第五版机电传动控制复习重点
《机电传动控制》(第5版)(全套教案)期末复习用
《机电传动控制》（第五版）教案第1章绪论1.1 机电系统的组成＝机械运动部件＋机电传动＋电气控制系统。
1.机械运动部件——完成生产任务的基础，机械执行部分；2.机电传动———＝电力传动或电力拖动，是驱动生产机械运动部件的原动机的总称；3.电气控制系统——控制电动机的系统。
1.2 机电传动的目的和任务1.机电传动的目的——将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止、以及速度调节，满足各种生产工艺的要求，保证生产过程的正常进行2.机电传动的任务①广义上讲——使生产机械设备、生产线、车间甚至整个工厂都实现自动化。
②狭义上讲——专指控制电动机驱动生产机械，实现产品数量的增加、质量的提高、生产成本的降低、工人劳动条件的改善以及能源的合理利用。
1.3 机电传动控制的发展概况一、驱动系统的发展阶段：1.成组拖动——一台电动机拖动一根天轴—→通过带轮和传动带—→分别拖动各（一组）生产机械。
生产效率低、劳动条件差，一旦电动机或传动环节发生故障则造成成组生产机械停车。
2.单电动机——一台电动机拖动一台生产机械，较成组拖动进了一步。
但当生产机械的运动部件较多时，其机械传动机构则十分复杂。
3.多电动机拖动——一台生产机械的每一个运动部件都有专门的电动机拖动。
不仅大大简化了生产机械的传动机构，而且控制灵活，为自动化提供了有利条件，是现代化机电传动的典型方式。
二、控制系统的发展阶段：1.接触器＋继电器控制——出现在20世纪初，应用广泛、成本低；但控制速度慢、精度差。
2.电动机放大机控制（30年代）、磁放大机控制（40～50年代）——从断续控制发展到连续控制，并具有了输出反馈环节，简化了控制系统、减少了电路触点、提高了可靠性。
3.大功率可控电力半导体器件控制——具有效率高、反应快、寿命长、可靠性高、维修容易、体积小、重量轻等优点。
由此，开辟了机电传动控制的新纪元。
4.采样控制——数控技术＋微机应用的高水平断续控制，由于采样周期＜＜控制对象的变化周期，∴≌连续控制。
机电传动控制总复习.
机电传动控制总复习第1章 绪论1、机电传动系统的主要组成部分。
2、电动机自动控制方式大致可分为哪三种？断续控制、连续控制和数字控制三种。
第2章 机电传动系统的动力学基础 1、机电传动系统的运动方程式：dtd JT T L M ω=- （2.1） 运动方程式的实用形式：dt dnGD T T L M 375)(2=- （2.4）2、（1）当L M T T =时，加速度0==dtdna ，则常数=n ，系统处于稳定运行状态（包括静止状态）。
为此，要使系统达到稳定，先决条件必须使L M T T =。
（2）当M T ＞L T 时，加速度0>dtdn，即转速在升高，系统处于加速过程中。
由此可知，要使系统从静止状态起动运转，必须使起动时的电磁转矩（称之为起动转矩）大于0=n 时的负载转矩。
（3）当M T ＜L T 时，加速度0<dtdn，转速在降低，系统处于减速过程中。
所以要使系统从运转状态停转（即制动），必须减小电磁转矩使之小于负载转矩，甚至改变M T 的方向。
作业：7、试列出下图所示几种情况下系统的运动方程式，并说明系统的运行状态时加速、减速还是匀速。
（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向。
）M LT T >M LT T =M LT T =（a ） （b ） （c ）M LT T =M LT T <M LT T >（d ） （e ） （f ）答：（a ）因为T M 为正方向，是拖动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L >0，所以系统为加速；（b ）因为T M 为负方向，是制动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L <0，所以系统为减速；（c ）因为T M 为负方向，是制动转矩，T L 为负方向，是拖动转矩，且T d =T M -T L =0，所以系统为匀速；（d ）因为T M 为正方向，是拖动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L =0，所以系统为匀速；（e ）因为T M 