电力拖动与控制复习思考题汇总

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第二章 直流电动机的机械特性

1、固有特性和人为特性在运行条件上有何区别?

答:固有特性在额定运行条件下,即额定端电压UN、额定他励磁通?N,且电枢回路中无附加电阻Ri的条件下得到的机械特性。改变运行参数即可得到人为特性

2、直流他励电动机的理想空载转速n0和转速降落?n由那些参数确定? 答:n0?U:与电枢的端电压U、一个磁极的磁通量?有关。 Ce?RM:与电枢电路总电阻R、一个磁极的磁通量?、转矩M2CeCm??n?有关。

3、直流他励电动机带有恒转矩负载运行,分别改变其外施电压、电枢串联电阻及励磁电流,当重新达到稳定状态后,电动机电流将如何变化?

答:由于稳定运行时必有M?ML,ML保持不变,而M?Cm?I,故当改变外施电压、电枢串联电阻时电动机电流I均不变;当励磁电流增大时,I降低,当励磁电流减小时,I增大。

4、怎样绘制直流他励电动机的机械特性曲线?需要那些原始数据和条件? 答:由于其机械特性为一条直线,只需求得两点的数据,即可绘出机械特性曲线。一般选择理想空载点(M=0,n0)及额定运行点(MN,nN)较为方便。 需要知道的原始数据是:额定功率PN、额定电压UN、额定电流IN、额定转速nN。

5、电动与制动两种状态的基本区别是什么?

答:从拖动动力学角度看,电动状态下电动机产生的电磁转矩M与其转速n的方向一致,克服负载转矩并带动生产机械加速或等速运行;制动状态下,电动机作发电机运行,它所产生的电磁转矩M与转速n的方向相反,对拖动系统的运动起限制或阻碍作用。

6、直流他励电动机在电动状态下运行时,需采取那些操作使它转入发电制动、反接制动和动力制动状态?

答:发电制动:在电动机接线不变的条件下,当转速n增大并超过理想空载转速n0时,电动机即由电动状态转变为发电反馈制动状态。

反接制动:有两种方式。1)、转速反向的反接制动,电动机接通电源并在

电枢中串接阻值较大的电阻,使电动机的起动转矩MST小于负载位势转矩ML,于是系统在位势转矩作用下反向运行,电动机进入反接制动状态。2)、将电源电压反极性接到电枢上,同时串入附加电阻Ri,此时极性反向的电源电压与感应电势E的方向一致,电枢电流反向,转矩反向,电动机进入反接制动状态。

动力制动:将电动机电枢与电网断开(励磁绕组仍接在电源上),在电枢回路中串入适当的附加电阻Ri形成闭合回路,即可实现动力制动。

7、用能量传递和转换观点分析,比较直流他励电动机三种制动状态的共同点和区别,并说明各个制动方法的优缺点。 答:共同点:1)、制动时,电动机产生的转矩方向与电机的实际运行方向相反。 2)、在磁通方向不变的条件下,电枢电流的方向改变。

3)、制动状态下,电动机均处于发电运行状态,电动机将机械能

转换为电能,其能量来源为拖动系统中存储的动能或势能。

不同点:1)、电枢电流改变具体实现条件分别为:发电反馈制动时E>U;

动力制动时U=0;反接制动时E、U方向相同。

2)、三者均将存储的机械能转换成电能,但能量的流向有所不同。

发电反馈制动时将电能回馈电网;动力制动时将电能消耗在电枢及制动电阻中转变为热能。反接制动时不但将由系统储存转换的电能消耗在电枢及制动电阻中,由于E与U的方向相同,其将制动期间电网提供的电能UI一并消耗在电阻中了,损耗较大。

发电反馈制动优点:勿需要改变电动机的接线方式,同时有电能反馈电网,

经济效果较好。缺点:此时如果要使电动机减速,只能转换为其他的电气制动方式或采用机械制动。

动力制动优点:接线方法简单,不消耗电网电能;缺点:将储存的机械能直接转化为热能,致使电枢发热。

反接制动优点:书上没有,缺点:能量消耗较大。 8、什么是四象限图?有何作用? 答:将电动机正反转特性包括各自的电动状态和制动状态,绘于同一个坐标的四个象限中,就是电动机双向运行可能具有的各种运行状态的坐标图,称四象限图。作用:其是分析拖动系统运行状态的重要工具。 9、保证电动机正常启动的条件?

