机电传动与控制第五版答案第四章

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机电传动控制(第五版)课后习题答案

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习题与思考题

第⼆章机电传动系统的动⼒学基础

2.1 说明机电传动系统运动⽅程中的拖动转矩,静态转矩和动态转矩的概念。

拖动转矩是有电动机产⽣⽤来克服负载转矩,以带动⽣产机械运动的。静态转矩就是由⽣产机械产⽣的负载转矩。动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。

2.2 从运动⽅程式怎样看出系统是处于加速,减速,稳态的和静态的⼯作状态。 TM-TL>0说明系统处于加速,TM-TL<0 说明系统处于减速,TM-TL=0说明系统处于稳态(即静态)的⼯作状态。

2.3 试列出以下⼏种情况下(见题2.3图)系统的运动⽅程式,并说明系统的运动状态是加速,减速,还是匀速?(图中箭头⽅向表⽰转矩的实际作⽤⽅向)

TM=TL TM< TL

TM-TL>0说明系统处于加速。 TM-TL<0 说明系统处于减速

系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速

系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速

2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统?转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原则?转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则?

因为许多⽣产机械要求低转速运⾏,⽽电动机⼀般具有较⾼的额定转速。这样,电动机与⽣产机械之间就得装设减速机构,如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆,⽪带等减速装置。所以为了列出系统运动⽅程,必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到⼀根轴上。转矩折算前后功率不变的原则是P=Tω, p 不变。转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒

MV=0.5Jω2

机电传动与控制第五版答案第四章

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第四章

5.1 有一台四极三相异步电动机,电源电压的频率为50H Z,满载时电

动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。

n0=60f/p S=(n0-n)/ n0

=60*50/2 0.02=(1500-n)/1500

=1500r/min n=1470r/min

电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470 r/min,

转子电流频率.f2=Sf1=0.02*50=1 H Z

5.2将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调,此电动

机是否会反转?为什么?

如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调,例如将B,C两根线对调,即使B相遇C相绕组中电流的相位对调,此时A相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转,与未对调的旋转方向相反. 5.3 有一台三相异步电动机,其n N=1470r/min,电源频率为50H Z。设

在额定负载下运行,试求:

①定子旋转磁场对定子的转速;

1500 r/min

②定子旋转磁场对转子的转速;

30 r/min

③转子旋转磁场对转子的转速;

30 r/min

④转子旋转磁场对定子的转速;

1500 r/min

⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。

0 r/min

5.4当三相异步电动机的负载增加时,为什么定子电流会随转子电流的增加而增加?

因为负载增加n减小,转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加,转子导体被磁感线切割的速度提高,于是转子的感应电动势增加,转子电流特增加,.定子的感应电动使因为转子的电流增加而变大,所以定子的电流也随之提高.

机电传动控制(第五版)课后习题答案解析全集

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3.10 一台他励直流电动机的技术数据如下:PN=6.5kW, UN=220V,IN=34.4A,nN=1500r/min,Ra=0.242 Ω,试计算出此 电动机的如下特性:

⑵ ⑶ ⑷
固有机械特性
电枢附加电阻分别为3 Ω和5 Ω 时的人为机械特性 电枢电压为UN/2时的人为机械特性 磁通Φ=0.8 ΦN时的人为机械特性
答:
nM 950 nL 59.4(r / min) j1 j 2 4 4
v
DnL
60 j3

0.24 59.4
60 2
0.37(m / s)
TL=9.55Fv/(η1nM)=9.55×100×0.37/(0.83×950)=0.45N.m
100 0.372 GD (1.1 ~ 1.25) 1.05 365 1.16 ~ 1.32N m 2 9502
2.11 如图所示,曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性,试判 断哪些是系统的稳定平衡点?哪些不是?
答:(d)不是稳定运动点,其余都是稳定运行点。
3.1 为什么直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成? 答:转子在主磁通中旋转,要产生涡流和磁滞损耗,采用硅钢软 磁材料,可减少磁滞损耗,而采用“片”叠压成,可减少涡流损 耗。 3.3 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩TL=常数,当电枢电 压或电枢附加电阻改变时,能否改变其稳定运行状态下电枢电流 的大小?为什么?这时拖动系统中哪些量必然要发生变化? 答:因为

