1、电力拖动基础复习题一、填空题：1。 直流电机的机械特性方程为 n = Ua/Ce-RaT/CaC T 2，各项的意义为 同步转速 no=Ua/Ce 转速将 n=-RaT/CaCT 2 斜率 =-Ra/CaCT 2 。2。 他励直流电机的自然（固有）特性的条件 UaUN = N (If=IfN) 电枢不串电阻。3。 他励直流电机的人为特性与自然特性相比较，降压人为 特性的斜率 不变 理想空载转速 变化；串电阻 n0不变 变化；弱磁人为 n0、 均 变化。4。 直流电机直接启动时，I st=（1020）I N ，带来影响 巨大的电磁力损坏绕组 保护装置的动作无法起动 换向的条件恶化 电网电的波动影
2、响其它电机的正常工作 巨大的冲击力损坏减速装置 。5。 直流电机起动的方法有 电枢串电阻或降低供电电压 .。6。 直流电机的制动有电压反接，电势反接，能耗制动，回馈制动.7。 电机的电动状态和制动状态的区别为是 视 n 与 T 方向；相同为电动，相反为制动 。8。 电机的回馈制动除了 n 与 T 方向相反 还要 |n|n 0|。9。 电机的调速指标： 静差率 ， 调速范围 ， 平滑性 ， 调0.maxinNTD1Kn速方法与负载转矩的配合 ， 调速的经济性 .。10。 直流电机的恒转矩调速有 调压调速，电枢串电阻，恒功率调速有 弱磁调速.11。 直流电机的 n = f（t）为 动态特性，n =
3、 f（T）为 静态特性。12。 判断电力拖动系统的稳定条件为 dT dn 0，0，=0 确定。16. 三相交流异步电动机机械特性的转矩方程有：物理方程为 ， 参数表达式为2cosMCI，工程实用公式为 。22121rsmpUTfxmsT17. 异步电机的自然特性的条件为 U 1 = UN f1= fN 定子按规定接法 定转子不串 R L C .18. 三相异步电机的静态曲线的三个特殊点为 同步转速点 T (n=ns T=0) 最大转矩点 D(S=Sm T=Tm) 起动点 Q (n=0 T=Tst).19. 异步电机直接起动时 I=( 4 7 ) I1N ,一般不小于 7.5KW容量可直接起动,
4、若大容量电机需直接起动须满足经验公式 K T =Ist/IN 1/43+ S(KVA)/P(KW) .20. 异步电机起动方法有 直接、降压(定子串 R、自耦变压器、Y-)、转子串电阻、特殊电机、变频起动 .21. 异步电机的调速方法有 变极 降压 串级 转子串电阻 滑差调速 变频调速等 .22. 改善起动性能的特殊异步电机有 深槽式异步电机 双笼型异步电机 高转差异步电机 .23. 运用异步电机可达无级调速的方法有 串级、滑差、变频调速等 。24. 电机的机械特性为硬特性是指：特性曲线的斜率小，负载转矩 T的变化対转速 n影响小。25. 直流电机空载时能否直接起动 不能 ；半载呢 不能 ；满
5、载呢 不能 。26. 电动机在额定电动运行时进行电压反接制动瞬间 nn N ;若在 0.5额定转速时进行电压反接制动瞬间n0.5n N ;27. 交流异步电机的转差率为： ；当 S0 时表示：电机处回馈制动状态；当1%sSnS1 时表示：电机处反接制动状态；电机在电动状态是转差率应为：大于 0和小于 1之间 。28. 电机拖动负载是否稳定的必要条件是：电机机械特性和负载特性在 nT平面有交点；充分条件是：电机拖动负载能运行在一个稳定转速，当干扰来了能改变转速达到新的稳定转速，干扰消除后能够回到原来的稳定转速点。29. 当电动机的转速超过 理想空载转速 n0或同步转速 ns 时，出现回馈制动。3