为正方向，是拖动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L <0，所以系统为减速；（f ）因为T M 为负方向，是制动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L <0，所以系统为减速；第3章 电动机的工作原理及机械特性 3.1 直流电动机的工作原理及机械特性1、直流电机的基本结构和工作原理2、直流电动机机械特性的一般表达式：02a e e t Δ R U n T n n K K K ΦΦ=-=- （3.13）3、（2）人为机械特性①改变电枢电压U 时的人为机械特性 ②电枢回路中串接附加电阻时的人为机械特性 ③改变磁通Φ时的人为机械特性4、根据直流他励电动机处于制动状态时的外部条件和能量传递情况，它的制动状态分为反馈制动、反接制动、能耗制动三种形式。
机电传动控制复习提纲
机电传动控制复习提纲：1．从运动方程式怎样看出系统是处于加速，减速，稳态的和静态的工作状态。
答：TM-TL>0说明系统处于加速，TM-TL<0说明系统处于减速，TM-TL=0说明系统处于稳态（即静态）的工作状态。
2．一般生产机械按其运动受阻力的性质来分可有哪几种类型的负载？答：可分为恒转矩型负载特性；离心式通风机型负载特性；直线型负载特性；恒功率型负载特性，4种类型的负载。
3．反抗静态转矩与位能静态转矩有何区别，各有什么特点？答：反抗转矩的方向恒与运动方向相反，运动方向发生改变时，负载转矩的方向也会随着改变，因而他总是阻碍运动的。
位能转矩的作用方向恒定，与运动方向无关，它在某方向阻碍运动，而在相反方向便促进运动。
4．如何判断系统的稳定平衡点 P12答：（1）电动机的机械特性曲线和生产机械的负载特性曲线有交点（即拖动系统的平衡点）；（2）当转速大于平衡点所对应的转速时，TM<TL；而当转速小于平衡点所对应的转速时，TM>TL。
5．机电时间常数的物理意义是什么？它有那些表示形式？各种表示式各说明了哪些关系？答：机电时间常数的物理意义是{n s}r/min−{n}r/min={GD2}N·m2375{n0}r/min{T st}N·m d{n}r/min d(t)s; {τm}s={GD2}N·m2375{n0}r/min{T st}N·m是反映机电传动系统机械惯性的物理量，其表达形式有{τm}s={GD2}N·m2375{n0}r/min{T st}N·m；{τm}s={GD2}N·m2375{∆n L}r/min{T L}N·m{τm}s={GD2}N·m2375{n s}r/min{T d}N·m6．加快机电传动系统的过渡过程一般采用哪些方法？答：加快机电传动系统的过渡过程一般采用：减少系统的飞轮转矩GD2；增加动态转矩T d。
机电传动控制复习总结
稳定运行包含两重含义：1）系统应能以一定的速度匀速运转；2）系统受某种外部干扰作用（如电压波动、负载转矩波动等）而使运行速度稍有变化时，应保证系统在干扰消除后能恢复到原来的运行速度。
系统稳定运行的必要充分条件（1）两机械特性有交叉点（2）在平衡点处有一速度Δn↑时，TM<TL TM-TL<0Δn↓时，TM>TL TM-TL>0a点是稳定平衡点，b点不是。
2.5.2 加快过渡过程的方法：减少系统的飞轮矩GD2（采用细长圆柱形转子）增加动态转矩Td采用多极电动机（极对数p多的）减少回路电阻Ra（减少功率放大器内阻）选用机械特性硬度大的电动机选用力矩惯量比大的电动机并励发电机工作的条件1.要有剩磁；2.励磁电流产生的磁场方向和剩磁方向相同；3.Rf’不能太大。
多段启动电阻启动的他励电动机缺点1.机械特性变软，稳定性差；2.轻载时调速范围不大；3.无级调速困难；电阻上消耗大量电能；4.启动电阻不能用来调速适用于起重机、卷扬机。
2.1 说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩，静态转矩和动态转矩。
拖动转矩是由电动机产生用来克服负载转矩，以带动生产机械运动的。
静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。
动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。
