直流电力拖动习题

直流电力拖动习题
一、单项选择题
1. 他励直流电动机若电枢电压、主磁通和负载转矩不变时，在电枢电路中串联一个阻值适当的电阻，则转速，电枢电流和反电动势的变化应该是（）
A . 转速上升，电枢电流变小，反电动势增大
B . 转速不变，电枢电流变小，反电动势不变
C. 转速下降，电枢电流不变，反电动势降低
D. 转速上升，电枢电流变大，反电动势增加
2. 有一台直流电动机，满载起动电流为1100A，半载起动时，起动电流为（）
A. 1100A
B. 550A
C.4400A
D. 不确定
3．直流电动机的电气制动方式有四种，为了准确可靠地实现停车，应选用（）
A. 回馈制动
B. 电源反接制动
C. 能耗制动
D. 倒拉反接制动
4．直流电动机的电气制动方式有四种，为了在可逆系统中能迅速反转，应选用（）
A. 回馈制动
B. 电源反接制动
C. 能耗制动
D. 倒拉反接制动
5.在额定励磁时，电源电压降低，直流电动机的理想空载转速将（）
A增大 B . 无法确定 C.不变 D.减小
6.下面关于直流电动机械特性的描述中, （）是错误的
A. 直流电动机的机械特性是指其旋转速度和电磁转矩之间的函数关系
B. 直流电动机的机械特性包括固有特性和人为特性
C. 直流电动机的机械特性是指其旋转速度与负载转矩之间的函数关系
D. 他励直流电动机的机械特性曲线近似为一条下降的直线
7. 电力拖动系统中电磁转矩大于负载转矩时，系统将（）
A . 加速运行
B . 减速运行
C. 稳速运行
D. 速度变化不确定
8. 直流电动机起动时电枢回路串入电阻是为了( )
A.增加起动转矩
B.限制起动电流
C.增加主磁通
D.减少起动时间
二、填空题
1．有一台他励直流电动机UN=110V，Ra=0.1Ω，IN=125A，当电动机直接起动时，
满载起动电流Ist= ，半载起动起动电流Ist= 。

2.恒转矩调速适用于___________负载，恒功率调速适用于_____________负载。

3.当直流电动机的转速值超过______________时，出现回馈制动。

4.电动机的机械特性是指电动机的______________与_____________的关系特性。

5. 他励电动机的固有机械特性是指在_________________________________的条件下________________和_____________的关系。

6. 他励直流电动机有、、制动方式。

7．机械特性，说明电动机的转速受负载转矩变化的影响很小。

8. 直流电动机的转速n与电枢电流Ia的关系是_ ___ __。

9．他励直流电动机电枢电阻越大时，转速。

10．正向电动运行状态的电动机的机械特性位于直角坐标的第象限。

三、简答题
1．什么是电力拖动系统？它包括哪些部分？都起什么作用？
2．电力拖动系统的运动方程式是怎样的？式中的拖动转矩、阻转矩和动态转矩的概念及其正方向的规定是怎能样的？如果实际方向与规定正方向相反，说明什么问题？
3．从运动方程式怎样看出系统是处于加速的、减速的、稳定的、静止的各种工作状态？4．生产机械负载特性归纳起来有哪几种基本类型？
5．什么是固有机械特性？什么是人为机械特性?
6．什么叫静态稳定运行？电力拖动系统静态稳定运行的充分和必要条件是什么？
7．他励直流电动机一般为什么不能直接起动?采用什么起动方法比较好?起动时为什么常常把励磁回路中串联的电阻短路？
8．他励直流电动机稳定运行时，电磁转矩和电枢电流的大小由什么决定？说明机电时间常数的物理意义。

9．调速指标中的静差率与机械特性硬度有何区别?
10．电动机的输出决定于负载还是决定于调速方法?电动机采用恒转矩调速方法与拖动恒转矩负载二者是否一样?
11．如何区别直流电动机运行于电动状态还是处于制动状态?
12．能耗制动怎样实现?具有什么特点?
13．直流电动机起动电流的大小和什么因素有关？直流电动机的满载起动电流与空载起动电流是否一样？
14．对于他励直流电动机拖动的系统，哪些性质的负载可分别在一、二、三、四象限内稳定运行？
四、作图题
1. 画出他励直流电动机改变电枢电压时的人为机械特性。

2. 画出他励直流电动机电枢回路串电阻时的人为机械特性。

五、计算题
1. 一台他励直流电动机额定数据为：PN=13kW，UN=220V，nN=1500 r/min，IN=68.6A，Ra=0.225Ω。

负载转矩为额定值不变。

1）求出电动势系数和电磁转矩系数；
2）写出固有特性方程式；
3）求在电枢回路串入附加电阻Rad=1Ω时的理想空载转速；
4）写出在电枢回路串入附加电阻Rad=1Ω时的人为机械特性方程式；
2. 一台他励直流电动机，参数同上，试求：
1）求电压降至151.4V时的理想空载转速n01；
2）写出电压降至151.4V时的人为机械特性方程式；
3）求当磁通减至时的理想空载转速n02；
4）写出当磁通减至时人为机械特性方程式。

3. 一台他励直流电动机的额定数据：PN=40kW，UN=220V，IN=210A，nN=1000r/min，Ra=0.07Ω，在额定情况下运行，试求：
1）电动机的电动势EaN；
2）进行能耗制动，欲使制动电流等于2IN，电枢应外接多大的制动电阻？
3）求电动机的电动势系数和电磁转矩系数；
4）写出在（2）的条件下能耗制动时的机械特性方程。

