《電機控制技術(shù)》課后答案(馮澤虎)

第一章參考答案習(xí)題參考答案1.低壓電器是一種能夠依據(jù)操作信號或外界現(xiàn)場信號的要求，手動或自動地改變電路的狀態(tài)、參數(shù)，以實現(xiàn)對電路或被控對象的控制、保護、測量、指示和調(diào)節(jié)的元件或設(shè)備?？刂齐娖靼雌涔ぷ麟妷旱母叩?，以交流1200V、直流1500V為界，可劃分為高壓控制電器和低壓控制電器兩大類。常用的低壓電器有刀開關(guān)、熔斷器、低壓斷路器、接觸器、繼電器及主令電器等。2.自動空氣開關(guān)又稱自動空氣斷路器，是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動系統(tǒng)中非常重要的一種電器，它集控制和多種保護功能于一身。除了能完成接觸和分斷電路外，尚能對電路或電氣設(shè)備發(fā)生的短路．嚴重過載及欠電壓等進行保護，同時也可以用于不頻繁地啟動電動機。自動空氣開關(guān)具有操作安全．使用方便．工作可靠．安裝簡單．動作后(如短路故障排除后)不需要更換元件(如熔體)等優(yōu)點。因此，在工業(yè)．住宅等方面獲得廣泛應(yīng)用。3.接觸器是一種用來接通或切斷交流、直流主電路和控制電路的自動控制電器。主要由電磁機構(gòu)、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置和其他部件組成。電磁機構(gòu)的作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成機械能，產(chǎn)生電磁吸力帶動觸點動作；觸點系統(tǒng)的作用是主觸點用于通斷主電路，輔助觸點用于控制電路，起電氣互鎖作用；滅弧裝置的作用是及時滅掉產(chǎn)生的電弧。電磁機構(gòu)的磁通是交變的，而電磁吸力與磁通的平方成正比，當磁通為零時，吸力也為零，這時候銜鐵在彈簧的反力作用下被拉開,磁通過零后吸力再逐漸增大，吸力大過彈簧反力時銜鐵又吸合，在如此反復(fù)循環(huán)的過程中銜鐵產(chǎn)生強烈的振動和噪音，振動使電器壽命縮短，并使觸點接觸不良.磨損.或溶焊,裝了短路環(huán)后將氣隙磁通一分為二，一部分磁通穿過短路環(huán),將在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電流,產(chǎn)生磁通,此磁通分別與線圈電流產(chǎn)生的磁通不僅相位不同而且幅值也不一樣，有這兩個磁通產(chǎn)生的電磁力就不再同時過零點,這時，合成磁力就相當平穩(wěn),只要最小吸力大于反力,那么銜鐵將會牢牢地吸住,不會產(chǎn)生振動和噪音。電壓等級相同情況下：1.交流電磁線圈誤接入直流電源——燒毀。2.直流電磁線圈誤接入交流電源——拒動。一是因為由于阻抗大的原因電流上不去，二是因為它沒有分磁環(huán)，導(dǎo)致電磁吸力脈動太大，即使吸合也不牢固過載電流是指在電路中流過有高于正常工作時的電流。如果不能及時切斷過載電流，則有可能會對電路中其它設(shè)備帶來破壞。短路電流則是指電路中局部或全部短路而產(chǎn)生的電流，短路電流通常很大，且比過載電流要大。熱繼電器是根據(jù)電流流過雙金屬片而動作的電器，它的保護特性為反時限，在出現(xiàn)短路大電流時需要一定的時間才會動作，不會立刻動作，所以不能作為短路保護。短路時電流瞬間變的很大,熱繼電器還來不及動作,已經(jīng)對電路造成了很大的危害。繼電器、保護器交流接觸器的主觸頭通過的是交流電流，而直流接觸器的主觸頭是通過直流電流；在結(jié)構(gòu)上交流接觸器由于產(chǎn)生的電弧容易熄滅，所以常采用多縱縫滅弧裝置滅弧，而直流接觸器由于產(chǎn)生的直流電弧不容易熄滅，所以常采用磁吹式滅弧裝置滅弧。熔斷器、熱繼電器。繼電器是根據(jù)某種輸入信號的變化，接通或斷開控制電路，實現(xiàn)自動控制和保護電力裝置的自動電器。繼電器是用于控制回路的，一個繼電器往往有幾對常開/常閉節(jié)點，可以用于不同的控制回路，它的節(jié)點不能通過大電流，一般不用于動力回路；接觸器類似于斷路器，是用弱電來控制接通或者切斷強電的，主要用于動力回路是用于控制回路的，一個繼電器往往有幾對常開/常閉節(jié)點，可以用于不同的控制回路，它的節(jié)點不能通過大電流，一般不用于動力回路；接觸器類似于斷路器，是用弱電來控制接通或者切斷強電的，主要用于動力回路。12.頻繁起動，使激磁線圈通過很大的起動電流，因而引起線圈產(chǎn)生過熱現(xiàn)象；燒毀線圈。（1）空氣阻尼式時間(通電延時)繼電器的延時原理是通電使電磁銜鐵脫離受壓迫的氣囊，讓氣囊緩慢吸入空氣，當氣囊充滿空氣后，氣囊頂起連桿將觸點動作。（2）調(diào)節(jié)氣囊進氣孔的大小來改變進氣的快慢來達到長、短延時。14.熱繼電器的作用：就是當通過熱繼電器到電動機的電流超過設(shè)定值一定時間（內(nèi)部有熱差動元件，超過值越大，動作時間越短），輔助觸點動作，輸出斷開或閉合信號，將控制電動機動作的接觸器線圈斷開，起到保護電機的作用。15.