2.4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统？转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原则？转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则？因为许多生产机械要求低转速运行，而电动机一般具有较高的额定转速。
这样，电动机与生产机械之间就得装设减速机构，如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆，皮带等减速装置。
所以为了列出系统运动方程，必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到一根轴上。
转矩折算前后功率不变的原则是P=Tω, p不变。
转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=0.5Jω22.5为什么低速轴转矩大，高速轴转矩小？因为P= Tω,P不变ω越小T越大，ω越大T 越小。
机电传动控制重点
第一章概述了解机电传动控制系统的发展概况。
第二章机电传动系统的动力学基础【重点内容】运动方程式及其含义；多轴拖动系统中转矩折算；机电传动系统稳定运行的条件;分析系统的稳定平衡点.【难点】机电传动系统稳定运行的条件；分析系统的稳定平衡点.第三章直流电机的工作原理及特性【重点内容】直流电动机的机械特性；启动,调速,制动的各种方法；启动，调速,制动的各种方法的优缺点和应用场所。
【难点】启动，调速,制动的各种方法。
第四章机电传动系统的过渡过程【基本内容】在了解过渡过程产生的原因和研究过渡过程的实际意义的基础上,掌握机电传动系统在启动，制动过程中转速，转矩和电流的变化规律，掌握机电时间常数的物理意义以及缩短过渡过程的途径.【重点内容】掌握机电时间常数的物理意义以及缩短过渡过程的途径.第五章交流电动机的工作原理及特性【重点内容】1.异步电动机的工作原理，基本结构，旋转磁场的产生;2。
异步电动机的机械特性;3.异步电动机的启动，调速和制动的方法（与直流电动机进行比较）；4。
学会用机械特性的四个象限来分析异步电动机的运行状态;5。
掌握单相异步电动机的启动方法和工作原理;6。
了解同步电动机的结构特点，工作原理,运行特性及启动方法;7。
掌握各种异步电动机和同步电动机的使用场所.【难点】异步电动机的旋转磁场的产生；分析异步电动机的运行状态;异步电动机的启动,调速和制动的方法.第六章控制电机了解机电传动控制系统中一些常用的控制电机种类，名称，结构等。
【重点内容】掌握各种控制电机的基本工作原理,主要运行特性及特点.第七章机电传动控制系统中电动机的选择【一般要求】在了解电动机的发热与冷却规律的基础上,重点掌握电动机容量的选择,并熟悉电动机的种类,电压,转速和结构型式的选择原则.【重点内容】重点掌握电动机容量的选择原则及方法，可以通过统计法或类比法进行选择.第八章继电器—接触器控制系统【一般要求】在熟悉各种控制电器的工作原理，作用,特点表示符号和应用场所的基础上,着重掌握继电器—接触器控制线路中基本控制环节的构成和工作原理，学会分析较复杂的控制线路,并通过训练学会设计一些较简单控制线路.【重点内容】结合书中内容及附录1，附录2，掌握各电器符号及标准;掌握基本线路的分析设计,提高改错能力；掌握机床启动,正反转,制动，保护等主电路及控制线路的设计.第九章可编程序控制器【一般要求】在了解可编程序控制器的基本组成，工作原理，特点和用途的基础上，重点掌握F 系列中小型可编程序控制器的指令系统和编程方法以及应用实例。
机电传动控制复习总结
本章学习内容
• 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理 • 5.2 三相异步电动机的定子和转子电路 • 5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性
• 5.4 三相异步电动机的启动 • 5.5 三相异步电动机的调速 • 5.6 三相异步电动机的制动
• 5.7 单相异步电动机 • 5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用
第五章 交流电动机的工原理及特性
基本要求 了解异步电动机的基本结构和旋转磁场的产生；
掌握异步电动机的工作原理，机械特性，以及启动、 调速及制动的各种方法、特点与应用：
掌握单相异步电动机的工作原理和启动方法：
