最新电机与拖动期末复习题.(DOC)

一、直流电机的回答问题

1、直流电机有哪几种励磁方式？在各种不同励磁方式的电机里，电机的输入、输出电流和励磁电流有什么关系？

答： 励磁方式有：

⎪⎪⎩⎪⎪

⎨⎧⎪⎩

⎪

⎨⎧他励

复励并励串励

自励

1、直流电机的电枢电动势和电磁转矩的大小取决于哪些物理量，这些量的物理意义如何？

答：电枢电动势n C E e a

Φ=

其中，C e 是电机的电动势结构数a

pN

C e 60=

，它的大小决定于电枢绕组导体总根数N 、主磁极对数 p 及并联支路数2a ，Φ是每个极面下的磁通，n 是电机转速。

电磁转矩a M M

I C T Φ=

C T 是电机的电磁转矩结构常数，a

pN

C T

π2=

，它的大小决定于电枢绕组导体总根数N 、主磁极对数p 及并联支路数 2a ，Φ

复励 I a =I f

+I

U 并励 I a =I f +I I f =U/R f

是每个极下的磁通，a I 是电枢电流。

1、如何判断直流电机运行于发电机状态还是运行于电动机状态？它们的功率关系有什么不同？

答：用感应电动势和端电压的大小来判断。当U

E a

>时

为发电机状态，由原动机输入的机械功率，空载损耗消耗后，转换为电磁功率a a I E T =Ω⋅，再扣除电枢和励磁损耗后，以电功率UI 的形式输出；当U E a <时，为电动机运行状态，电源输入的功率UI ，扣除电枢和励磁铜耗后，转变为电磁功率

Ω

⋅=T I E a a ，再扣除空载损耗后，输出机械功率。

1、直流电动机为什么能不能直接起动？一般的他励直流电动机为什么不能直接起动？采用什么起动方法比较好？ 答：

不能直接起动。这是因为受到换向器的限制，起动瞬间电枢回路相当于短路，如不加以限制，电流太大会烧毁换向器，所以，直流电动机不允许直接起动。通常采用电枢回路串电阻起动，或降压起动，以降压起动为最好。因为降压起动时，可以实现无电流冲击，做到平滑、无级的连续起动，甚至可以做到恒力矩起动。

1、直流电机的衡量调速性能的好坏时，采用哪些指标，说明各项指标的意义。 答：

就调速指标而言，有静差率、调速范围、平滑性等，静差率与硬度是有区别的。静差率按低速机械特性校核。静差率δ与调速范围D 是互相制约的。

调速范围反映了电机的额定工作时的速度变化范围，平滑性，反映了系统调速过程中的连续性、匀速性的特点。 1、直流他励电动机常用哪几种方法进行调速？它们的主要特点是什么？比较它们的优缺点。 答：

直流电动机通常采用三种方法调速，它们是电枢回路串电阻调速；调整电枢电压调速；弱磁调速。其中，串电阻调速和调整电枢电压调速都是属于恒转矩调速，而弱磁调速则属于恒功率调速。

其特点是, 串电阻调速和调整电枢电压调速都适用于亚同步调速,即空载转速以下调速,而弱磁调速一般都用于空载转速以上调速。

1、直流电机的何谓恒转矩调速方式？何谓恒功率调速方式？为什么要考虑调速方式与负载类型的配合？怎样配合才合适？

答：

根据定义，恒转矩调速是指在在调速的过程中始终保持电磁转矩不变的调速。在保持励磁不变、负载不变的条件下，通过改变电枢电阻和电枢电压可以实现恒转矩调速。

恒功率调速是指在在调速的过程中始终保持输入的电功率不变的调速。在保持电枢电压不变、负载不变的条件下，通过改变励磁电流可以实现恒功率调速。

对恒定负载采用恒转矩调速方式；对额定转速以上的调速采用恒功率调速。

1、直流电机的比较各种电磁制动方法的优缺点，它们各应用在什么地方？

答：

电源反接串电阻制动和能耗制动制动速度快，但对电机（机械）冲击大，能量完全消耗在制动电阻上；电枢回路串电阻制动，制动速度快，可实现分级制动，但制动后需迅速切除电枢回路中所串电阻，多用于起动和制动的过程中；回馈制动主要是指带有逆变装置的电压调速，通过降低电枢电

压，使直流电机在一段时间内，处于发电状态，并将发出的电回馈电网。

1、 采用能耗制动、转速反向的反接制动及回馈制动都能实现恒速下放重物，从节能的观点看，哪一种方法最经济？哪一种方法最不经济？ 答：

回馈制动最经济；能耗制动最不经济。

1、他励直流电动机起动时未加励磁，会出现什么后果？如在运行中励磁回路突然断线，又会出现什么后果？ 答：未加励磁时，主磁极只有剩磁，与电枢电流作用产生很小的电磁转矩，不能克服负载转矩起动，故电枢回路没有反电动势，电枢电流很大。如不及时切断电源，对电刷、电枢绕组等会造成过热而损坏。若运行时磁路突然断开，主磁通迅速减小，转速将急速增加，造成“飞车”现象。 二、直流电机的计算题

1-1 一台他励直流电动机，P N ＝7.6kw ，U N ＝110V ，I N ＝85.2A ，n N =750r ／min ，R a =0.13Ω，起动电流限制在2.1I N 。 （1）采用串电阻起动，求起动电阻； （2）若采用降压起动，电压应降为多少？ （3）求出这二种情况下的机械特性。 解：

（1）所串电阻R =

N

N

I U 1.2-R a =

2

.851.2110

⨯-0.13Ω≈0.48Ω. （2）降压起动的电压为U =2.1I N R a =2.1⨯85.2⨯0.13v ≈23.3v.

（3）电势系数c e N Φ=

N

a

N N n R I U -=750

13.02.85110⨯-≈0.13

转矩系数c M

N Φ=9.55 c e N Φ=9.55⨯0.13≈1.26

串电阻时，机械特性 n =

N

e N c U Φ-

2

N

M e a c c R R Φ+T =

13

.0110-

26

.113.013.048.0⨯+T ≈

846.2-3.72T =874-3.72T

降压时，机械特性 n =

N

e c U Φ-

2

N

M e a c c R ΦT =

13

.03.23-

26

.113.013.0⨯T ≈

179.2-0.79T =180-0.79T

1-2 一台直流他励电动机，P N =10 kW ，U N ＝220V ，I N ＝54A ，n N ＝1000r ／min ，R a ＝0.5Ω，Φ=ΦN ，在负载转矩保持额定值不变的情况下工作，不串电阻，将电压降至139V 。试求：

（1）电压降低瞬间电动机的电枢电流和电磁转矩； （2）进入新的稳定状态时的电枢电流和转速； （3）求出新的稳定状态时，电动机的静差率和效率。 解：瞬间时

E a =U N -I N R a =220-54⨯0.5v=193v. 电势系数c e N Φ=N

a

n E =1000

193=0.193

转矩系数c M

N Φ=9.55 c e N Φ=9.55⨯0.193≈1.84

（1）降压瞬间的电枢电流I a =

a

a

R E U -1=5

.0193139-A =-108A