(電大復(fù)習(xí))2013.1電氣傳動(dòng)與調(diào)速系統(tǒng)參考答案

電氣傳動(dòng)與調(diào)速系統(tǒng)試題 一、選擇 題（每題 2 分，共 10分） 1他勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)方法中哪種方法的方程式與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的方程式相同（ A ） A.反饋制動(dòng) B.電源反接 C.能耗制動(dòng) D.以上都是 2哪種電動(dòng)機(jī)的機(jī)械硬度最大（ C ） A.直流電動(dòng)機(jī) B.三相異步電動(dòng)機(jī) C.同步電動(dòng)機(jī) 3在三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法中，哪種方法最復(fù)雜（ D ） A.調(diào)壓調(diào) 速 B.轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速 C.變極調(diào)速 D.變頻調(diào)速 4三相異步電動(dòng)機(jī)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速之間的相互關(guān)系是（ A ） A.定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 B.定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速等于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 C.定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 D.定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速的 2 倍 二 、判斷 題 （ 每題 1 分，共計(jì) 10 分） 1.機(jī)械效率影響電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械之間的速度傳動(dòng)關(guān)系。 （ 錯(cuò)誤 ） 2.在正常情況下同步電 動(dòng)機(jī)的機(jī)械硬度是絕對(duì)硬特性的。 （ 正確 ） 3.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍只有在靜差率一定的條件下才有意義。 （ 正確 ） 4.電動(dòng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)與速度變化的含義是相同的。 （ 錯(cuò)誤 ） 5.在改變極對(duì)數(shù)調(diào)速中， Y-YY 方法具有恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速性質(zhì)。 （ 正確 ） 6三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)的強(qiáng)弱程度只與所通直流電流大小有關(guān)。（ 錯(cuò)誤 ） 7同步電動(dòng)機(jī)的整個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)都是由定子電路產(chǎn)生的。 （ 錯(cuò)誤 ） 三、 填空 題 （每空 1 分，共 10 分） 1. 在多軸系統(tǒng)中負(fù)載轉(zhuǎn)矩和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算原則分別是 功率守恒 、 能量守恒 。 2. 限制直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，一般有 外串電阻 和 降壓 兩種方法。 3. 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法有：能耗制動(dòng)、 反接制動(dòng) 、 反饋制動(dòng) 。 4. 一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)，已知數(shù)據(jù)如下： PN=180KW， UN=230V， nN=1450rpm， N=89.5%， 則該發(fā)電機(jī)的額定電流為 A，額定 轉(zhuǎn)矩為 Nm。 5. 三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行星 -三角降壓起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流為直接起動(dòng)時(shí)的 倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為直接起動(dòng)時(shí)的 倍。 四、 簡(jiǎn)答（每小題 5 分，共 15 分） 1. 簡(jiǎn)述直流電動(dòng)機(jī)不能直接啟動(dòng)的原因。 答： (1).換向器、電機(jī)繞組；（ 2） .生產(chǎn)機(jī)械；（ 3） .電網(wǎng)影響。 2.常用速度反饋元件有哪些？其輸出與轉(zhuǎn)速的關(guān)系？ 答： 常用速度反饋元件有：測(cè)速發(fā)電機(jī)、光電編碼器。測(cè)速發(fā)電機(jī)一般輸出為直流電壓，電壓幅值與轉(zhuǎn)速呈線(xiàn)性關(guān)系。光電編碼器輸出為頻率可 變的脈沖，其頻率值與轉(zhuǎn)速呈線(xiàn)性關(guān)系。 五、 計(jì)算設(shè)計(jì)題（ 55 分） 1.