《电气传动与调速系统》平时作业

平常作业（一）

第1章电气传动系统动力学基础

一、咨询答题

1.电气传动系统力学方程式中，M T ，L T 和n 的正方向是如何规定的？

如何表示它的实际方向？

2.讲明J 和2GD 的概念，它们之间有什么关系？

3.从动力学方程式中如何看出系统是处于加速、减速、匀速等运动状态？

4.分析多轴电气传动系统时什么原因要折算为单轴系统？折算的原则是什么？

5.什么原因低速轴转矩大？高速轴转矩小？

6.起重机提升和下放重物时，传动机构的损耗由电动机承担依旧重物承担？提升和下放同一重物时，传动机构损耗的大小如果相同，传动机构的效率是否相等？

7.负载的机械特性有哪几种类型？各有什么特点？

8.什么叫稳固运行？电气传动系统稳固运行的条件是什么？

二、运算题

1.下图所示各图中，M T ，L T 和n 为实际方向，试回答以下咨询题：

（1）按照图示M T ，L T 和n 的方向，列出各机电传动系统的动力学方程

式；

（2）讲明各图中M T ，L T 是拖动转矩，依旧制动转矩；

（3）按照图示M T ，L T 和n 的方向，讲明各系统的运行状态是加速、减

速依旧匀速。

2.有一机电传动系统，减速机构为两级减速箱，其示意图如下图所示。已知齿轮齿数之比12Z Z =3，34Z Z =5，减速机构的效率c η=0.92，各齿轮的

飞轮惯量分别为221m 4N .29G D ?=，22

2m 4N .78G D ?=，223m 49N G

D ?=，

224m 196N G D ?=，电动机的飞轮惯量22

M m 294N G D ?=，负载的飞轮惯量

L m 450.8N G D ?=，负载转矩m 4N .470T L ?=，试求：

（1）折算到电动机轴上的负载转矩；

（2）折算到电动机轴上的系统总的飞轮惯量。

3.有一刨床电力拖动系统，其传动系统如下图所示。已知电动机M 的转速m in r 420n M =，其转子（或电枢）的飞轮惯量22

M m 110.5N G D ?=，工作台

1G 重1G =12050N ，工件2G 重2G =17650N ，各齿轮的齿数及飞轮矩如表1所

示，齿轮8的节距为=8t 25.13mm 。试运算刨床拖动系统在电动机轴上的总飞轮惯量。

表1 各齿轮的齿数及飞轮矩

齿轮号

1 2 3 4 5 6 7 8 齿数z

20 55 30 64 30 78 30 66 飞轮惯量)m /(N G D 22? 4.12 20.10 9.81 28.40 18.60 41.20 24.50 63.75

4.某起重机拖动系统如下图所示。已知被提升重物G 的重力G=19600

N ，提升速度s m 5.0v =，传动齿轮的效率96.021==ηη，卷筒的效率95.03=η，卷筒直径D=0.4m ，传动机构的转速比6j 1=，10j 2=，各转轴上的飞轮惯量

