电机与拖动基础试题及答案.pdf

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值。因此运行时效率仍较高。)五、计算题一台三相笼型异步电动机的数据为P=40kW,U=380V,n=2930r/min,η=,cosΦ=,k=,k=,NNNNNist定子绕组为三角形联结,供电变压器允许起动电流为150A,能否在下列情况下用Y—△降压起动?(1);(2)。P40?103I?N?A??cos?3?380??:额定电流NNNI?kI???437A直接起动电流stIN采用Y-Δ降压起动时11I??I??437A??150A起动电流:st3st3111T??T??kT???:st3st3stN3NNT??:(1)当LN时,可以起动;(2)当LN时,不能起动。第九部分电力拖动系统中电动机的选择(选学内容)一、简答题:1、电动机的温升、温度以及环境温度三者之间有什么关系?电机铭牌上的温升值的含义是什么?(电动机的温升与铜耗,铁耗和机械损耗有关。电动机铭牌上的温升值其含义是电动机绝缘许可的最高温度。电动机的温升、温度以及环境温度三者之间是刚工作时电动机的温度与周围介质的温度之差很小,热量的发散是随温度差递增的,少量被发散法到空气中,大量被空气吸收。因而温度升高的较快,随着电动机温度逐渐升高,被电动机吸收的减少,而发散到空气中的热量增加。)2、电动机在使用中,电流、功率和温升能否超过额定值?为什么?(电动机在运行中其电压、电流、功率、温升能超过额定值因为保证电动机长期安全运行的必要条件是按发热条件选择电动机功率的,只要保证θmax≤θa)3、电动机的允许温升取决于什么?若两台电动机的通风冷却条件不同,而其他条件完全相同,它们的允许温升是否相等?(电动机的允许温升主要取决于所采用的绝缘材料。电动机的选择与使用都以不以超过额定温升为原则。若两台电动机的通风冷却条件不同,而其他条件完全相同,它们的允许温升相等。)4、电动机的三种工作制是如何划分的?负载持续率FC%表示什么意义?(电动机的三种工作制是根据负载持续时间的不同来划分的,有连续工作制、短时工作制和断续周期工作制三种。在断续周期工作制,额定负载时间与整个周期之比称为负载持续率FC%)《电机与拖动》(刘振兴版)参考答案2-1n1450n???**22?n123fd2?*)切削功率:V?*?*??FV?2000*?3800WLP3800)电动机输出功率:P?L?????**)系统总飞轮转矩:GD2GD2GD2GD2?GD2?b?c??????????***22)电动机电磁转矩:TFD/22000*?L??????jjj???2**2***)不切削时的电动机电磁转矩:忽略损耗时的电动机电磁转矩FD/22000*'???**2123传动机构阻转矩:T?T?T'??25?:T?T???*800?-2GD2dnGD2dnGD2dn(a)T?T?减速(b)?T?T?减速(c)T?T?加速L375dtL375dtL375dtGD2dnGD2dn?T?T?匀速(d)?T?T?减速(e)LL375dt375dt2-3(a)稳定;(b)稳定;(c)稳定;(d)稳定;(e)不稳定;第四章4-1直流电动机起动要求:(1)起动电流要小,一般在(~2)I(2)起动转矩要大,T>T,;(3)起动设备要简单NstL便可靠。如果起动时直接将额定电压加至电枢两端,称为直接起动。由于起动初始时,电动机因机械惯性而未能旋转起来,转速为零,电枢电动势E?C?n?0,忽略电枢回路电感的作用时,电动机的起动电流为aeU?EUI?Na?NstRRaa一般电动机的电枢绕组电阻R很小,若直接加上额定电压起动,I可达到额定电流的10~20倍。这样大的起动过流将ast导致转向困难,换向器表面产生强烈的火花式环火;电枢绕组产生过大的电磁力,引起绕组损坏;而且产生过大的起动转矩,对传动机构产生强烈冲击,可能损坏机械传动部件。另外,过大的起动电流将引起电网电压的波动,影响同一电网上其他电气设备的正常运行。(~2)I,为了限制过大的起动电流,由I?N可以看出,可以采用两种办法:NstRa一种办法是降低电源电压,另一种办法是电枢回路串电阻。4-2速度调节是用改变电动机参数的方法,使电力拖动系统运行于不同的人为机械特性上,从而在相同的负载下,得到不同的运行速度。是人为的有目的行为;速度变化是由于负载的变化,使电动机在同一条机械特性上发生的转速变化。4-3在额定负载下,电机可能运行的最高转速n与最低转速n之比称为调速范围。用D表示,即:maxminnD?maxnminT?TN在同一条机械特性上,额定负载时的转速降Δn与理想空载转速n之比称为静差率,用δ表示,即N0n?n?n??0N?Nnn00调速范围D与静差率δ是相互制约的两项性能指标,由图4-4(b)可以推断出D与δ之间的关系式为nnnn?D?max?max?max?maxnn'??n?n?n(1??)min0NN??nN?N4-4电动机调速时的容许输出是指电动机电枢电流保持额定值I=I的条件下,在调速过程中轴上所能输出的功率和转N矩。