最全的華中科大機(jī)電傳動(dòng)控制(第五版)課后習(xí)題答案解析全集.ppt

2 1從運(yùn)動(dòng)方程式怎樣看出系統(tǒng)是加速的 減速的 穩(wěn)定的和靜止的各種工作狀態(tài) 答 運(yùn)動(dòng)方程式 Td 0時(shí) 系統(tǒng)加速 Td 0時(shí) 系統(tǒng)穩(wěn)速 Td 0時(shí) 系統(tǒng)減速或反向加速 2 2說(shuō)明機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式中的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩 靜態(tài)轉(zhuǎn)矩和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩的概念 答 拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩Tm或負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n相同時(shí) 就是拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩 靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL 它不隨系統(tǒng)加速或減速而變化 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩 系統(tǒng)加速或減速時(shí) 存在一個(gè)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩Td 它使系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化 2 3試列出以下幾種情況下系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式 并說(shuō)明系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是加速 減速還是勻速 圖中箭頭方向表示轉(zhuǎn)矩的實(shí)際作用方向 答 a勻速 b減速 c減速 d加速 e減速 f勻速 2 4多軸拖動(dòng)系統(tǒng)為什么要折算成單軸拖動(dòng)系統(tǒng) 轉(zhuǎn)矩折算為什么依據(jù)折算前后功率不變的原則 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算為什么依據(jù)折算前后動(dòng)能不變的原則 答 在多軸拖動(dòng)系統(tǒng)情況下 為了列出這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程 必須先把各傳動(dòng)部分的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量或直線運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量都折算到電動(dòng)機(jī)軸上 由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩是靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 所以可根據(jù)靜態(tài)時(shí)功率守恒原則進(jìn)行折算 由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)能有關(guān) 所以可根據(jù)動(dòng)能守恒原則進(jìn)行折算 2 5為什么低速軸轉(zhuǎn)矩大 調(diào)速軸轉(zhuǎn)矩小 答 忽略磨擦損失的情況下 傳動(dòng)系統(tǒng)的低速軸和調(diào)速軸傳遞的功率是一樣的 即P1 P2 而P1 T1 1 P2 T2 2 所以T1 1 T2 2 當(dāng) 1 2時(shí) T1 T2 2 6為什么機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)中低速軸的GD2比高速軸的GD2大得多 答 因?yàn)榈退佥S的轉(zhuǎn)矩大 所設(shè)計(jì)的低速軸的直徑及軸上的齒輪等零件尺寸大 質(zhì)量也大 所以GD2大 而高速軸正好相反 答 j1 M 1 nM n1 900 300 3 2 7如圖所示 電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JM 2 5kg m2 轉(zhuǎn)速nM 900r mim 中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J1 2kg m2 轉(zhuǎn)速n1 300r mim 生產(chǎn)機(jī)械軸的慣量JL 16kg m2 轉(zhuǎn)速nL 60r mim 試求折算到電動(dòng)機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 jL M L nM nL 900 60 15 2 8如圖所示 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nM 950r mim 齒輪減速箱的傳動(dòng)比J1 J2 4 卷筒直徑D 0 24m 滑輪的減速比J3 2 起重負(fù)荷力F 100N 電動(dòng)機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)矩GDM2 1 05N m 齒輪 滑輪和卷筒總的傳動(dòng)效率為0 83 試求提升速度v和折算到電動(dòng)機(jī)軸上的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩TL以及折算到電動(dòng)機(jī)軸上整個(gè)拖動(dòng)系統(tǒng)的飛輪慣量GDZ2 答 TL 9 55Fv 1nM 9 55 100 0 37 0 83 950 0 45N m 2 9一般生產(chǎn)機(jī)械按其運(yùn)動(dòng)受阻力的性質(zhì)來(lái)分可有哪幾種類型的負(fù)載 答 恒轉(zhuǎn)矩型 泵類 直線型 恒功率型 2 10反抗靜態(tài)轉(zhuǎn)矩與位能靜態(tài)轉(zhuǎn)矩有何區(qū)別 各有什么特點(diǎn) 答 反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒與運(yùn)動(dòng)方向相反 位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載作用方向恒定 與運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān) 2 11如圖所示 曲線1和2分別為電動(dòng)機(jī)和負(fù)載的機(jī)械特性 試判斷哪些是系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點(diǎn) 哪些不是 答 d 不是穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)點(diǎn) 其余都是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn) 3 1為什么直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子要用表面有絕緣層的硅鋼片疊壓而成 答 轉(zhuǎn)子在主磁通中旋轉(zhuǎn) 要產(chǎn)生渦流和磁滯損耗 采用硅鋼軟磁材料 可減少磁滯損耗 而采用 片 疊壓成 可減少渦流損耗 3 3一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)所拖動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL 常數(shù) 當(dāng)電樞電壓或電樞附加電阻改變時(shí) 能否改變其穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下電樞電流的大小 為什么 這時(shí)拖動(dòng)系統(tǒng)中哪些量必然要發(fā)生變化 答 因?yàn)?