电机与运动控制系统第二版罗应立课后答案

1、2-1安培环路定律P11，磁路的欧姆定律P12,电磁感应定律P19不一定可以，因为磁路是非线性的，存在饱和现象C2-2磁阻和磁导与磁路的磁导率、长度和截面积有关，其中磁导率取决于磁路的饱和程度，即磁通密度的大 小。2-3 2> 1B2=B1 2二 1B1>B22-4 (1)如果:作时进入碳饱和区，设备发热加剧，影响设备正常运行。PIS P16(2)2-5 P242-6 (1) P23(2)2-7 P242-8 (1)瞬态值(2)平均值2-9无功功率铁心损耗P372-10 (1) P35 P39(2) P422-11 P39重置前后磁动势不变P402-12 P37 大好2-13因素:

2、铁芯材质，磁路结构磁感应强度原边和副边的绕线方式，顺序线圈结构 2-142-15增大2-16 P422-172-18习题，5.5某孔机变压器铁心的导磁做血积为90cli)2，取共破冬瓜大值为L2T,电源频率为50Hz。 现要川它制成额定叫I；为1000/220V的小和变振瑞计修一、二次绕组的匝数应为多少(注: E=4.44 f NBSX10'式中的小位分别为 V,Hz,T和 cm2)?解:变压器一一次绕组的数州-'"4 44/B5X 31000 "4 .44 X 50 X 1 2 X 90 X 10 4= 417 变乐器二次绕组匝效v M 417 心=丽=9

3、2 220Ei=-j4*44fWi 中 mE2=-j4*44fW2 m 2-192-20 N1=W1N2=W2解：1)2)% =3)6=" = /"一/2 不变4)由于心=G，而.,1 « ,”3 ,所以小»向，B » 8一 H、» 巴。在3)中，Bp” B$ ,由于所以 "“ =%,/”“ y % =%/。V0-9两根输电线在空间相距2m,当两输电线通入的电流均为100A时， 求每根输电线单位长度上所受的电磁力为多少？并画出两线中电流同向及反向 时两种情况下的受力方向。解：由H.2R?=。”,得每根输电线单位长度上所受的电

4、磁力为/二心/="0 - 1 = 83 M加2 派2x2当电流同向时，电磁力为吸力；当电流反向时，电磁力为斥力。如下图所 示：示，V0-10 一个有铁心的线圈，线圈电阻为20。将其接入110V交流电源, 测得输入功率为22忖电流为1A,试求铁心中的铁耗及输入端的功率因数。解：=2“ =22 一*2 = 20卬.22cos 0 = P/S =0.2110 xl3-1（1）换向器在直流电机中起什么作用？答:在直流发电机中，换向器起整流作用，即把电枢绕组里的交流电整流为直流电，在正、负 电刷两端输出。在直流电动机中,换向器起逆变作用，即把电刷外电路中的直流电经换向器逆变为 交流电输入电枢元

5、件中。（2）直流电机的主磁路由哪几部分组成？磁路未饱和时，励磁磁通势主要消耗在哪部分上？ 答：直流电机的主磁路由以下路径构成：主磁极N经定、转广间的空气隙进入电枢铁心，再从 电枢铁心出来经定、转子间的空气隙进入相邻的主磁极S,经定f铁心磁扼到达主磁极N,构成 闭合路径。励磁磁通势主要消耗在空气隙上。3-2直流电机的铭牌上的额定功率是指什么功率？答：对于直流发电机，是指输出的电功率：对于直流电动机，是指输出的机械功率。3-33-4.选择填空：一台他励直流发电机由额定运行状 态转速下降到原来的60%,而励磁电流、电枢电流 都不变，则:A. £下降到原来的60%：B. 4下降到原来的60%

6、；C. 且和都下降到原来的60%。D. 端电压下降到原来的60% o选A,对于发电机，有：与*=；纥若下降到原来的60%,。儿不变，由上式可 以推出结果。3-4直流发电机的损耗主要有哪些？铁损耗存在于哪部分，它随负载变化吗？电枢铜损耗随负我变化吗？答：直流发电机的损耗主要有：（1 ）励磁绕组铜损耗；（2 ）机械摩擦损耗；（3）铁损耗；（4 ） 电枢铜损耗;（5）电刷损耗;（6）附加损耗。铁损耗是指电枢铁心在磁场中旋转时硅钢片中的磁滞和涡流损耗。这两种损耗与磁密大小以及交 变频率有关。当电机的励磁电流和转速不变时，铁损耗也几乎不变。它与负我的变化几乎没有关 系。电枢铜损耗由电枢电流引起，当负载增

