电力拖动课后习题

第二章 直流电机的电力拖动2-23 一台他励直流电动机，铭牌数据为P N =60kW ，U N =220V ，I N =305A ，n N =1000r/min ，试求：（1） 固有机械特性并画在坐标纸上。

（2） T =0.75T N 时的转速。

（3） 转速n =1100r/min 时的电枢电流。

解：（1）Ω=⨯-⨯=-=038.0)30530560000305220(21)(212N N N N a I P I u R ， =-=ΦNa N N N e n R I U C min 208.01000038.0305220⋅=⨯-r V min 1058208.02200r C U n N e N ===φ m N I C T N N e N ⋅=⨯⨯==8.605305208.055.955.9φ∴通过（1058，0）及（1000，605.8）可以作出固有机械特性（2）时N NT N e Na N e N T T C C T R C U n 75.0=∴-=φφφ min 1016208.0208.055.98.60575.0038.0208.0220r n =⨯⨯⨯⨯-=（3）n=1100r/minN Ne a N e N I C RC U n φφ-=A R C n C U I a N e N e N N 9.229038.0208.0)11001058()(-=-=-=∴φφ 2-24 电动机的数据同上题，试计算并画出下列机械特性：（1） 电枢回路总电阻为0.5R N 时的人为机械特性。

（2） 电枢回路总电阻为2R N 的人为机械特性。

（3） 电源电压为0.5U N ，电枢回路不串电阻时的人为机械特性。

（4） 电源电压为U N ，电枢不串电阻，ф=0.5фN 时的人为机械特性。

注：R N =U N /I N 称为额定电阻，它相当于电动机额定运行时从电枢两端看进去的等效电阻。

解：（1）Ω===721.0305220N N N I U R 当外串后总电阻为0.5R n 时：T T C C R C U n NT N e nN e N 874.010585.0-=⋅-=φφφ （2）当电枢总电阻为Ω=442.12n R 时：T T C C R C U n NT N e nN e N 49.310582-=⋅-=φφφ （3）N U U 5.0=T T C C R C U n N T e aN e N 092.0529)(5.02-=-=φφ （4）N φφ5.0=T T C C R C U n N T e aN e N 368.02116)(25.05.02-=-=φφ2-25 Z2—71型他励直流电动机,P N =7.5kW ， U N =110V ， I N =85.2A ， n N =750r/min ，R a =0.129Ω。

第二章 直流电机的电力拖动2-23 一台他励直流电动机，铭牌数据为P N =60kW ，U N =220V ，I N =305A ，n N =1000r/min ，试求：（1） 固有机械特性并画在坐标纸上。

（2） TT N 时的转速。

（3） 转速n =1100r/min 时的电枢电流。

解：（1）Ω=⨯-⨯=-=038.0)30530560000305220(21)(212N N N N a I P I u R ， =-=ΦN a N N N e n R I U C min 208.01000038.0305220⋅=⨯-r Vmin 1058208.02200r C U n N e N ===φ m N I C T N N e N ⋅=⨯⨯==8.605305208.055.955.9φ ∴通过（1058，0）及（1000，605.8）可以作出固有机械特性（2）时N NT N e Na N e N T T C C T R C U n 75.0=∴-=φφφ min 1016208.0208.055.98.60575.0038.0208.0220r n =⨯⨯⨯⨯-=（3）n=1100r/minN Ne a N e N I C RC U n φφ-=A R C n C U I a N e N e N N 9.229038.0208.0)11001058()(-=-=-=∴φφ 2-24 电动机的数据同上题，试计算并画出下列机械特性：（1） 电枢回路总电阻为R N 时的人为机械特性。

