机电传动课后练习答案老师点的.docx
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机电传动课后练习答案老师点的
2.3试列出以下几种情况下（见题2.3图）系统的运动方程式,并说明系统的运动状态是加速，减速，还是匀速？
（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向）
TM-TL>0说明系统处于加速TM-TL<0说明系统处于减速系统的运动状态是减速
系统的运动状态是加速系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速
3.8一台他励直流电动机的铭牌数据为：
PN=5.5KW，UN=110V,IN=62A,nN=1000r/min,试绘出它的固有机械特性曲线。
解：
Ra=（0.50~0.75）（1-PN/UNIN）UN/IN
=0.6（1-5500/110*62）*110/62
=0.206Ω
n0=nNUN/（UN-INRa）=1131r/min
TN=9.55*5500/1000=52.525Nm
3.11为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？
答：
因为电动机在未启动前n=0,E=0,而Ra很小,所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时,启动电流将很大.Ist=UN/Ra
3.13直流他励电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加上？
若忘了先合励磁绕阻的电源开关就把电枢电源接通，这是会产生什么现象（试从TL=0和TL=TN两种情况加以分析）？
当电动机运行在额定转速下，若突然将励磁绕阻断开，此时又将出现什么情况？
答：
直流他励电动机启动时,一定要先把励磁电流加上使因为主磁极靠外电源产生磁场.如果忘了先合励磁绕阻的电源开关就把电枢电源接通，TL=0时理论上电动机转速将趋近于无限大,引起飞车,TL=TN时将使电动机电流大大增加而严重过载。
3.15一台直流他励电动机，其额定数据如下：
PN=2.2KW,UN=Uf=110V,nN=1500r/min,ηN=0.8,Ra=0.4Ω,Rf=82.7Ω。
试求：
①额定电枢电流IAN;
由PN=UNIANηN有
2200=110*IAN*0.8∴IAN=25A
②额定励磁电流IfN;
由Uf=Rf*IfN有IfN=110/82.7=1.33A
③励磁功率Pf;
Pf=Uf*IfN=146.3W
④额定转矩TN;
TN=9.55PN/nN=14Nm
⑤额定电流时的反电势；
EN=UN-INRa=110V-0.4*25=100V
⑥直接启动时的启动电流；
Ist=UN/Ra=110/0.4=275A
⑦如果要是启动电流不超过额定电流的2倍，求启动电阻为多少欧？
此时启动转矩又为多少？
解：
启动电流不超过额定电流的2倍即2IN>UN/（Ra+Rst）∴Rst>1.68Ω
又Ke=（UN-INRa）/nN=0.066Ia=UN/（Ra+Rst）=52.9A
所以此时启动转矩T=KtIa=9.55*0.066*52.9=33.34Nm
3.16直流电动机用电枢电路串电阻的办法启动时，为什么要逐渐切除启动电阻？
如切出太快，会带来什么后果？
答：
如果启动电阻一下全部切除,,在切除瞬间,由于机械惯性的作用使电动机的转速不能突变,此瞬间转速维持不变,机械特性会转到其他特性曲线上,此时冲击电流会很大,所以采用逐渐切除启动电阻的方法.如切除太快,会有可能烧毁电机。
3.18他励直流电动机有哪些方法进行调速？
它们的特点是什么？
答：
他励电动机的调速方法：
第一改变电枢电路外串接电阻Rad
特点：
在一定负载转矩下，串接不同的电阻可以得到不同的转速，机械特性较软，电阻越大则特性与如软，稳定型越低，载空或轻载时，调速范围不大，实现无级调速困难，在调速电阻上消耗大量电量。
第二改变电动机电枢供电电压
特点：
当电压连续变化时转速可以平滑无级调速，一般只能自在额定转速以下调节，调速特性与固有特性相互平行，机械特性硬度不变，调速的稳定度较高，调速范围
较大，调速时因电枢电流与电压无关，属于恒转矩调速，适应于对恒转矩型负载。
可以靠调节电枢电压来启动电机，不用其它启动设备，
第三改变电动机主磁通
特点：
可以平滑无级调速，但只能弱词调速，即在额定转速以上调节，调速特性较软，且受电动机换向条件等的限制，调速范围不大，调速时维持电枢电压和电流步变，属恒功率调速。
5.3有一台三相异步电动机，其nN=1470r/min,电源频率为50HZ。
设在额定负载下运行，
试求：
①定子旋转磁场对定子的转速；
1500r/min
②定子旋转磁场对转子的转速；
30r/min
③转子旋转磁场对转子的转速；
30r/min
④转子旋转磁场对定子的转速；
1500r/min
⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。
0r/min
5.6有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。
试求：
①线电压为380V时，三相定子绕组应如何接法？
②求n0,p,SN,TN,Tst,Tmax和Ist；
③额定负载时电动机的输入功率是多少？
解：
①线电压为380V时，三相定子绕组应为Y型接法.
②TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.8Nm
Tst/TN=2Tst=2*29.8=59.6Nm
Tmax/TN=2.0Tmax=59.6Nm
Ist/IN=6.5Ist=46.8A
一般nN=（0.94-0.98）n0n0=nN/0.96=1000r/min
SN=（n0-nN）/n0=（1000-960）/1000=0.04
P=60f/n0=60*50/1000=3
型号
PN/kW
UN/V
满载时
Ist/IN
Tst/
TN
Tmax/
TN
型号
PN/kW
UN/V
-1
nN/r·minIN/AηN×100cosφ
Ist/IN
Tst/
TN
Tmax/
TN
Y132S-6
3
220/380
9602.8/7.2830.75
6.5
2.0
2.0
5.8.三相异步电动机断了一根电源线后，为什么不能启动？
而在运行时断了一线，为什么
仍能继续转动？
这两种情况对电动机将产生什么影响？
答：
三相异步电动机断了一根电源线后，转子的两个旋转磁场分别作用于转子而产生两个方向相反的转矩，而且转矩大小相等。
故其作用相互抵消，合转矩为零，因而转子不能
自行启动，而在运行时断了一线，仍能继续转动转动方向的转矩大于反向转矩，这两种
情况都会使电动机的电流增加。
5.11有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下：
PN/kW
nN/（r/·miN）
UN/V
ηN×100
cosφN
Ist/IN
Tst/TN
Tmax/TN
接法
40
1470
380
90
0.9
6.5
1.2
2.0
△
①当负载转矩为250N·m时，试问在U=UN和U`=0.8UN两种情况下电动机能否启动？
解：
TN=9.55PN/nN=9.55*40000/1470=260Nm
Tst/TN=1.2Tst=312Nm
当U=UN时
Tst=KR2U^2/（R2^2+X20^2）=312Nm
∵312Nm>250Nm∴U=UN时电动机能启动。
当U=0.8U时
Tst=KR2（0.8UN）^2/（R2^2+X20^2）=199Nm
则Tst②欲采用Y-换接启动,当负载转矩为0.45TN和0.35TN两种情况下,电动机能否启动？
解：
TstY=Tst/3=1.2*TN/3=0.4TN
∴当负载转矩为0.45TN时电动机不能启动
当负载转矩为0.35TN时电动机能启动
③若采用自耦变压器降压启动，设降压比为0.64，求电源线路中通过的启动电流和电动机的启动转矩。
解：
IN=PN/UNηNcosφN√3=40000/1.732*380*0.9*0.9=75A
Ist/IN=6.5Ist=487.5A
降压比为0.64时电流=K^2*Ist=0.64^2*487.5=200A
电动机的启动转矩T=K^2*Tst=0.64^2*312=127.8Nm
5.15异步电动机有哪几种调速方法？
各种调速方法有何优缺点？
答：
①调压调速这种办法能够无级调速，但调速范围不大
②转子电路串电阻调速这种方法简单可靠，但它是有机调速，随着转速降低特性变软，转子电路电阻损耗与转差率成正比，低速时损耗大。
③改变极对数调速这种方法可以获得较大的启动转矩，虽然体积稍大，价格稍高，只能有机调速，但是结构简单，效率高特性高，且调速时所需附加设备少。
④变频调速可以实现连续的改变电动机的转矩，是一种很好的调速方法。
8.8电动机中的短路保护、过电流保护和长期过载（热）保护有何区别？
答：
电动机中的短路保护是指电源线的电线发生短路，防止电动机过大的电枢电路而损坏。
自动切断电源的保护动作过电流保护是指当电动机发生严重过载时，保护电动机不超过最大许可电流。
长期过载保护是指电动机的短时过载保护是可以的，但长期过载时电动机就要发热，防止电动机的温升超过电动机的最高绝缘温度。
8.14为什么电动机要设有零电压和欠电压保护？
答：
零电压和欠电压保护的作用是防止当电源暂时供电或电压降低时而可能发生的不容许的故障。
8.15在装有电器控制的机床上，电动机由于过载而自动停车后，若立即按钮则不能开车，这可能是什么原因？
答：
有可能熔短器烧毁，使电路断电或者是热继电器的感应部分还未降温，热继电器的触点还处于断开状态。
8.20试设计一台电动机的控制线路。
要求能正反转并能实现能耗制动。
8.21冲压机床的冲头，有时用按钮控制，又实用脚踏开关操作，试设计用转换开关选择工作方式的控制线路。
