电拖习题解答
《电力拖动自动控制系统》习题解答(前三章)
《电力拖动自动控制系统》部分习题解答第一章1. 什么叫调速范围、静差率？它们之间有什么关系？怎样才能扩大调速范围？ 答：①调速范围——电动机在额定负载下调速时，允许的最高转速max n 与最低转速minn 之比叫做调速范围，用D 表示，即min max n nD =②静差率——当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落N n ∆与理想空载转速0n 之比，称作静差率S ，即0N n nS ∆=③直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系为)1(s n s n D N N -∆=④采用闭环控制方式，使转速降落N n ∆能够大幅度下降，才能保证在静差率S 不变的前提下扩大调速范围。
2. 某一调速系统，测得的最高转速特性为n 0max ＝1500 r/min ，带额定负载时的速降N n ∆＝15 r/min ，最低速特性为n 0min ＝100 r/min ，额定速降不变，试问系统能达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？解：已知N n ∆＝15 r/min ，有n max ＝n 0max －N n ∆＝1500 r/min －15 r/min ＝1485 r/min n min ＝n 0min －N n ∆＝100 r/min －15 r/min ＝85 r/min 于是调速范围47.17851585minmax ===n n D静差率%15%10010015%100min0=⨯=⨯∆=n n s N答：系统能达到的调速范围是17.47；允许的静差率是15%。
3. 为什么加负载后直流电动机的转速会降低，它的实质是什么？答：当负载电流增大后，电枢电阻上压降增大，使E 减小，导致转速n 必然下降。
实质是电枢电阻的存在导致压降增大。
4. 某调速系统的调速范围是1500 ~ 150 r/min ，要求静差率为s ＝2% ，那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100 r/min ，则闭环系统的开环放大系数应有多大？解：①已知101501500==D ，又)1(s n s n D N N -∆=06.3)02.01(1002.01500)1(N N =-⨯=-=∆s D s n n r/min也可以这样计算n n n n n s NNN ∆+∆=∆=min 0 min r/06.302.0102.01501min N =-⨯=-=∆s s n n ②因为 K1op cl +∆=∆n n所以 68.31106.31001K clop =-=-∆∆=n n答：要求静差率为s ＝2%时，系统允许的静态速降是3.06r/min ；如果开环系统的静态速降是100 r/min ，则闭环系统的开环放大系数应有31.68。
电机拖动习题解答
1.6 图1.10为龙门刨床主传动机构图。
齿轮1与电动机轴直接联接，各齿轮有齿轮6与工作台齿条啮合其节距为20mm ，工作台质量m 1=1500kg ，工件质量m 2=1000kg ，电动机飞轮惯量GD 2=200 N·m 2，切削力F =10000N ，切削速度v =40m/min ，总机械拖动效率η=0.8，工作台导轨与床身之间的摩擦系数f =0.1。
试计算：（1）折算到电动机轴上的系统总飞轮惯量及负载转矩； （2）切削时电动机应输出的功率。
解：（1）齿轮折算到电动机轴上的飞轮转矩为：2462222235221222123()()()M GD GD GD GD GD GD GD j j j ++++++22(4020)(7050)130(20010)99(12)()2++=++++ 2223.5N m =⋅齿轮6的转速：640min25min 800.02m n r m==⨯则电机的转速为：2512300min n r =⨯= 则平移部件折算到电动机轴上的转动惯量为：222406091.291.2(15001000)3001.1L v J m n kg m ⎛⎫⎛⎫⎪==⨯⨯+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=⋅ 图1.10 龙门刨床主传动机构图工作台折算成飞轮矩为：22443.1LL GD gJ N m ==⋅ 折算到电动机轴上总的飞轮矩为266.6N·m 2折算到电动机轴上负载转矩为：40(100002500)609.559.550.8300330.3L gf FvT n N mη+⨯'==⨯⨯=⋅（2）切削时电动机应输出的功率为：300330.310.49.55L P T kw '=Ω=⨯≈1.7 如图1.4所示的电机拖动系统，已知提升重物的质量为2kg ，提升速度为0.4m/s,拖动齿轮的效率η1=η2=0.98，卷筒的效率ηL =0.96,卷筒直径D L =0.4m 。
电机与拖动习题及解答
第1章 电磁学基础知识简答题1. 用电磁感应定律求感应电动势时，公式dt di L e ⋅-=、dt d e ψ-=、dtd Ne Φ⋅-=，以及Blv e =中，哪个公式是最普遍的形式其它公式必须在什么条件下适用答：式dtd e ψ-=是感应电动势的普遍形式。
其负号表示感应电动势的正方向与磁链的正方向符合右手螺旋关系，如果两者不符合右手螺旋关系，则应取正号。
2. 如果感应电动势的正方向与磁通的正方向之间不符合右手螺旋关系，则电磁感应定律应改写成dt d e ψ=或dtd Ne Φ⋅=，试说明其原因。
—3. 有两个线圈匝数相同，一个绕在闭合铁芯上，另一个是空芯的，两个线圈通入频率相同的交变电流，如果它们的自感电动势相等，试问哪个线圈的电流大为什么答：空芯的线圈电流大。
因为两者频率相等，产生同样的e，意味着产生同样的φ，根据N•I=φ•Rm，由于铁芯的磁导率大得多，即磁阻小得多，故空芯情况下的（N•I）空芯>>（N•I）铁芯，所以I空芯>>I铁。
芯4. 若磁路上有几个磁动势同时作用，磁路计算时能否使用叠加原理为什么5. 在一个恒定的磁场中，铁芯中是否存在磁滞损耗和涡流损耗为什么'6. 在交变磁场中，铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的它们与哪些因素有关7. 什么是铁磁材料的基本磁化曲线基本磁化曲线与起始磁化曲线有何不同8. 铁磁材料是如何分类的各有什么特点分析题1. 变压器原理图如图所示，试回答：&（1）当线圈N1施加正弦电压U1时，为什么在线圈N1及N2中都会感应出电动势（2）当电流I s增加时，标出这时N1及N2中感应电动势的实际方向。