熔斷器作用：熔斷器是對電路，用電設(shè)備短路和過載進行保護的電路，熔斷器一般串接在電路中，當電路正常工作時，熔斷器就相當于一根導(dǎo)線；當電路短路或出現(xiàn)過載時，流過熔斷器的電流很大，熔斷器就回開魯，從而保護電路和用電設(shè)備。16.（1）過電流脫扣器用于電路的短路和對電流保護，當線路的電流大于整定的電流值時，過電流脫扣器所產(chǎn)生的電磁力使掛鉤脫扣,動觸點在彈簧的拉力下迅速斷開，實現(xiàn)斷路器的跳閘功能。（2）熱脫相器用于線路的過載保護，工作原理和熱繼電器相同，過載時熱元件發(fā)熱使雙全屬片受熱彎曲到位，推動脫扣器動作使斷路器分閘。（3）失壓（欠電壓）脫扣器用于失壓保護，失用脫扣器的線圈直接接在電源上，銜鐵處于吸合狀態(tài)，斷路得可以常合閘，當斷電成電壓很低時，失壓脫扣器的吸力小于彈簧的反力，彈簧使動鐵心向上掛鉤脫扣，實現(xiàn)斷路器的跳閘功能。（4）分勵脫扣器用于遠程控制，當在遠方按下按鈕時，分勵脫扣器通電流產(chǎn)生電磁力，使其脫扣跳閘（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）KT(12)KT18.如果閘刀開關(guān)倒裝，在閘刀開關(guān)拉閘斷電時，其動觸頭有可能因重力下落使閘刀開關(guān)合閘造成危險。如果將電源線接在閘刀下端，在閘刀開關(guān)拉閘斷電時，其動觸頭上帶電，不安全。第二章習(xí)題參考答案習(xí)題參考答案1.名詞解釋（1）電氣控制線路原理圖、接線圖:用規(guī)定的圖形符號和文字符號代表各種電器、電機及元件,依據(jù)生產(chǎn)機械對控制的要求和各電器的動作原理，用線條代表導(dǎo)線連接起來，表示它們之間的聯(lián)系的線路圖稱為原理圖。用規(guī)定的圖形符號和文字符號，按各電器實際相對位置畫出的圖稱為接線圖。（2）欠壓保護:當線路電壓低于額定值時所采取的保護措施稱為欠壓保護。（3）失壓保護:由于外界原因造成突然斷電而采取的保護措施稱為失壓保護。（4）自鎖:依靠接觸器自身常開輔助觸頭而使線圈保持通電的效果稱為自鎖(又稱自保)。（5）聯(lián)鎖:利用兩只控制電器的常閉觸頭使一個電路工作，而另一個電路絕對不能工作的相互制約的作用稱為聯(lián)鎖(或稱互鎖)。（6）點動控制:按一下按鈕,電動機就轉(zhuǎn)一下，松開按鈕，電動機就停止，這種控制叫點動控制。（7）順序控制:根據(jù)生產(chǎn)需要，按照一定川順序空現(xiàn)的控制稱為川而序控制（8）多地控制:為操作方便，在兩個或兩個以.上地點進行控制操作稱為多地控制。（9）單向運行:使電動機按照單-一方向旋轉(zhuǎn)的控制稱為單向控制。（10）可逆運行:可實現(xiàn)電動機正、反兩個方向旋轉(zhuǎn)的控制稱為可逆控制。2．電氣原理圖：電器布置圖電氣安裝接線圖。電氣原理圖：根據(jù)控制線圖工作原理繪制，具有結(jié)構(gòu)簡單，層次分明。主要用于研究和分析電路工作原理。電氣布置安裝圖：主要用來表明各種電氣設(shè)備在機械設(shè)備上和電氣控制柜中的實際安裝位置，為機械電氣在控制設(shè)備的制造、安裝、維護、維修提供必要的資料。電氣安裝接線圖：是為了進行裝置、設(shè)備或成套裝置的布線提供各個安裝接線圖項目之間電氣連接的詳細信息，包括連接關(guān)系，線纜種類和敷設(shè)線路。3．QS刀開關(guān)、FU熔斷器、KM接觸器、KA中間繼電器、KT時間繼電器、KS速度繼電器、FR熱繼電器、SB按鈕、SQ行程開關(guān)。4．（1）電氣元件明細表：元器件名稱、符號、功能、型號、數(shù)量等。（2）用小號字體注在其電氣原理圖中的圖形符號旁邊。5．由接觸器本身的電磁機構(gòu)來實現(xiàn)，當電源電壓嚴重過低或失壓時，接觸器的銜鐵自行釋放，電動機失電而停機。6．點動與長動在電氣控制上的區(qū)別是：點動按鈕兩端沒有并接接觸器的常開觸電；長動按鈕兩端并接接觸器的常開觸電。7．(1)聯(lián)鎖控制是在控制線路中一條支路通電時保證另一條支路斷電。（2）雙重互鎖，此種控制線路可靠性高，操作方便，為電力拖動系統(tǒng)所常用。電氣互鎖控制過程為從一個運行狀態(tài)到另一個運行狀態(tài)必須經(jīng)過停止既“正-停-反”。雙重互鎖從一個運行狀態(tài)到另一個運行狀態(tài)可以直接切換既“正-反-停”。8.9.10.第三章習(xí)題參考答案習(xí)題參考答案優(yōu)點：直流電動機與交流電動機相比，具有優(yōu)良的調(diào)速性能和起動性能。直流電動機具有寬廣的調(diào)速范圍，平滑的無極調(diào)速特性；過載能力大，能承受平凡的沖擊負載；可實現(xiàn)無級快速起動、制動和反轉(zhuǎn)；能滿足生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)各種不同的特殊運行要求。而直流發(fā)電機則能提供無脈動的大功率直流電源，且輸出電壓可以精確的調(diào)節(jié)和控制。缺點：一是制造工藝復(fù)雜，消耗有色金屬較多，生產(chǎn)成本高；二是直流電動機在運行時由于電刷與轉(zhuǎn)向器之間容易產(chǎn)生火花，因而可靠性較差，維護比較困難。應(yīng)用:一般用于起動和調(diào)速性能要求高的場合，如大型可逆式軋鋼機、礦井卷揚機、賓館高速電梯、龍門刨床、電力機車等。2.