机电传动各章习题与解答(5)

速下放的场合。

3.21 一台直流他励电动机拖动一台卷杨机构，在电动机拖动重物匀速上升时将电枢电源突然反接，试利用机械特性从机电过程上说明： (1) 从反接开始到系统达到新的稳定平衡状态之前，电动机经历了几种运动状态？最后在什么状态下建立系统新的平衡点？ (2) 各种状态下转速变化的机电过程怎样？

解：参看下图。初始时重物匀速上升，电动机工作在特性曲线1的a点。

当电枢电源突然反接时，电动机的机械特性曲线将变为曲线2，但由于电动机的转速不能突变，其转速将从曲线1上a点的na?曲线2上b点的nb，na=nb。这时，电动机的输出转矩T改变了方向，电动机发出与转速n方向相反的转矩T(即T为负值)，它与负载转矩共同作用，使电机转速迅速下降，制动转矩将随n的下降而减小，系统的状态沿直线2自b点向c点移动。当n下降到零时，反接制动过程结束。这时由于电枢还没有从电源拉开，电动机将反向启动，进入反向电动过程。随着电动机转速n反向增大，到达d点时，|T|=|TL|，但由于T与TL反向，系统无法平衡，电动机转速n将继续反向增大，电动机转矩T越来越小。当工作点跨过e点时，电动机进入反馈制动过程，此时T与n同向，直到到达f点，此时，T=TL，重物开始以稳定的速度下降。

第4章习题

4.1 有一台四级三相异步电动机，电源电压的频率为50Hz，满载时电动机的转差率为0.02，求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。

解：已知：p=2，f1=50

所以：n0=60f/p=60?50/2=1500r/min n=(1-S)n0=(1-0.02)?1500=1470r/min f2=Sf1=0.02?50=1

4.2 将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动机是否会反转？为什么？

答：会反转。因为，将两根线对调后，电动机的旋转磁场转向的方向改变，因此电动机反转。

4.3 有一台三相异步电动机，其nN=1470r/min，电源频率为50Hz，设在额定频率下运行，试求：

1) 定子旋转磁场对定子的转速； 2) 定子旋转磁场对转子的转速 3) 转子旋转磁场对转子的转速 4) 转子旋转磁场对定子的转速

5) 转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速

解：因为 nN=(1-S)n0

(1) 根据已知条件，可判断n0=1500r/min，p=2 即定子旋转磁场对定子的转速=1500r/min (2) 转子的转速nN=1470r/min

所以，定子旋转磁场对转子的转速=n0-nN=1500-1470=30r/min (3) 因为 f2=Sf1

而 S= n0-nN / n0=1500-1470/1500=0.02 ? f2=0.02?50=1

? 转子旋转磁场对转子的转速 =60 f2/2=30r/min (4) 转子旋转磁场对定子的转速=-30r/min

(5) 转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速 =30-1500=-1470r/min

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：转子电流与转差率S有关。当负载增大时，转速n会降低时，即S增大，转子与旋转磁场间的相对转速(n0-n)增加，转子导体被磁力线切割的速度提高，于是转子中的感应电势增加，转子中电流随之增加。而定子中的感应电势会转子中的电流的增加而增加，因此，定子中的电流也会增加。

4.5 三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压将低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？为什么？

答：依据三相异步电动机的人为机械特性可知，在负载一定的情况下，即T=TL时，若电源电压降低，由于n0取决于电源的频率，因而n0保持不变，临界转差率Sm也保持不变，而电动机的转矩

SR2U2 T?K22R2?(SX20)即T与U的二次方成正比，所以T有下降的趋势，又由于T?Kt?I2cos?2，为了平衡负载，使得T=TL，必然要增大I2，由异步电动机的特性可知，要使I2，S应增加，即转速n会有所下降。

综合而言，此时电动机的转差率S会增大，最大转矩Tmax会下降，电流会增加，转速也会有所下降。

TL

4.6 有一台三相异步电动，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? 解：①根据电动机参数，三相定子绕组应接成?。

②根据n=(1?S)n0，已知nN=960r/min，n0=nN/((1?S)=1000r/min

p=60f/ n0=60?50/1000=3

SN =(n0?nN)/ n0=(1000-960)/1000=4% TN =9.55PN/nN=9.55?3000/960=29.8N?m Tst=2TN =2?29.8=59.6 N?m Tmax=2TN =2?29.8=59.6 N?m Ist=6.5IN=6.5?7.2=46.8A

③由于PN= PIN?N，所以PIN＝PN/?N＝3/0.83=3.61kW

4.7三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变化?对电

动机有何影响?

答：转子突然被卡住，即n=0，而旋转磁场仍按n0=60f/p旋转，相当于转子以极高的速度切割磁力线，转子中的感生电流会迅速上升，电动机的温度随之迅速上升，如果不及时切断电源，时间过长有可能烧毁电动机。

4.8 三相异步电动机断了一根电源线后，为什么不能启动?而在运行时断了一线，为什么仍能继续转动?这两种情况对电动机将产生什么影响?

答：三相异步电动机断了一根电源线后，其合成旋转磁场的强度和方向都会受到影响，电动机产生的启动转矩Tst会大为减小，不足以克服电动机的摩擦转矩，因此不能启动；而当电动机处于运行状态时，虽然断了一根电源线，其合成旋转磁场的强度和方向也会受到影响，但由于电动机的惯性，其有效的合成磁场强度足以克服电动机的摩擦转矩维持电动机持续转动。

另一方面，在第一种情况下，由于电动机无法启动，而合成旋转磁场尽管不强，但仍会与转子相互作用而产生感生电动势，因而产生较大的感生电流，此电流的累积作用会使电动机温度升高，时间长了可能会造成电动机烧毁； 在第二种情况下，电动机输出转矩会减小，为了维持足够的输出转矩，电动机的电流也会增大，影响电动机的正常工作。

4.9三相异步电动机在相同电源电压下,满载和空载启动时,启动电流是否相同?启动转矩是否相同? 答：

三相异步电动机的电流 I2?启动时，S=1 所以，Ist?4.44f1N2?R?(X20)2224.44Sf1N2?R?(SX20)222

R2U2启动转矩 Tst?K22

R2?X20而

X20?2?f1LL2

由此可知，在电动机电参数不变的情况下，启动电流Ist只与励磁磁通电源频率相关，启动转矩Tst只与电源电压U和电源频率f1相关，两者均与负载的大小无关。

所以，无论是满载还是空载，启动电流Ist和启动转矩Tst是不变的。

4.10 三相异步电动机为什么不运行在Tmax或接近Tmax的情况下？

答：根据三相异步电动机的机械特性曲线可知，如果将工作点选在Tmax附近，就有，TN>Tst，此时，如果电动机带负载则无法启动，即使空载启动后再加上负载，当负载出现过载时，电动机将无法带动负载，有可能损坏电动机。 此外，根据机电系统稳定运行条件可知，Tmax有可能不是一个稳定工作点。

4.11有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下：

PN/kW nN/r/min UN/V ?N?100 cos?N Ist/IN Tst/TN Tmax/TN 接法 40 1470 380 90 0.9 6.5 1.2 2.0 ? 1) 当负载转矩为250N?m时，试问在U=UN和U?=0.8UN两种情况下电动机

能否启动？

2) 欲采用?-?接法启动，问当负载转矩为0.45TN和0.35TN两种情况下，电

动机能否启动？

3) 若采用自耦变压器降压启动，设降压比为0.54，求电源线路中通过的启动

电流和电动机的启 …… 此处隐藏：1981字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……