华中科大机电传动控制(第五版)课后习题答案解析

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答:a匀速,b减速,c减速,d加速,e减速,f匀速
2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统?转矩折算为什 么依据折算前后功率不变的原则?转动惯量折算为什么依据折算 前后动能不变的原则? 答:在多轴拖动系统情况下,为了列出这个系统运动方程,必须先把各传动
部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量都折算到电动机轴上。 由于负载转矩是静态转矩,所以可根据静态时功率守恒原则进行折算。
Ra Ra 1 59 n1 T TN= 2 n 92.2(r / min) 2 N 2 2 2 Ke Kt 0.8 K e K t N 0.8 0.8
n1 n01 n1 1949 92.2 1856 .8(r / min)
3.11 为什么直流电动机直接启动时启动电流很大? 答: 因为Tst=UN/Ra,Ra很小,所以Tst很大,会产生控制火花, 电动应力,机械动态转矩冲击,使电网保护装置动作,切断电源 造成事故,或电网电压下降等。故不能直接启动。 3.12 他励直流电动机启动过程中有哪些要求?如何实现? 答: 要求电流Ist≤(1.5~2)IN,可采用降压启动、电枢回路串电 阻进行启动。
当TL=TN启动时:n=0,E=0,根据UN=E+IaRa 知,UN全 加在电阻Ra上,产生很大的Ia((10~20)IN),但因为Φ≈0,所以 T=KtΦIa并不大,因为TL= TN,所以系统无法启动。

机电传动控制第四章

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三相交流电 定子 三相 绕组 N-S主磁场以n0顺时针旋转
e i F TM n
顺时针 TM产生条件是n0和n 相对运动
转差率
n0 n S n0
n0-同步转速
5.1
n-转子转速
第四章 交流电动机的工原理及特性
4.1.3 三相异步电动机的旋转磁场
1.旋转磁场的产生
i A I m sin t 2 i B I m sin t 3 4 ic I m sin t 3
T t iA 0 2 iB iC
第四章 交流电动机的工原理及特性
4.1.3 三相异步电动机的旋转磁场
3. 旋转磁场的极对数与旋转速度
第四章 交流电动机的工原理及特性
4.1.3 三相异步电动机的旋转磁场
3. 四极旋转磁场与旋转速度
t 0 iA 0 i B iC
第四章 交流电动机的工原理及特性
4.2 三相异步电动机的 定子电路和转子电路
4.2.2转子电路分析
转子电路功率因素为(I2迟后E2一个ψ2角)
cos 2
R2
2 R2

2 X2

2 R2 SX 20
R2
2
5.22
S 0时, cos 2 1, S X 2 cos 2 S 1时, cos 2 R2 SX 20 R2 X 20

机电传动控制(第五版)课后习题答案解析全集概况

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n0 110 1000 1107 ~ 1170 (r / min) 110 62(0.172 ~ 0.258)
PN 5.5 TN 9550 9550 52.53( N m) nN 1000
3.9一台并励直流电动机的技术数据如下:PN=5.5kW,UN=110V, IN=61A,额定励磁电流IfN=2A,nN=1500r/min,电枢电阻Ra=0.2 Ω,若忽略机械磨擦和转子的铜耗、铁损,认为额定运行状态下 的电磁转矩近似等于额定输出转矩,试绘出它近似的固有机械特 性曲线。 答: PN 5.5
拖动转矩。
静态转矩:电动机轴上的负载转矩 TL,它不随系统加速或减速而变化。 动态转矩:系统加速或减速时,存在一个动态转矩Td ,它使系统的运 动状态发生变化。
2.3 试列出以下几种情况下系统的运动方程式,并说明系统的运 行状态是加速、减速还是匀速?(图中箭头方向表示转矩的实际 作用方向)
答:a匀速,b减速,c减速,d加速,e减速,f匀速
Ra Ra 1 59 n1 T TN= 2 n 92.2(r / min) 2 N 2 2 2 Ke Kt 0.8 K e K t N 0.8 0.8
n1 n01 n1 1949 92.2 1856 .8(r / min)
3.11 为什么直流电动机直接启动时启动电流很大? 答: 因为Tst=UN/Ra,Ra很小,所以Tst很大,会产生控制火花, 电动应力,机械动态转矩冲击,使电网保护装置动作,切断电源 造成事故,或电网电压下降等。故不能直接启动。 3.12 他励直流电动机启动过程中有哪些要求?如何实现? 答: 要求电流Ist≤(1.5~2)IN,可采用降压启动、电枢回路串电 阻进行启动。

