第二章作业标准答案
2－10他励直流电动机的铭牌数据如下为: N N 21U =220V I =115A N P KW =，，，
N n =1000r/min ，
电枢总电阻a R =0.18Ω。 （1） 计算并绘制固有机械特性；
（2） 转速为1100 r/min 时的电枢电流是多少？
（3） 电压降至200V ，电枢电流a N I I =时的转速是多少？
解：（1）固有特性：2201150.180.19931000
e N C φ-?=
= 22200.1811040.470.19939.550.1993n T T =-=-? （2）2200.19931100 4.280.18N e N a a U C n I A R φ--?=
== （3）2000.181004104900/min 0.19930.1993N n I r =
-?=-=
（3）5240.83n T =-
（4）1310 1.3n T =-
2－11一台他励直流电动机的额定数据为： N N 1.75U =110V I =18.5A N P KW =，，， N n =1500r/min 0.5a =Ω，R 。
（1） 直接起动的起动电流是多少？
（2） 如果要求起动电流限制为2N I ，采用降低电源电压起动，最低电压是多少？若采用电枢串电阻起动，应串
入多大电阻？
解：（1） 11018.50.50.0671500
e N C φ-?=
= 0n =时, 1100.50=2200.0670.067a a I I A -?= （2）降压起动：2218.50.518.5N a U I R V ==??=
串电阻： 1100.5 2.472218.5
N a N U R R I =-=-=Ω? 2－12 一台他励直流电动机，其名牌数据：N N 10U =220V I =53A N P KW =，，，0.394a R =Ω N n =1000r/min 。采用电枢串电阻分级起动，其最大起动电流12N I I =，起动级数3m =，求各段起动电阻值，并计算分段电阻切除时的瞬时速度。
解：0.3940.199min/a e N R C V r φ=Ω=，
串入最大电阻：N 3m m 1U 220 2.08R ===2.08= 1.74I 2530.394
m a R R βΩ?==?
12N N 106=60.9A 1.741.1I =58.3A 1.2I =63.6A I I β==
， 12233112213320.6871.1952.081=0.2920.5080.886a a a st a st st R R R R R R R R R R R R R R R βββ==Ω
==Ω==Ω=-Ω=-=Ω=-=Ω
校验：
第一次切换： 32220 2.08=-60.9=1105.5-636.5=469r/min 0.1990.199
N e N e N U R n I C C φφ=-? 第二次切换：22=1105.5-365.7=739.8r/min N e N e N
U R n I C C φφ=- 第三次切换： 12=1105.52-210.24=895r/min N e N e N U R n I C C φφ=
-r/mmin 2－14一台他励直流电动机的铭牌数据为: N N 96U =440V I =250A N P KW =，，，
N n =500r/min ，
电枢总电阻a R =0.078Ω。电动机运行于额定工况。若最大制动电流不允许超过2N I ，则： （1） 若采用能耗制动，求电枢应串入的最小电阻值；
（2） 若采用电压反接制动，求电枢应串入的最小电阻值。
解：（1）4402500.0780.841500
e N C φ-?== ()0.84150020.0780.76322250
a e N N N N a e N N R R C n n I R R C I φφ+ΩΩ-?=*?=-=-=Ω? （2）min 1.7210.078 1.6432e N a N
C n U R R I Φ+=-=-=Ω 2－21 某他励直流电动机，其额定数据为：N N 17U =220V I =100A N P KW =，，， N n =1500r/min ，a R =0.25Ω。若生产机械要求：
（1） 调速范围D=5，采用调压调速，最低转速是多少？低速机械特性的静差率是多少？
（2） 静差率δ=25%采用调压调速，最低转速是多少？调速范围是多少？
解：（1）max max min 15001500/min 300/min 5n n r n r D =?=
== 2201000.250.13min/1500e N C V r φ-?==?0min min 0min min 0min 25192.3/min 0.13492.3/min 192.30.39492.3
N a N e N N I R n r C n n n r n n n φδ?====+?=-=== （2）max min 1027/min n n r D ==()max 15000.25 1.461192.30.75N n D n δδ?===?-?
第二章 2-1解： ①122053.40.4 0.132/(min )1500N N a e N N U I R C V r n ---?Φ= == 9.55 1.26/T N e N C C N m A Φ=Φ= ②67.28N t N N T C I N m =Φ= 29.5563.67260 N N N N N P P T N m n n π= == ③02 3.61N N T T T N m =-= ④01666.67/min N e N U n r C = =Φ 002 1657.99/min a e t N R n n T r C C =- =Φ实际 ⑤0000.5()1583.34/min a N N N I n n n n n n r I =-?=--= ⑥2200.1321400 880.4 N e N a a U C n I A R -Φ-?= == 2-2 解： 1311222333112212285.2170.4110 0.646170.4 1.711.710.130.2221.710.130.381.710.130.6460.2220.130.0920.380.N N st st a st a st a st st a st st st I I A A U R I R R R R R R r R R r R R λλλλ==?== === ====?=Ω==?=Ω==?=Ω=-=-=Ω=-=-3322220.1580.6460.380.266st st st r R R =Ω=-=-=Ω