6、0. .拖动恒转矩负载进行调速时，应采 恒转矩 调速方法，而拖动恒功率负载时应采用恒功率 调速方法。31. .异步电动机变极调速时，欲使转向不变应 改变接线相序 。32. 某他励直流电动机带恒转矩负载，当电枢串电阻后电机的转速将降低 电枢电流 不变 。33. 一台 6 极三相异步电动机接于 50Hz 的三相对称电源，其 s=0.05，则此时转子转速为_950_ r/min，定子旋转磁通势相对于转子的转速为_1000_r/min 。34. 三相异步电动机带额定负载运行时，其转差率一般在_大于 0 和小于 1_范围内。35. 绕线式三相异步电动机，如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则起动转
7、矩_增大 ，最大转矩_不变_，临界转差率 变大 。36. 当 S 在大于 0 和小于 1 范围内，三相异步电动机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为 拖动转矩 ，S 在小于 0 范围内，运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为制动转矩 。37. 三相绕线式异步电动机的起动采用转子 回路串电阻 和 频敏变阻器 。38. 三相异步电动机降低定子电压, 则最大转矩 Tm 按降低定子电压倍数的平方 ，起动转矩 Tst 按降低定子电压倍数的平方，临界转差率 Sm 不变 。39. 恒转矩调速适用于 恒转矩 负载，恒功率调速适用于 恒功率 负载。二、简答题：1、电机的静态特性和动态特性分别指什么？答：电机的静态
8、特性就是机械特性，表示电机的转速 n 与转矩 T 的函数关系（nf(T)） ；动态特性是指电机的各电磁量与时间的函数关系，如：nf(t)、Tf(t) 、Iaf(t) 2、电力拖动系统的各量正方向应该怎样确定？答：先确定转速 n 的方向：若定顺时针为正，则逆时针为负；然后确定电机转矩 T 的方向：与转速 n 的方向一致取正，反之取负；负载转矩 TL 的方向与转速 n 方向相反取正，相同取负。3、为什么说交流异步电机的转差率能够表示运动状态？答：异步电机的转差率为 当 S1 时，表示 n0 电机刚起动或停止；当 S0 时，表0%snS示 nns 电机为回馈制动状态；当 1S0 时，表示 nsn0
9、电机为电动运行状态；S1 时，表示n0 电机为电压（势）反接制动。4、直流电机的那种调速方法比较好？为什么？答：改变电枢电压的调速方法比较好，因为那样只改变理想空载转速，而机械特性的斜率不变，和自然特性的硬度一致，相对稳定性好；且调速范围宽，能做到无级调速。5、他励直流电机的改变磁通调速有什么特点？答：改变磁通一般只能从额定磁通往下降，因此称为弱磁调速，此时理想空载转速上升，机械特性的斜率加大。所以弱磁调速只能将转速向上调，受到机械强度的限制，调速范围不大，另外机械特性的陡峭，相对稳定性差。6、交流异步电机的串级调速是什么原理？答：交流异步电机的串级调速是在转子回路串入附加电势 Ef,与转子电
10、势 E2的频率相同，相位相同或相反，调节附加电势的幅值便能等效的改变转差率 S，达到改变转速的目的，7、为什么交流电机的变频调速特性最佳？答：因为交流电机的电源频率的变化，只改变同步转速 ns，而电机机械特性的硬度（斜率）同自然特性一致，调节速度的相对稳定性好，且调速范围宽，调节速度的平滑性好，能做到无级调速。8、交流异步电机的变极调速是怎样进行的？答：改变异步电机定子绕组的极对数，则改变电机的同步转速来调节转速；异步电机的变极有双绕组和单绕组的方法：双绕组是不同极对数的两组绕组，每次只用其中一组。单绕组中有几个绕组的抽头，联接不同的接线端子便组成不同的极对数。9、并励式直流发电机的起始发电要