機座、主磁極、換向極、電刷裝置、外殼、電樞鐵心、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸、支架和風(fēng)扇。3.換向器的作用是把電樞繞組中的交變電動勢轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妱觿菹蛲獠枯敵鲋绷麟妷海粚τ陔妱訖C，它是把外界供給的直流電流轉(zhuǎn)變?yōu)槔@組中的交變電流以使電動機旋轉(zhuǎn)。4.直流電動機按勵磁方式不同可分為他勵、并勵、串勵、復(fù)勵。5.P1N=PN/ηN=10KW/85%=11.76KWIN=P1N/UN=11.7*103/110V=106.9A6.P1N=PN/ηN=20/88%=22.73KWIN=P1N/UN=22.73*103/220=103.3AT2N=60PN*103/2πηN=9550*PN/ηN=127.33N·m7.一臺直流電機原則上既可以作為電動機運行，也可以作為發(fā)電機運行，這種原理在電機理論中稱為可逆原理。當原動機驅(qū)動電樞繞組在主磁極N、S之間旋轉(zhuǎn)時，電樞繞組上感生出電動勢,經(jīng)電刷、換向器裝置整流為直流后，引向外部負載(或電網(wǎng))，對外供電，此時電機作直流發(fā)電機運行。如用外部直流電源，經(jīng)電刷換向器裝置將直流電流引向電樞繞組，則此電流與主磁極N.S.產(chǎn)生的磁場互相作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子與連接于其上的機械負載工作，此時電機作直流電動機運行。8.繞組的基本形式:單疊繞組、單波繞組。單疊繞組的特點是:（1）同一主極下的各元件串聯(lián)起來一條支路并聯(lián)支路數(shù)2a等于電機的極數(shù)2p.（2）電刷位置應(yīng)使正負電刷間的感應(yīng)電動勢最大，被電刷短路的元件感應(yīng)電勢為零。（3）電刷數(shù)等于主極數(shù)。（4）電刷間引出的電勢為每一支路的電動勢。（5）電樞電流為各支路電流之和。單波繞組的特點是：所有n極的各元件串聯(lián)起來組成一條支路，所有s極下的各元件串聯(lián)起來組成另外一條支路并聯(lián)支路對數(shù)a為1，與磁極對數(shù)無關(guān)。電刷數(shù)等于主極數(shù)。電刷間引出的電勢為每一支路的電動勢。電樞電流為各支路電流之和。9.RPa調(diào)到最大，Rpf調(diào)到最小。10.增大電樞回路調(diào)節(jié)電阻Rpa的阻值，電動機的轉(zhuǎn)速將下降;增大勵磁回路電阻Rpf的阻值，轉(zhuǎn)速將下降。11.改變電樞電壓方向或改變勵磁電流方向；同時調(diào)換電樞繞組的兩端和勵磁繞組的兩端接線，直流電動機的轉(zhuǎn)向不變。12..應(yīng)該是先斷電樞后斷勵磁，如果先斷勵磁電樞電流會大，導(dǎo)致燒東西，因為電樞阻值小，勵磁電流不怎么變化的，是產(chǎn)生磁場的。13.并勵直流電動機勵磁繞組和電樞繞組并聯(lián)，繞組匝數(shù)多導(dǎo)線較細。串勵直流電動機勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，繞組匝數(shù)少，導(dǎo)線較粗，啟動轉(zhuǎn)矩大，但其機械特性很軟，串勵直流電動機不準空載或輕載運行。14.并勵直流電動機反轉(zhuǎn)有兩種方法，一是電樞反接法，即改變電樞電流方向，保持勵磁電流方向不變;二是勵磁繞組反接法，即改變勵磁電流方向，保持電樞電流方向不變。而在實際應(yīng)用中，并勵直流電動機的反轉(zhuǎn)常采用電樞反接法來實現(xiàn)。15.機械制動、反接制動、能耗制動.（1）機械制動采用機械裝置使電動機斷開電源后迅速停轉(zhuǎn)的制動方法。如電磁抱閘、摩擦片制動。（2）反接制動在電動機切斷正常運轉(zhuǎn)電源的同時改變電動機定子繞組的電源相序，使之有反轉(zhuǎn)趨勢而產(chǎn)生較大的制動力矩（3）能耗制動電動機切斷交流電源的同時給定子繞組的任意二相加一直流電源，以產(chǎn)生靜止磁場，依靠轉(zhuǎn)子的慣性轉(zhuǎn)動切割該靜止磁場產(chǎn)生制動力矩。16.不能，因為反接制動是改變相序不是極性，對電動機來說電磁轉(zhuǎn)矩變成制動轉(zhuǎn)矩了。17.直流電樞繞組元件內(nèi)的電動勢和電流是交流的。直流電機電樞繞組是旋轉(zhuǎn)的，經(jīng)換向器—電刷的作用，變換成為靜止電路,兩電刷間的電路在空間位置是不變的，因而電刷電動勢是直流的，所通過的電流也是直流的，電感不起作用。18.因為直流電樞繞組不是由固定點與外電路連接的，而是經(jīng)換向器-電刷與外電路想連接的，它的各支路構(gòu)成元件在不停地變化。為使各支路電動勢和電流穩(wěn)定不變,電樞繞組正常、安全地運行，此種繞組必須是閉合的。19.要改變電動機轉(zhuǎn)向，就必須改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向。T=CTΦIa單獨改變磁通方法（通過改變勵磁連接）或者單獨改變電樞電流的方向，均可以改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向。