机电传动简答题

2．某一调速系统在高速时的理想空载转速no1=1450r／min，低速时的理想空载转速n02=100r／min，额定负载时的转速降△nN=50rmin。

①试画出该系统的静特性；
②求出调速范围D和低速时系统的静差度s2；
③在nmax与s2一定时，扩大调速范围的方法是什么?调速系统中应采取什么措施保证转速的稳定性?

解：1.静特性

2.D=nmax/nmin=(n01- △nN)/(n02- △nN)
=(1450-50)/(100-50)=28
S2=△nN/n02=0.5
2.有一台三相异步电动机，正常运行时为Δ接法，在额定电压UN下启动时，其启动转矩Tst=1.2TN(TN为额定转矩)，若采用Y—Δ换接启动，试问当负载转矩TL=35％TN时，电动机能否启动?为什么?

TstY=1/3*1.2TN=0.4TN>0.35TN=TL
3.试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速?减速?还是勾速?(图中箭头方向为转矩的实际作用方向)

一、 分析与简答题
1. 请简述机电传动系统稳定运行的条件。

a) 电动机的机械特性曲线n=f（TM）和生产机械的特性曲线n=f（TL）有交点（即拖 动系统的平衡点）；

b) 当转速大于平衡点所对应的转速时，TM＜TL，即若干扰使转速上升，当干扰消除

后应有TM－TL＜０。而当转速小于平衡点所对应的转速时，TM＞TL，即若干扰使

转速下降，当干扰消除后应有TM－TL＞０。

2. 请解释机电传动系统稳定运行的含义。

a) 是系统应能以一定速度匀速运转

b) 是系统受某种外部干扰作用（如电压波动、负责转矩波动等）而使运行速度稍有变

化时，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。

3. 请简述并励发电机电压能建立的条件。

a) 发电机的磁极要有剩磁；

b) 起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩磁磁场的方向相同；

c) 励磁电阻不能过大。

4. 请简述电动机制动的稳定制动和过渡制动状态的共同点和不同点。

a) 两种制动状态的区别在于转速是否变化

b) 两种制动状态的相同点在于电动机发出的转矩与转速方向相反。

5. 请简述直流他励电动机的三种制动方式的接线方法。

a) 反馈制动为正常接法；

b) 反接制动：电源倒拉反接改变电枢电压的极性；倒拉反接制动在电枢电路内串入附

加电阻；

果（从TL=0和TL=TN两种情况加以说明）？

a) TL=0时飞车

b) TL=TN时电枢电流很大。

9. 有静差调节系统和无静差调节系统的含义是什么？

a) 依靠被调量（如转速）与给定量之间的偏差来进行调节，使被调亮接近不变，但又

必须具有偏差（即U0）的反馈控制系统，即有静差调节系统。该系统中采用

比例调节器。

差调节系统。该系统中采用比例积分调节器。

10.什么叫调速范围？什么叫静差度？这两项静态指标之间有何关系？

a) 调速范围是指电动机在额定负载下最高转速和最低转速之比，即Dnmax/n min；

b) 静差率是指负载由理想空载转速到额定负载所对应的转速降落于理想空载转速之

比，即Sn/n 0

c) D与S之间是相互关联的，调速范围是指在最低转速时还能满足给定静差率要求的

转速可调范围；对静差率要求越小，允许的调速范围也越小。

11.试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速？减速？还是匀速？（图中箭头方向为 转矩的实际作用方向）

TM

TM	n	TL	TL	n	TM	TM	n	n
	TM=TL			TM<TL			TL	TL
							TM>TL	TM>TL

a）加速 b）减速 c）减速 d）加速
12.在图中，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？

n	1	2	T	n	1	1	2	T
n	1	2		n			2	T
			T

1、2、4稳定运行，3不稳定运行。

5.15异步电动机有哪几种调速方法？各种调速方法有何优缺点？

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。

5.16什么叫恒功率调速？什么叫恒转矩调速？

恒功率调速是人为机械特性改变的条件下，功率不变。恒转矩调速是人为机械特性改变的条件下转矩不变。

一、选择题（10分）
1．电源电压为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 （A ）星形一三角形启动？

A能B不能
2．直流电动机调速系统，若想采用恒转矩调速，则可改变（C）

3．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，决定了此电动机转子的（D）

4．三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（A）

5．直流电动机调速系统，若想采用恒功率调速，则可改变（C）

（C）
A 电源脉冲的频率 B 电源脉冲的幅值
C 电机的通电方式 D 电机的负载大小
7．三相鼠笼式异步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（C ） 大 C相同
A 小 B8．三相异步电动机带一定负载时，若电源电压降低了，此时电动机转矩 （C ）A 增加 B减少 C 不变
9．电源电压为380V，三相笼型异步步电动机定子每相绕组的额定电压为220V时，能否采 （B）用星形一三角形启动？