11、注意什么？答：励磁电流产生磁通和剩磁极性一定要相同，10、他励直流电动机的起动时发生励磁回路断线会发生什么？答：他励直流电动机的起动时发生励磁回路断线时，相当很弱的剩磁特性下起动，理想的空载转速会极高，但特性很陡峭；空载起动时极易使电机飞车！负载起动时堵转而使电机发热严重，长时间会烧坏电机绕组！11、他励直流电动机和三相交流异步电机在进行电压反接制动时都要在转子回路串电阻，作用分别是什么？答：对直流电机需要串电阻限制制动电流，而异步电机转子串电阻的目的主要是提高制动转矩，因为异步电机的自然特性的制动转矩过小。12、深槽式异步电机是根据什么原理有利于起动特性的提高？答：深槽式异步电机的槽深与槽宽
12、之比达 12（而一般电机只有 56） ，因此在异步电机起动瞬间，趋肤效应使转子绕组的通电流的有效面积减少电阻增大起动转矩增大；而正常运行时则不影响。13、双鼠笼异步电机是根据什么原理有利于起动特性的提高？答：双鼠笼异步电机的外笼采用电阻率大的铝铜合金，内笼采用纯铜（紫铜） ；异步电机起动初，转子绕组感应电势的频率高，趋肤效应使电流大部分经过外笼，外笼的电阻大使起动转矩大；正常运行时转子绕组感应电势的频率低（通常只有 23HZ） ，趋肤效应消失，工作电流大部分出内笼通过。14、简述异步电机能耗制动的原理？如何能提高制动转矩？答：异步电机的定子三相电流拆除后，失去了定子磁场，旋转的转子无法将系统的
13、动能转换成电能消耗掉，因此要在任两相定子绕组中输入直流电流，形成恒定的定子磁场，使系统动能转换为电能消耗尽后让电机停转。为了提高制动转矩须在转子绕组中串电阻。15、异步电动机长期运行在欠载状态是什么原因？带来的影响有那些？答：原因是选择电机的功率过大，使电机的负荷不足，功率因数低，无功损耗严重。16、直流电动机为什么不能直接起动 ？ 如果直接起动会造成什么后果 ？答：直流电机直接启动时，起动电流 Ist=（1020）I N ，带来影响：巨大的电磁力损坏绕组，保护装置的动作无法起动，换向的条件恶化，电网电的波动影响其它电机的正常工作，巨大的冲击力损坏减速装置 。17、写出电力拖动系统运动方程式，
14、分析其运行状态？答：电力拖动系统运动方程式为： 当上式0 为加速状态；0 为减速状态；2375LGDdnTtA0 时为匀速或停止状态。三、绘制机械特性：1、写出下图他励直流电动机的各条机械特性曲线的名称（或根据名称绘机械特性）A 固有特性 B 降压人为特性 C 转子串电阻人为特性 D 转速反转反接制动 E 弱磁人为特性 F 能耗制动 G 电压反接制动 H 回馈制动 I 反向电动特性 J 正向回馈制动 2、试绘出异步电动机的人为特性曲线（图中已画出自然特性）：定子降压人为特性 转子串电阻人为特性 定子串电抗人为特性ABCDEFGIHJnTn nT TT T T变频人为特性 变极人为特性 滑差人为
15、特性四、计算题：1、一台他励直流电动机的额定功率 PN90kW，额定电压 UN440V ，额定电流 IN224A，额定转速nN1500 rmin，电枢回路总电阻 Ra0.0938 ，电机原带位能负载工作在额定电动状态。试求： 要求制动开始时限止最大制动电流为 2.2IN，采用能耗制动和电压反接制动时，电枢回路分别应串多大电阻？稳定的转速分别是多少？ 分别绘出上述情况下的静态特性和转速 n 及转矩 T 的动态特性曲线。解: 额定时的感应电势： 402.93841aaEUI伏电动势系数： 419.75NeCn（1）能耗制动应串电阻值： 10.938.7562.2.4aNRI欧稳定时转速是： 1(0
16、938756)2min,anWNe rnC（2）电压反接制动时 4019.381.649.2.NaFUERRI欧稳定时转速是： 2 (0)2976min.79,79NaFWNee rnIC 分别绘出上述情况下的静态特性和转速 n 及转矩 T 的动态特性曲线。2、一台三相八极异步电动机，额定功率 PN250KW，额定电压 UN380V，额定转速 nN730r/min ，过载能力 m2.6。试求：额定转差率 SN，额定转矩 TN，最大转矩 Tm 和所对应的临界转差率 Sm；当S0.015 时的转速 n 及转矩 T。解: 额定转差率 ，75031%2.67NS额定转矩 ，5093.()PNnA最大转