改變轉(zhuǎn)向的方法：對于并勵電動機，單獨將勵磁繞組引出端對調(diào)?；蛘邌为殞㈦姌欣@組引出端對調(diào)。對于復(fù)勵電動機，應(yīng)將電樞引出端對調(diào)或者同時將并勵繞組和串勵繞組引出段分別對調(diào)（維持加復(fù)勵狀態(tài)）。對于串勵電動機,假設(shè)勵磁繞組的一個頭接的電源正極，那么他的尾就和電樞繞組的頭連接的時候是正轉(zhuǎn)，然后把電樞繞組的尾和電源負極連接就可以了。20.當負載轉(zhuǎn)矩不變時，要求電磁轉(zhuǎn)矩不變。由公式Tem=CTφIa知，φIa必須不變。在他勵電動機中勵磁是獨立的，不計電樞反應(yīng)影響時，φ不變。在Tem不變時Ia必然不變。改變電動機端電壓，電動機的輸入功率P1=UIa改變，E改變，n改變，輸出功率P2=T2Ω改變，鐵耗PFe和機械損耗Pmec改變，而電路銅耗PCua=Ia2R3不變。改變電樞回路附加電阻時，P1不變，E改變，n改變，P2改變，PFe和Pmec改變，PCua改變。在串勵電動機中，同樣由Ia不變，φ不變，結(jié)果與他勵電動機相似。21.并勵電動機的機械特性表達式n=U/Ceψ-RaMem/CeCtψ2=n0-KMem.當忽略電樞反應(yīng)時，磁通為不隨負載變化的常數(shù)，是一條略下傾的直線，轉(zhuǎn)速隨負載增加而略有下降。如果電車和電力機車使用這種電動機，那么當電車載重或上坡時電機將過載較多。串勵電動機的機械特性表達式，其中。串勵電動機的勵磁電流等于電樞電流，磁路不飽和時為一常數(shù)磁路高度飽和時基本不變與成反比，而并勵電動機的機械特性是一條轉(zhuǎn)速隨增加而迅速下降的直線。當電車載重或上坡時，電動機的轉(zhuǎn)速會自動下降，使得增加不多，因而，點擊輸入功率增加不像并勵電動機那樣快，所以電車和電力機車通常采用串勵電動機拖動。22.如果直流電動機的電刷不在幾何中性線上，則在負載運行時，除了具有交軸電樞磁動勢外，還存在直軸電樞磁動勢。如果電刷位置是從幾何中性線逆電機旋轉(zhuǎn)方向移開的話，則直軸電樞磁動勢是去磁的，即與主磁通方向相反。而當氣隙磁通削弱時，便會使轉(zhuǎn)速n=（U-RaIa）/Ceφ增高。同時在一定電磁轉(zhuǎn)距下,因為Tem=CMφIa，電樞電流會增加。如果電動機具有起穩(wěn)定作用的串勵繞組，則可能是串勵繞組反接,而不是電樞位置不對，或者兩種原因兼有。23.(1)因為磁路不飽和且勵磁電流I,不變，因此主磁通φ不變。負載轉(zhuǎn)矩不變，即電磁轉(zhuǎn)矩r不變，由于T=CTφIa,，故電樞電流Ia不變。根據(jù)n=(U-IaRa)/Ceφ,U減半，故轉(zhuǎn)速n下降，且n小于原來的一半;(2)U減半,輸出功率P2不變，Ia必然上升，否則由于輸入功率P1=UIa(假設(shè)為他勵),若Ia不變或減小，則P1減小P2必然不能保持不變。Ia上升，n必然下降;(3)If加倍，則φ加倍。T2不變，即T不變，故Ia減半。由于IaRa<<U,從n的表達式右知，此時n下降;(4)U減半而P2不變，由(2)分析知Ia上升。If減半，則φ減半，(U-IaRa)較Ceφ減小的多，故n下降;(5)If不變，則φ不變。由于T2∞n2，Te近似與n2成正比，亦即Ia近似與n2成正比。當U減半時，假設(shè)n上升，則Ia上升，(U-IaRa)下降，由n=(U-IaRa)/Ceφ得n下降,這與假設(shè)相矛盾。故n必然下降,I,下降。24.(1)改變勵磁電流調(diào)速。這種調(diào)速方法方便，在端電壓一定時，只要調(diào)節(jié)勵磁回路中的調(diào)節(jié)電阻便可改變轉(zhuǎn)速。由于通過調(diào)節(jié)電阻中的勵磁電流不大。故消耗的功率不大，轉(zhuǎn)速變化平滑均勻，且范圍寬廣。接入并勵回路中的調(diào)節(jié)電阻為零時的轉(zhuǎn)速為最低轉(zhuǎn)速，故只能“調(diào)高”，不能“調(diào)低”。改變勵磁電流，機械特性的斜率發(fā)生變化并上下移動。為使電機在調(diào)速過程中得到充分利用，在不同轉(zhuǎn)速下都能保持額定負載電流，此法適用于恒功率負載的調(diào)速。(3)改變串入電樞回路的電阻調(diào)速。在端電壓及勵磁電流一定、接入電樞回路的電阻為零時，轉(zhuǎn)速最高，增加電樞路電阻轉(zhuǎn)速降低，故轉(zhuǎn)速只能“調(diào)低”不能“調(diào)高”。增加電樞電阻，機械特性斜率增大，即硬度變軟,此種調(diào)速方法功率損耗大，效率低，如果串入電樞回路的調(diào)節(jié)電阻是分級的，則為有級調(diào)速，平滑性不高，此法適用于恒轉(zhuǎn)矩的負載調(diào)速。25.勵磁回路斷線時，只剩下剩磁。在斷線初瞬，由于機械慣性，電機轉(zhuǎn)速來不及改變。電樞電勢EcEn與磁通成比例減小。由IaUERa可知，Ia將急劇增加到最大值，當Ia增加的比率大于磁通下降的比率時，電磁轉(zhuǎn)矩也迅速增加，負載轉(zhuǎn)矩不變時，由于電磁轉(zhuǎn)矩大于負載轉(zhuǎn)矩，電動機轉(zhuǎn)速明顯提高。