《电气传动与调速系统》平时作业

《电气传动与调速系统》平时作业平常作业（一）第1章 电气传动系统动力学基础一、咨询答题1.电气传动系统力学方程式中，M T ，L T 和n 的正方向是如何规定的？如何表示它的实际方向？2.讲明J 和2GD 的概念，它们之间有什么关系？3.从动力学方程式中如何看出系统是处于加速、减速、匀速等运动状态？4.分析多轴电气传动系统时什么原因要折算为单轴系统？折算的原则是什么？5.什么原因低速轴转矩大？高速轴转矩小？6.起重机提升和下放重物时，传动机构的损耗由电动机承担依旧重物承担？提升和下放同一重物时，传动机构损耗的大小如果相同，传动机构的效率是否相等？7.负载的机械特性有哪几种类型？各有什么特点？8.什么叫稳固运行？电气传动系统稳固运行的条件是什么？二、运算题1.下图所示各图中，M T ，L T 和n 为实际方向，试回答以下咨询题：（1）按照图示M T ，L T 和n 的方向，列出各机电传动系统的动力学方程式；（2）讲明各图中M T ，L T 是拖动转矩，依旧制动转矩；（3）按照图示M T ，L T 和n 的方向，讲明各系统的运行状态是加速、减速依旧匀速。

2.有一机电传动系统，减速机构为两级减速箱，其示意图如下图所示。

已知齿轮齿数之比12Z Z =3，34Z Z =5，减速机构的效率c η=0.92，各齿轮的飞轮惯量分别为221m 4N .29G D ⋅=，222m 4N .78G D ⋅=，223m 49N GD ⋅=，224m 196N G D ⋅=，电动机的飞轮惯量22M m 294N G D ⋅=，负载的飞轮惯量22L m 450.8N G D ⋅=，负载转矩m 4N .470T L ⋅=，试求：（1）折算到电动机轴上的负载转矩；（2）折算到电动机轴上的系统总的飞轮惯量。

3.有一刨床电力拖动系统，其传动系统如下图所示。

已知电动机M 的转速m in r 420n M =，其转子（或电枢）的飞轮惯量22M m 110.5N G D ⋅=，工作台1G 重1G =12050N ，工件2G 重2G =17650N ，各齿轮的齿数及飞轮矩如表1所示，齿轮8的节距为=8t 25.13mm 。

试运算刨床拖动系统在电动机轴上的总飞轮惯量。

表1 各齿轮的齿数及飞轮矩齿轮号1 2 3 4 5 6 7 8 齿数z20 55 30 64 30 78 30 66 飞轮惯量)m /(N G D 22⋅ 4.12 20.10 9.81 28.40 18.60 41.20 24.50 63.754.某起重机拖动系统如下图所示。

已知被提升重物G 的重力G=19600N ，提升速度s m 5.0v =，传动齿轮的效率96.021==ηη，卷筒的效率95.03=η，卷筒直径D=0.4m ，传动机构的转速比6j 1=，10j 2=，各转轴上的飞轮惯量为22M m 10.78N G D ⋅=，221m 24.5N G D ⋅=，222m 14.7N G D ⋅=，忽略纲绳的重力和滑轮传动装置的损耗，试求：（1）折算到电动机轴上的总飞轮惯量；（2）以s m 5.0v =匀速提升重物时，电动机所输出的转矩和功率；（3）以s m 5.0v =匀速下放重物时，电动机所输出的转矩和功率；（4）以s m 5.0v =，加速度2s m 1.0a =提升重物时，电动机所输出的转矩。

5.在下图中，曲线1为电动机机械特性，曲线2为负载机械特性，试判定在图中哪些交点上运行是稳固的？哪些交点上运行是不稳固的？第2章直流电动机的传动特性一、咨询答题1.简述直流电动机的结构和工作原理。