2-3 解： 取 12118.32236.6N I I A ==?= 式中1I 为最大允许电流，稳态时，负载电流L N I I =，令切换电流 2 1.15 1.15L N I I I == 则1 2 1.74I I λ= = 1lg 3.7lg N a U I R m λ ?? ? ??== 取m=4. 则 1.679λ==，122 1.191.679N N L I I I I I λ===> 4342312(1)0.0790.1330.2230.374st a st st st st st st R R R R R R R R λλλλ=-=Ω==Ω==Ω==Ω 、 式中，1st R ，2st R ，3st R ，4st R 分别是第一级，第二级，第三级，第四级切除阻值。 2-4解： ①电枢电路不串电阻达稳态时， 0.80.80.8126.8 em L T N a N T N N a N T T T C I T C I I I φφ=====?== 0.20415N N a N N N a e N N N a e N N U I R U E I R C n I R C n φφ-=+=+?= = 则电枢回路不串电阻时的转速：
第二章 2-1解： ① 122053.40.4 0.132/(min )1500 N N a e N N U I R C V r n ---?Φ= == 9.55 1.26/T N e N C C N m A Φ=Φ= ② 67.28N t N N T C I N m =Φ= 29.5563.67260 N N N N N P P T N m n n π= == ③ 02 3.61N N T T T N m =-= ④ 01666.67/min N e N U n r C = =Φ 002 1657.99/min a e t N R n n T r C C =- =Φ实际 ⑤ 0000.5()1583.34/min a N N N I n n n n n n r I =- ?=--= ⑥ 2200.1321400 880.4 N e N a a U C n I A R -Φ-?= == 2-2 解： 1311222333112212285.2170.4110 0.646170.4 1.711.710.130.2221.710.130.381.710.130.6460.2220.130.0920.380.N N st st a st a st a st st a st st st I I A A U R I R R R R R R r R R r R R λλλλ==?== =======?=Ω==?=Ω==?=Ω=-=-=Ω=-=-3322220.1580.6460.380.266st st st r R R =Ω=-=-=Ω
2-3 解： 取12118.32236.6N I I A ==?= 式中1I 为最大允许电流，稳态时，负载电流L N I I =，令切换电流 2 1.15 1.15L N I I I == 则1 2 1.74I I λ= = 1lg 3.7lg N a U I R m λ?? ? ??== 取m=4. 则 1.679λ= =，122 1.191.679 N N L I I I I I λ===> 4342312(1)0.0790.1330.2230.374st a st st st st st st R R R R R R R R λλλλ=-=Ω==Ω==Ω==Ω 、 式中，1st R ，2st R ，3st R ，4st R 分别是第一级，第二级，第三级，第四级切除阻值。 2-4解： ①电枢电路不串电阻达稳态时， 0.80.80.8126.8 em L T N a N T N N a N T T T C I T C I I I φφ=====?== 0.20415N N a N N N a e N N N a e N N U I R U E I R C n I R C n φφ-=+=+?= = 则电枢回路不串电阻时的转速： 12200.1126.8 1015.53/min 0.20415 N a a e N U I R n r C φ--?= == ② 22 ()N a s N a s N a s a a e N e T N e N e N e N U R R U R R U R R I n T I C C C C C C φφφφφ++-+= -=-=
第二章电力拖动系统的动力学 选择以下各题的正确答案。 (1) 电动机经过速比j =5的减速器拖动工作机构, 工作机构的实际转矩为20N·m, 飞轮矩为1N·m,不计传动机构损耗, 折算到电动机轴上的工作机构转矩与飞轮矩依次为。 A. 20N·m,5N·m B. 4N·m,1N·m C. 4N·m,·m D. 4N·m,·m E. ·m,·m F. 100N·m,25N·m (2) 恒速运行的电力拖动系统中, 已知电动机电磁转矩为80N·m,忽略空载转矩, 传动机效率为, 速比为10, 未折算前实际负载转矩应为。 A. 8N·m B. 64N·m C. 80N·m D. 640N·m E. 800N·m F. 1000N·m (3) 电力拖动系统中已知电动机转速为1000r/ min, 工作机构转速为100r/ min, 传动效率为, 工作机构未折算的实际转矩为120N·m, 电动机电磁转矩为20N·m, 忽略电动机空载转矩, 该系统肯定运行于。( ) A. 加速过程 B. 恒速 C. 减速过程 答 (1) 选择D。因为转矩折算应根据功率守恒原则。折算到电动机轴上的工作机构转矩等于工作机构实际转矩除以速比,为4N·m;飞轮矩折算应根据动能守恒原则, 折算到电动机轴上的工作机构飞轮矩等于工作机构实际飞轮矩除以速比的平方, 为·m。 (2) 选择D。因为电力拖动系统处于恒速运行, 所以电动机轴上的负载转矩与电磁转矩相平衡,为80N·m, 根据功率守恒原则,实际负载转矩为80N·m××10=640N·m (3) 选择A。因为工作机构折算到电动机轴上的转矩为120N·m /×100(r/ min)/1000(r/ min)=40/3N·m小于电动机电磁转矩,故电力拖动系统处于加速运行过程。 电动机拖动金属切削机床切削金属时, 传动机构的损耗由电动机负担还是由负载负担? 答电动机拖动金属切削机床切削金属时, 传动机构的损耗由电动机负担,传动机构损耗转矩ΔT与切削转矩对电动机来讲是同一方向的, 恒速时, 电动机输出转矩T2 应等于它们二者之和。 起重机提升重物与下放重物时, 传动机构损耗由电动机负担还是由重物负担?