电力拖动 网络第二章作业
电力拖动作业
电力拖动作业2-2一台四极并励直流电机接在220v的电网上运行，为单波绕组，已知电枢表面的总导体数n=381，n=1500r/min,φ=0.0105wb,电枢回路的总电阻ra=0.205Ω，励磁电流IFN=1.73a，铁损PFE=362w，机械损耗耗pmec=240w(忽略附加损耗)，试问：1）该电机运行在发电机状态，还是电动机状态？2）电磁转矩是多少？3）输入功率和效率各是多少？解决方案：1）ea=n*P/（60a）*n*φ=381×2÷（60×1）×1500×0.0105=200.025v当ea2）根据直流电机的电压平衡方程，IA=（U1 EA）/RA=（220-200.025）/0.205=97.439a电磁转矩：TEM=CTφIA=np/（2πa）*φIA=(381×2)÷(2π×1)×0.0105×97.439=124.14nm电磁功率：PEM=EAIA=200.025×97.439=19490.24w输入功率：p1=u1i1=u1(ia＋if)=220×v97.439+1.73w=21817.18w输出功率：p2=pem－pfe－pmec=19490.24－362－240=18888.24w效率：η=p2／p1×100％=18888.24／21817.18×100％=86.58％问题2-4：单独励磁直流电机的铭牌数据为：PN=22KW，UN=220V，in=115a，NN=1500r/min，电枢电阻RA=0.1Ω，忽略空载扭矩。
当电机以额定负载运行时，要求将转速降至1000r/min。
尝试：1）2）3）当使用电枢电路串联电阻来降低速度时，串联电阻值应该是多少？当降低电源电压的速度时，施加的电压应该降低多少？上述两种情况下，电动机的输入功率与输出功率各为多少（不励磁回路功率表）？（1)解：根据电压平衡方程得：ceφn=un雨=0.139nn当电枢电路串联电阻用于降低速度时，电路稳定后，负载扭矩保持不变tn=ctφnin可知ia=inA.由此可得：r+ra=un-ceφnnia解得r=0.604ω-（2）解：由（1)可得ia=inu=ceφnn+raia=150.4v（n=1000r/min）(3)解：当采用串电阻降压时输入功率：P1=UNIA=25.3kw输出功率：P2=CEφNN采用降压减速时，输入功率：P1=u×ia=15.985kw×ia=150.5×115=17.308kw×ia=15.985kw输出功率：P2=CEφnn题2-7单独励磁直流电动机的数据如下：PN=96kw，UN=440V，in=250A，NN=500r/min，RA=0.078Ω，Try：1）2）关于固有机械特性的理想空载点和额定负载点的数据。
西南交通大学网络教育电机与拖动II离线作业
西南交通大学网络教育电机与拖动I I离线作业TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-电机与拖动I I第一次作业1、一个三相对称交流绕组，通以对称三相交流电时，会产生何种合成磁势请写出其基波磁势幅值表达式。
如果绕组有一相断线又将产生何种磁势2、答：圆形旋转磁势；；Y接断线产生脉振磁势，D接断线产生椭圆旋转磁势。
3、总结交流发电机定子电枢绕组相电动势的频率、波形和大小与哪些因素有关这些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的4、答：交流绕组感应电动势的频率与旋转磁场转速、电机极数有关；其波形与磁势波形、电机结构相关；其大小与频率、绕组匝数、磁场强弱有关。
－52－6异步电动机，额定电压380伏，定子三角形接法，频率50Hz，额5、一台JQ2定功率，额定转速960r/m，额定负载时，定子铜耗474W，铁耗231W，机械损耗45w，附加损耗，试计算额定负载时，（1）转差率；(2)转子电流的频率；（3）转子铜耗；（4）效率；（5）定子电流。
＝答：（1）n1（2）（3）w（4）（5）6、设有一台380伏、50Hz，1450r/m、15kw，三角形联结得三相异步电机，定子参数与转子参数如折算到同一边时可作为相等，，每相漏抗为每相电阻的4倍，，，并且电流增减时漏抗近似为常数。