7、加时，电枢电流同时增加，电枢铜损耗随之增加。电 枢铜损耗与电枢电流的平方成正比。3-5 P55 页电枢电流，励磁电流3-6 P57 页电动：nTe同方向 发电：n Te反方向1.3电动 2.4发电（123.4为罗马数字）为各量的实际运动方向提供参考2 .是十 r< 一 一 厂Q二、«2】，弃“一”卬1、22电"曜飞« :仪hi山e4也g . .公n g小9® s g 人p二4-、3” r 1651 r"" -二 ，】1SOO -S(， 4A » 0-1r4.y 7>_ _,L2 Cp牛” .但 2 c ：融业 口

8、 m ae m u t T.'碗,>地坦业，式 mm 地 什么？ 勺匕右a六、匕性所必女可”阮满足这个必鳖条件叫请举例说明还有"问题“可能引 息系境不桂定？有关3.3节弋y频定转速nN - 1500r/min的他励 7；),在同行机械特性、电枢网路中电阻、* 行，请在下表缪香肄C据.电局事直流电动机拖动径定的忸粘矩负我(R = 低也源电压及优弱磁通的人为行性上运。，二以取 aQ二一¥“阮Ui1， %(R+/O/Cno/r min 1 )n/r min 1 1I./AUm60.51650150058UM,62.5加标l_5&_O.SUz外0.592o&#

9、167;J3>的通UnI0. 880.52。分1 im25有关第34节3-10 L先励磁再电枢2.一般的他励直流电动机为什么不能直接启动？采用什么启动方法比较好？答:他 励直流电动机启动时由于电枢感应电动势Ea=Ce中n = 0,最初启动电流IS =URa, 若直接启动，由于Ra很小，IS会十几倍甚至几十倍于额定电流，无法换向，同时也会过热, 因此不能直接启动。比较好的启动方法是降低电源电压启动，只要满足T2 (1.11.2)TL 即可启动，这时IS W lamax ,启动过程中，随着转速不断升高逐渐提高电源电压，始终保 持la W lamax这个条件，直至U = UN ,启动便结束了。

10、如果通过自动控制使启动过程中始 终有la = lamax为最理想。3-113-9.判断下列各结论是否正确。（1）他励直流电动机降低电源电压调速属于恒转矩调速方式，因此 只能拖动恒转矩负载运行。（x）（2）他励直流电动机电源电压为额定值，电枢回路不串电阻，减弱 磁通时，无论拖动恒转矩负载还是恒功率负载，只要负载转矩不过大, 电动机的转速都升高。（弋）（3）他励直流电动机拖动的负载，只要转矩不超过额定转矩不 论采用哪一种调速方式，电动机都可以长期运行而不致过热损坏。（X ） q = 7；=g<D/af<DJn/,T（4）不考虑电动机运行在电枢电流大于额定电流时电动机是否因过 热而损坏的

11、问题，他励电动机带很大的负载转矩运行，减弱电动机的 磁通，电动机转速也一定会升高（书74页）。（x ）（5）他励直流电动机降低电源电压调速与减少磁通升速，都可以做 到无级调速。（7 ）（6）降低电源电压调速的他励直流电动机带额定转矩运行时，不论 转速高低，电枢电流乙=/川。（7）3-12他励直流电动机启动前，励磁绕组断线，启动时，在下面两种情况下会有什么后果：（1）空毂启动;（2）负载启动,TL = TN o答:他励直流电动机励磁绕组断线，启动过程中磁通则为剩磁磁通，比中N小很多。（1 ）空载启动当最初启动电流IS W lamax时，启动转矩TS就会比空载转矩M0大很 多，因此电动机可以启动，

