直流电力拖动习题集答案

1、 什么叫电力拖动系统？

答：电力拖动系统是指由各种电动机作为原动机，拖动各种生产机械（如起重机的大车和小车、龙门刨床的工作台等），完成一定生产任务的系统。

2、 什么叫单轴系统？什么叫多轴系统？为什么要把多轴系统折算成单轴系统？

答：在电力拖动系统中，若电动机和工作机构直接相连，这种系统称为单轴系统。若电动机和工作机构通过传动机构相连，这种系统我们称为多轴系统。

多轴电力拖动系统的运动情况比单轴系统就复杂多了。若按多轴，要列出每根轴自身的运动方程式，再列出各轴之间互相联系的方程式，最后联立求解这些方程，才能分析研究整个系统的运动比较复杂。为了简化分析计算，通常把传动机构和工作机构看成一个整体，且等效成一个负载，直接作用在电动机轴上，变多轴系统为单轴系统，再用运动方程式来研究分析，这样简单方便。

3、 常见的生产机械的负载特性有哪几种？位能性恒转矩负载与反抗性恒转矩负载有何区别？

答：常见的生产机械的负载特性有恒转矩负载特性、恒功率负载特性及转矩随转速而变的其它负载特性。其中恒转矩负载特性分为反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载，反抗性恒转矩负载的大小恒定不变，而方向总是与转速的方向相反，即负载转矩始终是阻碍运动的。位能性恒转矩负载的大小和方向都不随转速而发生变化。

4、 运用拖动系统的运动方程式，说明系统旋转运动的三种状态。

答： dt dn GD T T L 3752=-

（1）当T ＞T L ，0>dt

dn 时，系统作加速运动，电动机把从电网吸收的电能转变为旋转系统的动能，使系统的动能增加。

（2）当T ＜T L ，dt

dn ＜0时，系统作减速运动，系统将放出的动能转变为电能反馈回电网，使系统的动能减少。

（3）当T ＝T L ，0=dt

dn 时，n =常数（或n =0），系统处于恒转速运行（或静止）状态。系统既不放出动能，也不吸收动能。

5、 他励直流电动机的机械特性指的是什么？

答：直流电动机的机械特性是指电动机在电枢电压，励磁电流、电枢回路电阻为恒定值的条件下，即电动机处于稳定运行时，电动机的转速n 与电磁转矩T 之间的关系：n =f (T )。

6、 什么叫他励直流电动机的固有机械特性？什么叫人为机械特性？

答：他励直流电动机的固有机械特性是指在额定电压和额定磁通下，电枢电路没有外接电阻时，电动机转速与电磁转矩的关系。

一般是改变固有特性三个条件中（a N N R R U U ===,,φφ）任何一个条件后得到的机械特性称为人为机械特性

7、 试说明他励直流电动机三种人为机械特性的特点。

答：1．电枢串电阻人为特性的特点是：

（1）理想空载转速n 0不变。

（2）机械特性的斜率β随S a R R +的增大而增大，特性变软。

2、降低电枢电压U 时的人为特性的特点是：

（1）斜率β不变，对应不同电压的人为特性互相平行。

（2）理想空载转速0n 与电枢电压U 成正比。

3．减弱磁通的人为特性的特点是：

（1）磁通减弱会使0n 升高，0n 与φ成反比。

（2）磁通减弱会使斜率β加大，2φβ与成反比。

（3）人为机械特性是一族直线，但既不平行，又非放射形。磁通减弱时，特性上移，而且变软。

8、 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是什么？

答：拖动系统稳定运行的必要和充分条件是：

1．电动机的机械特性与生产机械的负载特性有交点，即存在L T T =；

2．在交点所对应的转速之上（0>∆n ），应保证L T T <（使电动机减速）；而在这一转速之下（0<∆n ），则要求L T T >（使电动机加速）。

9、 直流电动机为什么不能直接起动？如果直接起动会引起什么后果？ 答：因为直流电动机在起动瞬间（n =0时），此时电枢电流，a

N st R U I =

由于电枢电阻a R 很小，所以直接起动电流将达到额定电流的10~20倍。这样大的电流会使电动机换向困难，甚至产生环火烧坏电机。另外过大的起动电流会引起电网电压下降，影响电网上其他用户的正常用电。因此，必须不允许直接起动。

10、 直流电动机的起动方法有几种？

答：直流电动机的起动方法一般分为直接起动（极小容量电动机）、电枢回路串电阻起动和降低电枢电压起动。

11、 当电动机拖动恒转矩负载时，应采用什么调速方式？拖动恒功率负载时，又应采用什么样的调速方式？

答：当电动机拖动恒转矩负载时，应采用恒转矩调速。拖动恒功率负载时，又应采用恒功率调速方式。

12、 为什么恒转矩负载最好选用恒转矩调速方式？

答：假设有一恒转矩负载L T ，采用弱磁调速（恒功率调速）。则转速稳定时，有 常数===L a T T I C T φ 因为恒功率调速是减弱磁通调速，要想产生恒定转矩与负载转矩平衡，由上式可以看出，a I 必须与φ成反比而改变。无法做到保持电枢电流为额定值不变。

常数==L a T T I n

k C 常数=n I a 常数==min min max max n I n I 常数==min max min max n n I I 如以最高转速时的电枢电流为额定值，即取N I I =max ，则在低速运转时，电枢电流将小于额定值，电动机得不到充分利用，造成浪费。反之，如取最低转速时的电枢电流为额定值，N I I =min ，则在高速运转时，电枢电流将超过额定值，影响电动机的寿命。

13、 他励直流电动机的三种调速方法各属于什么调速方式？

答：串电阻调速和降压调速属于恒转矩调速 ，弱磁调速属于恒顾虑调速。

14、如何改变他励直流电动机的旋转方向？

答：由电动机电磁转矩的表达式a T I C T φ=可知，要改变电磁转矩的方向，从理论上讲，一是保持电动机励磁电流方向（磁场方向）不变而改变电枢电流方向，即改变电枢电压极性。二是保持电枢电压极性不变而改变励磁电流方向。注意，同时改变电枢电流和励磁电流的方向，电动机的转向不变。

15、 怎样实现他励直流电动机的能耗制动？

答：当需要制动时，保持励磁电流不变，将电枢两端的电源断开，在定子两相回路中，接入直流电源和制动电阻B R 。

在这一瞬间，由于拖动系统的机械惯性作用，电动机的转速来不及改变，又由于磁通不变，于是a E 的大小和方向均未变。因a E U ,0=将在电枢闭合回路中产生电流aB I ， B

a a aB R R E I +-=为负值，表明它的方向与电动状态时相反，如图