答：（1）当线圈N1流过电流i1时，会在铁芯内建立磁通Ф，i1与Ф正方向符合右手螺旋关系，由于磁通Ф同时交链线圈N1和N2，所以当i1交变时，N1与N2所交链的磁链以同一个频率交变，所以在N1和N2中都会感应出电动势。
（2）按右手螺旋关系，标出Ф在N1和N2中感应出电动势e1和e2的正方向，如图中实线所示，感应电动势表达式分别为dtd Ne Φ11-=dtd Ne Φ22-= 》当电流 i 增加时，Ф也增加，0>dtd Φ，由以上表达式可知，01<e 、02<e ，说明此时N1和N2中感应出电动势的实际方向与e1和e2的正方向相反，如图中虚线（与实线方向相反）所示。
02297电力拖动自动控制系统习题集附带答案
02297电力拖动自动控制系统习题集附带答案一、选择题1 .转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是A.PIDB.PIC.PD.PD2 .静差率和机械特性的硬度有关，当理想空载转速一定时，特性越硬，则静差率A.越小B.越大C.不变D.不确定3 .下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是A.降电压调速B.串级调速C.变极调速D.变压变频调速根据能量转换的角度看，把调速系统分为三类第一类：转差功率消耗型，包括将电压调速，转差离合器调速，转子串电阻调速第二类：转差功率馈送型，包括串级调速，双馈电动机调速第三类：转差功率不变型，包括变极调速，变频变压调速4 .可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是A.比例控制B.积分控制C.微分控制D.比例微分控制积分控制可以使系统在无警察的情况下保持恒速运行，实现无静差调速5 .控制系统能够正常运行的首要条件是A.抗扰性B.稳定性C.快速性D.准确性控制系统正常工作，稳定性是首要条件。
6 .在定性的分析闭环系统性能时，截止频率现越低，则系统的稳定精度A.越高B.越低C.不变D.不确定截止频率与相角裕度对应，截止频率越高，系统响应变快，但稳定性变差。
7 .常用的数字滤波方法不包括A.算术平均值滤波B.中值滤波C.中值平均滤波D.几何平均值滤波8 .转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是ACRC.ASRD.ATR9 .双闭环直流调速系统的起动过程中不包括A.转速调节阶段B.电流上升阶段C.恒流升速阶段D.电流下降阶段10 .三相全波整流电路的平均整流电压为A.0.9U2cosB.1.17U2cosC.2.34U2cosD.1.35U2cos11 .下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是A.饱和非线性控制B,转速超调C.准时间最优控制D.饱和线性控制12 .下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是A.降电压调速13 变极对数调速C.变压变频调速D.转子串电阻调速13 .SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的A.正弦波B.方波C.等腰三角波D.锯齿波14 .下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是A.高阶B.低阶C,非线性D,强耦合15 .在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是A.故障保护B.PWM生成C.电流调节D.转速调节16 .比例微分的英文缩写是A.PIB.PDC.VRD.PID17 .调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准A.平均速度B.最高速C.最低速D.任意速度18 .下列异步电动机调速方法属于转差功率馈送型的调速系统是A.降电压调速B,串级调速C.变极调速D.变压变频调速19 .在定性的分析闭环系统性能时，截止频率3c越高，则系统的稳定精度A.越高B.越低C.不变D.不确定20 .采用旋转编码器的数字测速方法不包括A.M法B.T法C.M/T法D.F法21 .转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是A.ACRB.AVRC.ASRD.ATR22 .下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中，错误的是A,只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的B.反馈控制系统可以抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动C.反馈控制系统的作用是：抵抗扰动、服从给定D.系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度23 .笼型异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速，下列哪种方式控制性能最好A.恒%控制B.恒E/1控制C.恒/控制D.恒/控制24 .SPWM技术中，载波是频率比期望波高得多的A.正弦波B.方波C.等腰三角波D.锯齿波25 .下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是A.高阶B.线性C.非线性D.强耦合26 .在微机数字控制系统的故障保护中断服务子程序中，工作程序正确的是A,显示故障原因并报警一一分析判断故障封锁PWM输出系统复位B.显示故障原因并报警一一封锁PWM输出一一分析判断故障一一系统复位C.封锁PWM输出一一分析判断故障一一显示故障原因并报警一一系统复位D.分析判断故障一一显示故障原因并报警一一封锁PWM输出一一系统复位27,正弦波脉宽调制的英文缩写是A.PIDB.PWMC.SPWM29 .采用比例积分调节器的闭环调速系统一定属于A,无静差调速系统B,有静差调速系统C.双闭环调速系统D.交流调速系统30 .异步电动机数学模型的组成不包括A.电压方程B.磁链方程C.转矩方程D.外部扰动二、填空题1 .常用的可控直流电源有晶闸管整流器、静止式可控整流器、D.PD28.转速负反馈调速系统的静特性方程中K 的表达式为A.K*C.K p K sC e D.K p K s直流斩波器或脉宽调制变换器。