答:拖动系统正常起动的基本条件是在全部起动过程中保持起动转矩大于负载转矩,其次是获得平稳的起动过程。 10、当直流他励电动机负载为阻转矩时,可否用电动运行状态使拖动系统停车? 答:不可以。电动运行状态可以使其限速、减速,但不能让其停车。 11、直流串励电动机的机械特性有何特点?

答:串励电动机的机械特性属于软特性、具有非线性特性;当负载转矩增大

时,转速随之下降,电动机输出功率变化不大;起动转矩较大。

12、在串励电动机双机拖动系统中采用动力制动为何要应用交叉接线方式?

答:此时两台电机的负荷可以得到平衡,当某台电机负荷增大时,同时会使另一台励磁增强,增加输出,使负荷得到平衡。

第五章 异步电动机的电气制动

1、感应电动机有哪几种电气制动状态?与直流他励电动机相比,其物理现象与工作原理有何异同?

答:其制动方式也有发电反馈制动、反接制动、动力制动三种。 两者物理现象及工作原理基本相同。与直流电动机不同的是,感应电动机n0?60f,通过采用变频电源并降低电源频率来实现n0的降低。 p2、实现发电反馈制动的条件是什么?在拖动系统中如何应用? 答:条件有两个:1)、负载转矩的作用方向与电动机定子旋转磁场的方向(即电动机在电动状态下的旋转方向)一致。2)、电动机转速高于同步转速n0。 应用:1)在恒频电源下,通过重力负载实现制动,用于重力负载的 限速制动, n>n0 。(备注特点:勿需改变正常接线方式; 不增加任何设备 ;节能效果好——向电网反馈电能)2)、 采用变频电源,通过调频实现制动,用于减速或限速制动,n

3、反接制动的特点是什么?当下放重物时转子电路不加电阻或电阻较小会出现什么现象?

答:反接制动的特点:优点,方法简单、制动力矩大,能实现减速和低于同步转速的限速制动; 缺点, S>1,能量损耗较大。

如果转子中不加电阻或加电阻不够大,会出现电动机转矩M在下放的整个过程中一直小于ML,下放中,下放速度一直在增加而且越增加越快,失去限速作用。

4、动力制动的特点是什么?动力制动转差率s和等效电流I1的物理意义是? 答:动力制动特点:1)特性变化与电动机状态机械特性形状相类似 ,分为稳定工作区 和非稳定工作区;2)可实现减速和限速两种制动;3)具有能耗小,制动平稳可靠、控制性能好等优点。

动力制动转差率s:表示转子导体与磁场的相对速度。

等效电流I1:表示直流励磁电流的等效电流值。

5、动力制动计算的条件是什么?已知电动机转子回路无附加电阻时的动力制动特性,给出转子附加电阻后,如何求相应的人工特性?

答:已知条件:1)异步电动机磁化曲线 2)定子绕组与转子绕组的变比3)转子绕组电阻r2和漏电抗x2,及转子附加电阻R2 4)定子给定的励磁电流Id或I1。

如果已知无附加电阻时的动力制动特性,根据一台电动机的两条机械特性在

同一转矩下的转差率s之比等于其转子回路的电阻之比这一结论,迅速求得给出转子附加电阻后的人为特性。 A 6、电动机四象限图: / C

D B/ B D A/ C/ 第六章 交流异步电动机的调速

1、交流调速的基本方法有那几种?

答:由交流异步电动机的调速方法分为两类:1)、改变定子旋转磁场速度n0;2)、改变转差率s。其中属于第一类的有:改变定子供电电源的频率f1;改变极对数p;属于第二类的有:改变定子电压、转子回路串入附加电阻或阻抗、转子回路引入外加电势等。

2、变频调速的调速特性是怎样的?试简要说明。 答:其调速特性和直流调速特性相似。基频以下的调速为恒转矩调速相当于直流电动机的调速,U1/ f1 =常数,fN>f1↓调速,调速过程中,电机力矩M不随转速n变化,或转矩M和电流I保持正比关系。基频以上为恒功率调速相当于直流电动机的弱磁控制,U1=UN,fN

3、在推导变频调速机械特性时,常忽略定子电阻的影响,当考虑这个影响时,机械特性将有如何变化?

答:如果考虑则随着f1的降低,最大转矩将减小,并且在同一转矩下速度的降落

?n将随着f1的降低而增大。

4、变频调速的优点是什么?适用于何种情况?

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