《電力拖動(dòng)》試卷A

1、華僑大學(xué)08-09學(xué)年第二學(xué)期期末考試電力拖動(dòng)試卷（A）班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 得分 題號(hào)一二三四五六總分得分閱卷人一 解答題（本大題共56分，每小題4分）1、在電力拖動(dòng)系統(tǒng)的分析中，可以將一個(gè)復(fù)雜的多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)用一個(gè)簡(jiǎn)單的單軸系統(tǒng)來(lái)等效，并使兩者的動(dòng)力學(xué)性能保持不變。如圖所示，將一個(gè)兩軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)等效成單軸系統(tǒng)，請(qǐng)寫(xiě)出等效后的單軸系統(tǒng)中J、TL的表達(dá)式。答： 2、請(qǐng)寫(xiě)出電力拖動(dòng)系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)方程式的一般形式，并說(shuō)明公式中的各量正方向如何規(guī)定及其電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)的判斷方法。答：（1） （2）轉(zhuǎn)矩T正向取正，反向取負(fù)；阻轉(zhuǎn)矩TZ正向取負(fù)，反向取正。 （3）TTZ,加速；T=TZ,等速；TTZ,減速。

2、3、電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件是什么？下圖中1、2、3分別為3種情況下的電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性，試說(shuō)明3種情況下，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)負(fù)載TL時(shí)，能否穩(wěn)定運(yùn)行？答：電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件：電機(jī)特性與負(fù)載特性存在交點(diǎn)；在交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速之上TTZ 電機(jī)工作在P1、P3不穩(wěn)定，P2穩(wěn)定。4、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)方式有哪幾種？簡(jiǎn)述他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)不同電氣制動(dòng)方式下的能量轉(zhuǎn)換情況。答：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)方式有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)三種。能耗制動(dòng)將系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能消耗在電樞回路；反接制動(dòng)是將由系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的電能和電源的電能一起消耗在電樞回路；回饋制動(dòng)時(shí)將系統(tǒng)地動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能回饋給電網(wǎng)。5、電力拖

3、動(dòng)系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程會(huì)受哪些慣性的影響？若要加快他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程，可以采取哪些措施？答:電力拖動(dòng)系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程會(huì)受機(jī)械慣性、電磁慣性和熱慣性的影響。加快他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程，可以采用：設(shè)法減小系統(tǒng)地飛輪慣量以減小機(jī)電時(shí)間常數(shù)；在設(shè)計(jì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，盡可能設(shè)法改善起動(dòng)過(guò)程中電樞電流的波形。6、拖動(dòng)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行于正向電動(dòng)狀態(tài)的三相異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)調(diào)其定子繞組任意兩個(gè)出線(xiàn)端后，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)將會(huì)作怎樣的變化？畫(huà)出該過(guò)程的機(jī)械特性圖來(lái)說(shuō)明電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)變化。答：經(jīng)過(guò)反接制動(dòng)過(guò)程，方向起動(dòng)，最終反向電動(dòng)運(yùn)行，如圖所示。7、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)的目的是什么？主要有哪些降壓起動(dòng)方法？

4、答：三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)的主要目的是限制起動(dòng)電流，主要的降壓方法有：定子回路串電阻電抗器起動(dòng)、星-三角起動(dòng)、自耦變壓器起動(dòng)、延邊三角形起動(dòng)。8、相比于傳統(tǒng)的籠型異步電動(dòng)機(jī)，深槽異步電動(dòng)機(jī)可以改善起動(dòng)性能，其采用的是什么原理？簡(jiǎn)要說(shuō)明其起動(dòng)過(guò)程中起動(dòng)性能如何是怎樣得到改善的？答：深槽異步電動(dòng)機(jī)采用的是集膚效應(yīng)。深槽異步電動(dòng)機(jī)由于其槽很深，所以槽底會(huì)比槽口的漏電抗大。在起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子頻率高，漏電抗大，電流被擠到轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的上部，使轉(zhuǎn)子電阻增大，限制起動(dòng)電流，增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；當(dāng)起動(dòng)過(guò)程結(jié)束后，轉(zhuǎn)子頻率很小，集膚效應(yīng)基本消失，導(dǎo)條電阻變小。二、計(jì)算與分析題（本大題共44分，其中：第1小題12分，第2小

