倒拉反接制动
倒拉反接制动状态下的机械特性曲线实际上是第一象限 电动状态下的机械特性区现在第四象限中的延伸,若电动 反向转在电动状态,则倒拉反接制动状态下的机械特性曲 就是第三象限中电动状态下的机械特性曲线在第二象限 延伸..它可以积低的下降速度,保证生产的安全,缺点是若 转矩大小估计不准,则本应下降的重物可能向上升,机械特 硬度小,速度稳定性差. 3 能耗制动
机械特性曲线是通过原点,且位于第二象限和第四象限的一条直线,优点是不会出现像倒
拉制动那样因为对TL的大小估计错误而引起重物上升的事故.运动速度也较反接制动时稳定.
3.21 一台直流他励电动机拖动一台卷扬机构，在电动机拖动重物匀速上升时讲电枢电源突
然反接，试利用机械特性从机电过程上说明：
①从反接开始到系统新的稳定平衡状态之间，电动机经历了几种运行状态？最后在什
么状态下建立系统新的稳定平衡点？
②各种状态下转速变化的机电过程怎样？
① 从反接开始到系统到达新的稳定平衡状态之间,电动机经历了电动机正向电动状
态,反接制动状态,反向电动状态,稳定平衡状态.
②
b a
c f
电动机正向电动状态由a到b特性曲线转变; 反接制动状态转速逐渐降低,到达c时速度为
零, 反向电动状态由c到f速度逐渐增加. 稳定平衡状态,反向到达f稳定平衡点,转速不再变化.
第四章
4.1 什么叫过渡过程？什么叫稳定运行过程？试举例说明之。
当系统中的转矩或负载转矩发生改变时,系统就要由一个稳定的运转状态变化到另一个稳定运转状态,这个变化过程称为过渡过程.如龙门刨床的工作台,可逆式轧钢机的启动,制动,反转和调速.
当系统中德福在转矩和拖动转矩相等时,没有动态转矩,系统恒速运转,这个过程叫稳定运行过程,如不经常启动,制动而长期运行的工作机械. 4.2 研究过渡过程有什么实际意义？试举例说明之。
为了满足启动,制动,反转和调速的要求,必须研究过渡过程的基本规律,研究系统各参数对时间的变化规律,如转速,转矩,电流等对时间的变化规律,才能正确的选择机电传动装置,为电机传动自动控制系统提供控制原则.设计出完善的启动,制动等自动控制线路,以求改善产品质量,提高生产率和减轻劳动强度.这就是研究过渡过程的目的和实际意义.如造纸机要求衡转矩.
4.3 若不考虑电枢电感时，试将电动机突加电枢电压启动的过渡过程曲线Ia=f(t),n=f(t)
和R-C串联电路突加输入电压充电过程的过渡过程曲线ic=f(t)、uc=f(t)加以比较，并从物理意义上说明它们的异、同点。
4.4 机电时间常数的物理意义是什么？它有那些表示形式？各种表示式各说明了哪些关
系？
2
机电时间常数的物理意义是ns-n=GDn0dn/375Tstdt
22
τm= GDn0/375Tst是反映机电传动系统机械惯性的物理量,表达形式有τm= GDn0/375Tst
22
和τm=ΔnLGD/375TL和τm= GDns/375Td
4.5 直流他励电动机数据如下：PN=21kW,UN=220V,IN=115A,nN=980r/min,Ra=0.1Ω，系统折算
22
到电动机轴上的总飞轮转矩GD=64.7N/m。 ① 求系统的机电时间常数τm；
② 若电枢电路串接1Ω的附加电阻，则τm变为多少？
③ 若在上述基础上在将电动机励磁电流减小一半，又变为多少（设磁路没有饱和）？ ① N0=nNUN/(UN-INRa) TN=9.55PN/nN =1034 r/min =9.55*21000/980
=205Nm
2
经过计算Tst=3926 Nm τm= GDn0/375Tst
=64.7*1034/375*3926 =0.04 系统的机电时间常数τm=0.045
②当电枢电路串接1Ω的附加电阻时
Δn=(Rad+Ra)TL/KeKtφ Keφ=(UN-INRa)/nN =0.212
2
τm=ΔnLGD/375TL
22
=(Rad+Ra)GD/375 (Keφ)9.55 =0.438
③ 若在上述基础上在将电动机励磁电流减小一半, τm= ΔnLGD/375TL
22
=(Rad+Ra)GD/375 (Keφ/4)9.55 =1.752s
4.6 加快机电传动系统的过渡过程一般采用哪些方法？
2.