电力拖动自动控制系统-运动控制系统习题解答第4、5章
习题四4.1双闭环调速系统的ASR 和ACR 均为PI 调节器，设系统最大给定电压*nmU =15V ，转速调节器限幅值为*im U =15V ， n N =1500r/min ，N I =20A ，电流过载倍数为2，电枢回路总电阻R =2Ω，s K =20，e C =0.127V·min/r ，求：（1）当系统稳定运行在*n U =5V ，dL I =10A 时，系统的n 、n U 、*i U 、i U 和c U 各为多少？（2）当电动机负载过大而堵转时，*i U 和c U 各为多少？解： （1）150.01min/1500/minnm N U VV r n r α=== 5500/min 0.01min/nU Vn r V rα===*150.375/40im dm U V V A I Aβ===*0.37510 3.75i d U I V β==⨯= 0.37510 3.75i d U I V β==⨯=0.1275001024.17520e d c s C n I R U V K +⨯+⨯=== （2）堵转时，V I U dm i 15*==β， 0.1270402420e d c s C n I R U V K +⨯+⨯=== 4.2 在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器ASR ，ACR 均采用PI 调节器。
已知参数：电动机：N P =3.7kW ，N U =220V ，N I =20A ，N n =1000 r/min ,电枢回路总电阻R =1.5Ω,设cm im nmU U U ==** =8V ，电枢回路最大电流dm I =40A,电力电子变换器的放大系数s K =40。
试求：（1）电流反馈系数β和转速反馈系数α。
（2）当电动机在最高转速发生堵转时的,0d U c i i U U U ,,*值。
解:1）*80.32/40im dm U VV A I Aβ===80.008min/1000/minnm N U VV r n r α=== 2) 040 1.560d d dm U E I R I R V ∑∑=+⨯=⨯=⨯=这时： *8,0n n U V U ==，ASR 处于饱和，输出最大电流给定。
电拖习题解答资料
第一章 直流电机1-3 直流发电机和直流电动机中的电磁转矩T 有何区别？它们是怎样产生的？而直流发电机和直流电动机中的电枢电动势，a E 又有何区别？它们又是怎样产生的？解：直流发电机的电磁转矩T 是制动性质的，直流电动机的电磁转矩T 是驱（拖）动性质的，它们都是由载流导体在磁场中受到的电磁力，形成了电磁转矩；直流发电机的电枢电动势E a 大于电枢端电压U ，直流电动机的电枢电动势E a 小于电枢端电压U ，电枢电动势E a 都是运动导体切割磁场感应产生的。
1-4 直流电机有哪些主要部件？各起什么作用？解：直流电机的主要部件有定子：主磁极（产生主极磁场）、机座（机械支撑和导磁作用）、换向极（改善换向）、电刷（导入或导出电量）；转子：电枢铁心（磁路的一部分，外圆槽中安放电枢绕组）、电枢绕组（感应电动势，流过电流，产生电磁转矩，实现机电能量转换）、换向器（与电刷一起，整流或逆变）1-5 直流电机里的换向器在发电机和电动机中各起什么作用？解：换向器与电刷滑动接触，在直流发电机中起整流作用，即把线圈（元件）内的交变电整流成为电刷间方向不变的直流电。
在直流电动机中起逆变作用，即把电刷间的直流电逆变成线圈（元件）内的交变电，以保证电动机能向一个方向旋转。
1-6 一台Z2型直流发电机，min,/1450,230,145r n V U kW P N N N ==-求该发电机额定电流。
解： A U P I N N N 43.630230101453=⨯== 1-7 一台Z2型直流电动机，min,/1500%,90,220,160r n V U kW P N N N N===-η求该额定电流是多少？解： A U P I N N N N 08.8089.022*******=⨯⨯==η 1-12 如何判断直流电机是发电机运行还是电动机运行？它们的电磁转矩、电枢电动势、电枢电流、端电压的方向有何不同？解：用E a 与U 的关系来判断：直流发电机的E a >U ，电枢电流I a 与电枢电动势E a 同方向，电磁转矩T 是制动性质的(方向与转向n 相反)，电流是流到电压U 的正端；直流电动机的U > E a ，电枢电流I a 与电枢电动势E a 反方向，电磁转矩T 是驱动性质的(方向与转向n 相同)，电流是从电压U 的正端流出的。
电拖复习题参考答案
一、填空题1．电磁系统主要由( 衔铁 ) ( 铁心 ) ( 线圈 ) ( 反作用弹簧 )四部分组成。
2．三相异步电动机电动运行时从电源吸收的功率〔大于〕〔填“大于” 或“小于”〕从转轴上输出的功率。
3．切割磁力线是三相异步电动机产生转子〔感应电流 〕和电磁转矩的必要条件。
4．三相异步电动机转子绕组的形式有两种，一种是( 鼠笼 )型绕组，另一种是 ( 绕线 )型绕组。
5．空气阻尼式时间继电器主要由〔电磁机构〕 、〔触电系统〕和〔延时机构〕三部份组成。
假设要将通电延时型改成断电延时型，只需将〔电磁机构翻转180°〕6．反接制动时，使旋转磁场反向转动与电动机的转动方向〔相反〕。
7．三相异步电动机是利用定子绕组中三相交流电产生的〔旋转磁场〕与转子绕组内的〔转子电流的有功分量〕相互作用而旋转的。
8．当旋转磁场具有P 对磁极时，旋转磁场的转速为〔160f p 〕。
9．转速差与同步转速的比值称为〔 转差率 〕。
10．异步电动机中的定子绕组相当于变压器的〔 一次绕组 〕。
11．当Ｔem ＞ＴL 时，Δn/Δt ＞0 ，电力拖动系统处于〔 加速状态 〕状态； 当Ｔem ＜ＴL 时，Δn/Δt ＜0 ，电力拖动系统处于〔 减速状态 〕状态。