5、題12分，第3小題12分，第4小題8分）1、一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)額定數(shù)據(jù)為：PN=75KW，UN=440V，IN=185A，nN=3000r/min，電樞電阻Ra=0.0555。如保持負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定值不變，試求下列情況下轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定值：（1）電樞回路串入Rc=0.015的電阻時(shí)；（2）電樞電壓降為U=400V時(shí)；（3）主磁通減弱為=0.95N時(shí)。(9分)解：（1） （2） （3） 2、某臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，PN=5.6KW，UN=220V，IN=31A，nN=1000r/min，Ra=0.4。如果系統(tǒng)地飛輪轉(zhuǎn)矩GD2=9.8Nm2，TL=49Nm，若電動(dòng)機(jī)原運(yùn)行與正向電動(dòng)狀態(tài)，現(xiàn)要求進(jìn)行能耗制動(dòng)停車(chē)

6、，最大制動(dòng)電流為2IN。試就反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，計(jì)算：（1）電動(dòng)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速；（2）能耗制動(dòng)時(shí)所需的制動(dòng)電阻的大小；（3）能耗制動(dòng)過(guò)程中n=f(t)及T=f(t)的表達(dá)式；（4）制動(dòng)過(guò)程所需的時(shí)間。解：（1） 圖2 能耗制動(dòng)過(guò)程曲線(xiàn)（2）能耗制動(dòng)過(guò)程開(kāi)始時(shí)， （3）過(guò)渡過(guò)程起始時(shí)： 該過(guò)渡過(guò)程對(duì)應(yīng)的 機(jī)電時(shí)間常數(shù) 過(guò)渡過(guò)程中n=f(t)及T=f(t)的表達(dá)式為-402+1412e-4.67t(r/min)49-172e-4.67t(r/min)(4)制動(dòng)停車(chē)的時(shí)間 3、某起重機(jī)吊鉤由一臺(tái)繞線(xiàn)式三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：PN=40KW，nN=1464r/min，KT=2.2，Kst=

7、1，Ra=0.06。電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的情況為：提升重物時(shí)，TL=TN，下放重物時(shí)，TL=0.8TN。（1）提升重物時(shí)，要求有低速、高速兩檔，且高速時(shí)轉(zhuǎn)速nA為工作在固有機(jī)械特性上的轉(zhuǎn)速，低速時(shí)轉(zhuǎn)速nB=0.25nA，工作于轉(zhuǎn)子回路串電阻的特性上。求兩檔轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)子回路應(yīng)串入的電阻值。（2）下放重物時(shí)，要求有低速、高速兩檔，且高速時(shí)轉(zhuǎn)速nC為工作在負(fù)序電源的固有機(jī)械特性上的轉(zhuǎn)速，低速時(shí)轉(zhuǎn)速nD=-nB，仍然工作于轉(zhuǎn)子回路串電阻的特性上。求兩檔轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)子應(yīng)串入的電阻值。說(shuō)明電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在哪種狀態(tài)。解： （1）將異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性近似看做直線(xiàn)：。提升重物時(shí)，A點(diǎn)： B點(diǎn)：所以 （2）將異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性近似看做直線(xiàn)：。下放重物時(shí)A點(diǎn)： D點(diǎn)：所以 C點(diǎn)：C點(diǎn)為回饋制動(dòng)狀態(tài)；D點(diǎn)為反接制動(dòng)狀態(tài)4、三相異步電動(dòng)機(jī)空載過(guò)渡過(guò)程中的能量損耗可以表示成，其中sst表示過(guò)渡過(guò)程開(kāi)始時(shí)的轉(zhuǎn)差率，sx表示