了解同步电动机的结构特点、工作原理、运行特性及 启动方法。
重点
掌握异步电动机的人为机械特性，因为它是分析异 步电动机启动、调速、制动工作状态的依据；
全压启动和降压启动 3. 三相鼠笼式异步电动机的降压启动方法有（）、（）和（）
定子串电阻，星形-三角形，自耦变压器。 4.三相鼠笼式异步电动机的调速法有（ ），（ ）和（ ）
变极调速，变转差率调速和变频调速
5.三相鼠笼式异步电动机的制动方式有（ ），（ ）和（ ）
反馈制动，反接制动和能耗制动
6.单相异步电动机为什么没有启动转矩？常采用哪些启动方法？ 因单相交流电产生脉动磁场，不产生旋转磁场， 所以起动转矩为0，常采用电容分相式和罩极式两种启动方法。
• 14.1 电动机容量选择的原则 • 14.2 电动机的发热与冷却 • 14.3 不同工作制下电动机容量的选择 • 14.6 电动机的种类、电压、转速和结构
型式的选择
第十四章 机电传动控制系统中电动机的选择
基本要求 1.了解电动机的容量选择应该考虑哪些因素
2.掌握三种工作制下的电动机容量的选择，特别 注意电动机运行时的允许温度、过载能力和启 动能力；
机电传动控制期末复习大纲
机电传动控制期末复习大纲3.1为什么直流电记得转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成？直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠加而成是因为要防止电涡流对电能的损耗..3.2并励直流发电机正传时可以自励，反转时能否自励？不能,因为反转起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩与磁场方向相反,这样磁场被消除,所以不能自励.3.11为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？电动机在未启动前n=0,E=0,而R a很小,所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时,启动电流将很大.I st=U N/R a3.12他励直流电动机直接启动过程中有哪些要求？如何实现？他励直流电动机直接启动过程中的要求是1 启动电流不要过大,2不要有过大的转矩.可以通过两种方法来实现电动机的启动一是降压启动 .二是在电枢回路内串接外加电阻启动.3.16 直流电动机用电枢电路串电阻的办法启动时，为什么要逐渐切除启动电阻？如切出太快，会带来什么后果？如果启动电阻一下全部切除,,在切除瞬间,由于机械惯性的作用使电动机的转速不能突变,在此瞬间转速维持不变,机械特性会转到其他特性曲线上,此时冲击电流会很大,所以采用逐渐切除启动电阻的方法.如切除太快,会有可能烧毁电机.3.17 转速调节（调速）与固有的速度变化在概念上有什么区别？速度变化是在某机械特性下,由于负载改变而引起的,二速度调节则是某一特定的负载下,靠人为改变机械特性而得到的.3.18 他励直流电动机有哪些方法进行调速？它们的特点是什么？他励电动机的调速方法：第一改变电枢电路外串接电阻R ad特点在一定负载转矩下，串接不同的电阻可以得到不同的转速，机械特性较软，电阻越大则特性与如软，稳定型越低，载空或轻载时，调速范围不大，实现无级调速困难，在调速电阻上消耗大量电量。
第二改变电动机电枢供电电压特点当电压连续变化时转速可以平滑无级调速，一般只能自在额定转速以下调节，调速特性与固有特性相互平行，机械特性硬度不变，调速的稳定度较高，调速范围较大，调速时因电枢电流与电压无关，属于恒转矩调速，适应于对恒转矩型负载。
机电传动控制复习提纲
机电传动控制复习提纲1、电源线电压为380V，三相笼型异步电动机定子每相绕组的额定电压为380V时，能否采用星形－三角形启动？如果接入电动机的线电压等于电动机的额定电压（即每相绕组的额定电压），那么，它的绕组应该接成三角形，如果电源的线电压是电动机的额定电压的3倍，那么它的绕组就应该接成星形，2、从步进电动机的电源脉冲分配器中送出的脉冲电压的顺序为角位移的大小、角速度的大小、角加速度的大小、角位移的方向？从步进电动机的电源脉冲分配器中送出的脉冲电压的顺序决定此电动机的转子的角位移3、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电动机的电流会迅速增加,如果时间稍长电机有可能会烧毁.4、交流电器的线圈能否接入与其额定电压相等的直流电源中使用线圈就变成了电阻，由于线圈的直流电阻一般都很小，所以很可能造成短路烧毁5、对一台确定的步进电动机而言，其步距角决定于什么？步距角决定于电机的通电方式6、三相鼠笼式异少电动机在相同电源电压下，空载启动比满载启动的启动转矩小、大、相同？三相异步电动机在相同电源电压下，满载和空载启动时，启动电流和启动转矩都相同。