（2） 电枢回路总电阻为2R N 的人为机械特性。

（3） 电源电压为U N ，电枢回路不串电阻时的人为机械特性。

（4） 电源电压为U N ，电枢不串电阻，ффN 时的人为机械特性。

注：R N =U N /I N 称为额定电阻，它相当于电动机额定运行时从电枢两端看进去的等效电阻。

解：（1）Ω===721.0305220N N N I U R n 时：T T C C R C U n NT N e nN e N 874.010585.0-=⋅-=φφφ （2）当电枢总电阻为Ω=442.12n R 时：T T C C R C U n NT N e nN e N 49.310582-=⋅-=φφφ （3）N U U 5.0=T T C C R C U n N T e aN e N 092.0529)(5.02-=-=φφ （4）N φφ5.0=T T C C R C U n N T e aN e N 368.02116)(25.05.02-=-=φφ2-25 Z2—71型他励直流电动机,P N =7.5kW ， U N =110V ， I N =， n N =750r/min ，R a =Ω。

电力及电机拖动练习题(含参考答案)一、选择题1. 下列哪种电机属于交流异步电动机？A. 交流同步电动机B. 交流异步电动机C. 直流电动机D. 无刷电动机参考答案：B2. 下列哪个因素会影响电机的启动转矩？A. 电压B. 电流C. 转速D. 功率参考答案：A3. 在下列哪种情况下，电机需要采用降压启动？A. 电压过高B. 电压正常C. 电压波动大D. 电压过低参考答案：D4. 下列哪种控制方式可以实现电机的调速？A. 变频调速B. 变压调速C. 变极调速D. 所有以上参考答案：D二、填空题1. 交流异步电动机的转子绕组与定子绕组之间的磁耦合作用称为__________。

参考答案：电磁耦合2. 电机启动时，为了减小启动电流，可以采用__________启动。

参考答案：降压启动3. 电机在运行过程中，负载突然增加时，电机的转速会__________，电流会__________。

参考答案：降低，增大4. 下列电机中，__________电机具有良好的调速性能。

参考答案：直流电动机三、判断题1. 交流异步电动机的同步转速与电机的极数无关。

（）参考答案：错误2. 电机在额定负载下运行时，其效率最高。

（）参考答案：正确3. 电机在启动过程中，电流会逐渐减小至额定电流。

（）参考答案：正确4. 变频调速可以实现电机的大范围调速。

（）参考答案：正确四、计算题1. 一台4极交流异步电动机，额定电压为380V，额定功率为20kW，额定转速为1440r/min，求该电机的额定电流。

参考答案：额定电流I = P / (3 × U × cosφ × η)其中，P 为额定功率，U 为额定电压，cosφ为功率因数，η 为效率。

假设cosφ = 0.85，η = 0.9则I = 20 × 10^3 / (3 × 380 × 0.85 × 0.9) ≈ 36.84A2. 一台直流电动机，额定电压为220V，额定电流为100A，额定转速为1500r/min，求该电机的额定功率。

《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》(第四版)课后习题答案对于《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》的学习，在课后应该做一些练习题加以巩固。

一下是给大家的《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》(第四版)课后习题答案，希望对你有帮助。

一判断题1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。

(Ⅹ)2采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。

(√)3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。

(√)4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。

(√)5静差率和机械特性硬度是一回事。

(Ⅹ)6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。

(Ⅹ)7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压Uk的大小并非仅取决于*速度定Ug的大小。

(√)8双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。

(Ⅹ)9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。

(Ⅹ)10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向(正或反)由驱动脉冲的宽窄决定。

(√)11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。

(Ⅹ)与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。

(Ⅹ)12α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段(√)13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。

(Ⅹ)14电压闭环相当于电流变化率闭环。

(√)15闭环系统可以改造控制对象。

(√)16闭环系统电动机转速与负载电流(或转矩)的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。

17直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。

(√)18直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。

(Ⅹ) 19电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。

(√)20对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。

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·mB. 4N·m,1N·mC. 4N·m,0.2N·mD. 4N·m,0.04N·mE. 0.8N·m,0.2N·mF. 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·mB. 64N·mC. 80N·mD. 640N·mE. 800N·mF. 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。