12、但启动过程结束后的稳态转速则非常高，因为稳定运行时要满足Ea aUN,Ea = Cen,很小,n就很高，机械强度不允许,电动机会损坏。（2）负载启动,TL = TN当la W lamax时，电磁转矩比负载转矩TL小,电动机不启动。 这样如果采用降压启动时，电源电压继续上升，电枢电流继续增大，电磁转矩T继续增大，从动 转矩来讲会达到大于1.1 TN,但是由于中很小，会使电枢电流远远超过lamax,不能换向，同时 也会由于过热而损坏电动机。当然，用电枢串电阻启动的结果也相同。3-13 略314略3-15用电动机惯例时，他励直流电动机电磁功率PM=Eala=TQ<0,说明了电动机电能量转换 的

13、方向是机械功率转换成电功率，那么是否可以认为该电动机运行于回馈制动状态，或者说 是一台他励直流发电机？为什么？答：（1）他励直流电动机运行时PM<0,说明T与n方向相反，因此电动机运行于制动状态。 （2）制动运行状态包括回馈制动运行、能耗制动运行、反接制动过程及倒拉反转等制动状 态，而直流发电机状态仅仅是回馈制动运行这一种。（3）因此，仅仅从PM<0说明电动机是一台发电机的看法是错误的。(4)运行于回馈制动运行状态的条件是：PM<0,Pl=Ula<0,也就是说，机械功率转 变成电功率后还必须回送给电源。3-163-14.下列各利，情况下，采用 电动机惯例的一台他励直流

14、电动机运行在什么状态：对照书P.85图3.4.13分析和表3413.4.4分析(1)片AO, PM >0；电动(2) GAO, C0；反接制动或倒拉反转(3Ul“V4, EaIa <0： 回馈制动(4) ?7=0, V0；能耗制动<5> UUn，/.CO：正向回馈制动(6) Ea <0, E/, >O； 反向电动(7)，>0, VO, u=Un；倒拉反转(8) n <0, U = .Ux ,，“>0：反向回馈制动(9) E.>Un , ：>0；正向回馔制动C 10) K.CVO,6=0, JV0。能耗制动3/5.他励直流电动机的

15、入=7.5kW, 4=220 V, "=41A,，5=1500"min , & =0376。，拖动恒转矩负载运行，Tl=Tn,把电源电压降到U = 150V, 问：(1)电源电压降低了但电动机转速还来不及变化的瞬间，电动机的电枢 电流及电磁转矩各是多大？电力拖动系统的动转矩是多少？(2)稳定运行转速是多少？(1) E0 = Cn = Un - RJn = C = 0.13M降压时/ = % 如=+ 人=T 45.17乂电磁转矩 Te =CT(/>1 = -189.17V-/h电力拖动系统的动转矩T = TTl =-242.5Nm(2)稳定时，Te=TL=TN

16、=>/z = 986.7r/min3-174 此C仲 cecTf7；=986-7r/min3-18 略3-19一台他励直流电动机的 PN="kW, UN=110V, /n=185A, nN=1000r/min,已知 电动机最大允许电流/max=l.8/N.电动机拖动几=0.8即负载电动运行。试求：(1) 采用能耗制动停车，电枢应串入多大电阻？(2)采用电压反接制动停车，电枢 应串入多大电阻？4-八,& _ 110-185x0065= 0.1解：七二吆3=3 = 0.。653 /J 318521000一 0.065 * os x 185 = 1004 r/niin0.10

17、.11b& _ c”Ra +R/n & +Rb10.1x10010.065 + Rri= 1.8x185RBl = 0.24。（2）1bR +R R） R + Rr,a tiZa dZ110+0.1x10010.065 + Rb?= 1.8x185RB2 = 0.56Q3-18.请指出图题3-18中以调压调速运行的电梯工况图（1）和图 （2）各工作在哪个象限、此时的电枢回路对应图（36）的哪个 图？（按电动机惯例，设定：上升为正，下降为负；电压U 右正时为加正电压，右负时为加反电压。）看例题3.4-3迂法富通瓦E.E.瓦0®（/）图题3-18Tv = G （；E =

18、C&小U = E 十 IRa（1） 1<（） =，vO;，?vO=>E<0=>C7v。第三象限，C,反向电动：（2） 71>0=>/4/>0;/1<0=>£<03-21 略4-1为什么加负载后直流电动机的转速会降低，它的实质是什么？答：当负载电流增大后，电枢电阻上压降增大，使E减小，导致转速n必然下降。实质是电枢电阻的存在 导致压降增大。42什么叫调速范围、静差率？它们之间有什么关系？怎样才能扩大调速范围？调速范围一一电动机在额定负载下调速时，允许的最高转速1mx与最低转速而.之比叫做调速范围，川。表示，即 D =