试求：在额定运行时的输入功率，电磁功率，总机械功率，各项损耗。
答：n1＝1500r/m ，U1＝380V欧所以Z＝台三相4极异步电机，请指出电机分别以625r/min提升重物、以370 r/min下放重物、以1527 r/min下放重物时处于何种运行状态电磁转矩分别是什么性质的答：电动机状态；发电机状态。
2、异步电动机在起动和空载运行时，为什么时候功率因数很低当满载运行时，功率因数会提高答：异步电动机在起动和空载运行时输入的有功分量小，则无功分量占大部分，故功率因数很低。
电机与拖动第二章 习题解答
第二章 电力拖动系统的动力学基础2-9解：n LJ L J e n e n 1J 1 图2-16 三轴拖动系统eJ折算到电动机轴上的系统总飞轮惯量为2222221L e 1L e e 222()()75015015()16()1001500150020(N m )n n GD GD GD GD n n =++=+⨯+⨯=⋅ 折算到电动机轴上的负载转矩为L L L c 1L c1c2725(N m)150015000.90.8750150T T T j j j ηηη''====⋅⨯⨯⨯2-10解：J 1n e J 2 n r v L J Ln LJ e图2-18 提升机构n（1）提升速度L v 依照电动机转速n 经过三级减速后，再转换成直线速度的关系，得Ln j n =，321j j j j =，L 123n n n j j j j == L L πv Dn =L L 123π 3.140.21000π31.4(m /min)225D v Dn n j j j ⨯⨯====⨯⨯（2）折算到电动机轴上的静转矩L T根据功率平衡原则，折算到电动机轴上的静转矩为L L L c F v T ωη=这里，0L L G G G F +==，L π60D n v j =， 2π60n ω=，所以 0L c ()(1500100)0.1210(N m)2250.8D G G T j η++⨯===⋅⨯⨯⨯ （3）折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量2GD题中未给出系统中间传动轴和卷筒的飞轮惯量，可用放大系数δ近似估计。
今取1.2δ=，则折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量为222L e 022365()()31.41.210365(1500100)()60100012.16(N m )v GD GD G G nδ=⋅++=⨯+⨯+⨯⨯≈⋅。
电力拖动运动控制系统平时作业答案
电⼒拖动运动控制系统平时作业答案第⼀章1、请画出运动控制系统及其组成的框图。
答：运动控制系统由电动机、功率放⼤与变换装置、控制器及相应的传感器等构成，其框图如下：2、如果请你设计⼀辆电动滑板车，请问这个电动滑板车的构成？答：由刹车开关、电池电压取样、限流保护、驱动电路、直流有刷电机、霍尔调速⼿柄等===================================================================== 第⼆章1、请写出直流电动机的稳态转速公式，并分析转速与电枢电压的关系。
答：直流电机的稳态转速公式转速n=U-(IR+L*di/dt)/Kφ，I是电枢电流，R是电枢回路的电阻φ是励磁磁通，k是感应电动势常数所以从公式可以看出，要想对直流电机进⾏调速，⼀般的⽅法有两种：⼀种是对励磁磁通φ进⾏控制的励磁控制法，⼀种是对电枢电压U进⾏控制的电枢电压控制法。
2、什么是调速范围和静差率？调速范围、静态速降和最⼩静差率之间有什么关系？为什么说“脱离了调速范围，要满⾜给定的静差率也就容易多了”？3、某⼀直流调速系统，测得的最⾼转速特性为=1500 r/min, 最低转速特性为=150 r/min。
电动机额定转速为，带额定负载时的速度速降 =15r/min，且在转速下额定速降如不变，试问系统能够达到的调速范围D是多少？系统允许的静差率s是多少？解：4、转速单闭环调速系统有那些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速，为什么？如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压⽐是否能够改变转速，为什么？如果测速发电机的励磁发⽣了变化，系统还有克服什么⼲扰的能⼒？答：1）转速单闭环调速系统有以下三个基本特征①只⽤⽐例放⼤器的反馈控制系统，其被被调量仍是有静差的。