隨著轉(zhuǎn)速的升高，電樞電動勢增加，Ia從最大值開始下降，可能在很高的轉(zhuǎn)速下實現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩的新的平衡，電動機進入新的穩(wěn)態(tài)。由于這時轉(zhuǎn)速和電樞電流都遠遠超過額定值，這是不允許的。從理論上講，當勵磁回路斷線時，若是電動機的剩磁非常小，而電樞電流的增大受到電樞回路電阻的限制，可能出現(xiàn)電樞電流增大的比率小于磁通下降的比率，在負載力矩一定時，電樞的電磁力矩小于制動力矩，因而轉(zhuǎn)速下降。但在這種情況下，電樞電流仍然是遠遠地超過了額定電流值?？梢?，并勵電動機在運行中勵磁回路斷線可產(chǎn)生兩個方面的影響：一方面引起電樞電流的大幅度增加，使電動機燒毀；另一方面，可能引起轉(zhuǎn)速急劇升高。過高的轉(zhuǎn)速造成換相不良。到使電動機轉(zhuǎn)子遭到破壞。因此，并勵電動機在運行中應(yīng)絕對避免勵磁回路斷線。針對勵磁回路斷線的故障，應(yīng)采取必要的保護措施。26.略27．單疊Ea=300V，Ra=1.5Ω單波Ea=600V，Ra=6Ω28．需要串入1.02Ω的電阻第四章參考答案習(xí)題參考答案1.當空間互差120度的線圈通入對稱的三相交流電流時，在空間中就產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場2.籠形異步電動機結(jié)構(gòu)：端蓋，接線盒，定子，定子繞組，轉(zhuǎn)子，風(fēng)扇，風(fēng)扇罩。繞線轉(zhuǎn)子異步電動機結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子繞組，端蓋，軸承，定子繞組，轉(zhuǎn)子，定子出線盒，集電環(huán)。3.籠形異步電動機的啟動包括：直接啟動，降壓啟動繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的啟動方法包括：轉(zhuǎn)子電路串接啟動電阻器，轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器4.改變通入電動機定子繞組的三相電源相序，即把接人電動機三相電源進線中的任意兩相對調(diào)接線時，電動機就可以反轉(zhuǎn)。5.變極調(diào)速，變頻調(diào)速，變轉(zhuǎn)差率調(diào)速6（1）故障：不能啟動排除原因：1.檢在電源是否有電，,熔斷絲是否燒斷，電源開關(guān)接觸是否良好，電動機接線板上的接線頭是香松脫2.在斯開電源的情況下,用萬用表檢直定子繞組有無斷路處3.用方用表檢查轉(zhuǎn)子繞組及其外部電路，并檢在各連接點的接觸是否緊密（2）故障：電源接通后，電動機尚未起動，熔斷絲即燒斷排除原因：1.接通開關(guān)熔絲立即燒斷，大多是接地或短路故障，可用兆歐表檢查。2.改用較大額定電流的熔絲3.改正接法4.把啟動變阻器的手柄旋至啟動位置（3）故障：空載運行正常，加上負載后轉(zhuǎn)速即降低或停轉(zhuǎn)排除原因：1.改正接法2.恢復(fù)電動機的電壓到額定值3.去除轉(zhuǎn)子修理4.適當減輕負載（4）故障：電動機運行時有較大的嗡嗡聲，且電流超過額定值較多排除原因：1.檢查電動機的熔絲，是否有一相斷開2.斷開電源，用兆歐表檢查（5）故障：電動機有不正常的震動和響聲排除原因：1.改善電動機的安裝條件2.停車檢查，擰緊螺絲3.更換軸承（6）故障：電動機溫度過高排除原因：1.適當減小負載2.電動機風(fēng)扇是否脫落，通風(fēng)孔道是否堵塞，電動機附近是否堆放有雜物影響空氣對流3.改善電動機的電壓4.5.6.可參觀以上方法（7）故障：軸承溫度過高排除原因：1.適當調(diào)整帶的松緊程度2.拆下軸承蓋，加黃油到2/3油室3.調(diào)換好的潤滑油脂（8）故障：電動機外殼帶電排除原因：1.按規(guī)定接好地線，排除接地不良故障2.進行烘干處理3.浸漆修補絕緣，重接引線7.反接制動，能耗制動，回饋制動8.先斷開電源開關(guān)，切斷電動機的交流電源，這時轉(zhuǎn)子仍沿原方向慣性運轉(zhuǎn)；隨后向電動機兩相定子繞組通入直流電，使定子中產(chǎn)生一個恒定的靜止磁場，這樣作慣性運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子因切割磁力線而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流，又因受到靜止磁場的作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，正好與電動機的轉(zhuǎn)向相反，使電動機受制動迅速停轉(zhuǎn)。9.回饋制動，轉(zhuǎn)子由于外部機械裝置(相當于一個原動機)帶動旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子此時轉(zhuǎn)速高于旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率是負的，電機做發(fā)電機運行，所發(fā)的電回饋給電網(wǎng)。