为22M m 10.78N G D ?=，221m 24.5N G D ?=，222m 14.7N G D ?=，

忽略纲绳的重力和滑轮传动装置的损耗，试求：

（1）折算到电动机轴上的总飞轮惯量；

（2）以s m 5.0v =匀速提升重物时，电动机所输出的转矩和功率；

（3）以s m 5.0v =匀速下放重物时，电动机所输出的转矩和功率；

（4）以s m 5.0v =，加速度2s m 1.0a =提升重物时，电动机所输出的转矩。

5.在下图中，曲线1为电动机机械特性，曲线2为负载机械特性，试判定在图中哪些交点上运行是稳固的？哪些交点上运行是不稳固的？

第2章直流电动机的传动特性

一、咨询答题

1.简述直流电动机的结构和工作原理。

2.直流他励电动机的机械特性指的是什么？是按照哪几个方程式推导出来的？

3.如何绘制直流他励电动机的固有机械特性和人为机械特性？

4.电动机的特性硬度是如何定义的？它和静差率有什么区别？

5.直流他励电动机什么原因不能直截了当起动？

6.直流他励电动机有哪几种限制起动电流的起动方法？

7.直流他励电动机有哪几种调速方法？各有什么特点？

8.直流他励电动机有哪几种制动方法？各有什么特点？

9.什么叫做电气传动系统的过渡过程？引起过渡过程的缘故有哪些？

10.电气传动系统的机电时刻常数是什么？它对系统的过渡过程有什么阻碍？

11.在中小型直流他励电动机的电气传动系统中，什么原因一样情形下只考虑机械惯性？

12.一直流他励电动机拖动提升机构，当电动机拖动重物匀速上升时，突然将电枢电压反接，试利用机械特性讲明：

（1）从反接开始到达到新的稳固运行状态期间，电动机经历了哪几个过程？最后稳固在什么运行状态？

（2）每一过程中，n、

I及M T是如何变化的？

13.当提升机下放重物时，欲使他励电动机获得低于理想空载转速的速度，应采取什么制动方法？

14.采纳能耗制动和电源反接制动时，什么原因要在电枢回路中串入电阻？哪种情形串入的电阻大？

二、运算题

1.有一台Z 型他励直流电动机，其铭牌数据为：40kW P N =，220V U N =，210A I N =，min r 750n N =。求：

（1）固有机械特性；

（2）电枢串入0.4Ω电阻的人为特性；

（3）U=110V 的人为特性；

（4）N 8.0Φ=Φ的人为特性。

2.一台他励直流电动机的额定数据如下：5kW .7P N =，220V U N =，39.8A I N =，min r 1500n N =，Ω=396.0R a 。要求拖动N L 8T .0T =的横转矩负载，

采纳三级起动，试用解析法求解各级电阻和各分段电阻的数值。

（1）欲使电动机转速降为m in r 500n =，电枢回路应串入多大电阻？

（2）采纳降压调速使电动机转速降为m in r 500n =，电压应降至多少伏？

（3）减弱磁通使N 85.0Φ=Φ时，电动机的将升至多高？能否长期运行？

4.直流他励直流电动机的数据与上题相同，仍带额定负载转矩运行，求：

（1）如果要求静差率S ≤20%，采纳电枢回路串电阻调速和降压调速时所能达到的调速范畴；

（2）如果要求调速范畴D=4，采纳以上两种调速方法时的最大静差率。

5.一台他励直流电动机的额定数据如下：30kW P N =，220V U N =，15

6.9A I N =，min r 1500n N =，Ω=082.0R a 。试求：

（1）电动机带抵抗性负载N L 8T .0T =运行时，进行能耗制动，欲使起始

制动转矩为2N T ，电枢回路应串多大电阻？

（2）电动机带位能性额定负载转矩，以m in r 1000的速度下放时，可用哪些方法，电枢回路分别应串多大电阻？

（3）电动机带抵抗性额定负载转矩运行时，进行电源反接制动停车，欲使起始制动转矩为2N T ，电枢回路应串多大电阻？

（4）电动机带位能性额定负载，N L 8T .0T =，欲以m in r 1800的速度下放时，应采纳什么方法，电枢回路应串多大电阻？

6.一台他励直流电动机，额定功率40kW P N =，额定电压220V U N =，额定电流203.3A I N =，额定转速min r 1500n N =，电枢绕组电阻Ω=06.0R a ，系统的飞轮惯量22m 15N GD ?=，负载转矩L T 是N T 的0.6倍，在电动机额定电流