电力及电机拖动习题及参考答案一、单选题（共45题，每题1分，共45分）1.一台三相变压器的联结组别为Y，y0，其中“Y”表示变压器______的。

( )A、低压绕组为Y接B、高压绕组为Y接C、低压绕组为Δ接D、高压绕组为Δ接正确答案：B2.三相同步电动机的制动控制应采用______。

( )A、电磁抱闸B、反接制动C、能耗制动D、再生发电制动正确答案：C3.变压器过载运行时的效率______额定负荷时的效率。

( )A、等于B、大于等于C、大于D、小于正确答案：D4.电流互感器在运行中其二次绕组不允许____。

( )A、短路B、接功率表C、接地D、开路正确答案：D5.采用YY/Y接法的三相变极双速异步电动机变极调速时，调速前后电动机的______基本不变。

( )A、磁极对数B、输出功率C、输出转速D、输出转矩正确答案：D6.一台三相感应电动机的额定转速为nN=1470r/min，则该电动机的额定转差率为___。

( )A、0.2B、0.03C、0.002D、0.02正确答案：D7.一台三相感应电动机的额定转速为1480r/min，该电动机的极数是___。

( )A、2B、6C、4D、8正确答案：C8.三相同步电动机的定子绕组中要通入______。

( )A、三相对称交流电流B、交流电流C、直流脉动电流D、直流电流正确答案：A9.拖动恒转矩负载的三相感应电动机，采用保持U/f=常数控制方式时，降低频率后电动机过载能力_____。

( )A、增大B、减小C、不变D、不确定正确答案：C10.直流电动机的调速方案，越来越趋向于采用______调速系统。

( )A、晶闸管可控整流—直流电动机B、交磁电机扩大机—直流电动机C、磁放大器二极管整流—直流电动机D、直流发电机—直流电动机正确答案：A11.电压互感器的作用是用于______。

( )A、整流B、测量和保护C、配电D、调压正确答案：B12.笼型转子绕组是_____。

电力及电机拖动习题及参考答案一、单选题（共45题，每题1分，共45分）1.电动机铭牌上的定额是指电动机的______。

( )A、额定转速B、额定功率C、运行状态D、额定转矩正确答案：C2.硅钢片的主要特性是______。

( )A、磁导率高B、磁导率低C、导电性能好D、磁导率为零正确答案：A3.一台三相变压器的联结组别为Y，y0，其中“Y”表示变压器______的。

( )A、低压绕组为Y接B、低压绕组为Δ接C、高压绕组为Y接D、高压绕组为Δ接正确答案：C4.三相感应电动机过载时造成电动机___增加并发热。

( )A、铜损耗B、铝损耗C、铁芯损耗D、负载损耗正确答案：A5.一台空载运行的三相感应电动机，当略微降低电源频率，而保持电源电压大小不变时，电动机的转速_____。

( )A、不确定B、不变C、降低D、升高正确答案：C6.油浸式变压器中油的作用是______。

( )A、灭弧、散热B、绝缘、散热C、绝缘、导磁D、绝缘、灭弧正确答案：B7.电流互感器一、二次绕组相比，______。

( )A、一、二次绕组匝数相同B、一次绕组匝数是二次绕组匝数的两倍C、一次绕组匝数多D、二次绕组匝数多正确答案：D8.增大转子的电阻，三相感应电动机的最大转矩将_____。

( )A、增大B、先增大后减小C、减小D、不变正确答案：D9.一台绕线式三相感应电动机拖动恒转矩负载运行，增大转子回路串入的电阻，电动机的电流_____。

( )A、减小B、不变C、不确定D、增大正确答案：B10.电动机的额定功率是指_____。

( )A、电动机轴上输出的机械功率B、电动机输入的电功率C、电动机输出的电功率D、电动机消耗的电功率正确答案：A11.在变电站中，专门用来调节电网的无功功率，补偿电网功率因数的设备是______。

( )A、异步发电机B、同步发电机C、同步补偿机D、同步电动机正确答案：C12.同步电动机转子的励磁绕组的作用是通电后产生一个____磁场。

电力拖动自动控制系统 - 运动控制系统（ 阮毅 陈伯时）课后答案包括思考题和课后习题2- 1 直流电动机有哪几种调速方法各有哪些特点 答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。