19、-静差率一一当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到领定值所对应的转速降落与理想空载转速。之比， 称作静差率s,即s = 3曳“0直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系为D = 一皿$An（1 - s）采用闭环控制方式，使转速降落A，处能够大幅度下降，才能在保证静差率S不变的前提下扩大调速范围。4-3 直流电动机为 PN=74kW,UN=220V, IN=378A, nN=1430r/min. Ra=0.023。相控整流器内阻 Rrec=0.022Q0 采用降压调 速。当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。的 Ce = (UN -INRa)/nN = (220-3

20、78x0.023)/1430 = 0A47SV/rpni = / v R/Ce = 378 x (0.023 + 0.022)/0.1478 = 1 5rpmD = nNS/加?(1 一 s) = 1430 x 0.2/l 15x(1- 0.2) = 3.1(就是公式的转换！)4-4：L10 有 一 V-M 调速系统，电动机参数为：PN=2.2kW, UN=220V , IN=12.5A, nN=1500r/min,电枢电阻Ra=1.2Q,整流装置内阻Rrec=1.5Q ,触发整流环节的放大倍数 Ks=35o要求系统满足调速范围D=20,静差率sW10%。（1）计算开环系统的静态速降口。P和调

21、速要求所允许的闭环静态速降ncl。（2）采用转速负反馈组成闭环系统;试画出系统的原理图和静态结构框图。（3）调整该系统变数，使当Un15V时，Id=IN, n=nbb则转速反馈系数。应该是多 少？（4）计算放大器所需的放大倍数。届 q= 220一1-25=03加.ar150031500x0.Ma = /、= -7r = 833r/nmZ)(l-5) 20(l-0,l)45试作出以下条件下的它激直流电动机的动态方框图。(1)以电枢电压力,)为输入、负载转矩乙为扰动、励磁电流为恒定;(2)以励磁电流为输入、负载转矩乙为扰动、电枢电压总为恒 定(设qa+反) gq+衣)可近似计算为：4=旦=.150

22、017 * rKR±nC12,5x2.7+1500x0.137 八.=三=15 -= 0.00961" . mmfrn K Qt11.64x35x1500(4) Aji 24635£ = g-1=-1 = 28j57Ana 833%= H57xO 137 Tl . ,Kq 35x0 00961密负反馈单削环训速系统能修减少稳杰速解的块质在于它的自动调节作用，在于它能随着负效的变化 1).而相阳双变电枢他压，以补愀枢回触阻腓的变化.庭超4遗丸(2)K/s一怀CQ+K) Ca(+K) a "K K a从上式可可得：改变给定电技能改变稔态的速：调整转速反馈系数

23、,则上= " 也要改变,因此也能改变稳态转速°1在密速负反馈训速系统中,当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻、 测速发电机物磁布量发生变化时，都会引起耕速的变化，问系统对上述各坛有无调节能力？ 为什么？答：当电网电压发生变化时系统对其有调节能力，因为电网电压是系统的给定反馈控 制系统完仝服从给定。负载转矩、电动机励弱电流、电抠电旺变化时系统对其有调节能力。因为他们般化品终会场内到转速,都会被浏宽装置检测出来。再通过反馈控制作用， 减小它由对稳态转速的影响。测速发电机颇孩各量发生变化时,它不能得到反债控制系统 的抑制，反前会增大被调揖的误差。反馈控制系统所能抑制的只

24、是被反饿环包用的前向通 道上的扰动。4-71-7 某调速系统的调速范围D=20,额定转速劭=1500/min ,开环转速降落加为如二240"min,若要求系统的静差率由10%减少到5%，则系统的开坏憎益将如何变 化？斜；当 s=10% 时，,.="0x0. minDCl-s) 20x(1-0. 1)瓯140此忖 /C=-l = -1 = 27.8酝 m833当 s=5%时，双0血 . =3.95"minD(l-s) 20x( 1-0. 05)Ah"4。此时 = -1 = -1 = 59.8 丽 m3.95则若要求系统的静差率由10%玳少到5%,则系统的开