提升或下放同一重物时,传动机构损耗的转矩一样大吗?传动机构的效率一样高吗? 答起重机提升重物时, 传动机构损耗转矩ΔT由电动机负担;下放重物时,由于系统各轴转向相反, 性质为摩擦转矩的ΔT方向改变了,而电动机电磁转矩T及重物形成的负载转矩方向都没变,因此ΔT由重物负担。提升或下放同一重物时,可以认为传动机构损耗转矩的大小ΔT是相等的。若把损耗ΔT的作用用效率来表示,提升重物时为η, 下放重物时为η′, 由于提升重物与下放重物时ΔT分别由电动机和负载负担, 因此使η≠η′, 二者之间的关系为η′=2-1/η。 表所列生产机械在电动机拖动下稳定运行时的部分数据,根据表中所给数据, 忽电动机的空载转矩, 计算表内未知数据并填入表中。 如图所示，已知切削力F=2000N,工件的直径d=150mm，电动机转速n=1450r/min,减速箱的三级速比j1 =2,j2 =,j3 =2, 各转轴的飞轮矩为GDa =·m(指电动机轴), GDb =2N·m, GDc =·m, GDd =9N·m, 各级传动效率都是η=, 求: (1) 切削功率;(2) 电动机输出功率;(3) 系统总飞轮矩;(4) 忽略电动机空载转矩时, 电动机电磁转矩;(5) 车床开车但未切削时,若电动机加速度dn/dt=800r/ (min·s),忽略电动机空载转矩但不忽略传动机构的转矩损耗, 求电动机电磁转矩 解 (1) 切削功率。切削负载转矩Tf = F·d/2= 2000×2= 150N·m 负载转速nf =n/j1j2j3=1450/(2××2)= min
1.什么叫产生式系统？它由哪些部分组成？试举例略加说明。 答：如果满足某个条件，那么就应当采取某些行动，满足这种生产式规则的专家系统成为产生式系统。 产生式系统主要由总数据库，产生式规则和推理机构组成。 举例：医疗产生式系统。 2.专家系统有哪些部分构成？各部分的作用如何？专家系统它具体有哪些特点和优点？ 答：知识库：知识库是知识的存储器，用于存储领域专家的经验性知识以及有关的事实、一般常识等。知识库中的知识来源于知识获取机构，同时它又为推理提供求解问题所需的知识。推理机：推理机时专家系统的思维机构，实际上是求解问题的计算机软件系统，综合推理机的运行可以有不同的控制策略。 数据库：它是用于存放推理的初始证据、中间结果以及最终结果等的工作存储器。 解释接口：它把用户输入的信息转换成系统内规范化的表现形式，然后交给相应的模块去处理，把系统输出的信息转换成用户易于理解的外部形式显示给用户，回答提出的问题。 知识获取：知识获取是指通过人工方法或机器学习的方法，将某个领域内的事实性知识和领域专家所特有的经验性知识转化成计算机程序的过程。对知识库的修改和扩充也是在系统的调试和验证中进行，是一件困难的工作。 专家系统的特点：具有专家水平的专门知识，能进行有效的推理，专家系统的透明性和灵活性，具有一定的复杂性与难度。 3.在专家系统中，推理机制，控制策略和搜索方法是如何定义的，它们之间存在什么样的关系？ 答：推理机制是根据一定的原则从已有的事实推出结论的过程，这个原则就是推理的核心。专家系统的自动推理是知识推理。而知识推理是在计算机或者智能机器中，在知识表达的基础上，进行机器思维，求解问题，实现知识推理的智能操作过程。在专家系统中，可以依据专家所具有的知识的特点来选择知识表示的方法，而只是推理技术同知识方法有密切的关系。 控制策略求解问题的策略，是推理的控制策略。而控制策略包括推理方向、推理路线、冲突消解策略等，按推理进行的路线与方向，推理可分正向推理、反向推理、混合推理。 搜索方法：推理机时用于对知识库中的知识进行推理来得到结论的思维机构。 三者关系：推理机制，控制策略（推理机构）和搜索方法三者都属于推理范畴，是一个整体。只是执行顺序不同而已。 4.设计专家控制器时应考虑哪些特点？专家控制系统的一般结构模型为何？ 答：设计控制器的一般原则：多样化的模型描述，在线处理的灵活性，灵活性的控制策略，
感谢领导： 能够给予我这份殊荣，我感到很荣幸。心里无比的喜悦，但更多的是感动。真的，为这种认可与接纳，我很感动，觉得自己融入到这个大家庭里来了。自己的付出与表现已经被回报了最大的认可。我会更加努力！真正的不愧于被称之为“优秀员工”。 不在乎名与利，总是为某种认可而感动。也同样是为了这种认可，我会努力，再努力！虽然我来的时间不长，但这是我发自肺腑的语言，回想刚来的那几日，种种感觉和情景，仍历历在目。正是一种家的温暖和同事的帮助与包容让我有机会踏入并留在了和合谷。
开始时，总是做的很慢，不能很好的进入工作状态，怕这做不好，怕那做不对的，越是为了做好，心里就越怕做不好，耗费了许多不必要的时间，反而让自己觉得特累。慢慢地，熟悉之后，心里就纳闷：因为不觉得累了，猜想是不是客流量没自己刚来时大了。翻来覆去的比较，恍然大悟：是自己在成长了，掌握了工作技巧，加快了速度，提高了效率。因此有种事倍功半的感觉了。在此，感谢领导指引我正确的方向，感谢同事耐心的教授与指点。范文先生版权所有
无论是在生活上还是工作中，都得到了领导们的关心，让我觉得这里像个家，温暖而亲切。因为新近接触这个行业，总难免出差错，在不犯原则性错误的时候，总能够得到领导的宽容，也从领导的眼神里可以读到：知错就改就是好孩子！在不责备的同时，让人没有下次再犯同类错误的理由。有一次，因为有个同事临时有事，领导安排我顶她上这个班，由于事先我没有准备，结果没带当天的饭，又吃不惯大食代的饭菜，自己的员工餐券也用完了，这时，李明洋领班主动把自己的餐卷让给我用……使我感觉心里暖暖的。他这种不计较个人得失，一心为员工着想的品质，是非常难得的。何平领班也时常的关心我是不是适应了工作节奏。深信：宋店长会率领这两个得力助手及我们每一个成员，使中关村店的销售一直冲向前方。
电力拖动基础复习题答案 L简答题 1、什么是电力拖动？ 2、为什么说他励直流电动机具有硬特性？2额定速降较小，直线的斜率 较小 3、画出电力拖动系统的示意图。3 4、电力拖动系统由哪几部分组成？ 5、画出反抗性恒转矩负载的特性。 6、画出位能恒转矩负裁的特性，并举例说明。 7、画出通风机负载的负载特性。 8、固有机械特性的条件是什么？ 9、要改变一台他励电动机的旋转方向都有哪些措施？改变电枢电流方向或 者励磁电流方向 10、为什么他励直流电动机与串励宜流电动机相比，串励直流电动机牵引电 机使用时更具有优势？10，申励直流电动机具有软特性 11、他励直流电动机电阻起动时，切换电流I 2越大越好吗？11为什么？ 不是，L越大起动的级数越多，设备越复杂 12、他励直流电动机电阻起动时，山一条特性曲线转换到另外- ?条曲线 上，在转换的瞬间，转速，电枢电流都发生什么变化？12转速不变, 电枢电流突变 13、为什么实际的电力拖动系统通常是一个多轴系统？把多轴系统折算为单 轴系统时，哪些量需要进行折算？13工作机构需要的转矩和转速不能够和电动机达到一致，所以需要传动机构，转矩和飞轮矩的折算 14、一般要求电动机的机械特性是向下倾斜还是向上翘的？向下
