②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?
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。
IN=PN/√3UNηNcosφN=40000/(1.732×380×0.9×0.9)=75A
Ist/IN=6.5Ist=IN×6.5=487.5A
降压比为0.64时,电流Ist’=K2Ist=0.642×487.5=200A
电动机的启动转矩T=K2Tst=0.642×312=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:
调压调速:
可无级调速,但减小U时,T按U2减少,所以调速范围不大。
转子电路串电阻调速:
只适于线绕式。
启动电阻可兼作调速电阻,简单、可靠,但属有级调速。
随转速降低,特性变软,低速损耗大,用在重复短期运转的机械,如起重机。
变极对数调速:
多速电动机,体积大,价贵,有级调速。
结构简单,效率高,调速附加设备少。
用于机电联合调速。
变频调速:
用于一般鼠笼式异步电动机,采用晶闸管变频装置。
5.16什么叫恒功率调速?
什么叫恒转矩调速?
答:
在调速过程中,无论速度高低,当电动机电流保持不变时,电磁转矩也不变,这种调速叫恒转矩调速。
在调速过程中,无论速度高低,当电动机电流保持不变时,功率也不变,叫恒功率调速。
5.17异步电动机变极调速的可能性和原理是什么?
其接线图是怎样的?
答:
使每相定子绕组中一半绕组内的电流改变方向,即可改变极对数,也就改变了转速。
接线图如书上图5.39。
5.25异步电动机有哪几种制动状态?
各有何特点?
答:
反馈制动:
用于起重机高速下放重物,反馈制动时,动能变为电能回馈给电网,较经济,只能在高于同步转速下使用。
反接制动:
电源反接时,制动电流大,定子或转子需串接电阻,制动速度快容易造成反转,准确停车有一定困难,电能损耗大。
当倒拉制动时,用于低速下放重物,机械功率、电功率都消耗在电阻上。
能耗制动:
比较常用的准确停车方法,制动效果比反接制动差。
5.30同步电动机的工作原理与异步电动机的有何不同?
答:
定子绕组通三相交流电后,产生旋转磁场,而转子绕组通直流电,产生固定的磁场,极对数和旋转磁场极对数一样,旋转磁极与转子磁极异性相吸,所以转子转动。
而异步电动机的旋转磁场被转子导体切割,转子产生感应电动势和感应电流,电流在磁场中产生电磁力和电磁转矩,由此产生转速。
5.31一般情况下,同步电动机为什么要采用异步启动法?
答:
定子通三相电后,立即产生n0,很快,而转子n=0,有惯性,当S0吸引N,N0吸引S时,转子有转动趋势,但还没等转起来,S0对S,N0对N又排斥,这样一吸一斥,转子始终转不起来,所以要用异步启动法。
6.2何谓“自转”现象?
交流伺服电动机是怎样克服这一现象,使其当控制信号消失时,能迅速停止。
答:
工作原理同单相异步电动机。
WC上加Uc,WF上加Uf时,两相绕组便产生旋转磁场,使转子旋转。
当WC上的Uc去掉后,转子仍转,叫自转。
消除自转的措施:
使转子导条有较大电阻,出现Sm>1,此时,交流伺服电动机当Uc=0时,T总是制动性的。
这样便消除自转且能迅速停止。
8.12时间继电器的四个延时触点符号各代表什么意思?
8.16要求三台电动机1M、2M、3M按一定顺序启动:
即1M启动后,2M才能启动;2M启动后3M才能启动;停车时则同时停。
试设计此控制线路。
8.25试设计一条自动运输线,有两台电动机,1M拖动运输机,2M拖动卸料。
要求:
①1M先启动后,才允许2M启动;
②2M先停止,经一段时间后1M才自动停止,且2M可以单独停止;
③两台电动机均有短路、长期过载保护。
8.26如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(主电路未画出),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。
1.开关S实现自动的间歇润滑,关闭后KM得电,电动机工作,1KT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的常闭点闭合,电动机重新工作。
2.SB按钮为人工的点动控制.
8.27试设计1M和2M两台电动机顺序启,停的控制线路。
要求:
(1)1M启动后,2M立即自动启动;
(2)1M停止后,延时一段时间,2M才自动停止;
(3)2M能点动调整工作;
(4)两台电动机均有短路,长期过载保护。
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大小决定于什么?
答:
导通条件:
阳极、控制极同时加控制电压。
导通后,电流决定于主电压和负载。
阻断:
阳极电压变0或变负。
阻断后:
承受电压大小决定于主电压。
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。
10.8晶闸管的控制角和导通角是何含义?