12．凡用于交、直流电压为1200V 及以下的电路中，起通断保护，控制作用的电器叫〔 低压电器 〕。
13．步进电动机用电脉冲进行控制，并将电脉冲信号转换成相应的〔 角 〕位移或〔 直线〕位移的执行器。
14．在三相异步电动机的定子中布置有相隔〔 120°〕电角度的对称三相绕组。
15. 直流电动机有两种常用起动方法〔 电枢回路串电阻起动〕〔降压起动〕。
16．交流测速发电机的输出电压和频率与转速关系为：交流测速发电机的输出电压U 2与〔 转速n 〕成正比，输出频率f 2等于〔励磁电源频率f 1〕；转向改变时，输出电压的相位变化〔 180°〕电角度。
17.电磁式电器的电磁机构主要由( 衔铁 )、( 铁心 )、线圈、反作用弹簧等几部分组成，其作用是将电磁能转换成( 机械能 ) 。
《电力拖动自动控制系统》习题答案
第一章闭环控制的直流调速系统1－1 为什么 PWM —电动机系统比晶闸管—电动机系统能够获得更好的动态性能？ 答：PWM —电动机系统在很多方面有较大的优越性：（1） 主电路线路简单，需用的功率器件少。
（2） 开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。
（3） 低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达 1：10000 左右。
（4） 若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。
（5） 功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高。
（6） 直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。
1－2 试分析有制动通路的不可逆 PWM 变换器进行制动时，两个 VT 是如何工作的。
答：在制动状态中，i d 为负值，VT 2 就发挥作用了。
这种情况发生在电动运行过程中需要降 速的时候。
这时，先减小控制电压，使U g 1 的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电 压U d 降低。
但是，由于机电惯性，转速和反电动势还来不及变化，因而造成 E > U d ，很 快使电流 i d 反向，VD 2 截止，在 t on δ t ＜Ｔ时，U g 2 变正，于是VT 2 导通，反向电流沿回路 3 流通，产生能耗制动作用。
在T δ t ＜Ｔ+ t on 时，VT 2 关断， i d 沿回路 4 经VD 1 续流，向电源回馈制动，与此同时，VD 1 两端压降钳住VT 1 使它不能导通。
在制动状态中，VT 2 和VT 1轮流导通，而VT 1 始终是关断的。
在轻载电动状态，这时平均电流较小，以致在VT 1 关断后 i d 经VD 2 续流时，还没有达到周期Ｔ，电流已经衰减到零，这时VD 2 两端电压也降为零，VT 2 便提前导通了，使电流反向， 产生局部时间的制动作用。
１－３ 调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关 系？为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了”？ 答：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母Ｄ表示，即D =n max n min其中，n max 和 n min 一般都指电动机额定负载时的最高和最低转速，对于少数负载很轻的机械，可以用实际负载时的最高和最低转速。
电拖习题与题解
1-12 一台220伏的并励直流电动机，电枢回路总电阻ra＝0.316欧， 空载时电枢电流Ia0=2.8安，空载转速n0=1600转/分。 （1）今欲在电枢负载为IaX=52安时，将转速下降到nX=800转/分， 问在电枢回路中须串入的电阻值为多大（忽略电枢反应）？ （2）这时电源输入电枢回路的功率只有百分之几输入到电枢中？ 这说明什么问题？ 答案
2-13 试用相量图判别附图的联接标号 答案
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《电机与拖动基础》解题提示
变压器
2-1提示：原题 三相变压器额定容量SN与额定电压U1N(U2N)、额定电流I1N(I2N) 的关系为：SN=sqrt(3)U1NI1N 或 SN=sqrt(3)U2NI2N 2-2提示：原题 主磁通同时交链原、副绕组，在原副绕组中感应电势并实现能量传输。漏 磁通仅交链原绕组，或者仅交链副绕组。在分析变压器时一般以励磁电抗 与漏电抗分别反映主磁通和漏磁通的作用。主磁通所经过的路径主要是铁 磁材料，表征磁通与励磁电流的关系为非线性，故励磁电抗不是常数。而 漏磁通所经过的磁路可以认为是线性的，所以漏电抗被认为是常数。数值 上励磁电抗远大于漏电抗。
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变压器
2-1 有一台三相变压器，额定容量SN＝50千伏安，高压侧额定电压U1N＝ 10千伏，低压侧额定电压U2N＝400伏，高低压绕组都接成星形，试求高低 压侧的额定电流。答案 2-2 变压器中主磁通与漏磁通的性质和作用有什么不同？在分析变压器 时是怎样反映它们作用的？答案
1-13 一台并励直流电动机在某负载转矩时转速为1000转/分，电枢电流 为40安，电枢回路总电阻Ra=0.045欧，电网电压为110伏。当负载转矩增 大到原来的4倍时，电枢电流及转速各为多少？（忽略电枢反应）答案
电拖简答(课后习题)
课后习题1.V-M系统。
当电流连续和断续时机械特性特点答：断续：理想空载转速提高，机械特性较软；连续：机械特性较硬。
什么是电流截止负反馈答：正常情况下，该反馈不起作用，当电机电流超过所测定的电流时它才起作用，是转速下降，直至堵转。
开环机械特性和闭环机械特性的比较答：闭环机械特性硬；闭环的静差率比开环小；闭环调速范围宽。
闭环要获得比开环机械特性好的措施是增设电压放大器及检测与反馈装置。
1-1 什么叫调速范围什么叫静差率调速范围与静态速降和最小静差率有什么关系如何扩大调速范围答：最高转速和最低转速之比叫做调速范围,静差率是负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落ΔnN与理想空载转速n0之比。