15、为什么申励直流电动机不允许过分轻载运行？15转速大大高于额定转 速 16、他励宜流电动机的调速都有哪几种方式？16调压，电枢PI路串电阻和 削弱磁通 17、他励直流电动机的理想空载转速和负载时的转速降各与哪些因素有关 17?电压，磁通以及电机常数 18、他励宜流电动机制动运行分为哪几种方式？ 19、什么是三相异步电动机的固有机械特性？ 20、请你说明三相异步电动机能耗制动的工作原理？20 21、三相异步电动机调速都有哪儿种方法？ 22、三相绕线转子异步电动机申级调速都有哪些优缺点？ 23、三相异步电动机定子调压调速都有哪些有缺点？ 24、三相异步电动机的制动都有哪几种方式？24 25、什么是三相异步电动机的回馈（再生）制动？ 26、对三相异步电动机起动的要求是什么？26起动电流小，起动转巨大 27、他励直流电动机电枢申电阻的人为机械特性会有什么特点？ 28、改变他励宜流电动机电源电压时的人为机械特性有什么特点？ 29、削弱改变他励直流电动机磁场时的人为机械特性有什么特？ 30、他励直?流电动机起动时，起动电流的确定要考虑哪些因素？ 31、什么是三相绕线转子异步电动机转子申接电阻起动？91逐段切除电阻 的转子串电阻的分级起动 32、容量较大的他励直流电动机为何不能采取直接起动的方式进行起 动？32 33、在要求有较大的起动转矩和较小的起动电流的场合，为何采用深 槽式和双笼型双笼异步电动？33
电机与拖动基础知识重 点 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
电机与拖动基础总复习 试题类型 一、填空题（每题1分，共20分） 二、判断题（每题1分，共10分） 三、单项选择题（每题2分，共20分） 四、简答题（两题，共15分） 五、计算题（三题，共35分） 电力拖动系统动力学基础 1．电力拖动系统一般由电动机、生产机械的传动机构、工作机构、控制设备和电源组成，通常又把传动机构和工作机构称为电动机的机械负载。 2．电力拖动运动方程的实用形式为 由电动机的电磁转矩T e 与生产机械的负载转矩T L 的关系： 1）当T e = T L 时， d n /d t = 0，表示电动机以恒定转速旋转或静止不动，电力拖动系统的这种运动状态被称为静态或稳态； 2）若T e ＞T L 时， d n /d t ＞0，系统处于加速状态； 3）若T e ＜T L 时， d n /d t ＜0，系统处于减速状态。 也就是一旦 d n /d t ≠ 0 ，则转速将发生变化，我们把这种运动状态称为动态或过渡状态。 3．生产机械的负载转矩特性： t n GD T T d d 3752L e = -
直流电机原理 1．直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。 定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成。转子（又称电枢）由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。 2．直流电机的绕组有五种形式：单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组（叠绕和波绕混合绕组）。 3 极距、绕组的节距（第一节距、第二节距、合成节距）的概念和关系。 4 单叠绕组把每个主磁极下的元件串联成一条支路，因此其主要特点是绕组的并联支路对数a 等于极对数n p 。 5 电枢反应：直流电机在主极建立了主磁场，当电枢绕组中通过电流时，产生电枢磁动势，也在气隙中建立起电枢磁场。这时电机的气隙中形成由主极磁场和电枢磁场共同作用的合成磁场。这种由电枢磁场引起主磁场畸变的现象称为电枢反应。 6 直流电机的励磁方式： dn dT dn dT L e
3－12 一台绕线转子三相异步电动机，极数2p ＝4，额定功率P N ＝75kW ，额定电压U N ＝380V ，额定电流I N ＝144A ，额定频率f N ＝50Hz ，转子额定电动势E 2N ＝399V ，转子额定电流I 2N ＝116A ，额定转速n N ＝1460r/min ，过载能力m λ＝2.8。用简化实用表达式及较准确的实用表达式绘制电动机的固有机械特性。 解： ()275955095504911460 1374150014600.027150010.027 5.410.146 2222N N N m N m N m N m m e m m m m m m m m P T N m n T T N m s s s T s s s T s s s T s s T s s λλλ==?=?=*=?-= ==+-=?=+=++=+ 3－14 一台笼型三相异步电动机，极数2p ＝4，额定功率P N ＝28kW ，定子绕组为△接，额定电压U N ＝380V ，额定电流I N ＝58A ，额定频率f N ＝50Hz ，额定功率因数cos ?N =0.88，额定转速n N ＝1455r/min ，起动电流倍数K 1＝6，起动转矩倍数K T ＝1.1，过载能力m λ＝2.3。车间变电站允许最大冲击电流为150A ，生产机械要求起动转矩不小于73.5N ·m ，试选择合适的降压起动方法，写出必要的计算数据。若采用自耦降压变压器降压起动，抽头有55％、64％、73％三种。 解：（1）直接起动：348st I N I k I A == 289550 9550184.41450N N N P T N m n ==?=?348 2.32;202.84150st st sty I T N m I α====? （2）降压起动： ()22202.8437.682.32st st T T N m α'== =?不满足要求 （3）Y —△起动：1I 3481163 st A '= ?= 167.63st st T T N m '==?（不满足要求） （4）自耦降压：① 210.5531.8st st I I A '=?= 210.5561.4st st T T N m '=?=? ② 220.64142.5st st I I A '=?= 220.6483st st T T N m '=?=? （最合适） ③ 230.73185.45st st I I A '=?= 230.73108.1st st T T N m '=?=?
