《电机与拖动基础总复习.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机与拖动基础总复习.doc（51页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上电机与拖动基础总复习试题类型一、填空题（每题2分，共20分）二、判断题（每题2分，共20分）三、单项选择题（每题2分，共20分）四、简答题（三题，共15分）五、计算题（三题，共25分）第一章 电机的基本原理1按电机供电电源的不同，可以分为直流电机和交流电机两大类。2把穿过某一截面S 的磁力线根数被称为磁通量F。在均匀磁场中，把单位面积内的磁通量称为磁通密度B。3非导磁材料，比如：铜、橡胶和空气等，具有与真空相近的导磁率，因此在这些材料中，磁场强度H与磁通密度B的关系是线性的。在导磁材料中，磁场强度H与磁通密度B的关系不是线性的。4磁通与电压之间存在如下关系： 1）如果
2、在闭合磁路中磁通随时间而变化，那么将在线圈中感应出电动势； 2）感应电动势的大小与磁通的变化率成正比。5电机作为一种机电能量转换装置能够将电能转换为机械能，也能将机械能转换为电能。由于机械系统和电气系统是两种不同的系统，其能量转换必须有一个中间媒介，这个任务就是由气隙构成的耦合磁场来完成的。6铁心中的磁滞损耗和涡流损耗之和为铁心损耗。第二章 电力拖动系统动力学基础1电力拖动系统一般由电动机、生产机械的传动机构、工作机构、控制设备和电源组成，通常又把传动机构和工作机构称为电动机的机械负载。 2电力拖动运动方程的实用形式为 由电动机的电磁转矩Te与生产机械的负载转矩TL的关系： 1）当Te = T
3、L 时， dn/dt = 0，表示电动机以恒定转速旋转或静止不动，电力拖动系统的这种运动状态被称为静态或稳态； 2）若Te TL 时， dn/dt 0，系统处于加速状态； 3）若TeTL 时， dn/dt 0，系统处于减速状态。 也就是一旦 dn/dt 0 ，则转速将发生变化，我们把这种运动状态称为动态或过渡状态。3生产机械的负载转矩特性：4拖动系统稳定运行的充分必要条件: Te=TL且5 电动机工作在电动状态飞轮矩的折算第三章 直流电机原理1直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。 定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成。转子（又称电枢）由电枢铁心、电枢
4、绕组、换向器、转轴和风扇等组成。2直流电机的绕组有五种形式：单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组（叠绕和波绕混合绕组）。3 极距、绕组的节距（第一节距、第二节距、合成节距）的概念和关系。4 单叠绕组把每个主磁极下的元件串联成一条支路，因此其主要特点是绕组的并联支路对数a等于极对数np。5 电枢反应：直流电机在主极建立了主磁场，当电枢绕组中通过电流时，产生电枢磁动势，也在气隙中建立起电枢磁场。这时电机的气隙中形成由主极磁场和电枢磁场共同作用的合成磁场。这种由电枢磁场引起主磁场畸变的现象称为电枢反应。6 直流电机的励磁方式：7直流电机的电枢电压方程和电动势：直流电机电磁转矩8 直流电动机
5、功率方程9直流电机工作特性10 直流电动机励磁回路连接可靠，绝不能断开一旦励磁电流 If = 0，则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通，若此时电动机负载较轻，电动机的转速将迅速上升，造成“飞车”；若电动机的负载为重载，则电动机的电磁转矩将小于负载转矩，使电机转速减小，但电枢电流将飞速增大，超过电动机允许的最大电流值，引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。 11 自励发电方式能否建立空载电压是有三个条件（1）电机必须有剩磁，如果没有须事先进行充磁；（2）励磁绕组的极性必须正确，也就是励磁绕组与电枢并联时接线要正确；（3）励磁回路的电阻不能太大，即其伏安特性的斜率U/If 不能太陡，否则如果伏安特性的斜率太