所以 當(dāng)改變電樞電壓或電樞串電阻時(shí) Ia均不變 由知n會(huì)變化 3 4一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí) 電樞反電勢(shì)E E1 如負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL 常數(shù) 外加電壓和電樞電路中的電阻均不變 問(wèn)減弱勵(lì)磁使轉(zhuǎn)速上升到新的穩(wěn)定值后 電樞反電勢(shì)將如何變化 是大于 小于還是等于E1 答 因?yàn)?當(dāng) 時(shí) Ia 由U E IaRa E U IaRa 當(dāng)Ia 時(shí) E 所以 E E1 3 5一臺(tái)直流發(fā)電機(jī) 其部分銘牌數(shù)據(jù)如下 PN 180kW UN 230V nN 1450r min N 89 5 試求 該發(fā)電機(jī)的額定電流 電流保持為額定值而電壓下降為100V時(shí) 原動(dòng)機(jī)的輸出功率 設(shè)此時(shí) N PN UNIN180KW 230 ININ 782 6A該發(fā)電機(jī)的額定電流為782 6AP IN100 NP 87 4KW 3 6已知他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)如下 PN 7 5kW UN 220V nN 1500r min N 88 5 Ra 0 2 試求該電機(jī)的額定電流和額定轉(zhuǎn)矩 答 3 8一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)為 PN 5 5kW UN 110V IN 62A nN 1000r min 試?yán)L出它的固有機(jī)械特性曲線 答 3 9一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下 PN 5 5kW UN 110V IN 61A 額定勵(lì)磁電流IfN 2A nN 1500r min 電樞電阻Ra 0 2 若忽略機(jī)械磨擦和轉(zhuǎn)子的銅耗 鐵損 認(rèn)為額定運(yùn)行狀態(tài)下的電磁轉(zhuǎn)矩近似等于額定輸出轉(zhuǎn)矩 試?yán)L出它近似的固有機(jī)械特性曲線 答 3 10一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下 PN 6 5kW UN 220V IN 34 4A nN 1500r min Ra 0 242 試計(jì)算出此電動(dòng)機(jī)的如下特性 固有機(jī)械特性 電樞附加電阻分別為3 和5 時(shí)的人為機(jī)械特性 電樞電壓為UN 2時(shí)的人為機(jī)械特性 磁通 0 8 N時(shí)的人為機(jī)械特性 答 3 11為什么直流電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流很大 答 因?yàn)門st UN Ra Ra很小 所以Tst很大 會(huì)產(chǎn)生控制火花 電動(dòng)應(yīng)力 機(jī)械動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩沖擊 使電網(wǎng)保護(hù)裝置動(dòng)作 切斷電源造成事故 或電網(wǎng)電壓下降等 故不能直接啟動(dòng) 3 12他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中有哪些要求 如何實(shí)現(xiàn) 答 要求電流Ist 1 5 2 IN 可采用降壓?jiǎn)?dòng) 電樞回路串電阻進(jìn)行啟動(dòng) 3 13直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí) 為什么一定要先把勵(lì)磁電流加上 若忘了先合勵(lì)磁繞組的電源開(kāi)關(guān)就把電樞電源接通 這時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象 試從TL 0和TL TN兩種情況加以分析 當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速下 若突然將勵(lì)磁繞組斷開(kāi) 此時(shí)又將出現(xiàn)什么情況 答 當(dāng)TL 0啟動(dòng)時(shí) 因?yàn)閯?lì)磁繞組有一定剩磁 使 0 啟動(dòng)時(shí) n 0 E 0 根據(jù)UN E IaRa知 UN全加在電阻Ra上 產(chǎn)生很大的Ia 10 20 IN 但因?yàn)?0 所以T Kt Ia并不大 因?yàn)門L 0 所以動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于0 系統(tǒng)會(huì)加速啟動(dòng) 啟動(dòng)后 雖有n 使E變大點(diǎn) 但因?yàn)?0 所以E仍不大 UN大部分仍要加在電阻Ra上 產(chǎn)生很大Ia和不大的T 使系統(tǒng)不斷加速 當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到 飛車 時(shí) 在相當(dāng)大的某一n穩(wěn)速運(yùn)行時(shí) T Kt Ia TL 0 所以Ia 0 此時(shí) E相當(dāng)大 UN幾乎和E平衡 當(dāng)TL TN啟動(dòng)時(shí) n 0 E 0 根據(jù)UN E IaRa知 UN全加在電阻Ra上 產(chǎn)生很大的Ia 10 20 IN 但因?yàn)?0 所以T Kt Ia并不大 因?yàn)門L TN 所以系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速下 T Kt NIaN TL TN n nN 此時(shí)斷開(kāi)勵(lì)磁 0 雖然仍有n nN 但E 0 根據(jù)UN E IaRa知 UN全加在電阻Ra上 產(chǎn)生很大的Ia 但因?yàn)?0 所以T Kt Ia并不大 因?yàn)門L TN 所以T TL 系統(tǒng)逐漸減速到停車 3 15一臺(tái)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī) 其額定數(shù)據(jù)如下 PN 2 2kW UN Uf 110V nN 1500r min N 0 8 Ra 0 4 Rf 82 7 試求 額定電樞電流IaN 額定勵(lì)磁電流IfN 勵(lì)磁功率Pf 額定轉(zhuǎn)矩TN 額定電流時(shí)的反電勢(shì) 直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流 如果要使啟動(dòng)電流不超過(guò)額定電流的2倍 求啟動(dòng)電阻為多少 此時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩又為多少 答 3 16直流電機(jī)用電樞電路串電阻的辦法啟動(dòng)時(shí) 為什么要逐漸切除啟動(dòng)電阻 切除太快 會(huì)帶來(lái)什么后果 答 見(jiàn)書上圖3 23 如果只一段啟動(dòng)電阻 當(dāng)啟動(dòng)后 把電阻一下切除 