此時轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢以及電流的有功分量將與電動機狀態(tài)時相反，因此電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，即電磁轉(zhuǎn)矩為制動性質(zhì)的轉(zhuǎn)矩。為使轉(zhuǎn)子持續(xù)地以高于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，原動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩必須克服制動的電磁轉(zhuǎn)矩;此時轉(zhuǎn)子從原動機輸入機械功率，通過電磁感應(yīng)由定子輸出電功率，電機處于發(fā)電機狀態(tài)。優(yōu)點：電動機直接接到電網(wǎng)時，電機發(fā)出的電向電網(wǎng)回饋，但是這樣對電網(wǎng)有較大的影響，如果電機由變頻器拖動時，由于變頻器有中間儲能環(huán)節(jié)，其儲能是有限的，故電機發(fā)電狀態(tài)時對變頻器有較大的威脅。變頻器在處理電機的再生發(fā)電時，有多種制動方法，如能耗制動、儲能制動、回饋制動等。對能耗制動方法，電機發(fā)出的電會白白的浪費，同時能耗電阻會經(jīng)常損壞;儲能制動方法中儲能也是有限的，同樣對變頻器有威脅，能量回饋是處理再生發(fā)電的好方法，又是制動的好方法。它保證了變頻器的安全、節(jié)約了能量、同時增強了電機的制動功能。缺點：只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網(wǎng)電壓下(電網(wǎng)電壓波動不大于10%)，才可以采用這種回饋制動方式。因為在發(fā)電制變頻器專用型能量回饋制動單元動運行時，電網(wǎng)電壓故障時間大于2ms，則可能發(fā)生換相失敗，損壞器件。10.（1）轉(zhuǎn)速反向反接制動(或稱倒拉反向反接制動)：電動機工作在反接制動時，他有軸上輸入機械功率，定子又通過氣隙向轉(zhuǎn)子輸送功率，這兩部分功率都消耗在轉(zhuǎn)子電路的總電阻上。（2）定子兩相反接的反接制動：兩相反接制動的有點事制動效果好，缺點是能耗大，制動準確度差，如果要停車，還必須由控制線路及時切斷電源。11.按下停止按鈕SB1，復(fù)式按鈕SB1的常閉斷開，線圈KM1斷電，主觸點KM1斷開，常開輔助觸點KM1斷開，常閉輔助觸點KM1閉合，電動機由于慣性還在轉(zhuǎn)動；按下SB1，其常閉觸點斷開后，其常開觸點接著閉合，線圈KM2得電，主觸點KM2閉合，常開輔助觸點KM2閉合自鎖，電動機反接，內(nèi)部產(chǎn)生反方向的制動力矩，電動機轉(zhuǎn)速迅速降低，當電動機的轉(zhuǎn)速接近0時，速度繼電器復(fù)位，速度繼電器常開觸點KS斷開，線圈KM2斷電，主觸點KM2斷開，常開輔助觸點KM2斷開，常閉輔助觸點KM2閉合，電動機停止轉(zhuǎn)動，反接制動完成。12.電源電壓不變的情況下，若誤將三角形接法的電動機誤接成星形，則由于電壓下降太多而使電機不能正常工作，若將星型接法的電動機誤接成三角形，則將各項繞組上加的電壓過高而造成電機燒損。13.自耦變壓器降壓啟動的優(yōu)點是可以直接人工操作控制，也可以用交流接觸器自動控制，經(jīng)久耐用，維護成本低，適合所有的空載、輕載啟動異步電動機使用，在生產(chǎn)實踐中得到廣泛應(yīng)用14.通常繞線轉(zhuǎn)子異步電動機用轉(zhuǎn)子電路串接電阻或串接頻敏變阻器的方法實現(xiàn)起動。15.電壓由零提升到額定電壓，這樣電機在啟動過程中的啟動電流，就由過去過載沖擊電流不可控制變成為可控制，并且可根據(jù)需要調(diào)節(jié)啟動電流的大小。電機啟動的全過程都不存在沖擊轉(zhuǎn)矩，而是平滑的啟動運行。這就是軟起動。相較于傳統(tǒng)的壓降啟動具有無沖擊電流，有軟停車功能，啟動參數(shù)可調(diào)等優(yōu)點16.圖4-43是直接起動中的點動控制，啟動過程為：按下按鈕SB，線圈KM得電，主觸點KM閉合，電動機得電全壓起動，松開按鈕SB，線圈KM斷電，主觸點KM斷開，電動機斷電停轉(zhuǎn)。第五章參考答案習(xí)題參考答案A2.B3.C4.D5.D6.C7.D,A8.A9.C10.B11.A12.B13.B14.A15.A16.調(diào)速范圍寬、機械特性和調(diào)節(jié)特性均為線性、無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象和快速響應(yīng)。17.永磁式，電磁式18.電樞控制和磁場控制19.幅值控制和相位控制20.執(zhí)行電動機、執(zhí)行、角位移、角速度21.制動轉(zhuǎn)矩22.轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動慣量小這兩個特點23.轉(zhuǎn)子24.定，轉(zhuǎn)子磁極指數(shù)25.1.5度、100r/min26.小、大27.轉(zhuǎn)過的角度28.一、三29.兩，六30.