②反馈控制系统的作⽤是：抵抗扰动，服从给定。
扰动性能是反馈控制系统最突出的特征之⼀。
③系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。
2）改变给定电压会改变电动机的转速，因为反馈控制系统完全服从给定作⽤。
电机与拖动基础习题解答第二章
电机与拖动基础习题解答第二武汉纺织大学第二章2 . 1变压器能改变交流电的电压和电流，能不能改变直流电的电压和电流？为什么？答：变压器能改变交流电的电压和电流，但不能改变直流电的电压和电流。
因为变压器是应用电磁感应原理而工作的，只有当一次绕组接交流电源时，一次绕组才会流过交流电流，在铁心中产生变化的磁通，从而在二次绕组中产生感应电动势;如果一次绕组接直流电源，则一次绕组流过的是直流电流，在铁心中产生的磁通是恒定不变的，不能在二次绕组中产生感应电动势，所以变压器只能改变交流电的电压和电流，不能改变直流电的电压和电流。
2 . 2变压器的铁心为什么要用硅钢片叠成而不用整块钢制成？答：变压器的绕组流过交流电流时会在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗，统称为铁损耗。
磁滞损耗与铁磁材料的磁滞回线面积有关，硅钢片的磁滞回线较窄，磁滞损耗较小。
涡流损耗与铁磁材料的电阻成反比，与钢片厚度的平方成正比，硅钢片是在电工钢中加入少量的硅而制成，电阻率较大，用硅钢片叠成的铁心，铁损耗较小，所以变压器的铁心要用硅钢片叠成而不用整块钢制成。
2 .3 一台变压器额定电压为220 /110 V ,若把二次绕组(110 V )接在220 V交流电源上，主磁通和励磁电流将如何变化？答:若忽略变压器绕组漏阻抗压降，则绕组的端电压与感应电动势相等。
正常工作时铁心磁路处于饱和状态。
若把额定电压为110 V的二次绕组接在220 V交流电源上，二次绕组感应电动势将增大一倍，感应电动势与铁心磁通成正比,所以铁心磁通也将增大一倍，由于铁心磁路处于饱和状态，励磁电流将不只是增大一倍而将增大许多倍。
2 . 4 一台变压器一次绕组额定电压为220 V，不小心把一次绕组接在220 V的直流电源上，会出现什么情况？答：若把额定电压为交流220 V的变压器一次绕组接在220 V直流电源上时，铁心中产生的磁通将是恒定不变的，不会在一次绕组中产生感应电动势，一次绕组电流h=U，由于绕组电R i阻R i比较小，则一次绕组电流会很大，大大超过其 额定电流,很快会将变压器烧坏。
电力拖动作业二
作业二1.补充NN’间的电压波形仿真电路图中DC=DC1=100V，三相正弦调制波的频率为50Hz，幅值为1V，三者之间的相位依次相差120°，双极性三角载波的频率为1000Hz，幅值为2V。
NN’的电压波形如下：2.轴电压/电流的概念及补偿措施⑴轴电压：轴电压是指电动机轴两端之间或者转轴与轴承座之间所产生的电压。
产生轴电压的主要原因是环绕电动机轴的磁路不平衡，这个不平衡的磁通切割转轴，就在轴的两端感应出轴电压。
⑵轴电流：轴电压建立起来后，一旦在转轴及机座、壳体间形成通路，就产生轴电流。
⑶补偿措施：针对轴电流形成的根本原因，一般在现场采用如下防范措施：①在轴端安装接地碳刷，使接地碳刷可靠接地，并且与转轴可靠接触，保证转轴电位为零电位，随时将电机轴上的静电荷引向大地，以此消除轴电流。
②为防止磁不平衡等原因产生轴电流，在非轴伸端的轴承座和轴承支架处加绝缘隔板，切断轴电流的回路。
③要求检修运行人员细致检查并加强导线或垫片绝缘。
④在机座中除一个轴承座外，其余轴承座及包括所有装在其上的仪表外壳等金属部件都对地绝缘，不绝缘的轴承应装接地电刷以防静电充电。
⑤对于由轴交链交变磁通所产生的轴电压，可在电动机一侧的轴承座下加绝缘垫以割断轴与轴瓦之间形成的回路，使轴电流无法产生。
但在实际工作中对绝缘垫的作用认识不清，从绝缘垫加装的方法和轴承座与油管道的连接上都不同程度地出现过问题，最后造成绝缘垫起不到绝缘作用，进而形成轴电流。