則電流會(huì)超過(guò)2IN 沖擊大 所以應(yīng)采用逐級(jí)切除電阻辦法 切除太快 也會(huì)產(chǎn)生電流沖擊大 見(jiàn)書上圖3 24 3 17轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 調(diào)速 與固有的速度變化在概念上有什么區(qū)別 答 調(diào)速 在一定負(fù)載條件下 人為地改變電動(dòng)機(jī)的電路參數(shù) 以改變電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 速度變化 由于電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化而引起的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化 3 18他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)有哪些方法進(jìn)行調(diào)速 它們的特點(diǎn)是什么 答 改變電樞電路外串電阻調(diào)速 機(jī)械特性較軟 穩(wěn)定度低 空載或輕載時(shí) 調(diào)速范圍不大 實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速困難 電阻上消耗電能大 用于起重機(jī) 卷?yè)P(yáng)機(jī)等低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不長(zhǎng)的傳動(dòng)系統(tǒng) 改變電動(dòng)機(jī)電樞供電電壓調(diào)速 電源電壓連續(xù)變化時(shí) 轉(zhuǎn)速可以平滑無(wú)級(jí)調(diào)節(jié) 在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào) 特性與固有特性平行 硬度不變 穩(wěn)定度高 調(diào)速范圍大 屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 適合拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 可以靠調(diào)電樞電壓?jiǎn)?dòng)電機(jī) 不用其它設(shè)備 改變電機(jī)主磁通調(diào)速 可無(wú)級(jí)調(diào)速 額定轉(zhuǎn)速以上調(diào) 弱磁升速 特性軟 最高轉(zhuǎn)速不得超過(guò)額定轉(zhuǎn)速的1 2倍 調(diào)速范圍不大 屬恒功率調(diào)速 適合于恒功率負(fù)載 往往和調(diào)壓調(diào)速配合使用 3 19直流電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)與制動(dòng)兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的根本區(qū)別何在 答 電動(dòng) 電動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n方向相同 制動(dòng) T與n相反 3 20他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)有哪幾種制動(dòng)方法 它們的機(jī)械特性如何 試比較各種制動(dòng)方法的優(yōu)缺點(diǎn) 答 反饋制動(dòng) 運(yùn)行在二 四象限 轉(zhuǎn)速大于理想空載轉(zhuǎn)速 用于起重機(jī)調(diào)速下放重物 電網(wǎng)吸收電能 運(yùn)行經(jīng)濟(jì) 電源反接制動(dòng) 制動(dòng)迅速 能量靠電阻吸收 但容易反向啟動(dòng) 倒拉反接制動(dòng) 可得較低下降速度 對(duì)TL大小估計(jì)不準(zhǔn) 本應(yīng)下降 也許會(huì)上升 特性硬度小 穩(wěn)定性差 電阻消耗全部能量 能耗制動(dòng) 用于迅速準(zhǔn)確停車及恒速下放重物 電阻消耗全部能量 3 21一臺(tái)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu) 在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)重物勻速上升時(shí)將電樞電源突然反接 試?yán)脵C(jī)械特性從機(jī)電過(guò)程上說(shuō)明 1 從反接開(kāi)始到系統(tǒng)達(dá)到新的穩(wěn)定平衡狀態(tài)之間 電動(dòng)機(jī)經(jīng)歷了幾種運(yùn)行狀態(tài) 最后在什么狀態(tài)下建立系統(tǒng)新的穩(wěn)定平衡點(diǎn) 2 各種狀態(tài)下轉(zhuǎn)速變化的機(jī)電過(guò)程怎樣 答 1 經(jīng)歷反接制動(dòng) 反向電動(dòng) 反向回饋制動(dòng) 最后在反向回饋制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下建立系統(tǒng)新的穩(wěn)定平衡點(diǎn) 2 當(dāng)電壓反向時(shí) n不變 電壓平衡方程式 U E Ia Ra Rad Ia U E Ra Rad 0 T 0 產(chǎn)生制動(dòng) 當(dāng)T TL時(shí) 還會(huì) 反向n E Ia T 達(dá)到T TL 達(dá)到e點(diǎn) 穩(wěn)速運(yùn)行 5 1有一臺(tái)四極三相異步電動(dòng)機(jī) 電源電壓的頻率為50Hz 滿載時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率為0 02 求電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子電流頻率 答 5 2將三相異步電動(dòng)機(jī)接三相電源的三根引線中的兩根對(duì)調(diào) 此電動(dòng)機(jī)是否會(huì)反轉(zhuǎn) 為什么 答 會(huì)反轉(zhuǎn) 因?yàn)槿嗬@組中電流的相序發(fā)生改變 5 3有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī) 其nN 1470r min 電源頻率為50Hz 當(dāng)在額定負(fù)載下運(yùn)行 試求 1 定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)定子的轉(zhuǎn)速 2 定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 3 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 4 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)定子的轉(zhuǎn)速 5 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 答 5 4當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載增加時(shí) 為什么定子電流會(huì)隨轉(zhuǎn)子電流的增加而增加 答 當(dāng)負(fù)載增加時(shí) 轉(zhuǎn)子電流增加 因?yàn)檗D(zhuǎn)子相當(dāng)于變壓器的副邊 而定子相當(dāng)于變壓器的原邊 所以當(dāng)轉(zhuǎn)子電流增加時(shí) 定子電流也會(huì)增加 5 5三相異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一定的負(fù)載運(yùn)行時(shí) 若電源電壓降低了 