调速范围、静差率和额定速降之间的关系是：:1-2 在直流调速系统中，改变给定电压能否改变电动机的转速为什么若给定电压不变，调整反馈电压的分压比，是否能够改变转速为什么答：改变给定电压可以电动机的转速，因为系统对给定作用的变化唯命是从；调整反馈电压的分压比可以改变转速，1-6 在转速负反馈系统中，当电网电压、负载转矩、励磁电流、电枢电阻、测速发电机磁场各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对它们有无调节能力为什么答：系统对反馈环内前向通道上的扰动作用能够调节，其它无能为力。
测速发电机磁场发生变化不能调节1-7 积分调节器有哪些主要功能特点采用积分调节器的转速负反馈调速系统为什么能使转速无静差答：积分调节器主要功能特点：延缓作用；积累作用；记忆作用；动态放大系数自动变化的作用。
在动态过程中，当ΔUn变化时，只要其极性不变，积分调节器的输出Uc便一直增长； Uc并不是零，而是一个终值；如果ΔUn不再变化，这个终值便保持恒定而不再变化，这是积分控制的特点。
因此，积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速。
1-8 采用PI调节器的转速负反馈调速系统，为什么能够较好地解决系统稳态精度和动态稳定性之间的矛盾答：采用比例积分控制的转速负反馈调速系统，其输出有比例和积分两部分组成，比例部分快速响应输入信号的变化，实现系统的快速控制，发挥了比例控制的长处，同时，可以满足稳态精度的要求。
《电机原理及拖动(彭鸿才)》习题集-第三章 直流电动机的电力拖动 题及答案
《电拖》直流电力拖动部分1、电力拖动系统的原动机是___。
a)电动机 b)发电机 c)水轮机 d)汽轮机2、直流电动机的固有机械特性是一条略向下倾斜的___线。
a)双曲 b) 曲 c)直3、改变直流电动机电枢回路电阻，可得到一簇___不变、___随电阻增大而增大的人为特性。
a) n 0 b)斜率4、改变直流电动机端电压,可得到一簇___不变、___随电压下降而减小的人为特性。
a) n 0 b)斜率5、当改变直流电动机励磁电流时，机械特性的n 0是___的，斜率是___的。
a)不变 b)可变6、电力拖动系统稳态运行时, T L ___T ，故稳态工作点为负载特性与电动机机械特性的交点。
a)大于 b)小于 c)等于7、如图电力拖动系统___点是稳定运行点,___点是不稳定运行点。
a)A b)B8、设T= T L 处,转速为n A ，则当扰动使拖动系统n>n A 时,T 应___ T L.当扰动使拖动系统n<n A 时, T 应___ T L, 系统才能稳定运行。
a)等于 b)大于 c)小于9、电力拖动系统稳定运行的充要条件是:在T= T L 处,___。
a)L dT dT dn dn = b) L dT dT dn dn < c) L dT dT dn dn> 10、直流电动机起动时，为了产生尽可能大的起动转矩，应把励磁电流调至 。
a)最大 b)最小11、直流电动机直接起动电流可以达到额定电流的 倍。
a)4~7 b)10~2012、当电动机的电磁转矩T 与转速n 同向时,运行在___状态；反向时,运行在___状态。
a)电动 b)制动13、能耗制动的特点是___；反接制动的特点是___；回馈制动的特点是___。
a)|n|>|n 0| b)U=0 c)n 与n 0反向14、能耗制动机械特性在第___象限；电压反接制动机械特性在___象限；转速反向（电动势反向）反转制动机械特性在___象限；回馈制动机械特性在___象限；电动状态机械特性在___象限。
电力拖动习题解答
励磁绕组与电枢没有 电气连接，励磁电流 由另外的电源提供
电机及电力拖动
第2章 直流电机的原理和特性
2-11：他励直流电机拖动恒转矩负载，如果磁通减小，电枢电流如何改变？ 根据转矩方程式T=CTΦIa，T恒定，磁通减小则电枢电流上升。 2-14：什么是他励直流电动机的固有机械特性和人工机械特性？他励直流电动机有 哪几种人工机械特性？ 电动机额定电压和额定励磁状态下、电枢绕组不外串电阻时，电机的电磁转矩和转 速的关系n=f(T)称为固有机械特性；改变上述参数得到的机械特性n=f(T)称为人工机 械特性。 改变他励直流电动机的电枢电压、励磁电流和电枢绕组外串电阻可得到三种性质不 同的人工机械特性 2-16：电力拖动系统稳定运行的充要条件是什么？
第1章 电力拖动系统动力学
某电力拖动系统，如果转速变化率dn/dt<0，说明系统的拖动转矩 （ B）制动转矩 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D.不确定
对多轴拖动的电力拖动系统，在等效为单轴拖动系统时，根据（ B ）原则进行负载 转矩折算。 A. 折算前后转矩不变 C. 折算前后动能不变 B. 折算前后功率不变 D. 折算前后功能不变
B. －0.4
C. 0.5
D. －0.5
7
第2章 直流电机的原理和特性
2-4：说明直流电动机换向器的作用。 利用换向器将外电流的直流电流转变为交流电流输入到电枢的导体中 2-8：直流电机有哪些励磁方式？各有什么特点？
并励绕组和 串励绕组产 生的磁势既 可相加也可 I=Ia=If I=Ia+If 励磁绕组与电枢 并联，负载电流 等于电枢电流和 励磁电流之和 励磁绕组与电枢 串联，负载电流 等于电枢电流 相减 I=Ia+If1=If2 既有与电枢绕组并联的励 磁绕组，也有与电枢绕组 串联的电枢绕组
电力拖动控制系统习题解答_新_-顾
1-1 什么叫调速范围？什么叫静差率？调速范围与静态速降和最小静差率有什么关系？如何扩大调速范 围？为什么？
答：最高转速和最低转速之比叫做调速范围， D = nmax = nN 。 nmin n min
静差率是负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落ΔnN与理想空载转速n0之比 s = ∆n 。 n0
调速范围、静差率和额定速降之间的关系是： D = nN s ∆nN (1− s)
只有设法减小静态速降ΔnN 才能扩大调速范围，减小静差率，提高转速的稳定度。 1-2 在直流调速系统中，改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？若给定电压不变，调整反馈电压 的分压比，是否能够改变转速？为什么？ 答：改变给定电压可以电动机的转速，因为系统对给定作用的变化唯命是从；调整反馈电压的分压比可以