4. 一台他励直流电动机，参数同上，试求：
1）电动机的负载是位能负载，提升重物在额定负载情况下工作，如在电枢中串入电阻Rad=2RN，进行倒拉反接制动，求倒拉反接时电枢总电阻R；
2）忽略T0不计，求出倒拉反接时的电枢电流Ia；
3）求出倒拉反接时的理想空载转速n0；
4）求出倒拉反接制动时稳定的转速n
5. 一台他励直流电动机的数据：PN=17KW,UN=220V，IN=90A，nN=1500r/min，Ra=0.23Ω，
负载转矩为额定值。

要使电动机以750r/min的速度稳定运行，采用电枢回路串电阻的方法实现。

试求:
1）电动机的电动势系数；
2）电枢回路应串入多大的电阻值；
3）理想空载转速；
4）静差率及效率。

6. 一台他励直流电动机，参数同上，负载转矩为额定值。

要使电动机以750r/min的速度稳定运行，采用降低电源电压的方法实现。

试求:
1）电源电压值；
2）理想空载转速；
3）静差率；
4）效率。

7．一台他励直流电动机的数据为：。

试求：
1）直接起动时电枢的电流；
2）如果电枢电路不串接电阻起动，则起动电流为额定电流的几倍；
3）如果将起动电流限制为额定电流的1.5倍,则应串入电枢回路的电阻值为多少
8．一台他励直流电动机:PN=40KW，UN=220V，IN=210A，nN=1000r/min，Ra=0.07Ω。

试求：
1）感应电动势系数；
2）理想空载转速；
3）要求在额定电动状态下进行能耗制动，制动电流为2 IN，则电枢需外接多大电阻？
4）求电动机带TL=1/2TN的负载固有特性上进行回馈制动下放重物，则稳定运行时的转速是多少？
9．一台他励直流电动机，铭牌数据如下：PN=1.75kW，UN=110V，IN =20.1A，nN =1450r/min，试计算：
（1）计算并画出固有机械特性曲线；
（2）50%额定负载时电动机的转速；
（3）转速为1530r/min时的电枢电流值。

10．一他励直流电动机:PN =10kW，UN=220V，IN=53.7A，nN =3000r/min，试计算：
（1）固有机械特性；
（2）当电枢电路串入2Ω电阻时的人为机械特性；
（3）当电枢电路端电压Ua =UN /2 时的人为机械特性；
（4）当Φ=0.8ΦN 时的人为机械特性，并作出机械特性曲线。

11．一台他励直流电动机：PN =40kW，UN =220V，IN =207.5A，Ra =0.067Ω
（1 ）如果电枢电路不串接起动电阻，则起动电流为额定电流的几倍?
（2 ）如将起动电流限制为1.5IN ，电枢电路应串多大的电阻?
12．有一台他励直流电动机的铭牌据为：UN=220V，IN=52A，n N=2250r/min，R a=0.25Ω。

当电动机拖动一反抗性额定负载，且在固有特性上运行时，若电枢电路内突串入R ad=0.45Ω的附加电阻，求:
（1）电动机的转速及电流的过渡过程曲线；
（2）当转速降至n=2100r/min时所需的时间。

设系统的总飞轮矩GD 2=90Nm。

13．有一并励直流电动机：PN =21kW，UN =220V，IN =110A，nN =1200r/min，Ra =0.12Ω。

轴上负载转矩为额定值，在固有特性上转入能耗制动。

制动初瞬时电流不超过2.5IN。

求应串入电路的电阻值，并画出制动的机械特性曲线。

14．上题中的电动机，在额定负载情况下，作回馈制动，将重物下放。

求：（1）电枢不串接电阻时下放的最高转速是多少？
（2）如果下放转速为1500r/min，须串入多大电阻？
15．一台他励直流电动机的数据为：PN =12kW，UN =220V，IN =64A，nN =685r/min，
Ra=0.296Ω，此电动机用于起重装置，今放下一轻负荷，运转于回馈制动状态。

电动机轴上转矩为0.3TN (忽略T0不计)。

（1）求运转在固有特性下放的转速；
（2）如果TL不变，电动机下放运转在1.2 nN的转速下，求电枢电路需串入的制动电阻，并画出相应的机械特性曲线；
（3）如要由1.2 nN的下降转速开始提升负荷，提升转速要求达到0.5nN，用什么方法实现？电枢电路中应串接多大电阻？画出相应的机械特性曲线。

16．一台他励直流电动机，PN =10kW，UN =220V，IN =54A，IfN=1A，nN =1000r/min，Ra=0.5Ω，在负载转矩保持额定不变的情况下工作。

现在，在电枢电路中接入电阻Rad=1.5Ω。

假定此系统惯性较大，在接入Rad 瞬间，转速并未发生变化，试求：
（1）在此瞬间的电枢电流和电磁转矩；
（2）转入新的稳定状态时的电枢电流和转速；
（3）新的稳定转速时的电动机的效率。

17．上题的电动机，负载转矩仍为额定值不变，Rad=0，将IfN 从1A减至0.7A，设磁通减少至原来值的0.8倍，求：
（1）磁通变化瞬间的电枢电流和电磁转矩（设磁通变化时，转速来不及改变）；
（2）新的稳定状态时的电枢电流和转速；
（3）电动机在新的稳定转速时的效率。