此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩 電流及轉(zhuǎn)速有無(wú)變化 如何變化 TN b a c c點(diǎn)和a點(diǎn)比 因?yàn)閁 而且s cos 2 根據(jù)T Km I2cos 2 TL 常數(shù) 知 I2 答 原來(lái)運(yùn)行在a點(diǎn) 當(dāng)電壓減小時(shí) 運(yùn)行在b點(diǎn) 因?yàn)閚不變 s不變 所以cos 2不變因?yàn)閁 E1 4 44Kf1N1 所以當(dāng)U I2 時(shí) 根據(jù)T Km I2cos 2知 T 此后 n s I2 T 直到c點(diǎn) 5 6有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī) 其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示 試求 1 線電壓為380V時(shí) 三相定子繞組應(yīng)如何接法 2 求n0 p SN TN Tst Tmax Ist 3 額定負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸入功率是多少 答 1 Y接法 5 7三相異步電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí) 轉(zhuǎn)子突然被卡住 這時(shí)電動(dòng)機(jī)的電流如何變化 對(duì)電動(dòng)機(jī)有何影響 答 電動(dòng)機(jī)電流增大 燒壞電機(jī) 5 8三相異步電動(dòng)機(jī)斷了一根電源線后 為什么不能啟動(dòng) 而在運(yùn)行時(shí)斷了一線 為什么仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) 這兩種情況對(duì)電動(dòng)機(jī)將產(chǎn)生什么影響 答 斷了一根電源線后 變成單相異步電動(dòng)機(jī) 沒(méi)有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 所以不能啟動(dòng) 但仍能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 啟動(dòng)時(shí) 脈動(dòng)磁場(chǎng)使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生交變電流 發(fā)熱 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 因?yàn)閿嗔艘幌?變成單相 而單相產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng) 分解成兩個(gè)轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后 存在 Bm1 Bm2 Bm 2與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的 比三相運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的 要小 所以I2增大 另外 與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的 使T減小 所以 斷了一根電源線后 如果較大的TL還不變 當(dāng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí) 不但n下降 面且I2相當(dāng)大 會(huì)燒壞電機(jī) 如果電流 iA Imcos t 則電流 iB Imcos t 180 即iB為流出 與iA相位相反 5 9三相異步電動(dòng)機(jī)在相同電源電壓下 滿載和空載啟動(dòng)時(shí) 啟動(dòng)電流是否相同 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩是否相同 答 啟動(dòng)電流一樣 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩相同 5 10三相異步電機(jī)為什么不運(yùn)行在Tmax或接近Tmax的情況下 答 一般Tmax是TN的2 2 5倍 在Tmax或接近Tmax運(yùn)行時(shí) I2大很多 電機(jī)會(huì)被燒壞 5 11有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī) 其銘牌數(shù)據(jù)如下 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為250N m時(shí) 試問(wèn)在U UN和U1 0 8UN兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng) 欲采用Y 換接啟動(dòng) 問(wèn)當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0 45TN和0 35TN兩種情況下 電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng) 若采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng) 設(shè)降壓比為0 64 求電源線路中通過(guò)的啟動(dòng)電流和電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 答 答 5 13線繞式異步電動(dòng)機(jī)采用轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)時(shí) 所串電阻愈大 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩是否也愈大 答 不是 串電阻大到一定程度后 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)變小 因?yàn)殡m然cos 2增大 但I(xiàn)2減小太多 5 14為什么線繞式異步電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)時(shí) 啟動(dòng)電流減少而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩反而增大 答 因?yàn)檫m當(dāng)串入電阻后 雖然I2減少 但cos 2增大很多 所以啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加 5 15異步電動(dòng)機(jī)有哪幾種調(diào)速方法 各種調(diào)速方法有何優(yōu)缺點(diǎn) 答 調(diào)壓調(diào)速 可無(wú)級(jí)調(diào)速 但減小U時(shí) T按U2減少 所以調(diào)速范圍不大 轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速 只適于線繞式 啟動(dòng)電阻可兼作調(diào)速電阻 簡(jiǎn)單 可靠 但屬有級(jí)調(diào)速 隨轉(zhuǎn)速降低 特性變軟 低速損耗大 用在重復(fù)短期運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械 如起重機(jī) 變極對(duì)數(shù)調(diào)速 多速電動(dòng)機(jī) 體積大 價(jià)貴 有級(jí)調(diào)速 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 效率高 調(diào)速附加設(shè)備少 