解：
∆ncl1
=
nN s D(1− s)
=
1000× 0.15 10× (1− 0.15)
= 17.65r
/
min
∆ncl 2
=
nN s D(1− s)
=
1000× 0.05 10× (1− 0.05)
=
5.26r
/
min
K1
=
∆nop ∆ncl
−1 =
200 17.65
−1 = 10.33 ， K2
静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速。
1-8 采用PI调节器的转速负反馈调速系统，为什么能够较好地解决系统稳பைடு நூலகம்精度和动态稳定性之间的矛 盾？
答：采用比例积分控制的转速负反馈调速系统，其输出有比例和积分两部分组成，比例部分快速响应输入
信号的变化，实现系统的快速控制，发挥了比例控制的长处，同时，可以满足稳态精度的要求。此后，随
电机及电力拖动课后习题答案()
《电机与拖动基础》课后习题第一章 习题答案1．直流电机有哪些主要部件？各用什么材料制成？起什么作用？答：主要部件：（1）定子部分：主磁极，换向极，机座，电刷装置。
（2）转子部分：电枢铁心，电枢绕组，换向器。
直流电机的主磁极一般采用电磁铁，包括主极铁心和套在铁心上主极绕组（励磁绕组）主磁极的作用是建立主磁通。
换向极也是由铁心和套在上面的换向绕组构成，作用是用来改善换向。
机座通常采用铸钢件或用钢板卷焊而成，作用两个：一是用来固定主磁极，换向极和端盖，并借助底脚将电机固定在机座上；另一个作用是构成电机磁路的一部分。
电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆座和汇流条等组成，作用是把转动的电枢与外电路相连接，并通过与换向器的配合，在电刷两端获得直流电压。
电枢铁心一般用原0.5mm 的涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠加而成。
有两个作用，一是作为磁的通路，一是用来嵌放电枢绕组。
电枢绕组是用带有绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成的线圈按一定的规律联接而成，作用是感应电动势和通过电流，使电机实现机电能量装换，是直流电机的主要电路部分。
换向器是由许多带有鸠尾的梯形铜片组成的一个圆筒，它和电刷装置配合，在电刷两端获得直流电压。
2．一直流电动机，已知，，，，0.85r/min 1500n V 220U kw 13P N N N ====η求额定电流N I 。
解：电动机η⋅=N N N I U P ， 故 A =⨯⨯=⋅=5.6985.02201013U P I 3N N N η3． 一直流电动机，已知，，，，0.89r/min 1450n V 230U kw 90P N N N ====η求额定电流N I 。
解：发电机N N N I U P =， 故 A ⨯==3912301090U P I 3N N N 7．什么叫电枢反应？电枢反应的性质与哪些因素有关？一般情况下，发电机的电枢反应性质是什么？对电动机呢？答：负载时电枢磁动势对主磁场的影响称为电枢反应。
《电力拖动自动控制系统》习题解答(前三章)
《电力拖动自动控制系统》部分习题解答第一章1. 什么叫调速范围、静差率它们之间有什么关系怎样才能扩大调速范围 答：①调速范围——电动机在额定负载下调速时，允许的最高转速max n 与最低转速minn 之比叫做调速范围，用D 表示，即minmaxn n D =②静差率——当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落N n ∆与理想空载转速0n 之比，称作静差率S ，即0Nn n S ∆=③直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系为)1(s n s n D N N -∆=④采用闭环控制方式，使转速降落N n ∆能够大幅度下降，才能保证在静差率S 不变的前提下扩大调速范围。
2. 某一调速系统，测得的最高转速特性为n 0max ＝1500 r/min ，带额定负载时的速降N n ∆＝15 r/min ，最低速特性为n 0min ＝100 r/min ，额定速降不变，试问系统能达到的调速范围有多大系统允许的静差率是多少解：已知N n ∆＝15 r/min ，有n max ＝n 0max －N n ∆＝1500 r/min －15 r/min ＝1485 r/min n min ＝n 0min －N n ∆＝100 r/min －15 r/min ＝85 r/min于是调速范围47.17851585 minmax ===n n D静差率%15%10010015%100min0=⨯=⨯∆=n n s N答：系统能达到的调速范围是；允许的静差率是15%。
3. 为什么加负载后直流电动机的转速会降低，它的实质是什么答：当负载电流增大后，电枢电阻上压降增大，使E 减小，导致转速n 必然下降。
实质是电枢电阻的存在导致压降增大。
4. 某调速系统的调速范围是1500 ~ 150 r/min ，要求静差率为s ＝2% ，那么系统允许的静态速降是多少如果开环系统的静态速降是100 r/min ，则闭环系统的开环放大系数应有多大解：①已知101501500==D ，又)1(s n s n D N N -∆=06.3)02.01(1002.01500)1(N N =-⨯=-=∆s D s n n r/min也可以这样计算n n n n n s NNN ∆+∆=∆=min 0 min r/06.302.0102.01501min N =-⨯=-=∆s s n n ②因为 K1op cl +∆=∆n n所以 68.31106.31001K clop =-=-∆∆=n n答：要求静差率为s ＝2%时，系统允许的静态速降是min ；如果开环系统的静态速降是100 r/min ，则闭环系统的开环放大系数应有。
电拖计算答案
１－１４ 有一个V-M 系统,已知:电动机: （15分）Ω=====15.0m in;/1500;15;220;8.2a N N N N R r n A I V U KW P ,Ra=1.5,整流装置内阻Ω=1rec R ,触发整流环节的放大倍数35=S K 。