17、矩 2.67.8.mNTm临界转差率 2(1)2.6(.1)3.5%mS 当 S0.015 时的转速 50)78(/inSnr转矩 0.15.3287(mSTNA3、已知他励直流电动机的额定功率 PN15kW，额定电压 UN230V ，额定电流 IN75A，额定转速nN1200 rmin，电枢回路总电阻 Ra0.25 ，电机原带反抗性恒转矩负载工作在额定电动状态。试求： 要求制动开始时限止最大制动电流为 2IN，电压反接制动时电枢回路应串 RF？ 若采用能耗制动，允许最大的制动转矩为 2.5TN，应在电枢回路接入的电阻 Rn？ 稳定的转速分别是多少？分别绘出上述情况下的静态特性和转速 n 及转
18、矩 T 的动态特性曲线。解: 23075.2094025.69()2aFaNUERI 23075.0.213.50.8()2.5.anNERI 此电机的电势系数为： 7.2.176aNaNeEUIRCn能耗制动时的稳定时转速是： 1(0.58)4.5min16anWNe rI电压反接制动时的稳定时转速是： 2 230(.29)7520i.176NaFWNeeUR rnIC4、一台三相四极异步电动机，额定功率 PN22KW，额定转速 nN1440r/min，f 1N50Hz ；当此电机用在 60Hz 频率的电源上，且 U1、I 2cos 2，转差率 SN 保持不变，也不考虑磁路饱和影响。试求电机
19、的转速、转矩和功率？解: 50HZ 时：同步转速为： 10650(/min)2fnrp额定转差率： 04.NS额定转矩为： 29516()0NPTNmnA当 f60HZ 时：由于 U1、I 2cos 2，转差率 SN 保持不变，则 U1E 14.44f 1kw1N1 m 不变，但 f1提高了 1.2 倍，在 U1 不变的情况下只有 m 下降 1.2 倍。转矩为： 246cos2().mTTCIA转速为： 060()(1)78/inNnSr功率为： 7895PKw5、他励直流电动机的数据为： UN440V， IN76A， nN1000 rmin，电枢回路总电阻Ra0.065RN，带 0.8TN
20、位能负载运行在电动状态。试求： 若以 2TN 制动转矩进行电压反接制动，需串电阻 RF？ 在上述制动到 1.5TN时再改换 2.5TN制动转矩进行能耗制动，需串电阻 Rn？定性绘出上述情况下的静态特性和转速 n 及转矩 T 的动态特性曲线。解: 电枢电阻为： 400.65376()aR电势系数为： 0.411NaeUICn带 0.8TN 时的转速为： 0.840.876.3104(/min)NaeUIRn rC电压反接制动所串电阻 765.23()22aFEI 当上面电压反接制动到 1.5TN 时对应的转速为：1.5()401.5.394(/)aFeUIRn rminC此时再限流 2.5IN
21、的能耗制动，电枢应串电阻为： 0.41930.761.0.376.91()2.525enaCRI静态特性和转速 n 及转矩 T 的动态特性曲线绘制如下：6、一台三相绕线转子异步电动机的额定值为：P N150KW, UN380V, m2.6 nN=1455r/min，E 2N213V，I 2N420A.。试求： 起动转矩 Tst？ 若使起动转矩增大一倍，转子每相绕组应串多大电阻？解: 额定转矩为： 150950984.()NNPTmnA转差率为： 01540.3NnS临界转差率为： 22().(6.1)0.5mm起动转矩为： 1.6984570/1mstSTNmA 串电阻后：过载系数为： 2.6984.571mST临界转差率为： 22()(.1.)3.08stm转子电阻为： 220.3.0874NErI应串电阻为： 2.(1)(1)12()5mSRr