用于機(jī)電聯(lián)合調(diào)速 變頻調(diào)速 用于一般鼠籠式異步電動(dòng)機(jī) 采用晶閘管變頻裝置 5 16什么叫恒功率調(diào)速 什么叫恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 答 在調(diào)速過(guò)程中 無(wú)論速度高低 當(dāng)電動(dòng)機(jī)電流保持不變時(shí) 電磁轉(zhuǎn)矩也不變 這種調(diào)速叫恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 在調(diào)速過(guò)程中 無(wú)論速度高低 當(dāng)電動(dòng)機(jī)電流保持不變時(shí) 功率也不變 叫恒功率調(diào)速 5 17異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速的可能性和原理是什么 其接線圖是怎樣的 答 使每相定子繞組中一半繞組內(nèi)的電流改變方向 即可改變極對(duì)數(shù) 也就改變了轉(zhuǎn)速 接線圖如書上圖5 40 5 18異步電動(dòng)機(jī)有哪幾種制動(dòng)狀態(tài) 各有何特點(diǎn) 答 反饋制動(dòng) 用于起重機(jī)高速下放重物 反饋制動(dòng)時(shí) 動(dòng)能變?yōu)殡娔芑仞伣o電網(wǎng) 較經(jīng)濟(jì) 只能在高于同步轉(zhuǎn)速下使用 反接制動(dòng) 電源反接時(shí) 制動(dòng)電流大 定子或轉(zhuǎn)子需串接電阻 制動(dòng)速度快容易造成反轉(zhuǎn) 準(zhǔn)確停車有一定困難 電能損耗大 當(dāng)?shù)估苿?dòng)時(shí) 用于低速下放重物 機(jī)械功率 電功率都消耗在電阻上 能耗制動(dòng) 比較常用的準(zhǔn)確停車方法 制動(dòng)效果比反接制動(dòng)差 5 19試說(shuō)明鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)突然增加時(shí) 電動(dòng)機(jī)的降速過(guò)程 答 見(jiàn)書上圖5 42 原來(lái)運(yùn)行在a點(diǎn) 當(dāng)p突然 時(shí) n n02 所以T 0 和TL一起使n s絕對(duì)值 I2 T 當(dāng)n n02時(shí) I2 0 T 0 當(dāng)n n02時(shí) I2反向 I2 0 T 0 變?yōu)殡妱?dòng)轉(zhuǎn)矩 但T TL 所以 n s I2 T 直到T TL 系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在c點(diǎn) 5 20試說(shuō)明異步電動(dòng)機(jī)定子相序突然改變時(shí) 電動(dòng)機(jī)的降速過(guò)程 答 見(jiàn)書上圖5 43 原來(lái)運(yùn)行在a點(diǎn) 當(dāng)相序改變時(shí) 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向改變 因?yàn)閼T性 n不能立即改變 所以運(yùn)行于b點(diǎn) 因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場(chǎng)方向變了 所以I2 0 T 0 為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 在T和TL作用下 n 此時(shí) s 1 當(dāng)n 時(shí) s cos 2 T n 更快 5 21如圖5 51所示 為什么改變QB的接通方向即可改變單相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向 答 QB改變時(shí) 就可使電容分別拉入A相可B相繞組 接C的繞組電流在相位上會(huì)超前于另一相繞組90度時(shí)間電角度 面旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向是由電流的超前相向電流的落后相 所以改變QB接法 就可改變n0的方向 5 23同步電動(dòng)機(jī)的工作原理與異步電動(dòng)機(jī)的有何不同 答 定子繞組通三相交流電后 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 而轉(zhuǎn)子繞組通直流電 產(chǎn)生固定的磁場(chǎng) 極對(duì)數(shù)和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)一樣 旋轉(zhuǎn)磁極與轉(zhuǎn)子磁極異性相吸 所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng) 而異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)被轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割 轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流 電流在磁場(chǎng)中產(chǎn)生電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩 由此產(chǎn)生轉(zhuǎn)速 5 24一般情況下 同步電動(dòng)機(jī)為什么要采用異步啟動(dòng)法 答 定子通三相電后 立即產(chǎn)生n0 很快 而轉(zhuǎn)子n 0 有慣性 當(dāng)S0吸引N N0吸引S時(shí) 轉(zhuǎn)子有轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì) 但還沒(méi)等轉(zhuǎn)起來(lái) S0對(duì)S N0對(duì)N又排斥 這樣一吸一斥 轉(zhuǎn)子始終轉(zhuǎn)不起來(lái) 所以要用異步啟動(dòng)法 5 25為什么可以利用同步電動(dòng)機(jī)來(lái)提高電網(wǎng)的功率因數(shù) 過(guò)勵(lì)時(shí) 直流勵(lì)磁過(guò)剩 不需交流供給勵(lì)磁電流 而且還向電網(wǎng)發(fā)出電感性電流與電感性無(wú)功功率 正好補(bǔ)償電網(wǎng)附近電感性負(fù)載需要 使整個(gè)電網(wǎng)的功率因數(shù)提高 6 2何謂 自轉(zhuǎn) 現(xiàn)象 交流伺服電動(dòng)機(jī)是怎樣克服這一現(xiàn)象 使其當(dāng)控制信號(hào)消失時(shí) 能迅速停止 答 工作原理同單相異步電動(dòng)機(jī) WC上加Uc WF上加Uf時(shí) 兩相繞組便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 當(dāng)WC上的Uc去掉后 轉(zhuǎn)子仍轉(zhuǎn) 叫自轉(zhuǎn) 消除自轉(zhuǎn)的措施 使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條有較大電阻 出現(xiàn)Sm 1 此時(shí) 交流伺服電動(dòng)機(jī)當(dāng)Uc 0時(shí) T總是制動(dòng)性的 這樣便消除自轉(zhuǎn)且能迅速停止 6 3有一臺(tái)直流伺服電動(dòng)機(jī) 電樞控制電壓和勵(lì)磁電壓均保持不變 當(dāng)負(fù)載增加時(shí) 電動(dòng)機(jī)的控制電流 電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速如何變化 答 當(dāng)TL T 由T Kt Ia知 Ia 由n f T 方程知 n 6 