（15分） (1) 系统开环工作时,试计算调速范围D=30时的静差率s 值;(2) 当D=30, %10=S 时,计算系统允许的稳态速降;(3) 如组成转速负反馈有静差调速系统,要求D=30,%10=S ,在,N N d n n n I I V U ===,,10*,计算转速负反馈系数a 和放大器放大系数Kp;（4）如将上述调速系统改为电压负反馈有静差调速系统,仍要求在N N d n n n I I V U ===,,10*,并保持系统原来的开环放大系数Ｋ不变，试求在Ｄ＝30时的静差率。
解：（１）r V n R I UC Na N Ne min/131.015005.16.15220⋅=⨯-=-=（原来多加了1）min /7.297131.0)5.11(6.15r C RIn edNop =+⨯==∆%61.857.297507.297m in0=+=∆=n n s（２）当 Ｄ＝30，Ｓ＝10％ 时计算系统允许的稳态速降min /56.5)1.01(301.0*1500)1(r S D S n n N cl =-=-=∆（３）54.52156.57.2971=-=-∆∆=clop n n K求取α的方法同1-10可得α=0.00652r V m in/∙ ）取30(16.30131.0/35*00652.054.52/===eS pC K KKα（4）改为电压负反馈有静差调速系统 闭环转速降落为：min 180.825178.6224.2132.05.16.15)54.521(131.016.15)()1(r C R I K C R I n ea N e rec N cl =+=⨯++⨯=++=∆当调速D范围不变时静差率为：%78.35%1008.1803015008.18030=⨯⨯+⨯=∆+∆=NN N cl n D n n D s显然比速度反馈系统在调速范围不变的情况下静差率大的多，但比无反馈系统静差率小了2-7在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器ASR 、ACR 均采用PI 调节器。
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第一章 直流电机1-3 直流发电机和直流电动机中的电磁转矩T 有何区别？它们是怎样产生的？而直流发电机和直流电动机中的电枢电动势，a E 又有何区别？它们又是怎样产生的？解：直流发电机的电磁转矩T 是制动性质的，直流电动机的电磁转矩T 是驱（拖）动性质的，它们都是由载流导体在磁场中受到的电磁力，形成了电磁转矩；直流发电机的电枢电动势E a 大于电枢端电压U ，直流电动机的电枢电动势E a 小于电枢端电压U ，电枢电动势E a 都是运动导体切割磁场感应产生的。
1-4 直流电机有哪些主要部件？各起什么作用？解：直流电机的主要部件有定子：主磁极（产生主极磁场）、机座（机械支撑和导磁作用）、换向极（改善换向）、电刷（导入或导出电量）；转子：电枢铁心（磁路的一部分，外圆槽中安放电枢绕组）、电枢绕组（感应电动势，流过电流，产生电磁转矩，实现机电能量转换）、换向器（与电刷一起，整流或逆变）1-5 直流电机里的换向器在发电机和电动机中各起什么作用？解：换向器与电刷滑动接触，在直流发电机中起整流作用，即把线圈（元件）内的交变电整流成为电刷间方向不变的直流电。
在直流电动机中起逆变作用，即把电刷间的直流电逆变成线圈（元件）内的交变电，以保证电动机能向一个方向旋转。
1-6 一台Z2型直流发电机，m in,/1450,230,145r n V U kW P N N N ==-求该发电机额定电流。
解： A U P I N N N 43.630230101453=⨯== 1-7 一台Z2型直流电动机，m in,/1500%,90,220,160r n V U kW P N N N N ===-η求该额定电流是多少？解： A U P I N N N N 08.8089.022*******=⨯⨯==η 1-12 如何判断直流电机是发电机运行还是电动机运行？它们的电磁转矩、电枢电动势、电枢电流、端电压的方向有何不同？解：用E a 与U 的关系来判断：直流发电机的E a >U ，电枢电流I a 与电枢电动势E a 同方向，电磁转矩T 是制动性质的(方向与转向n 相反)，电流是流到电压U 的正端；直流电动机的U > E a ，电枢电流I a 与电枢电动势E a 反方向，电磁转矩T 是驱动性质的(方向与转向n 相同)，电流是从电压U 的正端流出的。
1-13 直流电机的励磁方式有哪几种？在各种不同励磁方式的电机中，电机输入（输出）电流I 与电枢电流I a 及励磁电流I f 有什么关系？解：直流电机的励磁方式有四种：他励、并励、串励、复励。
以直流电动机为励：他励的I=I a （与I f 无关），并励的I= I a + I f ，串励的I= I a = I f ，复励的I= I a + I f 并 。
1-14 一台并励直流电动机，U N =220V ，I N =80A ，电枢回路总电阻R a =0.036Ω,励磁回路总电阻R f =110Ω，附加损耗85.0,01.0==n s pN p η。
试求：①额定输入功率P 1；②额定输出功率P 2；③总损耗p E ；④电枢铜损耗cua p ；⑤励磁损耗f p ；⑥附加损耗s p ；⑦机械损耗和铁心损耗之和o p解：A I I I A R U I f N a f N f 78280 2110220=-=-==== 1831.38W149.6-440-219.02-2640 2640149601760060.1491496001.001.01496085.0176001760080220440110202.219036.0781112222==---=+==-=-==⨯===⨯=⨯==⨯===⨯===⨯==∑∑s f cua Fe m oN N S N N N N f f f a a cuaP P P p P P ：P W P P p ：W P ：pW P ：P WI U ：P WR I ：P W R I ：P 空载损耗总损耗附加损耗额定输出功率额定输入功率励磁损耗电枢铜耗η1-15 一台他励直流电动机，额定数据为：m in,/1200%,90,220,10r n V U kW P N N N N ===-η电枢回路总电阻Ω=044.0aR 。