《电力拖动基础》复习要点 题型：填空题、判断题、简答题、分析题、计算题、设计题。 试题中，80%的题目来自课本和PPT 上的例题、习题。 1. 电力拖动系统的动力学基础 20’ 电力拖动系统的定义；典型电力拖动系统；电力拖动系统运动方程式的一般形式和实用形式，各数学符号的物理意义，GD 2和J 的区别与联系；多轴系统等效折算为单轴系统的意义，等效折算的原则；从运动方程式判断系统的工作状态（加速、减速、稳定、静止）；负载转矩特性的定义；曲型的负载转矩特性，各负载转矩特性的特点。 例题1和例题2，独立完成，消化吸收相关知识点。 2. 直流电动机的电力拖动 20’ 机械特性的定义；他励直流电动机的电压平衡方程；机械特性方程；固有机械特性与人为机械特性；电力拖动系统的调速方法（机械调速、电气调速、电气—机械调速）；直流电机的机械特性方程；直流电机的电气调速方法（电枢回路串电阻调速、降压调速、弱磁调速），各调速方法的特点； 采用电动机惯例的一台他励直流电动机的运行参数与运行状态的关系（分析为什么）： （1）0a N U I <，0a a E I <；回馈制动，正转或反转 （2）0a E <，0a a E I >； 电动状态，反转 （3）0T >，0n <，N U U =；倒拉反接制动，反转 （4）0n <，N U U =-，0a I >；回馈制动，反转 （5）0T W <，10P =，0a E <；能耗制动，反转 例题1~例题4，独立完成，消化吸收相关知识点。 3. 闭环控制的直流调速系统 20’ 常用的可控直流电源；PWM 系统的优点；在V-M 系统中，抑制电流脉动的措施；V-M 系统的机械特性方程式；泵升电压产生的原因，泵升电压限制；建立拖动系统动态数学模型的基本步骤； 直流调速方法；直流调速电源；直流调速系统（系统组成、系统分析、静态性能、动态性能、系统设计：调节器的结构和参数设计）。 转速单闭环调速系统有哪些特点；无静差直流调速系统原稳定运行，突增负载后进入新的稳态，此时转速n 、整流装置输出电压C U 较之负载变化关系，分析原因。 例题1~例题5，独立完成，消化吸收相关知识点。
(3) 电力拖动系统中已知电动机转速为 1000r/ min, 工作机构转速为 100r/ min, 传动效率 为，工作机构未折算的实际转矩为 120N - m,电动机电磁转矩为 20N - m,忽略电动机空载转 矩, 该系统肯定运行于 。 ( ) A. 加速过程 B. 恒速 C. 减速过程 答(1) 选择D 。因为转矩折算应根据功率守恒原则。折算到电动机轴上的工作机构转矩等 于工作机构实际转矩除以速比 ，为4N ? m;飞轮矩折算应根据动能守恒原则 ，折算到电动机轴 上的工作机构飞轮矩等于工作机构实际飞轮矩除以速比的平方 ，为-m (2)选择D 因为电力拖动系统处于恒速运行 ，所以电动机轴上的负载转矩与电磁转矩相平 衡，为80N ? m,根据功率守恒原则，实际负载转矩为 80N - mXX 10=640N ? m ⑶ 选择A 。因为工作机构折算到电动机轴上的转矩为 120N ? m / X 100(r/ min)/1000(r/ min)=40/3N ? m 小于电动机电磁转矩，故电力拖动系统处于加速运行过程。 电动机拖动金属切削机床切削金属时 , 传动机构的损耗由电动机负担还是由负载负担 ? 答 电动机拖动金属切削机床切削金属时 , 传动机构的损耗由电动机负担 , 传动机构损耗转 矩^ T 与切削转矩对电动机来讲是同一方向的 ，恒速时，电动机输出转矩 T2应等于它们二 者之和。 起重机提升重物与下放重物时 ， 传动机构损耗由电动机负担还是由重物负担 ?提升或下放 同一重物时 ， 传动机构损耗的转矩一样大吗 ?传动机构的效率一样高吗 ? 答起重机提升重物时，传动机构损耗转矩△ T 由电动机负担；下放重物时，由于系统各轴 转向相反，性质为摩擦转矩的△ T 方向改变了，而电动机电磁转矩 T 及重物形成的负载转矩 方向都没变，因此△ T 由重物负担。提升或下放同一重物时，可以认为传动机构损耗转矩的大 小^T 是相等的。若把损耗△ T 的作用用效率来表示，提升重物时为n ，下放重物时为n’ ， 由于提升重物与下放重物时△ T 分别由电动机和负载负担，因此使n^n',二者之间的 关系为n’ =2-1/ n 。 表所列生产机械在电动机拖动下稳定运行时的部分数据 空载转矩 ， 计算表内未知数据并填入表中。 如图所示，已知切削力 F=2000N,工件的直径d=150mm 电动机转速 n=1450r/min,减速箱的 三级速比j1 =2,j2 =,j3 =2, 各转轴的飞轮矩为 GDa = ? m (指电动机轴),GDb =2N ? m, GDc =? m, GDd =9N ? m,各级传动效率都是n =,求： (1) 切削功率 ;(2) 电动机输出功率 ;(3) 系统总飞轮矩 ;(4) 忽略电动机空载转矩时 ， 电动 机电磁转矩 ;(5) 车床开车但未切削时 , 若电动机加速度 dn/dt=800r/ (min ? s), 忽略电动机 空载转矩但不忽略传动机构的转矩损耗 , 求电动机电磁转矩 解(1) 切削功率。切削负载转矩 Tf = F ? d/2= 2000 X 2= 150N ? m 负载转速 nf = n/j1j2j3=1450/(2 XX 2)= min 第二章 电力拖动系统的动力学 选择以下各题的正确答案。 (1) 电动机经过速比j =5的减速器拖动工作机构，工作机构的实际转矩为 20N- m,飞轮矩 为1N- m,不计传动机构损耗，折算到电动机轴上的工作机构转矩与飞轮矩依次为 A. 20N- m,5N- m B. 4N- m,1N- m C. 4N- m, ? m 100N- m,25N- m (2) 恒速运行的电力拖动系统中 , 已知电动机电磁转矩为 率为 , 速比为 10, 未折算前实际负载转矩应为 。 A. 8N ? m B. 64N ? m C. 80N ? m D. 640N ? m E. 800N ? m D. 4N - m, ? m E. ? m, ? m F. 80N- m ，忽略空载转矩,传动机效 F. 1000N ?m ， 根据表中所给数据 ， 忽电动机的