8.22容量较大的鼠笼式异步电动机反接制动时电流较大，应在反接制动时在定子回路中串入电阻，试按转速原则设计其控制线路。
8.26题8.26图为机床自动间歇润滑的控制线路图，其中接触器KM为润滑油泵电动机启停用接触器（主电路为画出），控制线路可使润滑有规律地间歇工作。
试分析此线路的工作原理，并说明开关S和按钮SB的作用。
答：
SB按钮为人工的点动控制。
S自动的间歇润滑，按下后KM得电，电动机工作,，KT得电，经过一段时间后,动合触点闭合K得电,同时KM失电，电动机停止工作,，2KT得电一段时间后，动断触点断开，K闭合电动机重新工作。
8.27试设计1M和2M两台电动机顺序启，停的控制线路。
要求：
①1M启动后，2M立即自动启动；
②1M停止后，延时一段时间，2M才自动停止；
③2M能点动调整工作；
④两台电动机均有短路，长期过载保护。
8.29试设计一个工作台前进——退回的控制线路。
工作台有电动机M拖动，行程开关1ST,2ST分别装在工作台的原位和终点。
要求：
①能自动实现前进——后退——停止到原位；
②工作台前进到达终点后停一下在后退；
③工作台在前进中可以人为地立即后退到原位；
④有终端保护
10.1晶闸管的导通条件是什么？
导通后流过晶闸管的电流决定于什么？
晶闸管由导通转变为阻断的条件是什么？
阻断后它所承受的电压决定于什么？
答：
晶闸管的导通条件是:
（1）晶闸管的阳极和阴极之间加正向电压。
（2）晶闸管的阳极和控制极通时加正相电压市晶闸管才能导通.
导通后流过晶闸管的电流决定于（电压不变时）限流电阻（使用时由负载决定）。
晶闸管由导通转变为阻断的条件是当减少阳极电压或增加负载电阻时,阳极电流随之减少,当阳极电流小于维持电流时,晶闸管便从导通状态转化维阻断状态.
阻断后它所承受的电压决定于阳极和阴极的反向转折电压.
10.2晶闸管能否和晶体管一样构成放大器？
为什么？
答：
晶闸管不能和晶体管一样构成放大器，因为晶闸管只是控制导通的元件，晶闸管的放大效应是在中间的PN节上。
整个晶闸管不会有放大作用。
10.8晶闸管的控制角和导通角是何含义？
答：
晶闸管的控制角是晶闸官元件承受正向电压起始到触发脉冲的作用点之间的点角度。
导通角是晶闸管在一周期时间内导通得电角度。
10.12晶闸管对触发电路有哪些要求？
触发电路主要有哪三个环节？
每个环节的功能是什么？
答：
（1）晶闸管对触发电路的要求是：
有足够大的触发电压和电流，有一定的脉宽度不触发时的输出电压小最好为负，前沿要陡和与主电路同步
（2）触发电路主要有三个环节：
同步波形产生、移相控制、脉冲形成三个环节组成。
同步波形产生：
产生与主电路电压同步的电压波形，使对应每一主电压波形的控制角α都一样。
移相控制：
为了改变输出主电压平均值，需要对同步波形移相，以改变控制角α大小。
脉冲形成：
把产生的具有一定控制角且可人为改变控制角的同步波形变成触发脉冲输出。
10.21.续流二极管有何作用？
为什么？
若不注意把它的极
性接反了会产生什么后果？
答：
续流二极管作用是提高电感负载时的单相半波电路整流输出的平均电压。
导通时，晶闸管承受反向电压自行关断，没有电流流回电源去，负载两端电压仅为二极管管压降，接近于零，所以由电感发出的能量消耗在电阻上。
若不注意把它的极性接反会造成带电感性负载不会得电。
10.25单相全控桥式整流和单相半控桥式整流特性有哪些区别？
10.26单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电流中，当负载分别为电阻或电感负载时，晶闸管的à角移相范围是多少？
答：
10.3试画出题10.3图中负载电阻R上的电压波形和晶闸管上的电压波形。
10.5如题10.5图所示，若在t1时刻合上开关S，在t2时刻断开S，试画出负载电阻R上的电压波形和晶闸管上的电压波形。
10.27三相半波可控整流电路，如在自然换相点之前加入触发脉冲会出现什么现象？
画出这时负载侧的电压波形图。
解：
三相半波可控整流电路，如在自然换相点之前加入触发脉冲Ua使VS1上电压为正,若t1时刻向VS1控制极加触发脉冲,VS1立即导通,,当A相相电压过零时,VS1自动关断.
10.28三相半波电阻负载的可控整流电路，如果由于控制系统故障，A相的触发脉冲丢失，试画出控制角α=0时的整流电压波形。
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