4有一臺(tái)直流伺服電動(dòng)機(jī) 當(dāng)電樞控制電壓Uc 110V時(shí) 電樞電流Ia1 0 05A 轉(zhuǎn)速n1 3000r min 加負(fù)載后 電樞電流Ia2 1A 轉(zhuǎn)速n2 1500r min 試作出其機(jī)械特性n f T 答 6 5若直流伺服電動(dòng)勵(lì)磁電壓一定 當(dāng)電樞控制電壓Uc 100V時(shí) 理想空載轉(zhuǎn)速n0 3000r min 當(dāng)Uc 50V時(shí) n0等于多少 答 6 11交流測(cè)速發(fā)電機(jī)在理想情況為什么轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)沒(méi)有輸出電壓 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后 為什么輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比 答 當(dāng)n 0時(shí) f1的Uf加在WF上 f1的 f f fmsin t 方向同WF軸線 f在轉(zhuǎn)子 渦流 磁通 阻止 f變化 與 f合成 1 1軸線同WF軸 與WC軸線垂直 所以不在WC上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) Uc 0 當(dāng)n 0時(shí) 轉(zhuǎn)子切割 1 e2p i2pE2p 1mn 而當(dāng)Uf一定時(shí) 1m基本不變 Uf 4 44f1N1 1m E2p n E2p i2p 脈動(dòng)磁通 2 正好和CW軸線重合 CW上e0 E0 2 E2p n E0 n或U0 E0 Kn 7 1電動(dòng)機(jī)的溫升與哪些因素有關(guān) 電動(dòng)機(jī)銘牌上的溫升值其含義是什么 電動(dòng)機(jī)的溫升 溫度以及環(huán)境溫度三者之間有什么關(guān)系 答 溫升與負(fù)載大小 負(fù)載持續(xù)時(shí)間 即運(yùn)行方式 有關(guān) 銘牌上的溫升值 指電動(dòng)機(jī)允許的溫度與周圍介質(zhì)溫度 40 之差 電動(dòng)機(jī)溫升 電動(dòng)機(jī)溫度 環(huán)境溫度 7 2電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中 其電壓 電流 功率 溫升能否超過(guò)額定值 是何原因 答 電壓 溫升不許超過(guò)額定值 否則燒壞電機(jī) 電流 功率可短時(shí)超過(guò)額定值 因?yàn)闊釕T性 電動(dòng)機(jī)在短時(shí)溫升不能超過(guò)允許值 7 3電動(dòng)機(jī)的選擇包括哪些具體內(nèi)容 答 容量 種類 電壓 轉(zhuǎn)速 結(jié)構(gòu)形式 7 4選擇電動(dòng)機(jī)的容量時(shí)主要應(yīng)考慮哪些因素 答 發(fā)熱 應(yīng)有 max a過(guò)載能力 啟動(dòng)能力 TL stTN 7 3電動(dòng)機(jī)的選擇包括哪些具體內(nèi)容 答 容量 種類 電壓 轉(zhuǎn)速 結(jié)構(gòu)形式 7 4選擇電動(dòng)機(jī)的容量時(shí)主要應(yīng)考慮哪些因素 答 發(fā)熱 應(yīng)有 max a過(guò)載能力 啟動(dòng)能力 TL stTN 7 5電動(dòng)機(jī)有哪幾種工作方式 當(dāng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作方式與銘牌上標(biāo)注的工作方式不一致時(shí) 應(yīng)注意哪些問(wèn)題 答 連續(xù)工作制 短時(shí)工作制 重復(fù)短時(shí)工作制 應(yīng)采用等效功率法進(jìn)行計(jì)算 7 6一臺(tái)室外工作的電動(dòng)機(jī) 在春 夏 秋 冬四季其實(shí)際允許的使用容量是否相同 為什么 答 容量可以不相同 因?yàn)樵诓煌募竟?jié)里 環(huán)境溫度不同 如在冬季 電動(dòng)機(jī)的溫升可以較大 也不會(huì)超過(guò)允許的溫度 所以容量可以大一些 而在很熱的夏季 如果溫度很高 超過(guò)40度時(shí) 電動(dòng)機(jī)的容量必須降低使用 7 7有一抽水站的水泵向高度H 10m處送水 排水量Q 500m3 h 水泵的效率 1 0 9 傳動(dòng)裝置的效率 2 0 78 水的重度 1000kg m3 試選擇一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)水泵 答 7 8有一生產(chǎn)機(jī)械的實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩曲線如題7 8圖所示 生產(chǎn)機(jī)械要求的轉(zhuǎn)速nN 1450r min 試選一臺(tái)容量合適的交流電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)此生產(chǎn)機(jī)械 答 7 9一生產(chǎn)機(jī)械需要直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng) 負(fù)載曲線如題7 9圖所示 試選擇電動(dòng)機(jī)的容量 答 7 10有臺(tái)35KW 工作時(shí)間30min的短時(shí)工作電動(dòng)機(jī) 欲用一臺(tái)Th 90min的長(zhǎng)期工作制電動(dòng)機(jī)代替 若不考慮其它問(wèn)題 如過(guò)載能力等 試問(wèn)長(zhǎng)期工作制電動(dòng)機(jī)的容量應(yīng)選多大 答 7 11暫載率 表示什么 當(dāng) 15 時(shí) 能否讓電動(dòng)機(jī)工作15min 休息85min 為什么 試比較 15 30KW和 40 20KW兩個(gè)重復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī) 哪一臺(tái)容量大一些 答 換算 按 SN折合 7 12有一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械的功率為10KW 其工作時(shí)間tP 0 72min t0 2 28min 試選擇所用電動(dòng)機(jī)的容量 答 10 1晶閘管的導(dǎo)通條件是什么 導(dǎo)通后流過(guò)晶閘管的電流決定于什么 晶閘管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)樽钄嗟臈l件是什么 阻斷后它所承受的電壓大小決定于什么 答 導(dǎo)通條件 陽(yáng)極 控制極同時(shí)加控制電壓 導(dǎo)通后 電流決定于主電壓和負(fù)載 阻斷 陽(yáng)極電壓變0或變負(fù) 阻斷后 承受電壓大小決定于主電壓 10 2晶閘管能否和晶體管一樣構(gòu)成放大器 為什么 答 不能 當(dāng)加上控制電流Ig后 晶閘管有強(qiáng)烈正反饋 立即導(dǎo)通 導(dǎo)通后陽(yáng)極電流I 由主電壓和負(fù)載決定 和Ig無(wú)關(guān) 10 3試畫出圖中負(fù)載電阻R上的電壓波形和晶閘管上的電壓波形 10 4如題10 4圖所示 試問(wèn) 1 在開(kāi)關(guān)S閉合前燈泡亮不亮 為什么 2 在開(kāi)關(guān)S閉合后燈泡亮不亮 為什么 3 再把開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后燈泡亮不亮 為什么 答 1 不亮 因?yàn)榭刂茦O沒(méi)加正向電壓 2 亮 因?yàn)榭刂茦O加正向電壓 當(dāng)陽(yáng)極也加正向電壓時(shí) 晶閘管導(dǎo)通 