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习题与思考题

第二章机电传动系统的动力学基础

2.1 说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩,静态转矩和动态转矩的概念。

拖动转矩是有电动机产生用来克服负载转矩,以带动生产机械运动的。静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。

2.2 从运动方程式怎样看出系统是处于加速,减速,稳态的和静态的工作状态。 TM-TL>0说明系统处于加速,TM-TL<0 说明系统处于减速,TM-TL=0说明系统处于稳态(即静态)的工作状态。

2.3 试列出以下几种情况下(见题2.3图)系统的运动方程式,并说明系统的运动状态是加速,减速,还是匀速?(图中箭头方向表示转矩的实际作用方向)

TM=TL TM< TL

TM-TL>0说明系统处于加速。 TM-TL<0 说明系统处于减速

系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速

系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速

2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统?转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原则?转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则?

因为许多生产机械要求低转速运行,而电动机一般具有较高的额定转速。这样,电动机与生产机械之间就得装设减速机构,如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆,皮带等减速装置。所以为了列出系统运动方程,必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到一根轴上。转矩折算前后功率不变的原则是P=Tω, p 不变。转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=0.5Jω2

2.5为什么低速轴转矩大,高速轴转矩小?

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2.1 说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩,静态转矩和动态转矩。

拖动转矩是由电动机产生用来克服负载转矩,以带动生产机械运动的。静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。

2.2 从运动方程式怎样看出系统是处于加速,减速,稳态的和静态的工作状态。

TM-TL>0说明系统处于加速,TM-TL<0 说明系统处于减速,TM-TL=0说明系统处于稳态(即静态)的工作状态。

2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统?转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原则?转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则?

因为许多生产机械要求低转速运行,而电动机一般具有较高的额定转速。这样,电动机与生产机械之间就得装设减速机构,如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆,皮带等减速装置。所以为了列出系统运动方程,必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到一根轴上。转矩折算前后功率不变的原则是P=Tω, p不变。转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=0.5Jω2

2.6为什么机电传动系统中低速轴的GD2比高速轴的GD2大得多?

因为P=Tω,T=G∂D2/375. P=ωG∂D2/375. ,P不变转速越小GD2越大,转速越大GD2越小。

2.7 如图2.3(a)所示,电动机轴上的转动惯量J M=2.5kgm2, 转速n M=900r/min; 中间传动

轴的转动惯量J L=16kgm2,转速n L=60 r/min。试求折算到电动机轴上的等效专惯量。

折算到电动机轴上的等效转动惯量:j=Nm/N1=900/300=3,j1=Nm/Nl=15

(完整版)机电传动控制冯清秀邓星钟第五版习题和答案解析

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及答案

第二章机电传动系统的动力学基础

2.1 说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩,静态转矩

和动态转矩的概念。

拖动转矩是有电动机产生用来克服负载转矩,以带动

生产机械运动的。静态转矩就是由生产机械产生的

负载转矩。动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。

2.2 从运动方程式怎样看出系统是处于加速,减速,稳态

的和静态的工作状态。

TM-TL>0 说明系统处于加速,TM-TL<0 说明系统处于

减速,TM-TL=0 说明系统处于稳态(即静态)的工作

状态。

2.3 试列出以下几种情况下(见题2.3 图)系统的运动方

程式,并说明系统的运动状态是加速,减速,还是匀

速?(图中箭头方向表示转矩的实际作用方向)

TM TM

TL

TL

N

TM=TL TM< TL

TM-TL>0 说明系统处于加速。TM-TL<0 说明系统处于减速

TM TL TM TL

TM> TL

TM>

TL

系统的运动状态是减速

系统的运动状态是加

TM

TM= TL

TM=

TL

系统的运动状态是减速

系统的运动状态是匀

2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统?转矩

折算为什么依据折算前后功率不变的原则?转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则?