试求： 1）额定负载时的电枢电动势和额定电磁转矩。
2）额定输出转矩和空载转矩。
解N aN N N N N N N N N I I A U P I I U P ==⨯⨯==∴= 51.509.02201010 3他励ηηΘ mN T T T m N n P T m N n P T WI E P VR I U E R I E U N N N N N em a a em a N N a a a a ⋅=-=-=⋅=⨯⨯==⋅=⨯=⨯==⨯===⨯-=-=∴+=96.758.7954.87 58.7955.91200101055.9 54.8755.9120007.1100055.9 07.1100051.5078.217 78.217044.051.50220 03Θ1-19 何谓换向？讨论换向过程有何实际意义？解：直流电机运行时，电枢绕组的线圈（元件）由一条支路经电刷短路进入另一条支路，该线圈中的电流方向发生改变，这种电流方向的改变叫换向。
讨论实际的换向过程，了解影响换向的电磁原因，才能对症下药，实施改善换向的方法。
1-20 换向极的作用是什么？它应当装在何处？换向极绕组应当如何连接？如果换向解：极绕组的极性接反了，电机在运行时会出现什么现象？换向极的作用是改善换向，它应装在主磁极的几何中心线处，换向极绕组与电枢绕组串联，且使换向极磁通势的方向与电枢磁通势的方向相反。
如果极性接错，使两种磁通势的方向相同，那就会更恶化换向，运行时后刷边的火花更大，甚至可能烧坏电刷和换向器。
第二章 直流电机的电力拖动2-3 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是什么？解：电力拖动系统稳定运行的必要条件是：电动机的机械特性和生产机械的负载转矩特性曲线有交点；充分条件是：交点（T=T L ）处满足 dT/dn< dT L /dn 。
2-4 他励直流电动机在什么条件下得到固有机械特性)(T f n=的？一台他励电动机的固有机械特性有几条？人为机械特性有几类？有多少条？解：他励直流电动机在U=U N ，电枢回路不串入附加电阻，励磁电流I f = I fN （磁通Φ为额定磁通ΦN ）的条件下，得到固有机械特性的。
一台他励直流电动机有一条固有机械特性，人为机械特性有降压、电枢回路串电阻、弱磁三大类，有无数条。
2-6 一台直流他励电动机，,115m in,/980,220,21A I r nN V U kW P N N N ====电枢电阻Ω=1.0a R 。
计算：1）全压起动时电流I st 。
2）若限制起动电流不超过200A ，采用电枢串电阻起动的最小起动电阻为多少？采用减压起动的最低电压为多少？解：1）A R U I a N st 22001.0220=== 2）Ω=-=-=11.0200220a st N st R I U R 20V 0.1200 =⨯==a st st R I U2-9 他励直流电动机，Ω=====202.0min,/1000,94,220,18a N N N R r nN A I V U kW P求在额定负载下：设降速至800r/min 稳定运行，外串多大电阻？采用降压方法，电源电压应降至多少伏？解： 201.01000202.094220 =⨯-=-=ΦN a a N N e n R I U C1）Ω=-⨯-=-Φ-=428.0202.094800201.0220a a N e pa R I n C U R 2）V R I n C U a N N e 79.179202.094800201.0=⨯+⨯=+Φ=第四章 三相异步电动机4-2 三相异步电动机旋转磁场的转速由什么决定？试问工频下2、4、6、8、10极的异步电动机的同步转速各为多少？频率为60Hz 时的呢？解：三相异步电动机旋转磁场的转速与电源频率成正比，与电动机的极对数成反比。
工频下2、4、6、8、10极的异步电动机的同步转速各为3000、1500、1000、750、600r/mim ；频率为60Hz 下2、4、6、8、10极的异步电动机的同步转速各为：3600、1800、1200、900、720 r/mim 。
4-3 旋转磁场的转向由什么决定？解：在三相绕组空间排序不变的情况下，由三相电流的相序决定。
4-4 试述三相异步电动机的转动原理，并解释“异步”的意义。
解：当三相异步电动机接到三相交流电源上，气隙中产生旋转磁场，则静止的转子绕组便相对切割磁场，感应出电动势。
转子绕组是闭合的，就有转子电流产生，该电流再与旋转磁场相互作用，便在转子绕组中产生电磁力f ，而转子绕组中均匀分布的每一导体上的电磁力对转轴的力距之总和即为电磁转矩T ，它驱动转子沿旋转磁场的方向旋转起来。
三相异步电动机的转子转速最终不会加速到等于旋转磁场的转速。
因为如果同步，转子绕组与旋转磁场之间没有相对运动，就不会感应电动势并产生电流，也不会产生电磁转矩使转子继续转动。
所以转子的转速n 总要略低于旋转磁场的转速n 1，这就是异步电动机的“异步”由来。
4-7 一台三相异步电动机的m in /960,50r n Hz f N N ==，该电动机的极对数和额定转差率是多少？另有一台4极三相异步电动机，其s N =0.03，那么它的额定转速是多少？解：因异步电动机额定转速n N 略低于但很接近于对应的同步速，因此选择1000r/min 的同步速，其极对数为额定转差率： 对4极s N =0.05的电动机：47505060601=⨯==n f p 04.01000960100011=-=-=n n n s N Nn N =n 1(1－s)=1500×(1－0.05)r/min=1425r/min4-10 一台△联结的Y132M-4异步电动机，其P N =7.5kW ，U N =380V ，n N =1440r/min, ηN =87%,82.0cos =N ϕ，求其额定电流和对应的相电流。
解：A Cos U P I N N N NN 97.1582.087.03803105.7331=⨯⨯⨯⨯==ϕηA I I NN 22.9397.153 11===∴∆ϕ接法Θ4-19 异步电动机主磁通的大小是由外施电压大小决定的还是由空载电流大小决定的？解：异步电动机主磁通的大小是由外施电压大小决定的（频率一定）。
4-28 为什么异步电动机的功率因总数是滞后？解：因为三相异步电动机要从电网吸收感性无功电流建立旋转磁场，对电网来说异步电动机永远是一个感性负载，即功率因总数是滞后。