電機(jī)與電氣控制技術(shù) 許翏 課后答案.doc

唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案用紙第 6 頁(yè) 第三章 直流電機(jī)3-l直流電機(jī)中為何要用電刷和換向器，它們有何作用？答：在換向器的表面壓著電刷，使旋轉(zhuǎn)的電樞繞組與靜止的外電路相通，其作用是將直流電動(dòng)機(jī)輸人的直流電流轉(zhuǎn)換成電樞繞組內(nèi)的交變電流，進(jìn)而產(chǎn)生恒定方向的電磁轉(zhuǎn)矩，或是將直流發(fā)電機(jī)電樞繞組中的交變電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換成輸出的直流電壓。3-2簡(jiǎn)述直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。答：工作原理：當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組接至電源上時(shí)，根據(jù)電磁力定律，載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受電磁力的作用，產(chǎn)生了一個(gè)轉(zhuǎn)矩，在轉(zhuǎn)矩的作用下，電樞便按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)起來(lái)。3-3直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式有哪幾種？畫出其電路。按勵(lì)磁方式分為有（1）他勵(lì)；（2）并勵(lì)；（3）串勵(lì)；（4）復(fù)勵(lì)等四種，如圖37所示。3-4闡明直流電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電動(dòng)勢(shì)公式TCtIa、EaCen中各物理量的函義。答：TCtIa式中 CT與電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)；一每極磁通（Wb）Ia一電樞電流（A）；T一電磁轉(zhuǎn)矩（Nm）。EaCen式中 P一電動(dòng)機(jī)軸上輸出功率（kw）；n一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（rmin）；T電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩（Nm）。3-5直流電動(dòng)機(jī)電樞電動(dòng)勢(shì)為何稱為反電動(dòng)勢(shì)？答：直流電動(dòng)機(jī)電樞電動(dòng)勢(shì)的方向與電樞電流的方向相反，因而稱為反電動(dòng)勢(shì)。3-6試寫出直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式，它們的物理意義各是什么？答：U=Ea+IaRa （34）式中 U電樞電壓（V）Ia電樞電流（A）Ra電樞電阻（）3-7何為直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，寫出他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式。答：直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性：是在穩(wěn)定運(yùn)行情況下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，即n=f(T)。機(jī)械特性方程式3-8何為直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性與人為機(jī)械特性？答：當(dāng)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電源電壓、磁通為額定值，電樞回路未接附加電阻Rpa時(shí)的機(jī)械特性稱為固有機(jī)械特性。人為機(jī)械特性：人為地改變電動(dòng)機(jī)氣隙磁通、電源電壓U和電樞回路串聯(lián)電阻Rpa等參數(shù)，獲得的機(jī)械特性。3-9寫出他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)各種人為機(jī)械特性方程式和人為機(jī)械特性曲線，并分析其特點(diǎn)。答：1電樞回路串接電阻Rpa時(shí)的人為特性人為機(jī)械特性方程為2改變電源電壓時(shí)的人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性方程為3改變磁通時(shí)的人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性方程式為3-10直流電動(dòng)機(jī)一般為什么不允許采用全壓起動(dòng)？答：因?yàn)樗麆?lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞電阻Ra阻值很小，額定電壓下直接起動(dòng)的起動(dòng)電流很大，通?？蛇_(dá)額定電流的1020倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也很大。過(guò)大的起動(dòng)電流引起電網(wǎng)電壓下降，影響其他用電設(shè)備的正常工作，同時(shí)電動(dòng)機(jī)自身的換向器產(chǎn)生劇烈的火花。而過(guò)大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可能會(huì)使軸上受到不允許的機(jī)械沖擊。所以全壓起動(dòng)只限于容量很小的直流電動(dòng)機(jī)。3-11試分析他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞串電阻起動(dòng)物理過(guò)程。答：在電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組通電后，電動(dòng)機(jī)再接上額定電壓UN，此時(shí)電樞回路串人全部起動(dòng)電阻起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)從a點(diǎn)開始起動(dòng)，轉(zhuǎn)速沿特性曲線上升至 b點(diǎn)，隨著轉(zhuǎn)速上升，反電動(dòng)勢(shì)aCen上升，電樞電流減小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小，當(dāng)減小至Tst2時(shí)，短接第1級(jí)起動(dòng)電阻Rst4,電動(dòng)機(jī)由R4的機(jī)械特性切換到R3的機(jī)械特性。