3 再把S斷開(kāi) 不亮 因?yàn)閁2為交流 當(dāng)S斷開(kāi) 且U2為負(fù)時(shí) 晶閘管關(guān)斷 此后 沒(méi)有Ug 不會(huì)再導(dǎo)通 10 5如題10 5圖所示 若在t1時(shí)刻合上開(kāi)關(guān)S t2時(shí)刻斷開(kāi)S 試畫出負(fù)載電阻R上的電壓波形和晶閘管上的電壓波形 答 10 6晶閘管的主要參數(shù)有哪些 答 UDRM為斷態(tài)重復(fù)峰值電壓 在控制極斷路時(shí) 可以重復(fù)加在晶閘管兩端的正向峰值電壓 其數(shù)值規(guī)定比正向轉(zhuǎn)折電壓小100V URRM為反向重復(fù)峰值電壓 在控制極斷路時(shí) 可以重復(fù)加在晶閘管元件上的反向峰值電壓 其數(shù)值規(guī)定比反向擊穿電壓小100V IT為額定通態(tài)平均電流 額定正向平均電流 在環(huán)境溫度不大于40 和標(biāo)準(zhǔn)散熱及全導(dǎo)通條件下 晶閘管元件可以連續(xù)通過(guò)的工頻正弦半波電流 在一個(gè)周期內(nèi) 的平均值 簡(jiǎn)稱額定電流 IH為維持電流 在規(guī)定的環(huán)境溫度和控制極斷路時(shí) 維持元件繼續(xù)導(dǎo)通的最小電流 10 7如何用萬(wàn)用表粗測(cè)晶閘管的好壞 答 見(jiàn)書上表10 1 10 8晶閘管的控制角和導(dǎo)通角是何含義 答 控制角 晶閘管元件承受正向電壓起始點(diǎn)到觸發(fā)脈沖的作用點(diǎn)之間的電角度 導(dǎo)通角 晶閘管在一周期內(nèi)導(dǎo)通的電角度 10 9有一單相半波可控整流電路 其交流電源電壓U2 220V 負(fù)載電阻RL 10 試求輸出電壓平均值Ud的調(diào)節(jié)范圍 當(dāng) 3時(shí) 輸出電壓平均值Ud 電流平均值Id為多少 并選擇晶閘管 答 輸出電壓平均值 負(fù)載電流平均值 當(dāng) 0時(shí) Ud 99V 當(dāng) 時(shí) Ud 0V 所以Ud的調(diào)節(jié)范圍是0 99V 當(dāng) 3時(shí) Ud 74 25V 當(dāng) 3時(shí) Id 7 425A 考慮晶閘管的安全系數(shù) 一般取1 5 2 所以 IT 1 5 2 8 89 13 335 17 78 A 晶閘管最大反向電壓 考慮安全系數(shù)為2 3 故斷態(tài)和反向重復(fù)峰值電壓為 UDRM 2 3 311V 622 933 V 根據(jù)以上IT和UDRM的值查有關(guān)資料 選取合適的晶閘管 10 10續(xù)流二極管有何作用 為什么 若不注意把它的極性接反了會(huì)產(chǎn)生什么后果 答 當(dāng)電源電壓變負(fù)時(shí) V導(dǎo)通 負(fù)載上由電感維持的電流流經(jīng)二極管 VS關(guān)斷 電源負(fù)電壓不加于負(fù)載上 作用 可提高大電感負(fù)載時(shí)的單相半波可控整流電路整流輸出平均電壓 極性若接反 造成短路 答 見(jiàn)圖10 10 圖10 11 圖10 12 10 11試畫出單相半波可控整流電路帶不同性質(zhì)負(fù)荷時(shí) 晶閘管的電流波形與電壓波形 77 75 導(dǎo)通角 180 77 75 102 25 10 12 有一電阻性負(fù)載 需要直流電壓Ud 60V 電流Id 30A供電 若采用單相半波可控整流電路 直接接在220V的交流電網(wǎng)上 試計(jì)算晶閘管的導(dǎo)通角 10 13有一電阻負(fù)載 需要可調(diào)直流電壓Ud 0V 60V 電流Id 0A 10A 現(xiàn)選用一單相半控橋式可控整流電路 試求變壓器副邊的電壓和晶閘管與二極管的額定電壓和電流 當(dāng) 0 時(shí) 電壓應(yīng)達(dá)最大 即為60V 所以變壓器副邊電壓 元件承受的最大正反向電壓為 考慮安全系數(shù)為2 3 故斷態(tài)和反向重復(fù)峰值電壓 額定電壓 為 UDRM 2 3 94 281V 188 563 282 844 V 額定電流 因 0 所以IT 1 5 2 10 15 20 A 10 14三相半波可控整流電路 如在自然相點(diǎn)之前加入觸發(fā)脈沖會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象 畫出這時(shí)負(fù)載側(cè)的電壓波形圖 答 10 15三相半波電阻負(fù)載的可控整電路 如果由于控制系統(tǒng)故障 A相的觸發(fā)脈沖丟失 試畫出控制角 0時(shí)整流電壓波形 答 10 16三相橋式全控整流電路帶電阻性負(fù)載 如果有一只晶閘管擊穿 其它晶閘管會(huì)受什么影響 答 見(jiàn)圖10 29 如VS1被擊穿 則VS3 VS5會(huì)短路 因?yàn)閁BA UCA不會(huì)加于負(fù)載 VS4用不著導(dǎo)通 10 17晶閘管對(duì)觸發(fā)電路有哪些要求 觸發(fā)電路主要有哪三個(gè)環(huán)節(jié) 每個(gè)環(huán)節(jié)的功能是什么 對(duì)晶閘管觸發(fā)脈沖的要求主要有 和 足夠大的觸發(fā)電壓和電流 有一定的脈寬度 不觸發(fā)時(shí)的輸出電壓小最好為負(fù) 前沿要陡 與主電路同步 主要有三個(gè)環(huán)節(jié) 同步波形產(chǎn)生 移相控制 脈沖形成三個(gè)環(huán)節(jié)組成 同步波形產(chǎn)生 產(chǎn)生與主電路電壓同步的電壓波形 使對(duì)應(yīng)每一主電壓波形的控制角 都一樣 移相控制 為了改變輸出主電壓平均值 需要對(duì)同步波形移相 以改變控制角 大小 脈沖形成 把產(chǎn)生的具有一定控制角且可人為改變控制角的同步波形變成觸發(fā)脈沖輸出 10 18單結(jié)晶體管自振蕩電路的振蕩頻率是由什么決定的 為獲得較高的振蕩頻率 減小充電電阻R與減小電容C效果是否一樣 R大小受哪些因素限制 為什么 答 振蕩頻率是由充電常數(shù) RC 決定 為了獲得較高的振蕩頻率 減小充電電阻R與減小電容C效果是一樣的 R受以下因素的限制 10 19為什么晶閘管的觸發(fā)脈沖必須與主電路電壓同步 答 如果不同步 由于每個(gè)正半周的控制角不同 輸出電壓就會(huì)忽大忽小的波動(dòng) 所以要求在晶閘管承受正向電壓的半周內(nèi) 控制極獲得第一個(gè)正向觸發(fā)脈沖的時(shí)刻都相同 10 20在單節(jié)晶體管觸發(fā)電路中 改變電阻R為什么能實(shí)現(xiàn)移相 移相的目的是什么 答 改變R就改變了電容的充電時(shí)間常數(shù) RC 也就改變了電容充電的快慢 也就改變了第一個(gè)正向觸發(fā)脈沖的時(shí)刻 即實(shí)現(xiàn)移相 移相的目的是 改變整流電路輸出直流電壓平均值大小 圖10 31 b 為 2 3的情況 在 t1觸發(fā)VS1 ud uA 且在1 2區(qū)間 ud 0 由式 到2 3區(qū)間 ud 0 但Ud更負(fù) 由上式 id L 交流電網(wǎng)吸收能量 電動(dòng)機(jī)輸出能量 id 即eL極性為左正右負(fù) L儲(chǔ)能 交流電網(wǎng) 電動(dòng)機(jī)輸出能量 10 21試簡(jiǎn)述有源逆變器的工作原理 逆變的條件和特點(diǎn)是什么 到3點(diǎn) ud Ud id達(dá)最大值 過(guò)3點(diǎn)后 ud比Ud更負(fù) id eL左負(fù)右正 L 電動(dòng)機(jī)輸出能量 交流側(cè)電流由高電位流向低電位 吸收能量 L釋放能量 維持VS1導(dǎo)通直到觸發(fā)VS2導(dǎo)通為止 ud波形負(fù)面積 正面積 故Ud 0 一周期中變流器總的是吸收能量 直流電動(dòng)機(jī)電樞電流由低電位到高電位是輸出能量 特點(diǎn) 直流電變成交流電回送到電網(wǎng) 電動(dòng)機(jī)工作于發(fā)電 