6、陡，与发电机空载特性交点很低或无交点，就无法建立空载电压。总之，自励发电机的运行首先要在空载阶段建立电压，然后才能带负载运行。 12他励直流发电机的外特性随着电流的增大，其输出电压下降。这是因为： 随着发电机的负载增加，其电枢反应的去磁效应增强，使每极磁通量减小，导致电枢电动势下降。 电枢回路电阻上的电压将随着电流上升而增大，使发电机的输出电压下降。13效率他励直流发电机带负载运行时，其损耗中仅电枢回路的铜耗与电流 Ia 的平方成正比，称为可变损耗；其他部分损耗与电枢电流无关，称为不变损耗。当负载较小时，Ia 也较小，此时发电机的损耗是以不变损耗为主，但因输出功率小而效率低；随着负载增加，P2
7、增大而效率上升，当可变损耗与不变损耗相等时效率达到最大值。第四章 直流电机拖动基础1他励直流电动机的机械特性2人为机械特性（1）改变电枢电压 一组平行曲线（2）减小每极气隙磁通特性曲线倾斜度增加，电动机的转速较原来有所提高，整个特性曲线均在固有机械特性之上（3）电枢回路串接电阻n0=Const ；R越大，曲线越倾斜3 他励直流电动机的起动一般直流电动机拖动负载顺利起动的条件是： 1)限制Ist（Ist l IN， l 为电机的过载倍数）； 2) Tst （1.11.2）TN ； 3) 起动设备简单、可靠。（1）电枢回路串电阻起动（2）减压起动4 他励直他励直流电动机的调速调速范围、静差率、平滑
8、性（1）串电阻调速特点：1）实现简单，操作方便； 2）低速时机械特性变软，静差率增大，相对稳定性变差；3）只能在基速以下调速，因而调速范围较小，一般D 2；4）由于电阻是分级切除的，所以只能实现有级调速，平滑性差；5）由于串接电阻上要消耗电功率，因而经济性较差，而且转速越低，能耗越大。（2） 调电压调速特点是：1）由于调压电源可连续平滑调节，所以拖动系统可实现无级调速；2）调速前后机械特性硬度不变，因而相对稳定性较好； 3）在基速以下调速，调速范围较宽，D可达1020； 4）调速过程中能量损耗较少，因此调速经济性较好；5）需要一套可控的直流电源。（3） 弱磁调速特点：1）由于励磁电流I f R
9、r，使得转子内的功率因数cos2很小，所以尽管起动时转子电流Ir 很大，但其有功分量Ircos2并不大。而且，由于起动电流很大，定子绕组的漏阻抗压降增大，使得感应电势Es和与之成正比的主磁通Fm减小，因此起动转矩Tst并不大。异步电动机在起动时存在以下两种矛盾：1）起动电流大，而电网承受冲击电流的能力有限；2）起动转矩小，而负载又要求有足够的转矩才能起动。（1）小容量电动机的轻载起动直接起动直接起动也称为全压起动。（.5kW）优点：操作简便、起动设备简单；缺点：起动电流大，会引起电网电压波动。（2）中、大容量电动机轻载起动降压起动（A）星形-三角形（Y-）换接起动（B）自耦降压起动电动机端电压
10、: Us=U2 = 定子电流:Is=I2= 从电网上吸取的电流:I1 =Ist起动转矩与起动电流降低同样的倍数。 （C）串电阻（抗）起动方法优点:起动电流冲击小，运行可靠，起动设备构造简单；缺点:起动时电能损耗较多。（D）延边三角形起动方法优点：体积小、质量轻、允许经常起动等。缺点：电动机内部接线较为复杂。 （3）小容量电动机重载起动笼型异步电动机的特殊形式主要矛盾：起动转矩不足。解决方法有：（）按起动要求选择容量大一号或更大些的电动机； （）选用起动转矩较高的特殊形式的笼型电动机。 (A) 深槽式异步电动机(B)双笼型异步电动机(4)中、大容量电动机重载起动绕线转子异步电动机的起动起动的两种