25、环增益将变大。48某调速系统的开环放大系数为15时，额定负载下电动机的速降为8r/min,如果将开环放大系数提高到30.它的转速降 为多少？在同样静差率要求下,调速范围可以扩大多少倍？解：根据 珀二'小，在代15时，求出Ah叩= (l + K)ZQ =(l + 15)8 = 128r/min 1 + K当代:30时，求得= l丝=生=4.13 r/min 1 + K)1+30再根据D = 一空一，在同样静差率要求下2=包=二=1.94答：如果开环放大系数提高到30.它儿v(l-s)D Afhn 4.13的转速降为4.13r/min：在同样静差率要求下，调速范围可以扩大到1.94倍。4-

26、949 .试回答下列问题(1)在转速负反馈单闭环有静差调速系统中，突减负载后又进入 稳定运行状态，则放大器的输出电压Uct、变波装置输出电压Ud、 电动机转速n较之负载变化前是增加、减少还是不变？ 卬二 KpKM；-此个七J,力乙 G(l + K)从动态结构图中分析。(2)在电动机运行中，若转速反馈线突然断了，会发生什么现象?转速反馈断线，凡个，飞车，电机毁坏。4-9.试回答下列问题(3)无静差调速系统的稳态精度是否还受电源电压U,和测速装置精 度的影晌？在无解差调速系统中，突加或突减负载后系统进入稳态时 调节器的谕出Uct、变流装置的输出Ud和转速n是增加、减少还是不 变？4-9.试回答下列

27、问题(4)带电流截止环节的转速负反馈调速系统，如果截止比较电压 Ucom发生变化,对系统的静特性有何影响?如果电流信号的取样电 阻Rs大小变化，对系统的静特性又有何影响？U*a以SA na a a a故：截止比较电压3静特性的下垂段右移。电流信号取样电阻Rj,静特性的下垂段左移，斜率变小。4-10 略 4-114.11.在转速、电流双闭环调速系统中，ASR、ACR都采用PI 调节器。试回答下述问题：(1)两个调节器ASR和ACR各起什么作用？它们的输出限幅 值应如何整定？ASR：转速调节器，根据电机过载能力和系统允许的最夫加速 度整定：ACR：电流调节惜，根据可控电源的最大输出值整定。(2)如

28、果要速度给定不变时，改变系统的转速，可调节什么参 数？若要改变系统起动电流应调节什么参数？改变堵转电流应 调节什么参数？改变转速：调节。：改变起动电流：调节；改变堵转电流:调节4-11. (5)/系统的ASR利ACR如果都襁PI调节器 而是P调节耨对系统的静、动态特性会有什么影嚼P调节幽系统静椭静差，动态响应加快。(6)说明设计使ASR的输出具有贬啾态的用意。电流的自动保护和觌御腼最优控制。4-124-12.在转速、电流双闭环调速系统中，ASR和ACR均采用 PI 调节器。若Sz=i5V,心=1500r/min, mix=10V, <v=20a, /e=2，R=2 Q , Ks=2。,

29、Ce=O. 127V - min/ro 当 S； = 5 V, 心二IOA时，求稳定运行时的n、Un、U；、UrUct和UdO。151500= 0.01,7 /.max导025稳定运行日寸, =500 ”minaUlt = 5V ,"=+=63.5/Udo=" + E = 83.5V , U* = 4.175P心 1/RKk5 = 5 = pidL = 2.5V静差系统,在阶跃输入下系统超调量"%<5% (按线性区级考虑)。试对系统进 行动态校正澳是相节器结构，并选择其4-13参数。解：按典型型系统设计，选£7 = 0.5, = 0.707, 在表

30、 3-1, 为 b% = 4.3%选I调节器，%($)=上,校正后系统的开环 TX传递函数为FS (O.O Is + I)'这样.T=O.OU K-10/r ,已选KT = O.5,贝UK = 0.5/T=50,所以r-lO/f-10/50-O.2.S ,积分调节器:tr(s)=rs 0.2s4.143.7有一个闭环系统，其控制对象的传递函数为四"（$）= *不=要求校正为典型II型系统，在阶跃输入下系统超调 量（按线性系统考虑）。试决 定调节器结构，并茨绿聋参数。角尾：应选择PI调节器，心-号2校正后系统的开环传通话数幺铲缶,对照典型II型系统，K = KnKx / r,丁