因为许多生产机械要求低转速运行,而电动机一般具有较高的额定转速。这样,电动机与生产机械之间就得装设减速机构,如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆,皮带等减速装置。所以为了列出系统运动方程,必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到一根轴上。转矩折算前后功率不变的原则是P=T ω,p 不变。转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=0.5Jω2

最全的华中科大机电传动控制第五版课后习题答案解析全集

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T Kt I a TL 常数
当Φ ↓时,→ Ia↑ 由U=E+IaRa,E=U-IaRa,当Ia ↑时, →E ↓,所以: E<E1
3.6已知他励直流电动机的铭牌数据如下:PN=7.5kW,UN=220V, nN=1500r/min,ηN=88.5%,Ra=0.2Ω。试求该电机的额定电流 和额定转矩。 PN 答: P1 I N U N
n0 110 1000 1107 ~ 1170 (r / min) 110 62(0.172 ~ 0.258)
PN 5.5 TN 9550 9550 52.53( N m) nN 1000
3.9一台并励直流电动机的技术数据如下:PN=5.5kW,UN=110V, IN=61A,额定励磁电流IfN=2A,nN=1500r/min,电枢电阻Ra=0.2 Ω,若忽略机械磨擦和转子的铜耗、铁损,认为额定运行状态下 的电磁转矩近似等于额定输出转矩,试绘出它近似的固有机械特 性曲线。 答: PN 5.5
3.13 直流他励电动机启动时,为什么一定要先把励磁电流加上, 若忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通,这时会产生 什么现象(试从TL=0和TL=TN两种情况加以分析)?当电动机运 行在额定转速下,若突然将励磁绕组断开,此时又将出现什么情 况? 答: 当TL=0启动时:因为励磁绕组有一定剩磁,使Φ≈0;启动 时,n=0,E=0,根据UN=E+IaRa 知,UN全加在电阻Ra上,产 生很大的Ia ((10~20)IN) ,但因为Φ≈0,所以 T=KtΦIa并不大, 因为TL≈0,所以动转矩大于0,系统会加速启动;启动后,虽有 n,使E变大点,但因为Φ≈0,所以E仍不大, UN大部分仍要加 在电阻Ra上,产生很大Ia和不大的T,使系统不断加速;当系统 达到“飞车”时,在相当大的某一n稳速运行时, T=KtΦIa=TL ≈0,所以Ia ≈0,此时,E相当大,UN几乎和E平衡。

机电传动控制(第五版)课后习题答案

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2.1 说明机电传‎动系统运动‎方程中的拖‎动转矩,静态转矩和‎动态转矩。

拖动转矩是‎由电动机产‎生用来克服‎负载转矩,以带动生产‎机械运动的‎。静态转矩就‎是由生产机‎械产生的负‎载转矩。动态转矩是‎拖动转矩减‎去静态转矩‎。

2.2 从运动方程‎式怎样看出‎系统是处于‎加速,减速,稳态的和静‎态的工作状‎态。

TM-TL>0说明系统‎处于加速,TM-TL<0 说明系统处‎于减速,TM-TL=0说明系统‎处于稳态(即静态)的工作状态‎。

2.4 多轴拖动系‎统为什么要‎折算成单轴‎拖动系统?转矩折算为‎什么依据折‎算前后功率‎不变的原则‎?转动惯量折‎算为什么依‎据折算前后‎动能不变的‎原则?

因为许多生‎产机械要求‎低转速运行‎,而电动机一‎般具有较高‎的额定转速‎。这样,电动机与生‎产机械之间‎就得装设减‎速机构,如减速齿轮‎箱或蜗轮蜗‎杆,皮带等减速‎装置。所以为了列‎出系统运动‎方程,必须先将各‎转动部分的‎转矩和转动‎惯量或直线‎运动部分的‎质量这算到‎一根轴上。转矩折算前‎后功率不变‎的原则是P‎=Tω, p不变。转动惯量折‎算前后动能‎不变原则是‎能量守恒M‎V=0.5Jω2

2.6为什么机‎电传动系统‎中低速轴的‎G D2比高‎速轴的GD‎2大得多?