11、矛盾（起动转矩小，起动电流大）同时起作用。 如果上述特殊形式的笼型电动机还不能适应，则只能采用绕线转子异步电动机了。在绕线转子异步电动机的转子上串接电阻时，如果阻值选择合适，可以既增大起动转矩，又减小起动电流，两种矛盾都能得到解决。（A） 转子串接电阻起动方法在起动时，在转子绕组中串接适当的起动电阻，以减小起动电流，增加起动转矩。待转速基本稳定时，将起动电阻从转子电路中切除，进入正常运行。 （B）转子串接频敏变阻器起动方法频敏变阻器的特点是其电阻值随转速的上升而自动减小 R1为绕组的电阻，Xm为带铁心绕组的电抗，Rm是反映铁耗的等效电阻。 电动机刚起动时，转子频率较高, 频敏变阻器内的与频率平
12、方成正比的涡流损耗较大，其等效电阻也因之较大，可以限制电动机的起动电流，并增大起动转矩。4 异步电动机的调速从定子传入转子的电磁功率Pem可分成两部分：一部分为拖动负载的有效功率；另一部分是转差功率 ， 与转差率成正比。把异步电动机的调速方法分为三类：1）转差功率消耗型 全部转差功率转换成热能消耗掉。效率最低。 2）转差功率回馈型 转差功率的一部分消耗掉，大部分则通过变流装置回馈电网，其效率比功率消耗型高。3）转差功率不变型 转差率保持不变，所以转差功率的消耗也基本不变，因此效率最高。 (1)转差功率消耗型异步电动机调速方法 (A) 改变定子电压调速 (B)转子电路串接电阻调速(2)转差功率回
13、馈型异步电动机调速方法串级调速1. 串级调速的基本原理2. 串级调速的控制方式 (1) 次同步调速方式 (2) 超同步调速方式 3. 串级调速的机械特性 (3) 转差功率不变型异步电动机调速方法（A）变极调速多速异步电动机（B）变频调速 1） 基频以下调速 2）基频以上调速 5 异步电动机的制动（1）异步电动机的能耗制动（2）异步电动机的反接制动（A） 转速反向的反接制动（B）定子两相对调反接制动两种反接制动电动机的转差率都大于1能量：从电网吸收电能；从旋转系统获得动能（定子两相对调反接制动）或势能（转速反向反接制动）转化为电能。这些能量都消耗在转子回路中。（3）异步电动机的回馈制动两种回馈制
14、动电动机的转差率都小于0能量：从旋转系统获得势能转化为电能，并回馈给电网。6 异步电动机运行状态小结第十章 电力拖动系统电动机的选择1如何根据电机的铭牌进行定子的接线：如果电动机定子绕组有六根引出线，并已知其首、末端，分两种情况讨论： 1) 铭牌上标明“电压380/220V，接法Y/” 2) 铭牌上标明“电压380V，接法” ,在起动过程中，可接成Y型，接在380V电源上，起动完毕，恢复接法。2 确定电动机额定功率考虑因素1）电动机的发热及温升；2）电动机的短时过载能力；3）笼型异步电动机还应考虑起动能力。3 连续工作制电动机额定功率的选择1. 恒定负载计算出负载所需功率PL ，选择一台额定功
15、率PN 略大于PL 的连续工作制电动机，不必进行发热校核。 对起动比较困难（静阻转矩大或带有较大的飞轮力矩），采用笼型异步电动机或同步电动机，应校验起动能力。 2. 周期性变化负载电动机的额定功率按下面几种等效法选择：等效电流法、等效转矩法、等效功率法 4 电动机类型的选择原则：在满足生产机械对过载能力、起动能力、调速性能指标及运行状态等各方面要求的前提下， 优先选用结构简单、运行可靠、维护方便、价格便宜的电动机。1）对起动、制动及调速无特殊要求的一般生产机械，如机床、水泵、风机等，应选用笼型异步电动机。2）对需要分级调速的生产机械，如某些机床、电梯等，可选用多速异步电动机。3）对起动、制动比
16、较频繁，要求起动、制动转矩大，但对调速性能要求不高，调速范围不宽的生产机械， 可选用绕线转子异步电动机。4）当生产机械的功率较大又不需要调速时，多采用同步电动机。 5）对要求调速范围宽、调速平滑、对拖动系统过渡过程有特殊要求的生产机械，可选用他励直流电动机5 电动机额定转速的选择（1）对连续运转的生产机械，可从设备初投资，占地面积和运行维护费用等方面考虑，确定几个不同的额定转速，进行比较，最后选定合适的传动比和电动机的额定转速。（2）经常起动、制动和反转，但过渡过程时间对生产率影响不大的生产机械，主要根据过渡过程能量最小的条件来选择电动机的额定转速。（3）经常起动，制动和反转，且过渡过程持续时间对生产率影响较大，则主要根据过渡过程时间最短的条件来选择电动机的额定转速。 专心-专注-专业