第二章双闭环直流调速系统 2-1在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参数？改变转速调节器的放大倍数行不行？改变电力电子变换器的放大倍数行不行？改变转速反馈系数行不行？若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数？ 答：改变电机的转速需要调节转速给定信号Un※；改变转速调节器的放大倍数不行，改变电力电子变换器的放大倍数不行。若要改变电机的堵转电流需要改变ASR的限幅值。 2-2 （1 （2 （1 （2 （3 （4 2-3是多少？ 答：=βId=Ui，Uc=U d0 2-4如果转速、电流双闭环调速系统的转速调节器不是PI调节器，而是比例调节器，对系统的静、动态性能会有什么影响？ 答：若采用比例调节器可利用提高放大系数的办法使稳态误差减小即提高稳态精度，但还是有静差的系统，但放大倍数太大很有可能使系统不稳定。 2-5在转速、电流双闭环系统中，采用PI调节器，当系统带额定负载运行时，转速反馈线突然断线，系统重新进入稳态后，电流调节器的输入偏差电压△Ui是否为0，为什么？
答：反馈线未断之前，Id=In，令n=n1，当转速反馈断线，ASR迅速进入饱和，Un※=Un※max，Uc↑，Id↑至Idm，Te＞T l，n↑，Id↓，△Ui出现，Id↑至Idm，n↑，Id↓，此过程重复进行直到ACR饱和，n↑，Id↓，当Id=In，系统重新进入稳态，此时的速度n2＞n1，电流给定为Un※max=Idmaxβ＞电流反馈信号Un=Inβ，偏差△Ui不为0。 2-6在转速、电流双闭环系统中，转速给定信号Un※未改变，若增大转速反馈系数α，系统稳定后转速反馈电压Un是增加还是减少还是不变？为什么？ 答：Un不变，因为PI调节器在稳态时无静差，即：Un※=Un，Un※未改变，则，Un也不变。 2-7 Unm*试求：（1 （2 解：（1 α=Unm* （2 2-8Uim=8V （1）Ui （2）Uc 解：（1 电流为 电流为 （2）Uc增加。 2-9在双闭环直流调速系统中，电动机拖动恒转矩负载在额定工作点正常运行，现因某种原因电动机励磁下降一半，系统工作情况将会如何变化？（λ=1.5） 答：设突发状况之前的磁通为?1，令此时的磁通为?2，之前的电磁力矩为Te1，此刻的电磁力矩为Te2，负载转矩恒为T l，电机励磁下降一半，则?2=0.5?1，Te2=Cm（?2）Id=0.5Te1＜T l，n↓，Id↑甚至到Idm，Te2=Cm（?2）Idm=0.75Te1＜T l，n会一直下降到0。
第二章电力拖动系统的动力学 2.1 选择以下各题的正确答案。 (1) 电动机经过速比j =5的减速器拖动工作机构, 工作机构的实际转矩为20N·m, 飞轮矩为1N·m,不计传动机构损耗, 折算到电动机轴上的工作机构转矩与飞轮矩依次为。 A. 20N·m,5N·m B. 4N·m,1N·m C. 4N·m,0.2N·m D. 4N·m,0.04N·m E. 0.8N·m,0.2N·m F. 100N·m,25N·m (2) 恒速运行的电力拖动系统中, 已知电动机电磁转矩为80N·m,忽略空载转矩, 传动机效率为0.8, 速比为10, 未折算前实际负载转矩应为。 A. 8N·m B. 64N·m C. 80N·m D. 640N·m E. 800N·m F. 1000N·m (3) 电力拖动系统中已知电动机转速为1000r/ min, 工作机构转速为100r/ min, 传动效率为0.9, 工作机构未折算的实际转矩为120N·m, 电动机电磁转矩为20N·m, 忽略电动机空载转矩, 该系统肯定运行于。( ) A. 加速过程 B. 恒速 C. 减速过程 答(1) 选择D。因为转矩折算应根据功率守恒原则。折算到电动机轴上的工作机构转矩等于工作机构实际转矩除以速比,为4N·m;飞轮矩折算应根据动能守恒原则, 折算到电动机轴上的工作机构飞轮矩等于工作机构实际飞轮矩除以速比的平方, 为0.04N·m。 (2) 选择D。因为电力拖动系统处于恒速运行, 所以电动机轴上的负载转矩与电磁转矩相平衡,为80N·m, 根据功率守恒原则,实际负载转矩为80N·m×0.8×10=640N·m (3) 选择A。因为工作机构折算到电动机轴上的转矩为120N·m /0.9×100(r/ min)/1000(r/ min)=40/3N·m小于电动机电磁转矩,故电力拖动系统处于加速运行过程。 2.2 电动机拖动金属切削机床切削金属时, 传动机构的损耗由电动机负担还是由负载负担? 答电动机拖动金属切削机床切削金属时, 传动机构的损耗由电动机负担,传动机构损耗转矩ΔT与切削转矩对电动机来讲是同一方向的, 恒速时, 电动机输出转矩T2 应等于它们二者之和。 2.3 起重机提升重物与下放重物时, 传动机构损耗由电动机负担还是由重物负担?提升或下放同一重物时,传动机构损耗的转矩一样大吗?传动机构的效率一样高吗? 答起重机提升重物时, 传动机构损耗转矩ΔT由电动机负担;下放重物时,由于系统各轴转向相反, 性质为摩擦转矩的ΔT方向改变了,而电动机电磁转矩T及重物形成的负载转矩方向都没变,因此ΔT由重物负担。提升或下放同一重物时,可以认为传动机构损耗转矩的大小ΔT是相等的。若把损耗ΔT的作用用效率来表示,提升重物时为η, 下放重物时为η′, 由于提升重物与下放重物时ΔT分别由电动机和负载负担, 因此使η≠η′, 二者之间的关系为η′=2-1/η。 2.5 表2.1所列生产机械在电动机拖动下稳定运行时的部分数据,根据表中所给数据, 忽电动机的空载转矩, 计算表未知数据并填入表中。