恒转矩调速是指在不同转速下保持I=I,电动机容许输出的转矩不变。恒功率调速是指在调速范围内,保持I=I,电aNaN动机容许输出的电磁功率保持不变。如果以恒转矩调速方式配以恒功率负载时,为确保低速时电动机的转矩满足要求,只有在最低速时,电动机允许输出转矩与负载转矩相等;在高速运行时,电动机的转矩就得不到充分利用。如果以恒功率调速方式配以恒转矩负载时为确保高速时电动机的转矩仍满足要求,只有在n时电动机允许输出转矩才等于负载转矩;而在低速时,电动机转矩都得不到充分利max用,造成投资和运行费用的浪费。4-5电动机制动运行的主要特点是电磁转矩与转速方向相反,不再从电源吸收电功率。制动运行的作用包括:快速或准确停车、限制高速。能耗、电压反接、倒拉反转、回馈等四种形式。4-*220E?,IRa?,Ra?N???aNNNNI305N4-81UI?P1220*305?60000或Ra?NNN???2I223052NU220I?N???20I(1)(2)如果需要将起动电流限制在2倍额定电流,则U220R?R?N???R??R????ast2I2*305staN(3)如果需要将起动电流限制在2倍额定电流,则U?2IR?2*305*?*440E?,IRa?,Ra?N???aNNNNI76N1UI?P1440*76?29000或Ra?NNN???2I22762起动级数m?3NI?2*I?152A1UN440R?N???mI2*??m?3??1???-9R??R?*??1aR??2R?*??2aR??3R?*??R1?R?aRa??R?1?R1?R??R?2?R2?R1???332U?IR440?76*??NNa???n1000c???N?*?n?Na????N??1070r/min0c?(1)降压调速的最低理想空e载转速为250r/min,相应的额定转矩最低转速为:250??(2)弱磁时的最高理想空载转速为:U440c?'?N??'?'????,弱磁后的电流为:?1U440I'?I?*76?,n'?N??1500?'?':eU?I'R440?*'?Na???’(3)最高转速机械特性的斜e率与静差率:?’?a???’*'?Tn'1500??‘?0N??'1500(4)最低转速机械特性的斜0率与静差率:4-?’’?a???*?‘???IR220?280*??NNa????9.??(1T)电枢串电阻:eU?c?n220?*500R?Ne?R????Ia280(2)降压调速NU?c?n?IR?*500?280*?-11(3)eNa?1I'?I?*I?I,不能长期运行?'?I'R220?280/*?Na???'*?IR220?*??NNa????9.????**(1)n?NNa???(2)?电阻时,:U?(R?R)220?**(?)n?NNa??830r/minc?-12(3)电枢电压为180V时,??**?Na??820r/mimc?(4),负载转矩不变,I?*??IR220?**?NNa??1251r/mimc?'*?IR220?*??NNa????9.???N????n(1)??0min??n(1?0?)?*?(2)电动机调速范围为D?max??(3)电枢回路串入电阻值:min4-13U?I(R?R)220?*(?R)n?NNa?????e(4)拖动额定负载转矩时电动机输入功率P?UI?220*??minP?*13000?9814W2nN1500N外串电阻上的损耗p?I2R??IR220?*??NNa????9.???N??1100r/min0c?(1)电压反接制动,制动开始时的制动电流为:?U?c?n?220?*1000I?NeN?????9a因此制动开始时发出的电磁转矩为T?c?I??*??-14(2)制动结束时n?0,可求得此时的电流为?U?220I?N?????9a因此制动结束时发出的电磁转矩为T?c?I??*??(3)当负载为恒转矩的反抗性负载时,不切断电源,电机不能反转,因为此时的电枢电流大小小于额定电流,拖动不起负载。U?IR440?*??NNa????9.???N???(1)回馈制动,且电流为e60A时,电动机工作在固有机械特性上U?IR440?(?60)*?Naa???(2)在能耗制动下工作e?(?I)(R?R)n?Nac?c?*500R?e?R????,电动机轴上的转矩认为是电磁转矩,得:T?c?I?*(?)??(3)倒拉反转制动情况下,TaU?c?nI?NeaR?RU?ac?n440?*(?600)R?Ne?R????Ia50a忽略空载转矩,电动机轴上的转矩认为是电磁转矩,得:T?c?I?*50?:P?UI?440*50?22000WTa1Na2?*(?600)轴上输入功率:P?T??196*??12315W(负号代表功率为输入)M604-15p?I2R?50*50*(?)?34300?P?P(误差来源于小数点后忽略的)cuaa1MU?IR220?53*??NNa????9.??(1T)能耗制动时:e?c?n?*1100R?eN?R?????2Ia?2*53N4-16(2)反接制动时:?U?c?n?220?*1100R?NeN?R?????2Ia?2*53N