A能B不能
10．步进进电动机转角与脉冲电源的关系是 （B ）

B与电源脉冲数成正比
D与电源脉冲幅值成正比

改变电枢电路外串电阻、改变电枢电压、改变主磁通

全压启动、降压启动

阳极加正向电压、控制极加正向电压、阳极电压降到零或反向、电源电压

降压启动、电枢电路外串启动电阻

变极调速、变频调速

断态重复峰值电压UDRM、反向重复峰值电压URRM、额定通态平均电流IT、维持电流IH

定子绕组串电阻、星形---三角形变换、自耦变压器

电阻、电感性、反电动势

调速范围、静差度、平滑性

最大超调量、振荡次数、过渡过程时间

11．三相线绕式异步电动机常用进行启动和调速，也可以用进行启动。

电阻器、频敏变阻器

反接制动、能耗制动

与主电路同步

三、问答题（回答要点，并简明扼要作解释。每小题4分，共20分）
1．有一台三相异步电动机，正常运行时为△接法，在额定电压UN下启动时，其启动 转矩Tst=1.2TN(TN为额定转矩)，若采用Y-△换接启动，试问当负载转矩TL=35%TN 时，电动机能否启动？为什么？

够启动。

2．试说明下图中几种情况下系统的运行状态是加速？减速？还是匀速？（图中箭头 方向为转矩的实际作用方向）

图（a）所示为加速图（b）所示为减速图（c）所示为减速图（d）所示为减速

3．对电动机的启动转矩有哪些主要要求？

启动转矩大，电流小，平滑，安全可靠，简单方便，功耗小

4．直流他励电动机启动时，若加上励磁电流前就把电枢电压加上，这时会产生什么后

果（试从TL=0和TL=TN两种情况加以说明）？

TL=0时飞车，TL=TN时电枢电流很大。

5．单相异步电动机为什么没有启动转矩？常采用哪些方法启动？

罩极式两种启动方法。

6．电流截止负反馈的作用是什么？试画出其转速特性n=f(Ia)，并加以说明；转折点电

流I0，堵转电流Ia0，比较电压Ub如何选？

作用是当电动机严重过载时，人为地造成“堵转”，防止电枢电流过大而烧坏电动机。

转速特性如图所示。I0以前为稳定运行的硬特性区；I0以后为软特性，n迅速下降，而

Ia确增加不多，起到了“限流”作用。其中：I0=KIaN=1.35IaN,Ia0=(2~2.5)IaN,Ub≤KIaNR-Ub0

7．如下图所示，曲线1和2分别为为电动机和负载的机械特性。试问：电动机能否

在A点稳定运行？为什么？

能，因为当n>nA时，TM<TL;反之当n<nA时TM>TL

8．有静差调节系统和无静差调节系统的含义是什么？

依靠被调量（如转速）与给定量之间的偏差来进行调节，使被调量接近不变，但又必须

具有偏差（即△U≠0）的反馈控制系统，即有静差调节系。该系统中采用比例调节器。

依靠偏差进行调节，使被调量等于给定量（即△U=0）的反馈控制系统，即无静差调节

系统。该系统中采用比例积分调节器。

9．何谓恒转矩调速和恒功率调速？

在调速过程中维持转矩不变的调速，叫恒转矩调速；在调速过程中维持功率不变的调速，

叫恒功率调速。

10．如下图所示，图中各物理量的方向均是实际方向，试在圆内标明哪些作发电机（标

G）运行？哪些作电动机（标M）运行？

图（a）

所示为G 图（b）所示为G 图（c）所示为M 图（d）所示为M

12．何谓整流器？何谓逆变器？何谓有源逆变器？何谓无源逆变器：试用简单电路图说

明无源逆变器的工作原理。

将交流电变成直流电的装置，称为整流器，反之称为逆变器；把直流电逆变为同频率的

交流电反馈到电网去，称为有源逆变器；把直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电

供给负载，则称为无源逆变器，无源逆变器的工作原理如下图所示。

13．为什么直流电动机直接启动电流很大？

14．积分调节器为什么能消除静态误差？

只要系统受到干扰时出现偏差，△U≠0，积分器就开始积分，它的输出使被调量变化，力图恢复受干扰前的数值，当完全恢复后，△U=0时，积分调节器能维持此过程中积分的数值，所以可消除静差。

15．什么叫调速范围？什么叫静差度？这两项静态指之间有何关系？

调速范围是指电动机在额定负载下最高转速和最低转速之比，即D=nmax/nmin；静差率是指负载由理想空载转速到额定负载甩对应的转速降落与理想空载转速之比，即S=△n/n0。

D与S之间是相互关联的，调速范围是指在最低转速时还能满足给定静差率的转速可调范围；对静差率要求越小，允许的调速范围也越小。

16．有一台三相异步电动机，正常运行时为△接法，在额定电压UN下启动时，其Tst=1.2TN,若采用Y-△换接启动，试问当负载转矩TL=45%TN时，电动机能否启动？为什么？

以不能启动。

17．一般同步电动机为什么要采用异步启动法？

由于一般同步电动机的电源频率高（f=50Hz）,转子有惯性，来不及被定子的旋转磁场所吸引，所以没有启动转矩。故要采用异步启动法。