所以我们要经常检查轴承座的绝缘强度，用500V摇表测量，绝缘不得低于0.5MΩ。
⑥保持轴与轴瓦之间润滑绝缘介质油的纯度，发现油中带水必须进行过滤处理，否则油膜的绝缘强度不能满足要求，容易被低电压击穿。
3.载波比、调制比、过调制的概念⑴载波比：载波频率与调制波频率之比称为载波比。
⑵调制比：调制波的峰值与载波的峰值之比称为调制比。
⑶过调制：当调制比大于1（即调制波的峰值大于载波的峰值）时称之为过调制。
西南交通大学网络教育电机与拖动II离线作业
电机与拖动II第一次作业1、一个三相对称交流绕组，通以对称三相交流电时，会产生何种合成磁势？请写出其基波磁势幅值表达式。
如果绕组有一相断线又将产生何种磁势？答：圆形旋转磁势；；Y接断线产生脉振磁势，D接断线产生椭圆旋转磁势。
2、总结交流发电机定子电枢绕组相电动势的频率、波形和大小与哪些因素有关？这些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？答：交流绕组感应电动势的频率与旋转磁场转速、电机极数有关；其波形与磁势波形、电机结构相关；其大小与频率、绕组匝数、磁场强弱有关。
3、一台JQ2－52－6异步电动机，额定电压380伏，定子三角形接法，频率50Hz，额定功率7.5kw，额定转速960r/m，额定负载时，定子铜耗474W，铁耗231W，机械损耗45w，附加损耗37.5w，试计算额定负载时，（1）转差率；(2)转子电流的频率；（3）转子铜耗；（4）效率；（5）定子电流。
答：（1）n1＝（2）（3）w（4）（5）4、设有一台380伏、50Hz，1450r/m、15kw，三角形联结得三相异步电机，定子参数与转子参数如折算到同一边时可作为相等，，每相漏抗为每相电阻的4倍，，，并且电流增减时漏抗近似为常数。
试求：在额定运行时的输入功率，电磁功率，总机械功率，各项损耗。
答：n1＝1500r/m ，U1＝380V欧所以Z＝//欧则A所以＝15.08A输入kwkw＝673.56 wkw5、一台三相四极绕线式异步电动机，工作频率50Hz，电机最大转矩倍数,，求：1) 求电机的额定转速；2) 当电机带恒转矩额定负载时，把电源电压下降20%，电动机是否还能够运行？答：第二次作业1、.一台三相4极异步电机，请指出电机分别以625r/min提升重物、以370 r/min下放重物、以1527 r/min下放重物时处于何种运行状态？电磁转矩分别是什么性质的？答：电动机状态；发电机状态。
2、异步电动机在起动和空载运行时，为什么时候功率因数很低？当满载运行时，功率因数会提高？答：异步电动机在起动和空载运行时输入的有功分量小，则无功分量占大部分，故功率因数很低。
电力拖动自动控制系统-运动控制系统课后参考答案第二章
第二章作业思考题：2-1直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？1.电枢回路串电阻调速特点：电枢回路的电阻增加时，理想空载转速不变，机械特性的硬度变软。
反之机械特性的硬度变硬。
2.调节电源电压调速特点：电动机的转速随着外加电源电压的降低而下降，从而达到降速的目的。
不同电源电压下的机械特性相互平行，在调速过程中机械特性的硬度不变，比电枢回路串电阻的降压调速具有更宽的调速范围。
3.弱磁调速特点：电动机的转速随着励磁电流的减小而升高，从而达到弱磁降速的目的。
调速是在功率较小的励磁回路进行，控制方便，能耗小，调速的平滑性也较高。
2-2简述直流 PWM 变换器电路的基本结构。
IGBT，电容，续流二极管，电动机。
2-3直流 PWM 变换器输出电压的特征是什么？直流电压2-4为什么直流PWM变换器-电动机系统比V-M系统能够获得更好的动态性能？直流PWM变换器-电动机系统比V-M系统开关频率高，电流容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较小；低速性能好，稳速精度高，调速范围宽；若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强；电力电子开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适中时，开关损耗也不大，因而装置效率较高；直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。