31、 = hT,选h=8, 查表34tr%=27 2%,满足设计要求。这样t = 7 = 8*0.02 = 0.16s ,K = +：、=_7 = 175.78,K. Kt/ K. = 175.78*0.16/10 = 2.812h2r22*82 *O.O2214-15（2） .抑制负载转矩（3） .可以。4-16区别是有无独立的加速度环和补偿的方式不同，前者是前馈补偿，后者是转速环的补偿。 因为扰动计算机的原理是加入了前馈补偿所以是前馈方法。4-17略418略5-1同步电机与异步电机在结构上有什么不同和相同之处？与他励直流电动机的结构有何不同？同步电机和异步电机的定子绕组是相同的,主要区别在于转

32、子的结构。同步电机的转子上有直流励磁 绕组，所以需要外加励磁电源，通过滑环引入电流:而异步电机的转子是短路的绕组，靠电磁感应产生电 流。相比之下，同步电机较复杂,造价高。他励直流电动机是利用换向器来自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈受力方向一致而连续旋转的。同步与异步电机由定子和转子组成，定子就是电磁铁，转子就是线圈。而定子和转子是采用同一电源 的，所以，定子和转子中电流的方向变化总是同步的，即线圈中的电流方向变了，同时电磁铁中的电流方 向也变5-2 （1）鼠笼式异步电机的鼠笼式转子如何产生感应电流从而变成磁铁的？当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一

33、个旋转磁场， 该旋转磁场切割我王绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在 定子旋转磁场作用下将产生型磁力，从而变成磁铁.（2）鼠笼式异步电机能否工作在发电状态？该电机被原动机拖动旋转并在定子电端口接上无缘负载时 电机是否可以发出电来？可以工作在发电状态。不能发出点电，缺少励磁电流。（3）用原动机拖动永磁同步机电动机旋转，电端口接无缘负载，此时电动机能否做发电机用？为 什么？可以原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各 相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组 中将

34、会感应出大小和方向按周期性变化的三 相 对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。5-3 （1）异步电动机的俩种转子结构和同步电动机的俩种转子结构？异步分为（鼠笼式）笼型转子和绕线型转子。（鼠笼式）笼型转子是在转子铁芯槽中镶入铜条组成，工艺较简单，功率因数较低。绕线型转子是用绝缘导线做成三相绕组嵌入转子槽中，可以通过串接电阻降低启动电流和调速。 功率因数较高°同步由定子和转子两大部分组成。两种结构主要区别在转子上而有凸极式和隐极式同步电动机的定子同步电动机的定子与异步电动机的定子结构基本相同，由机座、定子铁芯、电 枢绕组等组成。于大型同步电动机，由于尺寸太大，硅钢片常制成扇形，然后

35、对成圆形。同步电动机的转子由磁极、转轴、阻尼绕组、滑环、电刷等组成，在电刷和滑环通入直流电励磁， 产固定磁极，根据容量大小和转速高低转子结构分凸极和隐极两种C凸极特点：气隙不均匀，有明显的磁极，转子铁芯短粗，适用于转速低于1000r/min,极对数p23 的电动机隐极特点：气隙均匀，无明显的磁极，转子铁芯长细，适用于转速高于1500min,极对数pW2 的电动机。（2）发电和电动状态下绕组的相轴是否变化？不知道(3)电机的电角度和机械角度有什么关系？电角频率和机械角频率有什么关系？电角度=机械角度X极对数电角度就是定子电流频率角速度相当于机械频率电用频率w=np机械角频率Q5-4 (1)略略5

36、-5 (1)单相整距线圈流过正弦电流产生的磁动势是一个在空间呈矩形波分布的脉振磁动势它既是时 间函数乂是空间函数即：矩形波的振幅随时间以正弦电流的频率按正弦规律变化而在任一时刻该矩形 波本身又是在空间分布的是空间位置的函数。单相整距线圈流过正弦电流产生的磁动势是一个在空间呈矩形波分布的脉振磁动势，它既是时间函数 乂是空间函数，即：矩形波的振幅随时间以正弦电流的频率按正弦规律变化，而在任一时刻该矩形波本 身乂是在空间分布的，是空间位置的函数。5-6-5-9 略- 0 fp E二 2邛&2 22 3/以 00% 人-心二 | ''L二等二樽 J二也加 kJ 二，至二 sui