答:
控制角:
晶闸管元件承受正向电压起始点到触发脉冲的作用点之间的电角度。
导通角:
晶闸管在一周期内导通的电角度。
10.10 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:
当电源电压变负时,V导通,负载上由电感维持的电流流经二极管。
VS关断,电源负电压不加于负载上。
作用:
可提高大电感负载时的单相半波可控整流电路整流输出平均电压。
极性若接反:
造成短路。
10.20有一单相半波可控整流电路,其交流电源电压U2=220V,负载电阻RL=10Ω,试求输出电压平均值Ud的调节范围,当α=π/3,输出电压平均值Ud和电流平均值Id为多少?
•Ud=1/2π∫απ√2U2sin(wt)d(wt)=0.45U2(1+cosα)/2
•α的变化范围:
0~π,
•α=0时,Ud=0.45×220(1+1)/2=99V
•α=π时,Ud=0.45×220(1-1)/2=0V
•所以,输出电压平均值Ud的调节范围0-99V
•当α=π/3时Ud=0.45U2(1+cosα)/2
•=0.45×220×(1+0.5)/2
•=74.25V
•输出电压平均值Ud=74.25V
•电流平均值Id=Ud/Rl74.25/10=7.425A
10.22试画出单相半波可控整流电路带不同性质负荷时,晶闸管的电流波形与电压波形。
10.23有一电阻型负载,需要直流电压Ud=60V,电流Id=30A供电,若采用单相半波可控整流电路,直接接在220V的交流电网上,试计算晶闸管的导通角θ
•Ud=0.45U2(1+cosα)/2
•60=0.45×220×(1+cosα)/2
•α=77.8
•α+θ=π
•θ=π-α=102.2
11.2 什么叫调速范围、静差度?
它们之间有什么关系?
怎样才能扩大调速范围?
答:
电动机在额定负载下所允许的最高转速和在保证生产机械对转速变化率的要求前提下所能达到的最低转速之比叫调速范围。
电动机由理想空载到额定负载时的转速降与理想空载转速之比叫静差度。
在一个调速系统中,转速降一定时,在不同的静差度下就有不同的调速范围。
静差度越大,调速范围也越大。
保证在一定静差度的前提下,扩大系统调速范围的方法是提高电动机机械特性的硬度,以减小转速降。
11.3生产机械对调速系统提出的静态、动态技术的指标有哪些?
为什么要提出这些技术指标?
•生产机械对调速系统提出的静态技术指标有:
静差度,调速范围,调速的平滑性.
•动态技术指标:
最大超调量,过渡过程时间,振荡次数.
•因为机电传动控制系统调速方案的选择,主要是根据生产机械对调速系统提出的调速指标来决定的.
11.5有一直流调速系统,其高速时的理想空载转速n01=1480r/min,低速时的理想空载转速n02=157/min,额定负载时的转矩降ΔnN=10r/min,试画出该系统的静特性.求调速范围和静差度。
•调速范围D=nmax/nmin
=(n01-ΔnN)/(n02-ΔnN)
=(1480-10)/(157-10)
=10
•静差度S=S2=(n02-nNmin)/n02
=10/157
=0.064
11.15 在无静差调速系统中,为什么要引入PI调节器?
比例积分两部分各起什么作用?
答:
PI调节器是一个无差元件,无静差调速系统出现偏差时PI动作以削除偏差,当偏差为零时停止动作。
开始和中间阶段,比例调节起主要作用,它首先阻止Δn的继续↑,而后使n迅速↑,在末期,Δn很小,比例调节作用不明显,而积分调节作用就上升到主要地位,它最后消除Δn,使n回升到n1。
13.5一台五相反应式步进电动机,采用五相十拍运行方式时,步距角为1.5o,若脉冲电源的频率为3000Hz,试问转速是多少?
•n=βf×60/360
•=1.5×3000×60/360
•=750r/min
•转速是750r/min
13.7步进电动机的步距角之含义是什么?
一台步进电动机可以有两个步距角,例如,3o/1.5o,这是什么意思?
什么是单三拍、单双六拍和双三拍?
•每当输入一个电脉冲时,电动机转过的一个固定的角度,这个角度称之为步矩角.
•一台步进电动机有两个步矩角,说明它通电方式不同。
3o是单拍或双拍时的步矩角;1.5o是单双拍时的步矩角.
•单三拍:
每次只有一相绕阻通电,而每个循环有三次通电
•单双六拍:
第一次通电有一相绕阻通电,然后下一次又两相通电,这样交替循环运行,而每次循环有六次通电.
•双三拍:
每次又两相绕阻通电,每个循环有六次通电.