Tt=KR2u2/(R22+某220)I=4.44f1N2/R与U，R2，某20有关7、三相异步电动机带动一定负载运行时，苦电源电压降低了．此时电动机转矩如何若电源电压降低,电动机的转矩减小,电流也减小.转速不变.8、步进电动机转角与脉冲电源的关系是？步进电动机转角与脉冲电源成正比关系9、三相鼠笼式异步电动机在运行中断了一根电源线，则电动机的转速？而在运行时断了一线，仍能继续转动转动方向的转矩大于反向转矩，这两种情况都会使电动机的电流增加。
10、线绕式异步电动机采用转子串电阻启动时，所串电阻愈大，启动转矩？线绕式异步电动机采用转子串电阻启动时，所串电阻愈大，启动转矩愈大11、三相鼠笼式异步电动机带动一定负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机转速？此时电动机的转速会减小12、实现电功率的变换和控制的电力半导体原件是什么，有什么特点？晶闸管一、简答题1、根据图示的方向列出机电传动系统的运动方程？说明电动机是拖动转矩，还是制动转矩？机电传动系统速度变化？2、曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性，说明判断系统的稳定平衡点的条件，并判断下面哪些是系统的稳定平衡点，哪些不是？3、为什么直流电动机直接启动时启动电流大？电动机未启动之前n=0,E=0,而R很小则启动时有E=U，启动电流I=U/R，此时电流很大4、一台三相异步电动机在额定情况下运行时，若电源电压突然下降，而负载转矩不变，试分析下述各量有无变化为什么？（1）旋转磁场的转速n0；（2）主磁通ф；（3）电磁转矩；（4）转子转速n；5、若交流电器的线圈误接入同电压的直流电源，或直流电器的线圈误接入同电压的交流电源，会发生什么问题？为什么？第一种情况的话，线圈就变成了电阻，由于线圈的直流电阻一般都很小，所以很可能造成短路烧毁。
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机电传动控制复习重点一：知识点1 .加快机电传动系统过渡过程的方法要想加快机电传动系统过渡过程，即减少过渡时间，应设法减小系统的飞轮转矩GD^2和增大动态转矩Td.2 .直流电机的感应电势： 与电动机的结构有关的参数，称电势常数为每一对极的磁通（WB ） n 为电枢转速（r/min ）E 为电动势（V ）直流电机的电磁转矩：K t 与电动机的结构有关的参数，称转矩常数, K t =9.55k为每一对极的磁通（WB ）Ia 为电枢总电流（A ）3.直流发电机的分类直流发动机的运行受励磁绕组连接方法的影响，因此直流发电机按历次方法来分类，分为他励，并励，串励和复励发电机。
他励调节方法中改变电动机电枢供电电压属于恒转矩调速。
P384.三项异步电动机为什么叫做异步？ 定子通三相电，产生旋转磁场，旋转磁场带动转子旋转，异步是指磁场旋转与电动面转子不是同步的，磁场比转子提前一定的角度nk E e Φ=e k Φat I k T Φ=Φ5.为什么转子频率即产生电流的频率6.电机直接启动，反转启动的优缺点，意义，特性直接启动的优点：是所需设备少，启动方式简单，成本低。
电动机直接启动的电流是正常运行的5倍左右，理论上来说，只要向电动机提供电源的线路和变压器容量大于电动机容量的5倍以上的，都可以直接启动。
这一要求对于小容量的电动机容易实现，所以小容量的电动机绝大部分都是直接启动的，不需要降压启动。
缺点：对于大容量的电动机来说，一方面是提供电源的线路和变压器容量很难满足电动机直接启动的条件，另一方面强大的启动电流冲击电网和电动机，影响电动机的使用寿命，对电网不利，所以大容量的电动机和不能直接启动的电动机都要采用降压启动。
反接制动常用于位能性负载（如起重机），限制重物下放速度。
7. n0=60f/p同步转速n0与电流频率成正比而与磁极对数成反比8. S=n0-n/n0由于转子转速不等于同步转速，所以把这种电动机称为异步电动机，S称为转差率9. 异步电动机的固有机械特性（P64）三相异步电动机的机械特性有固有的机械特性和人为的机械特性之分。
