机电传动习题解答～～

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1、习题解答2-2:机械特性是指电动机的电磁转矩与转速的关系，即n=f(T)T=TM+T0T--电动机电磁转矩即机械特性转矩;TM_--输出转矩;T0—空载转矩(工程计算时可忽略)由电路原理公式，推导出U=E+IaRa；而E=Keφn；T=KtφIa整理出:n=U/Keφ-(Ra/(KeKtφ2))T＝n0-Δn2-3解：当U=UN；φ=ΦN；电枢回路不串任何电阻时的机械特性为固有机械特性。直流他励电动机的固有机械特性可以由电机铭牌数据绘制；人为机械特性是指供电电压U或磁通Φ不是额定值，电枢电路接有外加电阻R

2、ad时的机械特性.分三种情况考虑：电枢串电阻：（图2-9）改变电动机供电电压：（图2-10）改变磁通：（图2-11）2-5解：电动机的启动就是使n从0→nN的过程启动初期n=0;E=KeΦn=0（反电动势）这时：Ia=(U-E)/Ra≈U/Ra一般Ra（电枢直流电阻）很小，以减小工作中的损耗和发热（Ia2Ra是发热量）这时Ia将很大,达10--20IN结果可能会引起：（1）换向器打火（2）产生很大的力矩，对负载产生冲击（3）电路的保护器无法设计2-7解：由于电动机有:n=U/Keφ-(Ra/(KeKtφ2

3、))T当T不变时，影响的参数有U,Φ,Ra所以调速的方式可以有以下三种，变电压U;变磁通;变电阻R（1）串联电阻调速：当Ra↑时β↓机械特性变软；TL越小,Δn（速度变化）越小；电阻耗能大（发热）不易实现无级调速(大功率变阻器)；调速的设备比较简单（分级调节）变电枢电压调速当U改变时，n0变当T不变时,U→U'n→n‘特点：当U改变时，引起n0变化。这时Δn不变所以β不变，是一组平行线；不同的TL时，调速范围一样（Δn）当n↓电源功率也↓节能通过专门的电源，可实现无级调速启动不需其它的设备（用降既可实现〕

4、电源设备，需要专门设计，现已配套用直流电动机的调速中，主要采用这种形式改变磁通调速由电机人为特性可知：可以改变励磁电流If由于磁路已饱和（额定φΝ处）If↑时φ不变,所以只能在<φΝ的范围内调节,即弱磁调速特性如图：当φ↓时,n0↑,Δn↑特点：只能弱磁调速（φ↓）可以无级变速,调速范围在额定nΝ之上φ↓,引起机械特性变弱β↓调速范围不大,受电机的允许最高转速限制（机械，换向器等）适用于恒功率调节：由于φ↓使EF↓,(U-EF)/Ra=Ia↑,T↑,n↑,EF↑,Ia↓,（UIa＝P不变）恒定2-8解：直

5、流他励电动机的制动分反馈制动,反接制动,能耗制动三种；反馈制动特点:转速较高.n>n0,TM与n方向相反，且电动机向电源反馈电能。反接制动特点:电流大应串阻,(U+E)/Ra=Ia能耗制动特点:调整电阻大小可改变制动性能2-17解：略（见书上例2-1）2-18解：（1）额定电枢电流：由公式PN=INUNηNIN=PN/UNηN=2200÷(100×0.8)=27.5A（2）额定励磁电流：由公式UL=ILRFILN=UL/RL=110/82.7=1.33A（3）励磁功率：由公式PL=ULIL=110×1.3

6、3=146.3W（4）额定转矩：由公式U=E+IaRa和E=KeΦn可以得到：KeΦN=（UN-INRa）/nN=(110-27.5×0.4)/1500=99/1500再由公式TN=KtΦNIN及Ke=（2π/60）Kt则有：TN=（60/2π）KeΦNIN=（99/1500）×27.5=15.92V（5）额定电流时的反电势：E=KeΦn=（99/1500）×1500=99V（6）直接启动时的启动电流：由公式U=E+IaRa可知：直接启动时反电势E=KeΦn=0；则Ia=U/Ra=110/0.4=275A

7、（7）求启动电阻：启动电流为：2IN=2×27.5=55A最大启动电阻为：Rm=U/I=110/55=2Ω此时启动转矩：T=KtΦIa=KtΦNIsf=9.55KeΦNIsf=9.55×99÷1500×55=34.65N3-4解：（1）定子旋转磁场对定子的转速：由额定转速nN=1470r/min可知同步转速为1500r/min即为此转速。（2）定子旋转磁场对转子的转速：定子旋转磁场转速为1500r/min，转子转速为1470r/min，则两者之间为1500-1470=30r/min（3）转子旋转磁场对定子

8、的转速：转子旋转磁场转速与定子旋转磁场转速一样，定子不动。则两者的转速差为1500r/min；（4）转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速三相异步电机的旋转磁场是由定子电流和转子电流共同作用产生的，故二者之间是一样的转速。转速差是0。3-9解：由三相异步电机的人为机械特性分析中可以得知：电机的最大转矩Tmax与U2成正比；由此可知：当电网电压下降时电机转矩下降很快，会造成过载能力大大降低甚至不能带动负载或不能启动的现象出现。3-14