切換瞬間，由于機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)速不能突變，電動(dòng)勢(shì)Ea保持不變，電樞電流將突然增大，轉(zhuǎn)矩也成比例突然增大，恰當(dāng)?shù)倪x擇電阻，使其增加至Tst1，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)從b點(diǎn)過(guò)渡至C點(diǎn)。從C點(diǎn)沿Cd曲線繼續(xù)加速到d點(diǎn)，切除第2級(jí)起動(dòng)電阻Rst3，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)從d點(diǎn)過(guò)渡到e點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)沿ef曲線加速，如此周而復(fù)始，電動(dòng)機(jī)由a點(diǎn)經(jīng)b、c、de、f、g、h點(diǎn)到達(dá)i點(diǎn)。此時(shí)，所有起動(dòng)電阻均被切除，電動(dòng)機(jī)進(jìn)人固有機(jī)械特性曲線運(yùn)行并繼續(xù)加速至k點(diǎn)。在k點(diǎn)TTL，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，起動(dòng)過(guò)程結(jié)束。3-12他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)的方法有哪兩種？實(shí)際應(yīng)用中大多采用哪種方法？答：直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的方法有以下兩種：（1）改變勵(lì)磁電流方向 （2）改變電樞電壓極性 實(shí)際應(yīng)用中大多采用改變電樞電壓極性的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。3-13他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電氣制動(dòng)有哪幾種？答：常用的電氣制動(dòng)方法有：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和發(fā)電回饋制動(dòng)。3-14 何為能耗制動(dòng)？其特點(diǎn)是什么？答：能耗制動(dòng)是把正處于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電樞從電網(wǎng)上切除，并接到一個(gè)外加的制動(dòng)電阻Rbk上構(gòu)成閉合回路。其特點(diǎn)：（1）電樞電壓U0；（2）電樞電流為負(fù)值，其方向與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的電樞電流反向；（3）電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n方向相反成為制動(dòng)轉(zhuǎn)；（4）電動(dòng)機(jī)把拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑾脑陔姌谢芈返碾娮枭稀?-15試分析電樞反接制動(dòng)工作原理。答：制動(dòng)原理：電樞反接制動(dòng)是將電樞反接在電源上，同時(shí)電樞回路要串接制動(dòng)電阻RBk。3-16 試分析倒拉反接制動(dòng)工作原理。答：制動(dòng)原理：電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在固有機(jī)械特性的a點(diǎn)下放重物時(shí)，電樞電路串入較大電阻Rbk，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速因慣性不能突變，工作點(diǎn)過(guò)渡到對(duì)應(yīng)的人為機(jī)械特性的b點(diǎn)上，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩TTL電動(dòng)機(jī)減速沿特性曲線下降至c點(diǎn)。在負(fù)載轉(zhuǎn)矩的作用下轉(zhuǎn)速n反向，Ea為負(fù)值，電樞電流為正值，電磁轉(zhuǎn)矩為正值與轉(zhuǎn)速方向相反，電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)。稱為倒拉反接制動(dòng)。3-17何為發(fā)電回饋制動(dòng)？其出現(xiàn)在何情況下？答：1）發(fā)電回饋制動(dòng)：當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，即nno時(shí)，電樞電動(dòng)勢(shì)Ea大于電樞電壓U，電樞電流，電磁轉(zhuǎn)矩T為制動(dòng)性質(zhì)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)向電源回饋電能，此時(shí)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)稱為發(fā)電回饋制動(dòng)。 2）其出現(xiàn)在位能負(fù)載高速下放和降低電樞電壓調(diào)速情況下。3-18他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有哪幾種？各種調(diào)速方法的特點(diǎn)是什么？答：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有：降壓調(diào)速、電樞回路串電阻調(diào)速；、減弱磁通調(diào)速三種。各種調(diào)速方法的特點(diǎn)是1電樞串電阻的特點(diǎn)：l）是基速以下調(diào)速，且串人電阻越大特性越軟；2）是有級(jí)調(diào)速，調(diào)速的平滑性差；3）調(diào)速電阻消耗的能量大，不經(jīng)濟(jì)；4）電樞串電阻調(diào)速方法簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少。2降壓調(diào)速的特點(diǎn)：1） 調(diào)速性能穩(wěn)定，調(diào)速范圍廣；2） 調(diào)速平滑性好，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速；3） 損耗減小，調(diào)速經(jīng)濟(jì)性好；4） 調(diào)壓電源設(shè)備較復(fù)雜。3減弱磁通調(diào)速的特點(diǎn)：