制動(dòng) 狀態(tài) 有源逆變條件 Ud及E的極性與整流狀態(tài)相反 且 逆變角 對(duì)三相半波逆變電路 有Ud 1 17U2Pcos 當(dāng) 0 Ud Udmax 當(dāng) 2 Ud 0 為使逆變電路工作可靠 一般 min 6 故逆變電路 6 2 11 1何謂開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) 何謂閉環(huán)控制系統(tǒng) 兩者各具有什么優(yōu)缺點(diǎn) 答 只有控制量 輸入量 對(duì)被控制量 輸出量 的單向控制作用 而不存在被控制量對(duì)控制量的影響和聯(lián)系 這樣的控制系統(tǒng)稱為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)不能滿足高要求的生產(chǎn)機(jī)械的需要 調(diào)速范圍小 輸入量與輸出量之間既有正向的控制作用 又有反向的反饋控制作用 形成一個(gè)閉環(huán) 即閉環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng)調(diào)速范圍大 11 2什么叫調(diào)速范圍 靜差度 它們之間有什么關(guān)系 怎樣才能擴(kuò)大調(diào)速范圍 答 電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下所允許的最高轉(zhuǎn)速和在保證生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)速變化率的要求前提下所能達(dá)到的最低轉(zhuǎn)速之比叫調(diào)速范圍 電動(dòng)機(jī)由理想空載到額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速降與理想空載轉(zhuǎn)速之比叫靜差度 在一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)中 轉(zhuǎn)速降一定時(shí) 在不同的靜差度下就有不同的調(diào)速范圍 靜差度越大 調(diào)速范圍也越大 保證在一定靜差度的前提下 擴(kuò)大系統(tǒng)調(diào)速范圍的方法是提高電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的硬度 以減小轉(zhuǎn)速降 11 3生產(chǎn)機(jī)械對(duì)調(diào)速系統(tǒng)提出的靜態(tài) 動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)主要有哪些 為什么要提出這些指標(biāo) 答 靜態(tài)指標(biāo) 靜差度S 調(diào)速范圍D 調(diào)速的平滑性 動(dòng)態(tài)指標(biāo) 過(guò)渡過(guò)程時(shí)間 最大超調(diào)量 振蕩次數(shù) 靜態(tài)指標(biāo) 靜差度S TL變化時(shí) 應(yīng)使n變化維持在一定范圍 靜差度S表示n穩(wěn)定的程度 即S應(yīng)小于一定值 一般S 50 普通車床S 30 龍門刨床S 5 冷軋機(jī)S 2 熱連軋機(jī)S 0 2 0 5 造紙機(jī)S 0 1 由式 機(jī)械特性愈硬 S愈小 n相對(duì)穩(wěn)定性愈高 在一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)中 如果在nmin運(yùn)行能滿足S要求 則在其他轉(zhuǎn)速必能滿足要求 調(diào)速范圍D 如式 不同生產(chǎn)機(jī)械要求D不相同 如S一定 車床D 20 120 龍門刨床D 20 40 鉆床D 2 12 銑床D 20 30 軋鋼機(jī)D 3 15 造紙機(jī)D 10 20 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)D 5 30000 機(jī)械 電氣聯(lián)合調(diào)速時(shí) 設(shè)D 生產(chǎn)機(jī)械調(diào)速范圍 Dm 機(jī)械調(diào)速范圍 De 電氣調(diào)速范圍 則De D Dm 調(diào)速的平滑性 兩個(gè)相鄰調(diào)速級(jí)轉(zhuǎn)速差 在一定調(diào)速范圍 n級(jí)數(shù)越多 平滑性就越高 若級(jí)數(shù) 無(wú)窮大 即n連續(xù)可調(diào) 為無(wú)級(jí)調(diào)速 動(dòng)態(tài)指標(biāo) 調(diào)速過(guò)程中 從一種穩(wěn)定速度 另一穩(wěn)定速度 電磁慣性 機(jī)械慣性 要經(jīng)過(guò)一段過(guò)渡過(guò)程或動(dòng)態(tài)過(guò)程 生產(chǎn)機(jī)械對(duì)動(dòng)態(tài)指標(biāo)要求 過(guò)渡過(guò)程時(shí)間 最大超調(diào)量 振蕩次數(shù) 如圖11 5 系統(tǒng)從n1過(guò)渡到n2時(shí) 最大超調(diào)量 MP太大 達(dá)不到生產(chǎn)工藝要求 MP太小 過(guò)渡過(guò)程過(guò)于緩慢 生產(chǎn)率 一般MP 10 35 過(guò)渡過(guò)程時(shí)間T 從輸入控制開(kāi)始到被調(diào)量n進(jìn)入 0 05 0 02 n2區(qū)間為止的一段時(shí)間 在T內(nèi) n在其穩(wěn)定值上下擺動(dòng)的次數(shù) 圖11 5中為1次 振蕩次數(shù) 圖11 6 系統(tǒng)1 T太長(zhǎng) 系統(tǒng)2 被調(diào)量雖變化很快 但不能及時(shí)停住 要幾次振蕩才能停在新的穩(wěn)定值上 系統(tǒng)3 動(dòng)態(tài)性能較理想 龍門刨床 軋鋼機(jī)允許一次振蕩 而造紙機(jī)不許有振蕩 11 4為什么電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性質(zhì)應(yīng)與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性相適應(yīng) 兩者如何配合才能算相適應(yīng) 答 電動(dòng)機(jī)在調(diào)速過(guò)程中 在不同的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí) 實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率能否達(dá)到且不超過(guò)其允許長(zhǎng)期輸出的最大轉(zhuǎn)矩和最大功率 并不取決于電動(dòng)機(jī)本身 而取決于生產(chǎn)機(jī)械在調(diào)速過(guò)程中負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL及負(fù)載功率PL的大小和變化規(guī)律 所以 為了使電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力得到最充分的利用 在選擇調(diào)速方案時(shí) 必須注意電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性質(zhì)與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性要配合恰當(dāng) 恒轉(zhuǎn)矩型負(fù)載應(yīng)選用恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)調(diào)速方式 且電動(dòng)機(jī)的TN應(yīng)等于或略大于TL 恒功率型負(fù)載應(yīng)選用恒功率性質(zhì)調(diào)速方式