1、固有机械特性：它上面有4个特殊点。
（1）电动机在没有任何负载情况下的空转，即T=0，n=n0(S=0)此时转速最大，此点即电动机的理想空载点。
（2）电动机在有负载情况下的正常运转，即T=T N n=n N(S=S N)此时为电动机的额定工作点。
T N=9.55P N/n N S N=n0-n N/n0(符号均为额定状态)（3）电动机在刚启动的时刻，即没有转起来，所克服转子自重时转矩的时候，此点为电动机的启动工作点。
（4）电动机在拖动负载最大转矩时，速度也比较适中时，此点位电动机的临界工作点。
在此时电压如果过低或有巨大冲击负载，就会造成电动机停机。
2、人为机械特性（1）电压降低电动机在运行时，如电压降低太多，会大大降低它的过载能力与启动转矩，甚至是电动机发生带不动负载或者根本不能启动的现象。
此外就是启动后电机也会被烧坏。
（2）定子电路接入电阻，此时最大转矩要比原来的大；转子电路串电阻或改变定子电源频率，此时启动转矩要增大，最大转矩不变。
1011.按时间原则控制的异步电动机定子绕组串接电阻启动电路二：习题2.3 试列出以下几种情况下系统的运动方程式，并说明系统的运行状态是加速、减速还是匀速？（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向）答：a匀速，b减速，c减速，d加速，e减速，f匀速2.11 如图所示，曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性，试判断哪些是系统的稳定平衡点？哪些不是？答：（d）不是稳定运动点，其余都是稳定运行点。
4.6有一台三相异步电动机，其技术参数如图所示1）线电压为380v时，三相绕组如何接法？2）求n0，p, S N,, T N,T st,T max和I st;3)额定负载时电动机输入功率是多少？解① 线电压为380V时，三相定子绕组应为Y型接法. ② TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.8NmTst/ TN=2 Tst=2*29.8=59.6 Nm Tmax/ TN=2.0 Tmax=59.6 Nm Ist/IN=6.5 Ist=46.8A一般nN=(0.94-0.98)n0 n0=nN/0.96=1000 r/min SN= (n0-nN)/n0=(1000-960)/1000=0.04 P=60f/ n0=60*50/1000=3 ③ η=PN/P输入 P输入=3/0.83=3.614.11有一台三相异步电动机，其技术参数如图所示1）当负载转矩为250N*m时，在U=U N和Uˊ=0.8U N两种情况下，电机能否启动？TN=9.55 PN/ nN=9.55*40000/1470 =260NmTst/TN=1.2 Tst=312NmTst=KR2U2/（R22+X202） =312 Nm312 Nm>250 Nm 所以U=UN时电动机能启动。
当 U=0.8U时 Tst=（0.82）KR2U2/（R22+X202） =0.64*312 =199 Nm Tst<TL所以电动机不能启动。
2）欲采用Y/Δ换接启动，当负载转矩为0.45T N0.35T N两种情况时，电机能否启动？TstY=Tst△/3=1.2* TN /3 =0.4 TN当负载转矩为0.45 TN时电动机不能启动当负载转矩为0.35 TN时电动机能启动3）若采用子偶变压器降压启动，设降压比为0.64，求电源线路中通过的启动电流和电机的启动转矩IN= PN/ UNηN cosφN√3 =40000/1.732*380*0.9*0.9 =75AIst/IN=6.5 Ist=487.5A降压比为0.64时电流=K2 Ist=0.642*487.5=200A电动机的启动转矩T= K2 Tst=0.642312=127.8 Nm机电传动课后重点习题及参考答案3.3一台他励直流电动机所拖动的负载转矩 TL=常数，当电枢电压附加电阻改变时，能否改变其稳定运行状态下电枢电流的大小？为什么？这是拖动系统中那些要发生变化？答：T=KtφIa u=E+IaRa当电枢电压或电枢附加电阻改变时,电枢电流大小不变.