的二倍的条件下起动，试求：

（1）应串入电枢回路的电阻ad R ；

（2）起动过程中的)t (I a ，)t (n ；

（3）起动时刻。

平常作业（二）

第3章交流电动机的传动特性

一、咨询答题

1.将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动机是否会反转？什么原因？

2.当三相异步电动机的负载增加时，什么原因定子电流会随转子电流的增加而增加？

3.三相异步电动机带一固定负载运行时，若电源电压降低了，现在电动机的转矩及转速有无变化？如何变化？

4.三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会如何变化？对电动机有何阻碍？

5.三相异步电动机断了一根电源线后，什么原因不能起动？而在运行时断了一根，什么原因仍能连续转动？这两种情形对电动机将产生什么阻碍？

6.三相异步电动机什么原因不运行在m ax T 或接近m ax T 的情形下？

7.三相笼型异步电动机的起动电流一样为额定电流的4～7倍，什么原因起动转矩只有额定转矩的0.8～1.2倍？

8.三相异步电动机能在低于额定电压下长期运行吗？什么原因？

9.笼型异步电动机的起动方法有哪几种？各有何优缺点？各适用于什么场合？

10.三相异步电动机在相同电源电压下，满载和空载起动时，起动电流是否相同？起动转矩是否相同？

11.绕线转子异步电动机采纳转子串电阻起动时，所串电阻越大，起动转矩是否也越大？

12.什么原因绕线转子异步电动机在转子串电阻起动时，起动电流减少而起动转矩反而增大？

13.异步电动机有哪几种调速方法？各种调速方法有何优缺点？

14.如何样实现变极调速？变极调速时什么原因要改变定子电源的相序？每种变极调速有何特点？

15.试讲明笼型异步电动机定子极对数突然增加时，电动机的速度变化过程。

16.异步电动机有哪几种制动状态？各有何特点？

17.异步电动机带位能性负载，试讲明定子相序突然改变时，电动机的速度变化过程。

18.同步电动机的工作原理与异步电动机的有何不同？

19.一样情形下，同步电动机什么原因要采纳异步起动法？

20.什么原因能够利用同步电动机来提升电网的功率因数？

二、运算题

1.一台三相异步电动机，额定频率50Hz f N =，额定转速m in r 960n N =，求额定转差率N S 。

2.电源线电压为380V ，现有两台电动机，其铭牌数据如下，试选择定子绕组的连接方式。

（1）Y90S-4，功率1.1kW ，电压220/380V ，连接方法Y ?，电流4.62/2.7A ，转速min r 1400n N =，功率因数0.79；

（2）Y112M-4，功率4.0kW ，电压380/660V ，连接方法Y ?，电流8.8/5.1A ，转速min r 1440n N =，功率因数0.82。

3.一台三相异步电动机，已知2kW P N =，min r 2840n N =，2m =λ，380V U N =，50Hz f N =，求其固有特性的转矩表达式。

4.一台三相笼型异步电动机，75kW P N =，min r 1470n N =，380V U N =，定子为三角形接法，137.5A I N =，起动电流N st 5I .6I =，起动转矩N st T T =，拟