因为P=Tω,T=G∂D2/375. P=ωG∂D2/375. ,P不变转速越小G‎D2越大,转速越大G‎D2越小。

2.7 如图2.3(a)所示,电动机轴上‎的转动惯量‎J M=2.5kgm2‎,转速n M=900r/min; 中间传动

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答:反抗性恒转矩负载恒与运动方向相反。 位能性恒转矩负载作用方向恒定,与运动方向无关。
2.11 如图所示,曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性,试判 断哪些是系统的稳定平衡点?哪些不是?
答:(d)不是稳定运动点,其余都是稳定运行点。
3.1 为什么直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成?
3.10 一台他励直流电动机的技术数据如下:PN=6.5kW, UN=220V,IN=34.4A,nN=1500r/min,Ra=0.242 Ω,试计算出此 电动机的如下特性:
⑴ 固有机械特性
⑵ 电枢附加电阻分别为3 Ω和5 Ω 时的人为机械特性
⑶ 电枢电压为UN/2时的人为机械特性
⑷ 磁通Φ=0.8 ΦN时的人为机械特性
Ke
Ra Kt2
TN
n,所以Ke Kt 2

RaTN n
当串入R ad1
3时,n1

Ra Ke
Rad1 Kt2
TN

Ra
Rad1 Ra
n=1+
R ad1 Ra
n
n1

1+ 3 0.242
59

790 (r
/
min)
n1 n0 n1 1559 790 769 (r / min)
2.1从运动方程式怎样看出系统是加速的、减速的、稳定的和静

《机电传动控制》第五版课后习题答案

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第3章直流电机的工作原理及特性

习题3.1 为什么直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成?

答案:直流电动机工作时,(1)电枢绕组中流过交变电流,它产生的磁通当然是交变的。这个(2)变化的磁通在铁芯中产生感应电流。铁芯中产生的感应电流,在(3)垂直于磁通方向的平面内环流,所以叫涡流。涡流损耗会使铁芯发热。为了减小这种涡流损耗,电枢铁芯采用彼此绝缘的硅钢片叠压而成,使涡流在狭长形的回路中,通过较小的截面,以(4)增大涡流通路上的电阻,从而起到(5)减小涡流的作用。如果没有绝缘层,会使整个电枢铁芯成为一体,涡流将增大,使铁芯发热。因此,如果没有绝缘,就起不到削减涡流的作用。

习题3.4 一台他励直流电动机在稳态下运行时,电枢反电势E =E1,如负载转矩TL =常数,外加电压和电枢电路中的电阻均不变,问减弱励磁使转速上升到新的稳定值后,电枢反电势将如何变化?是大于、小于还是等于E1?

答案:∵当电动机再次达到稳定状态后,输出转矩仍等于负载转矩,即输出转矩T =T L =常

2

00a

a

e e a

e m a

e m e e R U n I K K R U n E K n T K I n n n K K K U T K =Φ=−ΦΦ=∴

=Φ−Φ∴−∆=

Φ=Φ

Q Q 又

T=0

a a

U E I R =+

数。又根据公式(3.2), T =K t ФI a 。

∵励磁磁通Ф减小,T 、K t 不变。 ∴电枢电流I a 增大。

再根据公式(3.11),U =E +I a ·R a 。 ∴E=U -I a ·R a 。

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自动往复运动控制电路
SB1 KMR STa KMF
FR
SBF
KMF STb
KMR
SBR
关键措施
KMR 限位开关 采用复合式开 关。正向运行 停车的同时,自动起动反向 运行;反之亦然。
KMF
电机
STb
STa
(4)程序控制
8.16 要求三台电动机1M、2M、3M按一定顺序启动:即1M 启动后,2M才能启动; 2M启动后,3M才能启动;停产时 则同时停。试设计此控制线路。
4.多电动机的连锁控制线路
保护一个电器通电时,另一个电器不能通电,若需
后者通电,则前者必须先断电的一种保护。
启动顺序 停车顺序 长动、点动
1)两台电动机的互锁
1M启动,2M才能启动,但同时停车 如润滑油泵(1M)必须先启动,主传动(2M)才能再启动
KM1 KM2
1M 3~
2M 3~
工作互锁,同时停车
KM 3 KT
KT KM 2 KM Байду номын сангаас KM 2 KM 3
2. 正反转控制线路—双重互锁保护
FR
机械互锁
SB1
SBF
SBR
KMR
KMF
A B C S FU KMF KMR
KMF
KMF
KMR
KMR
电器互锁 机械互锁(复合按钮) 电器互锁(互锁触头)