转速n与电动机的电动势都发生改变.3.10一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=6.5KW,U N=220V, I N=34.4A, n N=1500r/min, Ra =0.242Ω,试计算出此电动机的如下特性：固有机械特性；答：n0=UNnN/(UN-INRa) =220*1500/220-34.4*0.242 = 1559r/min TN=9.55PN/nN =9.55*6500/1500 =41.38Nm3.11 为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？答：因为T st=U N/R a，R a很小，所以T st很大，会产生控制火花，电动应力，机械动态转矩冲击，使电网保护装置动作，切断电源造成事故，或电网电压下降等。
故不能直接启动。
3.12他励直流电动机直接启动过程中有哪些要求？如何实现？答：他励直流电动机直接启动过程中的要求是1 启动电流不要过大,2不要有过大的转矩.可以通过两种方法来实现电动机的启动一是降压启动，要求电流I st≤（1.5~2）I N .二是在电枢回路内串接外加电阻启动.3.13直流他励电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加上？若忘了先合励磁绕阻的电源开关就把电枢电源接通，这是会产生什么现象（试从TL=0 和TL=TN两种情况加以分析）？当电动机运行在额定转速下，若突然将励磁绕阻断开，此时又将出现什么情况？答：直流他励电动机启动时,一定要先把励磁电流加上使因为主磁极靠外电源产生磁场.如果忘了先合励磁绕阻的电源开关就把电枢电源接通，TL=0时理论上电动机转速将趋近于无限大,引起飞车, TL=TN 时将使电动机电流大大增加而严重过载.3.16 直流电动机用电枢电路串电阻的办法启动时，为什么要逐渐切除启动电阻？如切出太快，会带来什么后果？答：如果启动电阻一下全部切除,,在切除瞬间,由于机械惯性的作用使电动机的转速不能突变,在此瞬间转速维持不变,机械特性会转到其他特性曲线上,此时冲击电流会很大,所以采用逐渐切除启动电阻的方法.如切除太快,会有可能烧毁电机.3.19直流电动机的电动与制动两种运转状态的根本区别何在？答：电动机的电动状态特点是电动机所发出的转矩T的方向与转速n 的方向相同.制动状态特点使电动机所发的转矩T的方向与转速n的方向相反4.4当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？答：因为负载增加n减小,转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加,转子导体被磁感线切割的速度提高,于是转子的感应电动势增加,转子电流特增加,.定子的感应电动使因为转子的电流增加而变大,所以定子的电流也随之提高.4.6有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。
试求：①线电压为380V时，三相定子绕组应如何接法？②求n0,p,SN,TN,Tst,Tmax和Ist；③额定负载时电动机的输入功率是多少？答：① 线电压为380V时，三相定子绕组应为Y型接法. ②TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.8NmTst/ TN=2 Tst=2*29.8=59.6 Nm Tmax/ TN=2.0 Tmax=59.6 NmIst/IN=6.5 Ist=46.8A一般nN=(0.94-0.98)n0 n0=nN/0.96=1000 r/min SN= (n0-nN)/ n0=(1000-960)/1000=0.04 P=60f/ n0=60*50/1000=3 ③ η=PN/P输入 P输入=3/0.83=3.614.14 异步电动机有哪几种调速方法？各种调速方法有何优缺点？答：① 调压调速这种办法能够无级调速，但调速范围不大② 转子电路串电阻调速这种方法简单可靠，但它是有机调速，随着转速降低特性变软，转子电路电阻损耗与转差率成正比，低速时损耗大。
③ 改变极对数调速这种方法可以获得较大的启动转矩，虽然体积稍大，价格稍高，只能有机调速，但是结构简单，效率高特性高，且调速时所需附加设备少。
④ 变频调速可以实现连续的改变电动机的转矩，是一种很好的调速方法。