37、ff -生)二 力二巧邑"«""&鼻二斗、¥口打 0.。卜4 =0.7口 t；7 Cy 二.- 44，(2)不川式(S. 21 4)和大(5. 2 21 ) &示的里动钟ff么H 1,j?9/二 T一%。二一。弘T,八.WHZ一二知; 乙二誓比一，方 7。冬一股；_卜夕二t匕二川弘巾治二1为2:J:转旺dNj.M停二fX/OXLX14i;部辞VN 二笑Ns 沼m =4U 匕更二八“£".匕广文二力 x3；2xo、ooi)6 V仅连过定子绕组或仅连过转子绕组的磁通为漏磁5 12 对于采川如心 衣示血液.坦陋而.

38、( <i>怎"ea电诙矢 3中欠及方向的打n2怎作用许，也流矢ja.fcSL动势欠员、盗迪 TT关5.3节s 13 r<>j rf.«i)三相”小电动hl主坦迪和0a亚足如,2定尸，也流产位的日动妗与，。于电演;产j<3)主段通在定转尸烧田中塔应电动处” 工何？e 一 一 aG1 I5-105-11 略5-125-13 (1)同时连过定子、转子两个绕组的磁通为主磁通, 通。略主磁通在定、转子绕组中感应电动势的频率不一样，关系为fl=s£25-14 ( 1 )转子绕组开路时，定子电流是励磁电流10 ,其值较小。转子堵转时，短路的转子绕组

39、中的电流 产生磁动势F2 ,相应地，定子磁动势中出现与之平衡的分量(-F2),使F1的数值增大，即满足磁动势平衡 关系Fl+F2 = F0。因此，定子电流口要比10大(2)堵转时，气隙旋转磁场相对转子绕组运动，在转子绕组中产生电动势和电流。转子电流与气隙磁 场相互作用,产生电磁转矩。根据右手定则，可以确定转子电流的方向；再利用左手定则，就可判断出电 磁转矩的方向与气隙旋转磁场的转向相同。此时，转子是由于被堵住而不能旋转起来。5-15 略5-16 (1)(2)517略 5-18异步电动机定、转子之间没有电路上的联系，只有 磁路上的联系，不便于实际工作的计算，为了能将转子 电路与定子电路作直接的电

40、的连接，要进行电路等效，等 效要在不改变定子绕组的物理量(定子的电动势、电流、 及功率因数等)，而且转子对定子的影响不变的原则下进 行，即将转子电路折算到定子侧，同时要保持折算前后2 2 不变，以保证磁动势平衡不变和折算前后各功率不变。 为了找到异步电动机的等效电路，除了进行转子绕组的 折合外，还需要进行转子频率的折算。具体内容：频率折算，绕组折算，电流折算，电动势折算，阻抗折算 线电压5-18.三和异步电动机空战运行时，转子边功率因数cos名很 高，为什么定子边功率因数c。必却很低？为什么额定强战运行 时定子边的cos 4又比较窗？为什么cos &总是滞后性的？EBT BX等效电路5

41、-195-20由T型等效电路知:转子侧功率因数=加；+q空载运行时：saO, T型等效电路中，转子侧相当于开路，转 子侧功率因数较大。此时，定子侧功率因数4 十二c°s®=而玄声*寿落 因/很大，cos0很低。额定运行时，sf,从等效电路看出，对定子端口，阻性增大， 定子边cos0较高。当负载继续增大时，8s例会再降下来。可根 据等效电路进行具体的定量分析。等效电路中，从定子端看进去，无论S取何值，电路总是感性5-19. 一分三相四级绕线式异步电动机定子接在50Hz的三和电源上， 转子不转时，每相感应电动势& 二220V,G=0.08d% =0.45Q, 忽略定子漏

42、阻抗影响,求在额定运行转速“=I470r/min时的下列 各质。(I)转子电流频率：(2)转子相电动势：(3)转子和电流。4(1) f产 50- = 1Hz6U(2) 5 = = 0.02 =用,=5£2=4." 叫= 54.655/6.42°(3)令席= 4.4/0。=底=-'r2jsx2a解：(1) PM =Pl-pnJl- PFc = 632 x 103 - 341 -167.5 = 5811.5(W)P, = Pl pcu2 =5811.5- 237.5 = 5574(H)P2 = Pf- Px - Pm = 5574-45-29 = 5500(I