2.直流他励电动机的机械特性指的是什么？是按照哪几个方程式推导出来的？3.如何绘制直流他励电动机的固有机械特性和人为机械特性？4.电动机的特性硬度是如何定义的？它和静差率有什么区别？5.直流他励电动机什么原因不能直截了当起动？6.直流他励电动机有哪几种限制起动电流的起动方法？7.直流他励电动机有哪几种调速方法？各有什么特点？8.直流他励电动机有哪几种制动方法？各有什么特点？9.什么叫做电气传动系统的过渡过程？引起过渡过程的缘故有哪些？10.电气传动系统的机电时刻常数是什么？它对系统的过渡过程有什么阻碍？11.在中小型直流他励电动机的电气传动系统中，什么原因一样情形下只考虑机械惯性？12.一直流他励电动机拖动提升机构，当电动机拖动重物匀速上升时，突然将电枢电压反接，试利用机械特性讲明：（1）从反接开始到达到新的稳固运行状态期间，电动机经历了哪几个过程？最后稳固在什么运行状态？（2）每一过程中，n、I及M T是如何变化的？a13.当提升机下放重物时，欲使他励电动机获得低于理想空载转速的速度，应采取什么制动方法？14.采纳能耗制动和电源反接制动时，什么原因要在电枢回路中串入电阻？哪种情形串入的电阻大？二、运算题1.有一台Z 型他励直流电动机，其铭牌数据为：40kW P N =，220V U N =，210A I N =，min r 750n N =。

求：（1）固有机械特性；（2）电枢串入0.4Ω电阻的人为特性；（3）U=110V 的人为特性；（4）N 8.0Φ=Φ的人为特性。

2.一台他励直流电动机的额定数据如下：5kW .7P N =，220V U N =，39.8A I N =，min r 1500n N =，Ω=396.0R a 。

要求拖动N L 8T .0T =的横转矩负载，采纳三级起动，试用解析法求解各级电阻和各分段电阻的数值。

（1）欲使电动机转速降为m in r 500n =，电枢回路应串入多大电阻？（2）采纳降压调速使电动机转速降为m in r 500n =，电压应降至多少伏？（3）减弱磁通使N 85.0Φ=Φ时，电动机的将升至多高？能否长期运行？4.直流他励直流电动机的数据与上题相同，仍带额定负载转矩运行，求：（1）如果要求静差率S ≤20%，采纳电枢回路串电阻调速和降压调速时所能达到的调速范畴；（2）如果要求调速范畴D=4，采纳以上两种调速方法时的最大静差率。

5.一台他励直流电动机的额定数据如下：30kW P N =，220V U N =，156.9A I N =，min r 1500n N =，Ω=082.0R a 。

试求：（1）电动机带抵抗性负载N L 8T .0T =运行时，进行能耗制动，欲使起始制动转矩为2N T ，电枢回路应串多大电阻？（2）电动机带位能性额定负载转矩，以m in r 1000的速度下放时，可用哪些方法，电枢回路分别应串多大电阻？（3）电动机带抵抗性额定负载转矩运行时，进行电源反接制动停车，欲使起始制动转矩为2N T ，电枢回路应串多大电阻？（4）电动机带位能性额定负载，N L 8T .0T =，欲以m in r 1800的速度下放时，应采纳什么方法，电枢回路应串多大电阻？6.一台他励直流电动机，额定功率40kW P N =，额定电压220V U N =，额定电流203.3A I N =，额定转速min r 1500n N =，电枢绕组电阻Ω=06.0R a ，系统的飞轮惯量22m 15N GD ⋅=，负载转矩L T 是N T 的0.6倍，在电动机额定电流的二倍的条件下起动，试求：（1）应串入电枢回路的电阻ad R ；（2）起动过程中的)t (I a ，)t (n ；（3）起动时刻。