4.19 异步电动机有哪几种制动状态？各有何特点？答:异步电动机有三种反馈制动,反接制动和能耗制动反馈制动当电动机的运行速度高于它的同步转速,即n1.>n0时一部电动机处于发电状态.这时转子导体切割旋转磁场的方向与电动机状态时的方向相反.电流改变了方向,电磁转矩也随之改变方向..反接制动电源反接改变电动机的三相电源的相序,这就改变了旋转磁场的方向,电磁转矩由正变到负,这种方法容易造成反转..倒拉制动出现在位能负载转矩超过电磁转矩时候,例如起重机放下重物时,机械特性曲线如下图,特性曲线由a到b,在降速最后电动机反转当到达d时,T=TL系统到达稳定状态,能耗制动首先将三项交流电源断开,接着立即将一个低压直流电圆通入定子绕组.直流通过定子绕组后,在电动机内部建立了一个固定的磁场,由于旋转的转子导体内就产生感应电势和电流,该电流域恒定磁场相互作用产生作用方向与转子实际旋转方向相反的转矩,所以电动机转速迅速下降,此时运动系统储存的机械能被电动机转换成电能消耗在转子电路的电阻中.4．24 同步电动机的工作原理与异步电机的有何不同？异步电动机的转子没有直流电流励磁,它所需要的全部磁动势均由定子电流产生,所以一部电动机必须从三相交流电源吸取滞后电流来建立电动机运行时所需要的旋转磁场,它的功率因数总是小于1的,同步电动机所需要的磁动势由定子和转子共同产生的当外加三相交流电源的电压一定时总的磁通不变,在转子励磁绕组中通以直流电流后,同一空气隙中,又出现一个大小和极性固定,极对数与电枢旋转磁场相同的直流励磁磁场,这两个磁场的相互作用,使转子北电枢旋转磁场拖动着一同步转速一起转动.4.25 一般情况下，同步电动机为什么要采用异步启动法？答：因为转子尚未转动时,加以直流励磁,产生了旋转磁场,并以同步转速转动,两者相吸,定子旋转磁场欲吸转子转动,但由于转子的惯性,它还没有来得及转动时旋转又到了极性相反的方向,两者又相斥,所以平均转矩为零,不能启动.4.26 为什么可以利用同步电动机来提高电网的功率因数？答：当直流励磁电流大于正常励磁电流时,电流励磁过剩,在交流方面不仅无需电源供电,而且还可以向电网发出感性电流与电感性无功功率,正好补偿了电网附近电感性负载,的需要.使整个电网的功率因数提高.5.1 通过分析步进电动机的工作原理和通电方式，可得出哪几点结论？答：步进电动机的位移和输入脉冲数严格成正比,这就不会引起误差的积累.其转速与脉冲频率和步矩角有关,控制输入脉冲数量,频率即电动机各组的接通次序,可以得到各种需要的运行特征.5.4 步进电动机的步距角之含义是什么？一台步进电动机可以有两个步距角，例如，3o/1.5o，这是什么意思？什么是单三拍、单双六拍和双六拍？答：每当输入一个电脉冲时,电动机转过的一个固定的角度,这个角度称之为步矩角.一台步进电动机有两个步矩角,说明它有两种通电方式, 3o得意思是单拍时的步矩角. 1.5o得意思是单双拍或双拍似的步矩角单三拍:每次只有一相绕阻通电,而每个循环只有三次通电单双六拍:第一次通电有一相绕阻通电,然后下一次又两相通电,这样交替循环运行,而每次循环只有六次通电双三拍:每次又两相绕阻通电,每个循环由六次通电5.5一台五相反应式步进电动机，采用五相十拍运行方式时，步距角为1.5o，若脉冲电源的频率为3000Hz，试问转速是多少？（此题答案我觉得有点小问题，要么把β换算成弧度制，要么将2π换成360，最后结果750 r/min）答：n=βf*60/2π =1.5*3000*60/2*3.14 =42993.6r/min 转速是42993.6r/min5.10 步距角小、最大静转距大的步进电动机，为什么启动频率和运行频率高？答：n=βf*60/2πf=nπ/β *30 β越小运行f就越高6.7 电磁继电器与接触器的区别主要是什么？答：接触器是在外界输入信号下能够自动接通断开负载主回路.继电器主要是传递信号,根据输入的信号到达不同的控制目的.6.8 电动机中的短路保护、过电流保护和长期过载（热）保护有何区别？答：电动机中的短路保护是指电源线的电线发生短路,防止电动机过大的电枢电路而损坏.自动切断电源的保护动作.过电流保护是指当电动机发生严重过载时,保护电动机不超过最大许可电流.长期过载保护是指电动机的短时过载保护是可以的,但长期过载时电动机就要发热,防止电动机的温升超过电动机的最高绝缘温度.6.12时间继电器的四个延时触点符号各代表什么意思？答：①1M 先启动后，才允许2M启动；；②2M先停止，经一段时间后1M蔡自动停止，且2M；③两台电动机均有短路、长期过载保护；6.23试设计一条自动运输线，有两台电动机， 1M拖动运输机，2M 拖动写料及。