反應(yīng)、永磁、混合第六章參考答案習(xí)題參考答案1.答：車床是一種應(yīng)用極為廣泛的金屬切削機床，能夠車削外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋、切斷及割槽等，并可以裝上鉆頭或鉸刀進行鉆孔和鉸孔。常用車床有普通車床和數(shù)控車床兩大類型。作用：就是把運動源的恒定轉(zhuǎn)速改變?yōu)橹鬟\動執(zhí)行件（主軸、工作臺、滑枕等）所需的各種速度；傳遞機床工作時所需的功率和扭矩；實現(xiàn)主運動的起動、停止、換向和制動。2.答：主軸箱是由箱體、主軸、傳動軸、軸上傳動件、變速操縱機構(gòu)、潤滑密封件等組成。主軸通過前端的卡盤或者花盤帶動工件完成旋轉(zhuǎn)作主運動，也可以安裝前頂尖，通過撥盤帶動工件旋轉(zhuǎn)。3.答：①主拖動電動機從經(jīng)濟性、可靠性考慮，一般選用籠型三相異步電動機，不進行電氣調(diào)速（為滿足調(diào)速要求，采用機械變速）。②采用齒輪箱進行機械有級調(diào)速。為減小震動，主拖動電動機通過幾條三角皮將動力傳遞到主軸箱。③為車削螺紋，主軸要求有正、反轉(zhuǎn)。其正，反轉(zhuǎn)的實現(xiàn)，可由主拖動電動機正、反轉(zhuǎn)或采用機械方法來達到。對小型音通車床，一般采用電動機正、反轉(zhuǎn)控制；對于中型音通車床（主拖動電動機容量較大），主軸正、反轉(zhuǎn)則般采用多片摩擦離合器來實現(xiàn)（電動機只作單向旋轉(zhuǎn)）。④主拖動電動機的起動、停止采用按鈕操作。一般中小型電動機均采用直接起動（當電動機容量較大時，常用星／三角減壓起動）。停車時為實現(xiàn)快速停車，一般采用機城或電氣制動。⑤刀架移動和主軸轉(zhuǎn)動有固定的比例關(guān)系，以便滿足對螺紋加工的需要。這由機械傳動保證，對電氣方面無任何要求。⑥車削加工時，刀具及工件溫度過高，有時需用冷卻液進行冷卻，因而應(yīng)該配有冷卻電動機拖動冷卻泵輸出冷卻液，且冷卻泵電動機與主軸電動機有著互關(guān)系，即要求在主拖動電動機起動后，冷卻泵方可選擇起動與否，而當主拖動電動機停止時，冷卻應(yīng)立即停止。⑦為實現(xiàn)板箱的快速移動，由單獨的快速移動電動機拖動，采用點動控制。⑧必須有過載，短路，失壓和欠壓保護。⑨具有安全可靠的局部照明和信息指示裝置。4.答：①主軸電動機的控制：按下起動按鈕SB2，接觸器KMI的線圈獲電動作，其主觸點閉合，主軸電動機M1起動運行。同時KM1的自鎖觸點和另一副動合觸點閉合。按下停止按鈕SB1，主軸電動機M1停車。②冷卻泵電動機控制：如果車削加工過程中，工藝需要使用冷卻液時，在主軸電動機M1運轉(zhuǎn)情況下，接觸器KM線圈獲電吸合，其觸點閉合，冷卻泵電動機獲電運行。由電氣原理圖可知，只有當主軸電動機M1起動后，冷卻泵電動機M2才有可能起動，當M1停止運行時，M2也就自動停止。③快速移動電動機：刀架快速移動電動機M3的起動是由安裝在進給操縱手柄頂端的按鈕SB3來控制，它與中間繼電器KM3組成點動控制環(huán)節(jié)。將操縱手柄扳到所需要的方向，壓下按鈕SB3，繼電器KM3獲電吸合，M3起動，溜板就向指定方向快速移動。5.答：驅(qū)動冷卻泵輸出冷卻液，而帶動冷卻泵的電動機只需單向旋轉(zhuǎn)，且與主軸電動機M1有互鎖關(guān)系，即冷卻泵電動機起動必須在主軸電動機起動之后，當主軸電動機停車時，冷卻泵電動機應(yīng)立即停車。6.答：①直觀法②電壓測量法③電阻測量法④短接法⑤通電試車7.答：a．若電源指示燈L亮，看KM1是否吸合KM1不吸合：查FR1，F(xiàn)R2是否動作了但未復(fù)位；FU2是否熔斷。如無問題，看KM1線回路的110V電壓是否正常，從而判斷110V變壓器的繞組是否有問題，還是KM1線圈燒壞、熔斷器插座或某個觸點接觸不良，或是回路中的連線有問題。KM1吸合，M1不轉(zhuǎn)：用萬用表測KM1主觸點的輸出端有無電壓，無電壓，看輸入端，若還無電壓，則只能是U、V、W到KM1的輸入端的連線有問題。若KM1的輸入端有電壓，則是由于KMI主觸點接觸不好。若KM1主觸點的輸出端有電壓，則檢查M1有無進線電壓，若無電壓，說明接觸器KM1到M1進線端之間有問題（包括FR1和相應(yīng)的邊線）；若M1進線電壓正常，則只能是M1本身的問題。b．若電源指示燈HL不亮合上照明開關(guān)SA2，照明燈亮。從110V變壓器、FU2、6V變壓器、FU3等分別考慮。合上照明開關(guān)SA2，照明燈也不亮。從電源、QS、熔斷器、變壓器及其連接線、觸點接觸等方面分析考慮。c.若MI斷相、負載過重、機械卡死等也可引起M1不轉(zhuǎn)8.答：按點動按鈕SB3，刀架快速車床移動電動機不能起動，這種故障現(xiàn)象產(chǎn)生主要有兩個原因：一是電源，二是控制線路。電源可以用電壓測量方法查找出故障點所在。若電源部分正常且接觸器KM3未吸合，故障必然在控制線路中，這時可檢查點動按鈕SB3以及接觸器KM3的線圈是否斷路。9.答：原因分析：（1）.旋轉(zhuǎn)開關(guān)SB4沒有閉合（2）.KM輔助觸點接觸不良（3）.熱繼電器FR2脫扣（4）.KA1接觸器線圈燒毀或開路（5）.熔斷器FU1熔絲斷（6）.冷卻泵葉片堵住解決辦法：（1）.