《电气传动与调速系统》综合习题.doc

。复习问题电气传动技术及应用一、填空(每空1分，共20分)1.交流异步电动机常用的调速方法有变极对数、变转差和变频。p752.三相绕线异步电动机的起动方法包括逐步切除起动电阻和频率敏感变阻器。p723.DC独立励磁电机驱动恒转矩负载运行。如果电枢电路串联电阻，电机速度将下降，电机扭矩不会改变。4.单独励磁的DC电机目前正以正向电动状态运行。如果电源反接制动和停车，则应改变电机电枢电压的方向，即 和-极性交换P35。5.当异步电动机采用能耗制动时，首先将定子绕组从三相电源上断开，然后立即在电枢中串联一个电阻，使电枢短路成直流。P386.单相异步电动机在脉动磁场作用下没有启动能力，因此为了解决这一问题，通常采用电容式分相或罩极式单相异步电动机。P897.对于我国生产的重复短期工作电动机，其工作条件通常以临时负荷率(或持续率)=为特征。标准临时负荷率为15%、25%、40%和60%。p4428.在电机调速过程中，输出转矩恒定的调速称为恒转矩调速，输出功率恒定的调速称为恒功率调速。在DC电机调速方法中，调压调速是恒转矩调速，弱磁调速是恒功率调速。P309.在单闭环DC调速系统中，放大器采用比例积分调节器的系统称为比例积分调节系统，采用比例积分调节器的系统称为比例调节系统。10.调速系统的主要技术指标包括静态指标和动态指标。11.调速系统的静态指标包括静态差、调速范围和调速平稳性。12.调速系统的动态性能指标包括最大超调量、过渡时间和振荡次数。p30513.在单闭环DC调速系统中，如果闭环系统和开环系统的理想空载速度相同，则闭环系统的给定信号应为开环系统给定信号的1 K倍。P31014.在相同的给定电压下，闭环理想空载速度是开环理想空载速度的1/(1 K)倍。P31015.晶闸管导通后，为了恢复其阻断状态，阳极直流电压必须降低到某个值或关断或反方向。P22916.在DC速度控制系统中，常用的反馈形式有速度负反馈、电动势负反馈、电压负反馈和电流正反馈。17.在开环控制系统中，控制量(输入量)对控制量(输出量)只有单向控制。P30018.电机调速圆D定义为在保证生产机械对速度变化率要求的前提下，电机在定额负荷下允许的最大速度Nmax与能达到的最小速度nmin之比。静态差率S定义为电机从理想空载到额定负载时，速度降Nn与理想空载速度n0的比值。P30119.机电时间常数是反映机电传动系统机械惯性的物理量。加快系统过渡过程的主要措施是降低GD2(系统飞轮扭矩)和增加动态扭矩TdP47。20.DC电机常用的调速方法包括电枢电路的外串联电阻、电机主磁通的变化和电机电枢供电电压p30的变化。21.三相鼠笼异步电动机的起动方法包括直接起动、电阻或电流降压起动、自耦变压降压起动软起动器、降压起动。22.DC独立励磁电机的启动方法包括启动与外部电阻串联的电枢电路，并在降低的电压下启动电机。23.DC独立励磁电机驱动恒转矩负载运行。如果电源电压降低，电机速度将下降26.改变DC电机的电枢电压极性或励磁绕组电压极性可以改变电机的旋转方向。P2727.在调压调速系统中，系统D、S、nN和nN之间的关系为p311。28.伺服电机是一种控制电机，它将电信号转换成轴上的旋转角度或旋转速度信号。P9729.改变交流电机旋转磁场的方向可以改变电机的旋转方向。30.电机调速是指在一定负载条件下，人为改变电机的电路参数，以改变电机的稳定转速p30。31.测速发电机将速度信号转换成电压信号。P11232.通用双闭环调速系统由电流调节环(环)和调速环(外环)组成。P32633.在速度和电流双闭环速度控制系统中，从反馈结构来看，电流调节环是一个环，速度调节环是一个外环。P32634.在速度-电流双闭环调速系统中，由于电流调节环和速度调节环均采用PI调节器，因此是一种无静差的调速系统。P32635.晶闸管的导通条件是阳极加直流电压，控制极加直流电压。36.在闭环控制系统中，输入和输出之间不仅有正的控制效果，还有负反馈控制效果。P30237.单相可控整流电路的控制角由坐标原点计算。38.三相可控整流电路的控制角从自然换向点开始计算。二、简答题(20分)1.DC独立励磁DC电机PN=2.2KW千瓦，UN=110V伏，IN=25A，nN=1500r转/分，Ra=0.4nO、TN和Nn有多大？(5分)2.什么是逆变器和无源逆变器？(5分)或者什么是有源逆变器？转换器？或者整流电路实现有源逆变的条件是什么？p2743.机电传动系统稳定运行的含义是什么？(10分)如图所示，曲线1和曲线2分别是电机和负载的机械特性。电机能在A点稳定运行吗？为什么？22n n1A1AT T(a) (b)多轴系统中的扭矩转换原理和飞轮扭矩转换原理是什么？(10分)如图所示，试着解释在下列条件下(电动和制动)电机处于什么状态？它是加速、减速还是匀速运行？nnn商标商标商标商标商标商标商标TMTL TM=t1(a) (b) (c)电动、加速电动、均匀制动、减速4.有一个鼠笼式三相异步电动机，在正常运行时通过连接，并在额定电压UN下启动。其起动转矩TST=1.2TN。如果现在采用Y-开关起动，负载转矩TL=0.35TN，电机能起动吗？