带50%额定负载起动，电源容量为1000KV ·A ，试选择适当的起动方法。

第4章电气传动系统中电动机的选择

一、咨询答题

1.电动机的温升与哪些因素有关？电动机铭牌上的温升值其含义又是什么？电动机的温升、温度以及环境温度三者之间有什么关系？

2.电气传动系统中，电动机的选择包括哪些具体内容？

3.选择电动机的容量时要紧应考虑哪些因素？

4.电动机有哪几种工作方式？当电动机的实际工作方式与铭牌上标注的工作方式不同时，应注意哪些咨询题？

5.一台室外工作的电动机，在春、夏、秋、冬四季事实上际承诺的使用容量是否相同？什么原因？

6.电动机运行时承诺温升的高低取决于什么？阻碍绝缘材料寿命的是温升依旧温度？

7.电动机的额定功率时如何确定的？环境温度长期偏离标准环境温度40℃时，应如何修正？

二、运算题

有一起重机，其工作负载如下图所示，其中P=10kW ，工作时刻p t =0.91min ，空车时刻0t =2.34min ，要求采纳绕线转子异步电动机，转速为

m in r 1000左右，试选用一台合适的电动机。

平常作业（三）

第5章常用电力电子开关器件及应用

一、咨询答题

1.GTR的输出特性曲线中，共分几个区？一样来讲GTR应该工作在哪个区？

2.为了提升GTR的工作频率，可采纳哪些措施？

3.GTR的发热要紧缘故是什么？如何样减小发热？

4.列出两种常用的GTR驱动芯片的型号。

5.与晶体管相比功率场效应管有哪些优点？

6.功率场效应管有哪几种类型？

7.功率场效应管的输出特性有哪几个区？

8.功率场效应管有哪些要紧的参数？差不多上什么涵义？

9.列出两种常用驱动功率场效应管的芯片型号。

10.IGBT有哪些要紧参数？

11.对IGBT的驱动电路有哪些要求？

12.什么是GTR的二次击穿？如何幸免二次击穿？

13.什么是功率场效应管的通态电阻？它有什么作用？

14.用4只功率场效应管做逆变桥臂，试设计其驱动电路。

15.在什么情形下IGBT会发生擎住效应？如何幸免？

16.晶闸管的要紧参数有哪些？

17.晶闸管的操纵角和导通角是何含义？

18.晶闸管的导通条件是什么？

19.晶闸管并联电路有哪些均流措施？

20.晶闸管串联电路有哪些均压方法？

21.晶闸管的过流爱护措施有哪几种？

22.续流二极管有何作用？若不注意把它的极性接反了会产生什么后果？

23.试画出单相半波可控整流电路带不同性质负载时，晶闸管的电流波形与电压波形。

24.三相半波可控整流电路，如在自然换相点之前加入触发脉冲会显现什么现象？画出这时负载侧的电压波形图。

25.三相半波电阻负载的可控整流电路，如果由于操纵系统故障，A相的触发脉冲丢失，试画出操纵角 =0时的整流电压波形。

26.三相桥式全控整流电路带电阻性负载，如果有一只晶闸管被击穿，其它晶闸管会受什么阻碍？

27.晶闸管对触发电路有哪些要求？触发电路要紧有哪三个环节？每个环节的功能是什么？

28.什么原因晶闸管的触发脉冲必须与主电路电压同步？

29.试简述有源逆变器的工作原理，逆变的条件和特点是什么？

30.试论述单相晶闸管桥式逆变器的差不多工作原理，如何实现电压操纵？逆变器的换流过程是如何样进行的？

二、运算题

欲装一台白炽灯泡调光电路，需要可调的直流电源，调剂范畴：电压

0 =0～180V，电流

I=0～10A。现采纳单相半控桥式整流电路（参见教材图5

-43），试求最大交流电压和电流的有效值，并选择整流元件。

平常作业（四）

第6章直流调速操纵系统

咨询答题

1.常用的速度反馈元件有哪几种？各有什么特点？

2.绝对编码器与增量型编码器有何异同？

3.提升编码器辨论率的方法有哪些？

4.减小误码率的方法有哪些？

5.简述绝对式编码器的工作原理。

6.简述增量式编码器的工作原理。

7.简述支流测速发电机的原理。

8.阻碍直流测速发电机输出的因素有哪些？

9.常用的晶闸管-电动机直流调速系统有哪几种？

10.对单闭环有静差调速系统，提升系统的开环放大倍数K对系统有何阻碍？

11.与转速负馈相比，电压负反馈有哪些特点？

12.讲明电流负反馈的原理及作用。

13.一样讲来，移相触发器应该包括哪几个部分？

14.什么原因积分环节能够保证系统无静差？

15.在转速电流双闭环系统中，转速环和电流环各在什么情形下起作用？

16.可逆直流调速系统有哪两种实现方法？各有什么特点？

17.简要讲明PWM调速的工作原理。

18.与PWM调速相比，晶闸管-电动机调速系统有哪些缺点？

19.可逆式PWM变换器有哪些种类型？

20.双极式PWM变换器有哪些优缺点？

21.UC3637有哪些功能？

第7章交流电动机驱动与操纵电路

咨询答题

1.与直流调速相比，交流调速有哪些优点？

2.交流电动机调速系统有哪些类型？

3.单项异步电动机调压调速电路包括哪几部分？

4.三相异步电动机的晶闸管调压系统主回路有哪几种接线方法？

5.简要讲明串级调速的原理。

6.串级调速有哪些类型？各有何特点？

7.简述交——直——交变频调速的原理。

8.简述SPWM的含义。

9.SA4828有哪些功能？

第8章无换向器电动机变压变频调速系统

咨询答题

1.同步电动机与异步电动机有何区别？

2.同步电动机变频调速系统分为哪几类？

3.按照容量不同，无换向器电动机可分为哪几种类型？按照所用的变频器不同，又可分为哪几种类型？

4.参照教材图8-5讲明无换向器电动机的工作原理。

5.转子位置检测器有哪几种形式？

6.无换向器电动机的换流方法有哪几种？各习惯什么样的情形？

7.无换向器电动机的调速方法有哪几种？