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3.12 他励直流电动机启动过程中有哪些要求?如何实现? 答: 要求电流Ist≤(1.5~2)IN,可采用降压启动、电枢回路串电 阻进行启动。
3.13 直流他励电动机启动时,为什么一定要先把励磁电流加上, 若忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通,这时会产生 什么现象(试从TL=0和TL=TN两种情况加以分析)?当电动机运 行在额定转速下,若突然将励磁绕组断开,此时又将出现什么情 况?
TM
TL

J
d
dt
TM TL Td
Td>0时:系统加速; Td=0 时:系统稳速; Td<0时,系统减速或反向加速
2.3 试列出以下几种情况下系统的运动方程式,并说明系统的运 行状态是加速、减速还是匀速?(图中箭头方向表示转矩的实际 作用方向)
答:a匀速,b减速,c减速,d加速,e减速,f匀速
转子在主磁通中旋转要产生涡流和磁滞损耗采用硅钢软磁材料可减少磁滞损耗而采用片叠压成可减少涡流损33一台他励直流电动机所拖动的负载转矩t常数当电枢电压或电枢附加电阻改变时能否改变其稳定运行状态下电枢电流的大小
机电传动控制
冯清秀 邓星钟 等编著 第五版 课后习题答案详解
2.1 说明机电传动系统运动方程式中的拖动转矩、静态转矩和动 态转矩的概念。
答:转子在主磁通中旋转,要产生涡流和磁滞损耗,采用硅钢软 磁材料,可减少磁滞损耗,而采用“片”叠压成,可减少涡流损 耗。 3.3 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩TL=常数,当电枢电 压或电枢附加电阻改变时,能否改变其稳定运行状态下电枢电流 的大小?为什么?这时拖动系统中哪些量必然要发生变化?

机电传动控制(第五版)课后习题答案解析

机电传动控制(第五版)课后习题答案解析


n0 2
1559 =779 .5(r / min) 2
n1 n01 n 779 .5 59 720 .5(r / min)

当 0.8 N时,n01
U UN Ke 0.8K e N
n0 1559 0.8 0.8
1949 (r / min)
n1
3.10 一台他励直流电动机的技术数据如下:PN=6.5kW, UN=220V,IN=34.4A,nN=1500r/min,Ra=0.242 Ω,试计算出此 电动机的如下特性:
⑴ 固有机械特性
⑵ 电枢附加电阻分别为3 Ω和5 Ω 时的人为机械特性
⑶ 电枢电压为UN/2时的人为机械特性
⑷ 磁通Φ=0.8 ΦN时的人为机械特性
答:转子在主磁通中旋转,要产生涡流和磁滞损耗,采用硅钢软 磁材料,可减少磁滞损耗,而采用“片”叠压成,可减少涡流损 耗。 3.3 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩TL=常数,当电枢电 压或电枢附加电阻改变时,能否改变其稳定运行状态下电枢电流 的大小?为什么?这时拖动系统中哪些量必然要发生变化?
答:因为 T KtIa TL 常数
答:反抗性恒转矩负载恒与运动方向相反。 位能性恒转矩负载作用方向恒定,与运动方向无关。
2.11 如图所示,曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性,试判 断哪些是系统的稳定平衡点?哪些不是?
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第四章

5.1 有一台四极三相异步电动机,电源电压的频率为50H Z,满载时电

动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。

n0=60f/p S=(n0-n)/ n0

=60*50/2 0.02=(1500-n)/1500

=1500r/min n=1470r/min

电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470 r/min,

转子电流频率.f2=Sf1=0.02*50=1 H Z

5.2将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调,此电动

机是否会反转?为什么?

如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调,例如将B,C两根线对调,即使B相遇C相绕组中电流的相位对调,此时A相绕组的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转,与未对调的旋转方向相反.

