第3章 直流电机的电力拖动作业题参考答案.pdf

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1、作业题参考答案一．思考题3.1下图中箭头表示转矩与转速的实际方向，试利用电力拖动系统的动力学方程式说明在附图所示的几种情况下，系统可能的运行状态（加速、减速或匀速）。(a)(b)(c)(d)(e)图3.50题3.1图2GDdn答：由拖动系统的动力学方程式T−T=可知：emL375dt（a）减速（b）减速（c）加速（d）匀速（e）匀速3.2在起重机提升重物与下放重物过程中，传动机构的损耗分别是由电动机承担还是由重物势能承担？提升与下放同一重物时其传动机构的效率一样高吗？答：3.3试指出附图中电动机的电磁转矩与负载转矩的实际方向（设顺时针方向为转速n的正方向）。

2、(a)(b)(c)(d)图3.51题3.3图答：对于图aT>0,T>0,则有动力学方程式的符号规定：T顺时针方向，T为emLemL逆时针方向；电机工作于正向电动状态。对于图bT<0,T<0,则有动力学方程式的符号规定：T逆时针方向，T为顺时针emLemL方向；电机工作于正向回馈制动状态。对于图cT<0,T<0,则有动力学方程式的符号规定：T逆时针方向，T为顺时针emLemL方向；电机工作于反向电动状态。对于图dTem>0,TL>0,则有动力学方程式的符号规定：Tem顺时针方向，TL为逆时针方向；电机工作于反向回馈制动状态。3.4根据电力拖动系统的稳定运行条件

3、，试判断图3.52中A、B、C三点是否为稳定运行点？图3.52题3.4图答：根据电力拖动系统的稳定运行条件：可以得出：系统在A点、B点是稳定的；C点是不稳定运行点。3.5一般他励直流电动机为什么不能直接起动？采用什么样的起动方法最好？答：直接起动时启动电流远远大于额定电流。带来的危害：会带来很大的电流冲击，导致电网电压下降，影响周围其他用电设备的正常运行。导致电机发热和换向问题。3.6他励直流电动机拖动恒转矩负载调速，其机械特性和负载转矩特性如图3.53所示，试分析当工作点由A1向A点运行过程中，电动机经过哪些不同的运行状态？图3.53题3.6图答：增磁减速

4、运行。电机依次经过正向回馈制动状态最后工作于正向电动状态。3.7他励直流电动机弱磁升速时，其拖动系统的机电时间常数是否保持不变？说明理由。GD2R答：拖动系统的时间常数发生变化。因为机电时间常数为T=，弱M375CCΦ2eT磁调速过程中磁通发生变化故机电时间常数也发生变化。3.8一台他励直流电动机拖动卷扬机运行，当电枢回路外接电源电压为额定电压、且电枢回路外串电阻拖动重物匀速上升时，突然将外加电源电压的极性颠倒，电动机将最终稳定运行在什么状态？重物是提升还是下放？画出相应的机械特性曲线，并说明期间所经历的运行状态。答：电动机最终运行于发电回馈制动状态；重物此

5、时高速下放；电动机依次经历反接制动状态、反向电动状态最终运行于回馈制动状态。3.9采用弱磁升速的他励直流电动机，为什么在负载转矩较大时不但不能实现弱磁升速，而且还出现弱磁降速的现象，试说明理由。答：根据他励直流电动机改变励磁时的人工机械特性绘出弱磁时他励直流电动机典型的人工机械特性曲线如图3.54所示。图3.54思考题3.9图由图3.54可见，一般情况下，即负载转矩低于一定程度（如图中的）时，随着励磁电流的减小，转速升高，即弱磁升速。但当当负载转矩大于一定程度（如图中的）时，则随着励磁电流的减小，转速不但不升高，反而降低。二．练习题3.2某他励直流电动机的额

6、定数据为：，，，。电枢回路的总电阻为0.8Ω。试求：（1）为使拖动系统在额定状态下能够能耗制动停机，要求最大制动电流不超过，求制动电阻值；（2）若制动电阻与（1）相同，位能性负载转矩为，求拖动系统能耗制动后的稳定转速；（能耗制动考点）解：求解此类题目时，最好首先根据以知条件绘出相应运行状态的机械特性与运行点，然后再根据解析几何知识求解所需的物理量或参数。通过这种方法可将电机与拖动的问题转换为解析几何的求解问题。（1）根据题意，绘出直流电机的机械特性如图3.54所示。图3.54题3.2图根据额定负载时的数据得能耗制动时的机械特性(或转速特性)为将图3.54中点

7、的数据代入上式得（2）对于位能性负载，根据题意，所求稳态转速即是图3.54中C点的转速。根据以及得电枢电流为。这样，将C点的数据代入能耗制动时的机械特性得稳态转速为3.3某他励直流电动机，，电枢回路的总电阻为0.032，由该电机拖动起重机。当重物上升时，，，。若希望将同一重物以的转速下放，保持电枢电压和励磁电流不变，问此时电枢回路应串入多大的电阻？（转速反向的反接制动）解：根据题意，绘出直流电机的机械特性如图3.55所示。很显然，转速的反转是通过转速反向的反接制动来实现的。图3.55题3.3图由电压平衡方程式可得当电枢回路串电阻实现转速反向的反接制动时，相应

8、的机械特性为（利用转速反向的反接制动的电压平衡方程式