特点略。

2- 2简述直流PWM 变换器电路的基本结构。

答：直流PWM 变换器基本结构如图，包括IGBT 和续流二极管。

三相交流电经 过整流滤波后送往直流PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中IGBT 的控 制脉冲占空比，来调节直流 PWM 变换 器输出电压大小，二极管起续流作用。

2-3直流PWM 变换器输出电压的特征是什么答：脉动直流电压。

2=4为什么直流PWM 变换器-电动机系统比V-M 系统能够获得更好的动态性能 答:直流PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。

其中直流PWM 变换器的时 间常数Ts 等于其IGBT 控制脉冲周期（1/fc ），而晶闸管整流装 置的时间常数Ts 通常取其最大 失控时间的一半（1/（ 2mf ）。

因fc 通常为kHz 级，而 f 通常为工频（ 50 或 60Hz ） 为一周内 ） ， m 整流电压的脉波数，通 常也不会超过20,故直流PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时 间常 数更小，从而响应更快，动态性能更好。

2=5 在直流脉宽调速系统中， 当电动机停止不动时， 电枢两端是否还有电压电 路中是否还有电 流为什么答：电枢两端还有电压， 因为在直流脉宽调速系统中， 电动机电枢两端电压仅取 决于直流PWM 变换器的输出。

电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻 的存在。

2-6直流PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用如果二极管断路会产生什么后果答：为电动机提供续流通道。

若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为 零时产生过电 压。

2-7直流PWM 变换器的开关频率是否越高越好为什么 答：不是。

因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢 电流还未上升 至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负 载电流，电机无法运转。

思考题5-1对于恒转矩负载，为什么调压调速的调速范围不大？电动机机械特性越软，调速范围越大吗？答：对于恒转矩负载，普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为o<s<s m 所以调速范围不大。

电动机机械特性越软，调速范围不变，因为S m不变。

5-2异步电动机变频调速时，为何要电压协调控制？在整个调速范围内，保持电压恒定是否可行？为何在基频以下时，采用恒压频比控制，而在基频以上保存电压恒定？答：当异步电动机在基频以下运行时，如果磁通太弱，没有充分利用电动机的铁心，是一种浪费；如果磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时还会因绕组过热而损坏电动机。

由此可见，最好是保持每极磁通量为额定值不变。

当频率从额定值向下调节时，必须同时降低E g使) 4.44 N S金讪常值，即在基频以下应采用电动势频率比为恒值的控f 1制方式。

然而，异步电动机绕组中的电动势是难以直接检测与控制的。

当电动势值较高时，可忽略定子电阻和漏感压降，而认为定子相电压U s E g。

在整个调速范围内，保持电压恒定是不可行的。

在基频以上调速时，频率从额定值向上升高，受到电动机绝缘耐压和磁路饱和的限制，定子电压不能随之升高，最多只能保持额定电压不变，这将导致磁通与频率成反比地降低，使得异步电动机工作在弱磁状态5-3 异步电动机变频调速时，基频以下和基频以上分别属于恒功率还是恒转矩调速方式？为什么？所谓恒功率或恒转矩调速方式，是否指输出功率或转矩恒定？若不是，那么恒功率或恒转矩调速究竟是指什么？答：在基频以下，由于磁通恒定，允许输出转矩也恒定，属于“恒转矩调速” 方式；在基频以上，转速升高时磁通减小，允许输出转矩也随之降低，输出功率基本不变，属于“近似的恒功率调速”方式。

5-4 基频以下调速可以是恒压频比控制、恒定子磁通、恒气隙磁通和恒转子磁通的控制方式，从机械特性和系统实现两个方面分析与比较四种控制方法的优缺点。

答：恒压频比控制：恒压频比控制最容易实现，它的变频机械特性基本上是平行下移，硬度也较好，能够满足一般的调速要求，低速时需适当提高定子电压，以近似补偿定子阻抗压降。