2-5在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什么？电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流。
电路中无电流，因为电动机处已断开，构不成通路。
2-6直流PWM变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断路会产生什么后果？反并联二极管是续流作用。
若没有反并联二极管，则IGBT的门极控制电压为负时，无法完成续流，导致电动机电枢电压不近似为零。
2-7直流 PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？不是越高越好，因为太高的话可能出现电容还没充完电就IGBT关断了，达不到需要的输出电压。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
网络第二章作业（上）2.1-2.4
2-1．直流电机的主导调速方法是 (调压调速/电枢回路串电阻调速/弱磁调速)。
2-2 按照历史发展顺序排列三类直流调压调速系统。
对比它们的优缺点。
2-3 V-M系统断流是电机的机械特性有什么变化？可举例说明。
2-4．画出开环V-M调速系统的稳态结构图和机械特性图。
2-5. 调速系统的调速范围和静差率这两个指标是怎么定义的？某直流V-M调速系统的最大转速为500rpm、最低转速为270rpm，要求的静差率S＝10％。
允许的静态速度降落是多少?
2-1弱磁调速
2-2、G-M系统：
优点：
1．无需起动电阻、起动能量损耗小。
2．调速范围宽、调速性能好，能平滑调速。
3．控制功率小，很容易控制正反转。
4．四象限可逆运行很容易实现。
缺点：
1．设备多、体积大、费用高、安装须打地基、运行有噪声、维护不方便。
2．效率低，通常只有75%－80%左右。
3．特性斜率较大，限制了调速范围的扩大。
V-M系统：
特点
（1）和旋转变流机组相比，晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。
（2）晶闸管可控整流器的门极电流可以直接用晶体三极管来控制，不再象直流发电机那样需要较大功率的放大装置。
在控制作用的快速性方面，变流机组是秒级，而晶闸管整流器是毫秒级，这使V-M 系统的动态性能也比G-M系统有很大的提高。
（3）调速范围大，平滑性好。
（4）占地小，重量轻，无噪音。
（5）效率较高，运行可靠。
缺点
电流中的交流成分大，损耗大，对电机的运行不利。
当系统处在深调速状态，即在较低速运行时，晶闸管的导通角很小，使得系统的功率因数很低，并产生较大的谐波电流，引起电网电压波形畸变，殃及附近的用电设备。
若要使电动机能实现四象限运行，则必须采用正、反两组全控整流电路构成的V-M可逆调速系统，但可逆调速系统所用的变流设备（整流器）要比单组的增多一倍。
电力电子器件若使用不当会出现过电压、过电流问题。
直流脉宽调制（PWM）系统
优点有：
（1）由于直流PWM调速系统的直流斩波器所采用的主开关元件IGBT（或功率MOSFET）的开关频率可高达几十KHz，开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就足以获得脉动很小的直流电流，且电
枢电流容易连续，系统的低速运行平稳，调速范围较宽，可达1：10000左右。
又由于电流波形比V-M系统好，在相同的平均电流即相同的输出转矩下，电动机的损耗和发热都较小。
（2）同样由于开关频率高，若与快速响应的电机相配合，系统可以获得很宽的频带，因此快速响应性能好，动态抗扰能力强。
（3）直流斩波器的电源是直流，在电源是交流的场合，可以用不控整流桥先把交流变成直流，然后应用直流脉宽调速系统，不控整流桥的功率因数接近于1，谐波幅值也较可控整流电路小。
2-3、
2-4、。