平常作业（二）第3章 交流电动机的传动特性一、咨询答题1.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？什么原因？2.当三相异步电动机的负载增加时，什么原因定子电流会随转子电流的增加而增加？3.三相异步电动机带一固定负载运行时，若电源电压降低了，现在电动机的转矩及转速有无变化？如何变化？4.三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？对电动机有何阻碍？5.三相异步电动机断了一根电源线后，什么原因不能起动？而在运行时断了一根，什么原因仍能连续转动？这两种情形对电动机将产生什么阻碍？6.三相异步电动机什么原因不运行在m ax T 或接近m ax T 的情形下？7.三相笼型异步电动机的起动电流一样为额定电流的4～7倍，什么原因起动转矩只有额定转矩的0.8～1.2倍？8.三相异步电动机能在低于额定电压下长期运行吗？什么原因？9.笼型异步电动机的起动方法有哪几种？各有何优缺点？各适用于什么场合？10.三相异步电动机在相同电源电压下，满载和空载起动时，起动电流是否相同？起动转矩是否相同？11.绕线转子异步电动机采纳转子串电阻起动时，所串电阻越大，起动转矩是否也越大？12.什么原因绕线转子异步电动机在转子串电阻起动时，起动电流减少而起动转矩反而增大？13.异步电动机有哪几种调速方法？各种调速方法有何优缺点？14.如何样实现变极调速？变极调速时什么原因要改变定子电源的相序？每种变极调速有何特点？15.试讲明笼型异步电动机定子极对数突然增加时，电动机的速度变化过程。

16.异步电动机有哪几种制动状态？各有何特点？17.异步电动机带位能性负载，试讲明定子相序突然改变时，电动机的速度变化过程。

18.同步电动机的工作原理与异步电动机的有何不同？19.一样情形下，同步电动机什么原因要采纳异步起动法？20.什么原因能够利用同步电动机来提升电网的功率因数？二、运算题1.一台三相异步电动机，额定频率50Hz f N =，额定转速m in r 960n N =，求额定转差率N S 。

2.电源线电压为380V ，现有两台电动机，其铭牌数据如下，试选择定子绕组的连接方式。

（1）Y90S-4，功率1.1kW ，电压220/380V ，连接方法Y ∆，电流4.62/2.7A ，转速min r 1400n N =，功率因数0.79；（2）Y112M-4，功率4.0kW ，电压380/660V ，连接方法Y ∆，电流8.8/5.1A ，转速min r 1440n N =，功率因数0.82。

3.一台三相异步电动机，已知2kW P N =，min r 2840n N =，2m =λ，380V U N =，50Hz f N =，求其固有特性的转矩表达式。

4.一台三相笼型异步电动机，75kW P N =，min r 1470n N =，380V U N =，定子为三角形接法，137.5A I N =，起动电流N st 5I .6I =，起动转矩N st T T =，拟带50%额定负载起动，电源容量为1000KV ·A ，试选择适当的起动方法。

第4章 电气传动系统中电动机的选择一、咨询答题1.电动机的温升与哪些因素有关？电动机铭牌上的温升值其含义又是什么？电动机的温升、温度以及环境温度三者之间有什么关系？2.电气传动系统中，电动机的选择包括哪些具体内容？3.选择电动机的容量时要紧应考虑哪些因素？4.电动机有哪几种工作方式？当电动机的实际工作方式与铭牌上标注的工作方式不同时，应注意哪些咨询题？5.一台室外工作的电动机，在春、夏、秋、冬四季事实上际承诺的使用容量是否相同？什么原因？6.电动机运行时承诺温升的高低取决于什么？阻碍绝缘材料寿命的是温升依旧温度？7.电动机的额定功率时如何确定的？环境温度长期偏离标准环境温度40℃时，应如何修正？二、运算题有一起重机，其工作负载如下图所示，其中P=10kW ，工作时刻p t =0.91min ，空车时刻0t =2.34min ，要求采纳绕线转子异步电动机，转速为m in r 1000左右，试选用一台合适的电动机。