將SB4扳倒閉合位置（2）.用萬用表檢查觸點是否良好（3）.查明FR2脫扣原因，排除故障后手動復(fù)位（4）.更換線圈或接觸器（5）.查明原因，排除故障后，換上相同規(guī)格的熔絲（6）.清除鐵屑等異物答：臥式鏜床、落地鏜床、立式鏜床、坐標鏜床、金剛鏜床、深孔鉆鏜床和專用鏜床等。鏜床是用于孔加工的機床，與鉆床比較，鏜床主要用于加工孔和孔間距離要求較精確的零件，如一些箱體零件（機床主軸箱、變速箱等）。鏜床的加工形式主要是用鏜刀鏜削在工件上已鑄出或已粗鉆的孔，除此之外大部分床還可以進行銑削、鉆孔、擴孔、鉸孔等。11.答：臥式鏜床是應(yīng)用最多、性能最廣的一種鏜床，適用于單件小批生產(chǎn)和修理車間，它主要是孔加工，鏜孔精度可達IT7，表面粗糙度Ra值為1．6～0．8μm。臥式筐床的主參數(shù)為主軸直徑，鏜軸水平布置并做軸向進給，主軸箱沿前立柱導(dǎo)軌垂直移動，工作臺做縱向或橫向移動，進行鏜削加工。這種機床應(yīng)用廣泛且比較經(jīng)濟，它主要用于箱體（或支架）類零件的孔加工及其與孔有關(guān)的其他加工面加工。12.答：T68型臥式鏜床主軸電動機的停車制動采用反接制動控制制動方法。13.答：①臥式床的主運動和進給運動多用同一臺異步電動機拖動。為了適應(yīng)各種形式和各種工件的加工，要求床的主軸有較寬的調(diào)速范圍，因此多采用由雙速或三速籠型異步電動機拖動的滑移齒輪有級變速系統(tǒng)。采用雙速或三速電動機拖動，可簡化機械變速機構(gòu)。目前，采用電力電子器件控制的異步電動機無級調(diào)速系統(tǒng)已在鏜床上獲得廣泛應(yīng)用。②鏜床的主運動和進給運動都采用機械滑移齒輪變速，為有利于變速后齒輪的嚙合，要求有變速沖動。③要求主軸電動機能夠正反轉(zhuǎn)；可以點動進行調(diào)整；并要求有電氣制動，通常采用反接制動。④臥式鏜床的各進給運動部件要求能快速移動，一般由單獨的快速進給電動機拖動。⑤主電動機應(yīng)設(shè)有快速準確的停車環(huán)節(jié)。14.答：控制電路由繼電器、接觸器和電磁鐵的線圈、指示等元件組成。15.答：主電動機M1可正、反轉(zhuǎn)連續(xù)運行，也可點動控制，主軸電動機的反接制動控制，主軸電動機正轉(zhuǎn)時的反接制動，主軸電動機反轉(zhuǎn)時的反接制動，主軸或給變速時主軸電動機的緩慢轉(zhuǎn)動控制，主軸箱、工作臺或主軸的快去移動，主軸進刀與工作臺互鎖控制。16.答：當要求主軸電動機正向低速旋轉(zhuǎn)時，行程開關(guān)SQ7的觸點（11、12）處于斷開位置，主軸變速和進給變速用行程開關(guān)SQ3（4、9）、SQ4（9、10）均為閉合狀態(tài)。按SB2，中間繼電器KA1線圈通電吸合，它有三對動合觸點，KA1動合觸點（4、5）閉合自鎖；KA1動合觸點（10、11）閉合，接觸器KM3線圈通電吸合，KM3主觸點閉合，電阻R短接；KA1動合觸點（17、14）閉合和KM3的輔助動合觸點（4、17）閉合，使接觸器KM1線圈通電吸合，并將KM1線圈自鎖。KM1的輔助動合觸點（3、13）閉合，接通主電動機低速用接觸器KM4線圈，使其通電吸合。由于接觸器KM1、KM3、KM4的主觸點均閉合，故主軸電動機在全電壓、定子繞組三角形聯(lián)結(jié)下直接起動，低速運行。當要求主軸電動機為高速旋轉(zhuǎn)時，行程開關(guān)SQ7的觸點（11、12）、SQ3（4、9）、SQ4（9、10）均處于閉合狀態(tài)。按SB2后，一方面KA1、KM3、KM1、KM4的線圈相繼通電吸合，使主軸電動機在低速下直接起動；另一方面由于SQ7（11、12）的閉合，使時間繼電器KT（通電延時式）線圈通電吸合，經(jīng)延時后，KT的通電延時斷開動斷觸點（13、20）斷開，KM4線圈斷電，主軸電動機的定子繞組脫離三相電源，而KT的通電延時閉合動合點（13、22）閉合，使接觸器KM5線圈通電吸合，KM5的主觸點閉合，將主軸電動機的定子繞組接成雙星形后，重新接到三相電源，故從低速起動變?yōu)楦咚傩D(zhuǎn)。主軸電動機的反向起動旋轉(zhuǎn)過程與正向起動旋轉(zhuǎn)過程相似，但是反向起動旋轉(zhuǎn)所用的電器為按鈕SB3、中間繼電器KA2，接觸器KM3、KM2、KM4、KM5，時間繼電器KT。17.答：這種故障一般有兩種現(xiàn)象：第一種是主軸的實際轉(zhuǎn)速比標牌指示轉(zhuǎn)數(shù)增加或減少一半，第二種是1M只有高速或只有低速。前者大多是由于安裝調(diào)整不當而引起的。T68型床有18種轉(zhuǎn)速，是由雙速電動機和機械滑移齒輪聯(lián)合調(diào)速來實現(xiàn)的。第1、2、4、6、8、…擋是由電動機低速運行驅(qū)動的，而3、5、7、9、…擋是由電動機高速運行來驅(qū)動的。由以上分析可知，1M的高低速轉(zhuǎn)換是靠主軸變速手柄推動微動開關(guān)SQ7，由sQ7的動合觸點（11、12）通、斷來實現(xiàn)的。如果安裝調(diào)整不當，使SQ7的動作恰好相反，則會發(fā)生第一種故障。而產(chǎn)生第二種故障的主要原因是SQ7損壞（或安裝位置移動）：如果SQ7的動合觸點（11、12）總是接通，則1M只有高速；如果總是斷開，則1M只有低