43、V) =% X100% = 52 x 100% = 87%Pi6320Pci»34lW(2) s = 2 = ZA = o.O4P” 5811.5n,="乙=叱5。= 1500( min)n = (1 -s) = (1 -0.04) x 1500 = 1440(/7 min)/.、八 2tdi 6.28x 1440、(3) Q = l50.7(md/s)6060丁 P, 5574P. 5500 “口浦、Tw = - = 377 = = 36.5(Mn)“Q 150.7 C 150.75-21I5-21.已知一台三和四极异步电动机的额定数据为=10kW, Z=50Hz, uw

44、 =380V, k = 16A,定子绕组为Y接线，额定 运行时定子铜耗加尸557W,转子铜耗Pm=314W,铁耗 0>=276W,机械损耗P=77W,附加损耗.=200W。计第 该电动机的额定负载时的(D额定转速：(2)空我转矩； (3)转轴上的输出转矩;(4)电磁转矩。%+ +=10000+77 + 200+314 = 105911，(I) ns = = 0.0296 = =(1$)叫=1455.6r/min60x2772x1455.6L82”,t 匕 60x10000石=赤诟65.6相加 】059W(4)=工=*=!=67.42",或 q=4 + q=6742N0'

45、"fX 2zrxl5005-22 略6-L P230换向器换向能力差6-2. P232三相异步电动机的7种转速方式三相异步电动机转速公式为：n=60f/p(l-s)变极对数调速方法，变频调速方法，串级调速方法，绕线式电动机转子串电阻调速方法，定 子调压调速方法，电磁调速电动机调速方法，液力耦合器调速方法.同步电动机的转速恒等于同步转速，所以同步电动机的调速方法只有变频调速一种方法。6-36-3 .思多：(1)为什么工一交逆变器中的逆变单元的功率磊件要匚作在 开夫状态？为减少功率器件的损耗。(2)为什么要采用多电平电路?可以避免输出中较高的dv/出-cli/ch带来的危害：来用耐压较低

46、的电力电r开关器件构成高压逆变电路o(3)为什么正弦波脉宏调制SPWM要按正弦波调制？逆变楙期望输出正弦波，按正弦波调制，根据面积等效原则， 输出的矩形波方列V期弟正弦波等效。(4) SPWM与4.2节所述可控九流电压源中的PWM有何异 同？同：血枳等效原则；异：输出电平不同，装液和调制浓不样.6-4.6-5(3)VSI:C存在，C的作用是波波和吸收无功功率，适合感性负载CSL:L存在，L的作用是滤波和吸收无功功率，适合容性负载6-6略6-7略6-8 (3)6-9.为什么图6.2.13中的和 电压含有三次 淋波, 为4卜么 核游波不出现在线电压中？令图6.2.13所小三相相电压为:os(m)

47、+ %e cos(3m)、m代=S,”+ 120") + ,/,+ 120")uc 二 i/llM cos(o" - 120" ) +css13(w - i 20° )“ .% 7G - >/3wlm cos( w - 30° )=> .次=4 =+ 9O'»)uCA = uc uA = ccs(n” 1 50° )故二次谐波不会出现代线电压中。6-106-11 略6-10.在对感应电机进行速度调节时，为什么要控制使 得电机的气隙磁链仃效值*"'常数？如果磁通太弱，电机不能输出

48、最大转矩：过分增大 磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流， 6-11.使用函6.3.3解释为什么笈基频以上的恒乐 变频调速会使气隙磁链减羽？频率提高，电压不变时，由图6.3.3可知，励磁电 流/。变小，则气隙磁通必定减弱。6-12图T型等效电路6-12.试解杼为什么图63.6中的曲线3不力& II线性段（双曲线”s 段）？曲线3卜斜的原闪是什么？请将该原因与它激直流电机主磁通为 额定时机械特性卜垂的原因作比较。6-13山式（63-17） 7；=3%,（今）要=3，（今2 即，T<= T” I；,口 = 2/工.=要-攀=口-竽=。-口代入式（6.13）' /:、= £2, -3/?n/3/r I 十小=由上式或图6.3