为什么？或者，现在使用带有40%、60%和80%三个抽头的自耦变压器进行降压启动，应选择哪一个抽头？(5分)5.交流异步电动机(或DC电动机)常用的电气制动方法有哪些？如果电机在制动下运行，它的主要特征是什么？(5分)当DC独立励磁电机处于制动状态时，电机发出的转矩T与转速N相反。电机工作在发电机运行状态。电机吸收或消耗机械能，并将其转化为电能反馈给电网或消耗在电枢电路的电阻中。6.试描述脉宽调制变频器(10分)在变频调速中的工作原理。或者生产机械的典型负载机械特性是什么？画出它们的机械特性曲线。三、分析(20分)DC独立励磁电机驱动卷绕机构。当电机驱动重物匀速上升时，电枢电路突然短路并与电阻串联(或电源反接制动和反拉反接制动)。机械特性用于从机电过程说明，从系统开始短路并达到新的稳定平衡状态时起，电机已经经历了几个操作状态。最后，在什么条件下会建立一个新的稳定平衡点？(10分)(1)短路串并联电阻是能耗制动当电机在电动状态下运行时，如果电枢电路突然短路并与电阻串联(或通过电源反向连接制动和通过反向牵引反向连接制动)，则获得能耗制动状态。在制动过程中，机械(2)电流反向连接制动器P36 (3)并反向拉动制动器P362.一台DC独立励磁电机拖动一个卷绕机构，现在正以恒定速度上升。哪种方法可以用来匀速降低重量？如果下降速度低于额定速度，应采用什么方法？应该用什么方法将速度降低到理想怠速以上？试着从机械特性曲线来解释它。反馈制动可用于使重量以恒定速度下降。可以使用反向牵引反向连接制动器、电源反向连接制动器和能耗制动器。如果下降速度低于额定速度，可以使用反向拉动反向连接制动器P36。如果-理想扭矩降低，则使用反馈制动。P343.如图所示(或如图P312图11-13、图11-9、图11-10、图11-11所示)，试着分析一下这是什么样的调速系统？反馈是什么？当负载变化时，系统会进行调整。(10分)-M英国铁路公司a英国UbUfV- RU间接寻址Ubo_-Ug该图显示了一个单闭环速度控制系统，这是一个典型的具有静态差的晶闸管-DC电机速度控制系统。有转速负反馈和电流截止负反馈。当负载变化时，系统调整过程如下：DC电机采用晶闸管控制整流器，通过平波电抗器L供电。整流电压Ud以控制角变化。触发器的输入控制电压为Uk。放大器的输入信号为U，即给定电压Ug和速度反馈信号Uf之间的差值。当负载增加时，Ia增加，电机速度降低，转速计电机电压降低，导致反馈电压Uf降低，但Ug保持不变。结果，偏差信号增加，U上升，放大器输出Uk上升。它减小了晶闸管整流器的控制角，增加了整流器电压，并且电机速度返回到原始速度附近。电流切断负反馈环节不正常，应切断。它在过电流发生时起作用，降低电机的转速，直到停止运行，从而防止电机因电枢电流过大而烧毁。具体过程如下：从回路中串联的电阻R中取出电流截止反馈信号。当电流正常时，二极管V不导通，电流截止负反馈环节不工作。当主回路中的电流增加时，二极管V导通。在二极管与比较电压Ub比较之后，电流截止负反馈信号被发送到放大器。它的极性与Ug相反。放大后，控制增加，输出电压Ud降低，电机速度降低。如果电流持续增加，电机将继续减速至零。起到限制电流的作用。四、计算问题(26分)DC独立励磁电机的额定数据如下：PN=2.2KW千瓦，UN=110V伏，nN=1500r转/分，hN=0.8，Ra=0.4W瓦，试着找出：1)固有机械特性曲线2)当TL=0.8TN时，电枢电压降至80V时，电机速度是多少？3)如果起动电流不超过2IN，起动电阻是多少？解决方案：1)2)当TL=0.8TN且电枢电压降至80V时：方法一：因为：所以方法2:3)或者试图找到：1)固有的机械特性曲线。同上2)当电枢附加电阻R=2且TL=TN时，电机速度是多少？3)如果起动电流不超过3IN，起动期间电枢电压应该是多少？2.具有以下技术的三相异步电动机2)查找否、序列号、总氮、TST(或Tmax、IST、p、sm)一般来说，所以3)额定负载下电机的输入功率是多少？马达的额定效率是多少？输入功率方法1:输入功率方法2:电机额定效率：=0.833.有一个直流开环速度控制系统，高速时n01=1850r/min，低速时n02=150r/min，额定负载时静态速度下降50r/min。试着找出：找出调速圈d和系统的静态差S2。因为，因此，4.有一个直流调速系统。调速范围为75r/min1500r/min，静态差S=2%。系统允许的额定静态速度降是多少？5.有一个开环速度调节系统，其速度调节范围为D=10，最大速度为nmax=1000r/min，额定负载静态速度下降为100r/min。试着找出系统的静态差异。因此，因为s2=0.5五、设计问题(14分)1.尝试设计三相异步电动机的控制电路图(画出主电路和控制电路)要求：1。正反转(或点动和连续操作)2。短路和长期过载保护1.可逆的2.缓慢而连续的工作2.尝试按顺序设计启动和停止1M和2M电机的控制电路(画出主电路和控制电路)。要求：1.1M在2M开始前开始，同时停止(或2M在1M开始后开始，2M可以单独停止，1M停止，2M同时停止；或起动后1米，起动前2M，停止后1米)2.