第二章双闭环直流调速系统 2-1 在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参数？改变转速调节器的放大倍数行不行？改变电力电子变换器的放大倍数行不行？改变转速反馈系数行不行？若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的 什么参数？ 答：改变电机的转速需要调节转速给定信号Un※；改变转速调节器的放大倍数 不行，改变电力电子变换器的放大倍数不行。若要改变电机的堵转电流需要改 变ASR的限幅值。 2-2 在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器有哪些作用？其输出限幅值应按什么要求来整定？电流调节器有哪些作用？其输出限幅值应如何整定？ 答：转速调节器的作用是： （1）使转速n很快的跟随给定电压Un※变化，稳态时可减小转速误差，如果 采用PI调节器，则可以实现无静差。 （2）对负载变化起抗扰作用。 转速调节器的限幅值应按电枢回路允许的最大电流来进行整定。 电流调节器作用： （1）使电流紧紧跟随给定电压Ui※变化。 （2）对电网电压的波动起及时抗扰的作用。 （3）在转速动态过程中，保证获得电动机允许的最大电流，从而加快动态过程。（4）当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。电流调节器的最大值应该按变换电路允许的最大控制电压来整定。
2-3 转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个PI调节器的输入偏差（给定与反馈之差）是多少？它们的输出电压是多少？为什么？ 答：若都是PI调节器，则两个调节器的输入偏差为0，即Ui※=Ui，Un※=Un；输出电压为：Ui※=βId=Ui，Uc=U d0/K s=RI d+C e n=(RUi※/β)+(CeUn※/α)。 2-4 如果转速、电流双闭环调速系统的转速调节器不是PI调节器，而是比例调节器，对系统的静、动态性能会有什么影响？ 答：若采用比例调节器可利用提高放大系数的办法使稳态误差减小即提高稳态 精度，但还是有静差的系统，但放大倍数太大很有可能使系统不稳定。 2-5 在转速、电流双闭环系统中，采用PI调节器，当系统带额定负载运行时，转速反馈线突然断线，系统重新进入稳态后，电流调节器的输入偏差电压△Ui 是否为0，为什么？ 答：反馈线未断之前，Id=In，令n=n1，当转速反馈断线，ASR迅速进入饱和，Un※=Un※max，Uc↑，Id↑至Idm，Te＞T l，n↑，Id↓，△Ui出现，Id↑至 Idm，n↑，Id↓，此过程重复进行直到ACR饱和，n↑，Id↓，当Id=In，系统重新进入稳态，此时的速度n2＞n1，电流给定为Un※max= Idmaxβ＞电流反馈信号Un= Inβ，偏差△Ui不为0。 2-6 在转速、电流双闭环系统中，转速给定信号Un※未改变，若增大转速反馈系数α，系统稳定后转速反馈电压Un是增加还是减少还是不变？为什么？ 答：Un不变，因为PI调节器在稳态时无静差，即：Un※=Un，Un※未改变，则，Un也不变。 2-7 在转速、电流双闭环系统中，两个调节器ASR、ACR均采用PI调节器。 已知参数：电动机：Pnom=3.7kW ，Unom=220V ，Inom=20A ，nnom=1000r/min，电枢回路总电阻R=1.5Ω，设Unm*= Uim*= Ucm=8V，电枢回路最大电流Idm=40A，电力电子变换器的放大系数Ks=40.试求： （1）电流反馈系数β和转速反馈系数α；
（P208）下列有关异步电动机启动控制的描述，哪一项是错误的？ （P209）关于电动机的交交变频调速系统的描述，哪一项是错误的？ （P210）关于可编程控制器PLC的I/O接口模块，哪一项是错误的？ （P215）关于电动机启动方式特点的比较，下列描述哪些是正确的？ （P216）关于可编程控制器PLC循环扫描周期的描述，下列哪几项是错误的？ （P223）下列有关变频启动的描述，哪一项是错误的？ （P223）根据他励直流电动机的机械特性，由负载力矩引起的转速降落符合什么关系？（P223）供笼形异步电动机启动用的普通晶闸管软启动装置，按变流种类归为哪类？ （P232）下列交流电机反接制动的描述，哪些是错误的？ （P232）在设计整流变压器时，下列考虑的因数哪些是正确的？ （P232）下列对电动机变频调速系统的描述中哪几项是错误的？ （P264）下列关于绕线异步电动机反接制动的描述，哪项是正确的？ （P264）下列有关交流电动机能耗制动的描述，哪些是正确的？ （P265）对于交流变频传动异步电动机，额定电压380V------------------ （P284）在交交变频装置的网侧电流中含有大量的谐波分量，对6脉动波，输出三相10HZ 的交交变频器，其网侧电流中含有的谐波分量，下列描述正确的是？ （P293）为风机和水泵等机械进行电气传动控制方案选择，下列哪些是错误的？ （P300）下列关于直接接于电网的同步电动机的运行性能的表述中，哪些是正确的？ （P332）下列交流调速方法中，哪些不属于高效调速？ （P343）反接制动是将交流电动机的电源相序反接，产生制动转矩的一种电制动方法，下述哪种情况不宜采用反接制动？ （P351）异步电动机调速的电流型和电压型交—直—交变频器各有特点，下述哪些项符合电流型交—直—交变频器的特点？ （P370）下列有关液力耦合器调速的描述，哪些项是正确的？ （P370）交交变频器（电压型）和交-直-交变频器各有特点，下列哪项符合交交变频的特点？（P397）在交流变频调速装置中，被普遍采用的交交变频器，实际上就是将其直流输出电压按正弦波调制的可逆整流器，因此网侧电流会含有大量的谐波分量，下列关于谐波电流的描述哪项是不正确的？ （P397）某电机铭牌上的负载持续率是25%，现拖动的生产机械----------------？
