chǎn)機械的慣性作用拖動而發(fā)電，將生產(chǎn)機械貯存的動能轉(zhuǎn)換成電能，消耗在電阻上，直到電動機停止轉(zhuǎn)動為止，所以這種制動方式稱為能耗制動。16、 采用能耗制動和電壓反接制動進行系統(tǒng)停車時都需要在電樞回路串入制動電阻，那么哪一種串入的電阻更大些？為什么？答：

9、電壓反接制動時串入的電阻更大些。能耗制動是斷開電動機的電源，而電壓反接制動是給電動機加反相電源。能耗制動：電壓反接制動：17、什么叫回饋制動？有何特點？答：在電動狀態(tài)下運行的電動機，如電動機的轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，電動機便處于回饋制動狀態(tài)?；仞佒苿拥臋C械特性方程式與電動狀態(tài)時完全一樣，只不過時，電樞電流，即為負(fù)值，電磁轉(zhuǎn)矩T隨的反向而反向，對電動機起制動作用。電動狀態(tài)時，電樞電流為正值，由電網(wǎng)的正端流向電動機?；仞佒苿訒r，電樞電流為負(fù)值，電流由電樞流向電網(wǎng)的正端（將機械能轉(zhuǎn)變成電能回饋給電網(wǎng)），由此稱這種狀態(tài)為回饋制動狀態(tài)?；仞佒苿臃譃檎蚧仞佒苿?，機械特性位于第二象限；反向回饋制動位于第四象

10、限。18、當(dāng)提升機下放重物時，要使他勵電動機在低于理想空載轉(zhuǎn)速下運行，應(yīng)采用什么制動方法？若在高于理想空載轉(zhuǎn)速下運行，又應(yīng)采用什么制動方法？答：要使他勵電動機在低于理想空載轉(zhuǎn)速下運行采用倒拉反轉(zhuǎn)制動，在高于理想空載轉(zhuǎn)速下運行采用回饋制動。19、 一臺直流他勵電動機的額定數(shù)據(jù)為：PN=21kW，UN=220V，IN=112A，nN=950r/min，Ra=0.45。求固有特性方程并點繪固有特性曲線。 解：20、一臺他勵電動機的銘牌數(shù)據(jù)為：PN=40kW，UN=220V，IN=207.5A，Ra=0.067。（1）如果電樞電路不串接電阻起動，則起動電流為額定電流的幾倍？（2）如將起動電流限制為，求

11、應(yīng)串入電樞電路的電阻值。解：（1） 設(shè)起動電流倍數(shù)為K（2）如將起動電流限制為，設(shè)串入電樞電路的電阻為, 21、一臺他勵直流電動機數(shù)據(jù)為：PN=7.5kW，UN=110V，IN=79.84A，nN=1500r/min電樞回路電阻，求：（1）條件下，電樞電流時轉(zhuǎn)速是多少？（2）條件下，主磁通減少，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為不變時，電動機電樞電流與轉(zhuǎn)速是多少？（3）條件下，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為，轉(zhuǎn)速為，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？解：（1）（2） （3）當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為時， R=2.4722、一臺他勵直流電動機，PN=10kW，UN=220V，IN=53.8A，nN=1500r/min ，電樞電阻Ra=0.13試計算：（1）直接起

12、動時，最初起動電流；（2）若限制起動電流不過100A，采用電樞串電阻起動時應(yīng)串入的最小起動電阻值；（1）（2）如將起動電流限制為100A，設(shè)串入電樞電路的電阻為, 23、 他勵直流電動機的數(shù)據(jù)為PN=30kW，UN=220V，IN=158.5A，nN=1000r/min，Ra=0.1TL=0.8TN求：（1）電動機的轉(zhuǎn)速；（2）電樞回路串入電阻時的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速；（3）電壓降至188V時，降壓瞬間的電樞電流和降壓后的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速；（4）將磁通減弱至80%時的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速。解：（1）TL=0.8TN Ia=0.8IN（2）（3）電壓降至188V時，降壓瞬間轉(zhuǎn)速不能突變，降壓瞬間電樞電流 降壓后的穩(wěn)態(tài)電樞電流Ia=0.8IN 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 （4）當(dāng)磁通減弱至80%時，24、一臺他勵直流電動機，其銘牌數(shù)據(jù)為：PN=10kW，UN=110V，IN=112.1A，nN=750r/min，測得，設(shè)電機原工作在額定電動狀態(tài)，負(fù)載為反抗性。（1）將電壓反接，要使最大制動電流為2.2IN，求應(yīng)串電阻的值；（2）在制動到時，不切斷電源，電機能