加快机电传动系统的过渡过程一般采用1减少系统GD2增加动态转矩Td. 4.7 为什么大惯量电动机反而比小惯量电动机更为人们所采用？
2
大惯量电动机电枢作的粗短,GD较大但它的最大转矩约为额定转矩的5到10倍,快
速性能好,且低速时转矩大,电枢短粗,散热性好过载持续时间可以较长. 4.8 试说明电流充满系数的概念？
充满系数是电流曲线与衡坐标所包围的面积除以矩形曲线的面积.
2
4.9 具有矩形波电流图的过渡过程为什么称为最优过渡过程？它为什么能加快机电传动系统的过渡过程？
充满系数越接近1越好,说明整个动态过程中电流保持在最大值不变,整个过渡过程终
电流越大,加快过渡过程.从而可获得最短的过程.
第五章
5.1 有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50HZ，满载时电动机的转差率为0.02
求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。 n0=60f/p S=(n0-n)/ n0 =60*50/2 0.02=(1500-n)/1500 =1500r/min n=1470r/min
电动机的同步转速1500r/min. 转子转速1470 r/min, 转子电流频率.f2=Sf1=0.02*50=1 HZ
5.2 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？为什
么？
如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调,例如将B,C两根线对调,即使
B相遇C相绕组中电流的相位对调,此时A相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转,与未对调的旋转方向相反.
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； 1500 r/min
② 定子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min
③ 转子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min
④ 转子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min
⑤ 转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。 0 r/min
5.4 当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？
因为负载增加n减小,转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加,转子导体被磁感线切割的速度提高,于是转子的感应电动势增加,转子电流特增加,.定子的感应电动使因为转子的电流增加而变大,所以定子的电流也随之提高.
5.5 三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流
及转速有无变化？如何变化？
若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变. 5.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。 型号 Y132S-6 PN/kW 3 UN/V 满载时 nN/r·min-1 IN/A ηN×100 cosφ Ist/IN 6.5 Tst/TN 2.0 Tmax/TN 2.0 220/380 960 12.8/7.2 83 0.75 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？
① 线电压为380V时，三相定子绕组应为Y型接法. ② TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.8Nm
Tst/ TN=2 Tst=2*29.8=59.6 Nm Tmax/ TN=2.0 Tmax=59.6 Nm Ist/IN=6.5 Ist=46.8A
一般nN=(0.94-0.98)n0 n0=nN/0.96=1000 r/min SN= (n0-nN)/ n0=(1000-960)/1000=0.04 P=60f/ n0=60*50/1000=3 ③ η=PN/P输入 P输入=3/0.83=3.61
5.7 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
动机有何影响？
电动机的电流会迅速增加,如果时间稍长电机有可能会烧毁.
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？
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。
5.9 三相异步电动机在相同电源电压下，满载和空载启动时，启动电流是否相同？启动转
矩是否相同？
三相异步电动机在相同电源电压下，满载和空载启动时，启动电流和启动转矩都相同。
Tst=KR2u2/(R22+X220) I=4.44f1N2/R 与U，R2，X20有关 5.10 三相异步电动机为什么不运行在Tmax或接近Tmax的情况下?
根据异步电动机的固有机械特性在Tmax或接近Tmax的情况下运行是非常不稳定的，有可能造成电动机的停转。
5.11有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下： PN/kW 40 nN/r·min-1 1470 UN/V 380 ηN×100 cosφN 90 0.9 Ist/IN 6.5 Tst/TN 1.2 Tmax/TN 接法 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？
TN=9.55 PN/ nN
=9.55*40000/1470 =260Nm
Tst/TN=1.2 Tst=312Nm
Tst=KR2U2/（R22+X202） =312 Nm
312 Nm>250 Nm 所以U=UN时 电动机能启动。
当U=0.8U时 Tst=（0.82）KR2U2/（R22+X202） =0.64*312 =199 Nm Tst ② 欲采用Y-△换接启动,当负载转矩为0.45 TN和0.35 TN两种情况下, 电动机能否启 动？ TstY=Tst△/3 =1.2* TN /3 =0.4 TN 当负载转矩为0.45 TN时电动机不能启动 当负载转矩为0.35 TN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/ UNηN cosφN√3 =40000/1.732*380*0.9*0.9 =75A Ist/IN=6.5 Ist=487.5A 降压比为0.64时电流=K2 Ist =0.642*487.5=200A 电动机的启动转矩T= K2 Tst=0.642312=127.8 Nm