第二章 2-1解： ① 122053.40.40.132/(min )1500 N N a e N N U I R C V r n ---?Φ=== ② 67.28N t N N T C I N m =Φ= ③ 02 3.61N N T T T N m =-= ④ 01666.67/min N e N U n r C ==Φ ⑤ 0000.5()1583.34/min a N N N I n n n n n n r I =- ?=--= ⑥ 2200.1321400880.4 N e N a a U C n I A R -Φ-?=== 2-2 解： 2-3 解： 取12118.32236.6N I I A ==?= 式中1I 为最大允许电流，稳态时，负载电流L N I I =，令切换电流 则12 1.74I I λ== 取m=4. 则 1.679λ==，122 1.191.679N N L I I I I I λ===> 4342312(1)0.0790.1330.2230.374st a st st st st st st R R R R R R R R λλλλ=-=Ω ==Ω ==Ω ==Ω、 式中，1st R ，2st R ，3st R ，4st R 分别是第一级，第二级，第三级，第四级切除阻值。 2-4解： ①电枢电路不串电阻达稳态时， 则电枢回路不串电阻时的转速：
② 22()N a s N a s N a s a a e N e T N e N e N e N U R R U R R U R R I n T I C C C C C C φφφφφ++-+=-=-= ③ 1a a e N a a U E I R C n I R φ''=+=+ （由于机械惯性，转速n 不变）将电源电压降至188V 后的瞬时电枢电流： 1880.204151015.53193.20.1 a a U E I A R --?'===- 稳态转速：31880.1126.8858.78/min 0.204150.20415 a a U I R n r --?=== ④ 180%N a a e N a a U E I R C n I R φ'''''=+=+ (转速n 不突变) 则瞬时电枢电流： 稳态转速：42200.1126.81269.4/min 80%80%0.20415 N a a e N U I R n r C φ--?===? ⑤ 串电阻调速，设所串电阻为5R 降压调速 2-5解： ① 端电压不变，励磁回路总电阻不变，所以励磁不变。 电枢回路串入电阻、转速不能突变，所以串入瞬间反电势不变。 ② ''11, 3.2322 em em a a T T I I A === 2-6解： 0N N a U I R -<，题目数据错误。 2-7解： ①对电机A ，拖动恒功率负载，调速前后功率不变，则A A P P '= ∴ 100Aa Aa I I A '== 对电机 B ②对电机A 对电机B ，拖动恒转矩负载，调速前后转矩不变，则 ∴ 100Ba Ba I I A '== 2-8解： 最低理想空载转速 01250/min n r =，处于降压调速的机械特性上 最高理想空载转速 021500/min n r =，处于弱磁调速的机械特性上 ①当01250/min n r =时：
电力拖动基础知识维修电工技师考证复习之三
、电力拖动和电力拖动系统 1. 电力拖动一一用电能来驱动和控制生产机械 拖动——驱动、控制 电力拖动设施由三个部分组成： 1）电动机 2）电动机的控制设备和保护设备 3）电动机与生产机械的传动装置 在电力拖动的运动环节中生产机械对电动机运转的要求: 1）启动. 2）改变运动的速度（调速） 3）改变运动的方向（正反转） 4）制动 电能是现代工业生产的主要能源和动力， 电动机是将电能转换为机械能来拖动生产机械的驱动元件。 电动机与其他原动力（如内燃机、蒸汽机等）相比，电动机的控制方法更为简便并可实现遥控和自动控制。 2. 电力拖动系统一一用电动机拖动生产机械运动的系统 电力拖动系统主要由：电动机 传动机构 控制设备这三个基本环节组成。
电动机与传动机构以及控制设备三者之间的关系如下图所示: 电力拖动系统 由丁开环的电力拖动系统无反馈装置，只有闭环系统中使用反馈装置，上图 中反馈 装置及反馈控制方向用虚线表示。图中点划线框内为电力拖动系统。 二、电力拖动系统的控制方式 1. 继电一一接触器式有触点断续控制 电力拖动的控制方式是由手动控制逐步向自动控制方向发展的。 最初的自动控制是用数量不多的继电器、 接触器及简单的保护元件组成的 继电一 一接触器系统，由丁继电器、接触器均为有触点的控制电器，所以乂称为 有触点控制系统。这种控制具有使用的单一性，即一台（套）控制装置只适用丁 某一固定控制程序的设备，如果控制程序要发生变化，必须重新接线。 而且这种控制的输入、输出信号只有通和断两种状态，所以这种控制是断 续的， 乂称为断续控制。 2. 连续控制 为了使控制系统具有良好的静态特性和动态特性，常采用反馈控制系统。 反馈控制系统由连续控制元件作为反馈装置， 它不仅能反映信号的通、断 状态， 还能反映信号的大小和强弱的变化。 这种由连续控制元件组成的反馈控制系统成为闭环控制系统， 乂称为连续控 控制设备