5.3 有一台三相异步电动机,其n N=1470r/min,电源频率为50H Z。设

在额定负载下运行,试求:

①定子旋转磁场对定子的转速;

1500 r/min

②定子旋转磁场对转子的转速;

30 r/min

③转子旋转磁场对转子的转速;

30 r/min

④转子旋转磁场对定子的转速;

1500 r/min

⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。

0 r/min

5.4当三相异步电动机的负载增加时,为什么定子电流会随转子电流的增加而增加?

因为负载增加n减小,转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加,转子导体被磁感线切割的速度提高,于是转子的感应电动势增加,转子电流特增加,.定子的感应电动使因为转子的电流增加而变大,所以定子的电流也随之提高.

5.5 三相异步电动机带动一定的负载运行时,若电源电压降低了,此

时电动机的转矩、电流及转速有无变化?如何变化?

若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变.

5.6 有一台三相异步电动机,其技术数据如下表所示。

试求:①线电压为380V时,三相定子绕组应如何接法?

②求n0,p,S N,T N,T st,T max和I st;

③额定负载时电动机的输入功率是多少?

①线电压为380V时,三相定子绕组应为Y型接法.

②T N=9.55P N/n N=9.55*3000/960=29.8Nm

Tst/ T N=2 Tst=2*29.8=59.6 Nm

T max/ T N=2.0 T max=59.6 Nm

I st/I N=6.5 I st=46.8A

一般n N=(0.94-0.98)n0 n0=n N/0.96=1000r/min

S N= (n0-n N)/ n0=(1000-960)/1000=0.04

P=60f/ n0=60*50/1000=3

③η=P N/P输入

P输入=3/0.83=3.61

5.7三相异步电动机正在运行时,转子突然被卡住,这时电动机的

电流会如何变化?对电动机有何影响?

电动机的电流会迅速增加,如果时间稍长电机有可能会烧毁.

5.8 三相异步电动机断了一根电源线后,为什么不能启动?而在运

行时断了一线,为什么仍能继续转动?这两种情况对电动机将产生什么影响?

三相异步电动机断了一根电源线后,转子的两个旋转磁场分别作用于转子而产生两个方向相反的转矩,而且转矩大小相等。故其作用相互抵消,合转矩为零,因而转子不能自行启动,而在运行时断了一线,仍能继续转动转动方向的转矩大于反向转矩,这两种情况都会使电动机的电流增加。

5.9 三相异步电动机在相同电源电压下,满载和空载启动时,启动

电流是否相同?启动转矩是否相同?

三相异步电动机在相同电源电压下,满载和空载启动时,启动

电流和启动转矩都相同。T st=KR2u2/(R22+X220) I=4.44f1N2/R 与U,R2,X20有关

5.10 三相异步电动机为什么不运行在T max或接近T max的情况下?

根据异步电动机的固有机械特性在T max或接近T max的情况下运行是非常不稳定的,有可能造成电动机的停转。

5.11有一台三相异步电动机,其铭牌数据如下:

①当负载转矩为250N·m时,试问在U=U N和U`=0.8U N两种情况

下电动机能否启动?

T N=9.55 P N/ n N

=9.55*40000/1470

=260Nm

Tst/T N=1.2

Tst=312Nm

Tst=KR2U2/(R22+X202)

=312 Nm

312 Nm>250 Nm 所以U=U N时电动机能启动。

当U=0.8U时 Tst=(0.82)KR2U2/(R22+X202)

=0.64*312

=199 Nm

Tst

②欲采用Y-△换接启动,当负载转矩为0.45 T N和0.35 T N两种

情况下, 电动机能否启动?

Tst Y=Tst△/3

=1.2* T N /3

=0.4 T N

当负载转矩为0.45 T N时电动机不能启动

当负载转矩为0.35 T N时电动机能启动

③若采用自耦变压器降压启动,设降压比为0.64,求电源线路

过的启动电流和电动机的启动转矩。

I N= P N/ U NηN cosφN√3

=40000/1.732*380*0.9*0.9

=75A

I st/I N=6.5

I st=487.5A

降压比为0.64时电流=K2 I st

=0.642*487.5=200A

电动机的启动转矩T= K2 Tst=0.642312=127.8 Nm

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