一臺(tái)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)為： PN=7.5kW， UN=220V， IN=35A,nN=1500r/min， Ra=0.25(1)固有機(jī)械特性； (2)電樞附加電阻分別為 3和 5時(shí)的人為機(jī)械特性； (3)電樞電壓為 UN/2 (4)磁通 =0.8 N （ 25分 ） 解：（ 1）根據(jù)公式：NaNNNe n RIUK =（ 220-35 0.25） 1500=0.141 NeNt 55K.9K =9.55 0.141=1.345 根據(jù)固有機(jī)械特性方程： TKKRKUn2Nte aNe N =220 0.141-0.25（ 0.141 1.345） T =1560-1.318T （ 2） 電樞附加電阻分別為 3和 5時(shí)的人為機(jī)械特性： TKK RRK Un 2NteadaNeN =1560-（ 0.25+3）（ 0.141 1.345） T=1560-31T TKK RRK Un 2NteadaNeN =1560-（ 0.25+5）（ 0.141 1.345） T=1560-27.7T (3)電樞電壓為 UN/2時(shí)的人為機(jī)械特性： TKK RK Un 2NteaNeN =1560 2-1.318T=780-1.318T (4)磁通 =0.8 N時(shí)的人為機(jī)械特性： T64.0KK R8.0K Un 2NteaNeN =1560 0.8-1.318 0.64T=1950-2.059T 2 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)： PN=55kW， UN=220V， IN=280A,nN=635r/min， Ra=0.044 ，帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，求： (1)如果要求靜差率 S 20%，采用電樞回路串電阻調(diào)速和降壓調(diào)速時(shí)所能達(dá)到的調(diào)速范圍； (2)如果要求調(diào)速范圍 D=4,采用以上兩種調(diào)速方法時(shí)的最大靜差率。 （ 15 分） 解：（ 1）求調(diào)速范圍： 電樞回路串電阻調(diào)速時(shí)， 額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)容許的轉(zhuǎn)速降為 /Nn =20% 0n =0.2 672.8=134.6r/min 容許的 最低轉(zhuǎn)速為 nmin=n0- =672.8-134.6=538.2r/min， 則調(diào)速范圍為 降壓調(diào)速時(shí)， (額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速降 =37.8r/min)容許的最低理想空載轉(zhuǎn)速為 容許的最低轉(zhuǎn)速為 則調(diào)速范圍為 (2)調(diào)速范圍 D=4 時(shí)的最大靜差率： 電樞回路串電阻調(diào)速時(shí)，容許的最低轉(zhuǎn)速為 最低轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速降為 則最大靜差率為 降壓調(diào)速時(shí)，容許的最低轉(zhuǎn)速為 最低轉(zhuǎn)速時(shí)的理想空載轉(zhuǎn)速為 則最大靜差率為 20% /N0nSn/Nnm a x Nm i n m i nnn 635D 1. 1 8n n 5 3 8 . 2 /Nn/ N0 n 3 7 . 8n 1 8 9 r / m i nS 0 . 2 /m i n 0 Nn n n 1 8 9 3 7 . 8 1 5 1. 2 r / m i n m a x Nm i n m i nnn 635D 4 . 2n n 1 5 1. 2 m a x Nm i n nn 635n 1 5 8 . 8 r / m i nD D 4 /N 0 m i n7 2 . 8 n n n 6 7 2 . 8 - 1 5 8 . 8 5 1 4 r / m i n /N0n 514S 1 0 0 % 1 0 0 % 7 6 . 4 %n 6 7 2 . 8 m a xm i n n 635n 1 5 8 . 8 r / m i nD4 /0 m i n Nn n n 1 5 8 . 8 3 7 . 8 1 9 6 . 6 r / m i n /N0n 3 7 . 8S 1 0 0 % 1 0 0 % 1 9 . 2 %n 1 9 6 . 6 (3)啟動(dòng)時(shí)間。 （ 15 分） 解：（ 1） (2)啟動(dòng)過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間常數(shù)為 電 流初值為 Ist=2IN=2203.3=406.6A 額定電磁轉(zhuǎn)矩為 負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 TL=0.6TN=0.6270=162Nm 電樞穩(wěn)態(tài)電流為 理想空載轉(zhuǎn)速為 設(shè)最終穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速為 ns，則由 得 于是可得 (3)啟動(dòng)所需時(shí)間取 4 ，則 3.一直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其額定功率 PN=40kW，額定電壓 UN=220V，額定電流 IN=203.3A，額定轉(zhuǎn)速 nN=1500r/min，電樞繞組電阻 Ra=0.06，系統(tǒng)的飛輪慣量 GD2=15N m2，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL 是額定電磁轉(zhuǎn)矩 TN 的 0.6 倍。若在電動(dòng)機(jī)額定電流的二倍的條件下啟動(dòng)，試求： (1)應(yīng)串入電樞回路的電阻 Rad； (2)啟動(dòng)過(guò)程中的 Ia(t)、 n(t)； t N e NK 9 . 5 5 K 1 . 3 2 7 N2etK K 0 . 1 3 9 1 . 3 2 7 0 . 1 8 4 啟動(dòng)瞬間電樞回路總電阻為 Na d astU 220R R 0 . 5 4 1I 2 2 0 3 . 3 adR 0 . 5 4 1 0 . 0 6 0 . 4 8 1 2m 2etG D R 1 5 0 . 5 4 1 0 . 1 1 8 s3 7 5 K K 3 7 5 0 . 1 8 4 N t N NT K I 1 . 3 2 7 2 0 3 . 3 = 2 7 0 N m LLtNT 162I 1 2 2 . 1 AK 1 . 3 2 7 N0eNU 220n 1 5 8 3 r / m i nK 0 . 1 3 9 0sst st LnnI I I 0s s t Lstn 1583n ( I I ) ( 4 0 6 . 6 1 2 2 . 1 ) 1 1 0 8 r / m i nI 4 0 6 . 6 m m