1、第一章電氣傳動系統的力學基礎和調速的基本概念1-1 起重運輸機械的電氣傳動包括哪些內容？什么叫開環系統？什么叫閉環系統？答：起重運輸機械的電氣傳動包括：電動機、機械傳動機構和電動機的控制系統。 開環系統：電動機的輸入端經過開關和控制電器由電源供電，而輸出端則通過傳動機構以一定的傳動比與工作機械相連接的系統。 閉環系統：除了包含有開環系統中的內容外還增加了一個信息處理單元也就是控制裝置。1-2 什么叫機械特性的硬度？舉例說明答：機械特性的硬度表示轉矩隨轉速的變化的程度，是轉矩變化與轉速變化之比。 例：電動機的機械特性硬度： 轉矩改變時轉速不變 （絕對硬特性） 轉速隨轉矩的變化而改變但程度不大（硬

2、特性） 轉速隨轉矩的變化有較大的改變（軟特性）1-3 什么叫恒轉矩負載、變轉矩負載、阻轉矩負載和位轉矩負載？答：恒轉矩負載：其轉矩不隨轉速變化。 變轉矩負載：其工作轉矩隨轉速變化而變化。 阻轉矩負載：轉速方向改變時轉矩方向也改變，負載產生的轉矩方向始終與運動方向相反，其特點是轉矩負載始終其阻礙作用。 位轉矩負載：負載所產生的轉矩方向始終與運動無關，大多數與位勢有關。1-4 起重運輸機各種機構（起升、運行、回轉、變幅）轉矩負載的機械特性各有什么特點？試畫出其機械特性曲線（參考課本P6-P7）1-5 電車從平路開向下斜坡時轉矩負載的性質發生了什么變化？答：電車在平路時，負載所產生的轉矩反向始終與運

3、動反向相反，為阻轉矩負載；下坡時，負載所產生的轉矩方向與運動方向無關，為位轉矩負載。1-6試用運動方程式說明系統處于靜止、恒速旋轉、加速、減速各種工作狀態的條件是什么？在圖1-17幾種情況下系統的運行狀態是加速？減速？還是勻速（箭頭表示轉矩都實際作用方向）？答：運動方程式：=當dn/dt=0時，n=常量，電動機處于穩定運轉狀態，此時，即電動機發出的拖動轉矩的大小由機械負載轉矩所決定，并與之相等。此時系統作勻速運動或靜止。當時，dn/dt>0 電動機處于加速狀態。當時，dn/dt<0 電動機處于減速狀態。圖一：，dn/dt<0，電動機處于減速狀態，直到靜止。圖二：與轉速n反向，

4、應該是負值，所以依然，dn/dt<0，電動機處于減速狀態，當速度n減小到0時，電動機轉矩仍然存在，會反向加速。圖三：，dn/dt>0 電動機處于加速狀態圖四：與轉速n反向，應該是負值，所以依然，dn/dt<0，電動機處于減速狀態，當速度n減小到0時，電動機轉矩仍然存在，會反向加速。圖五：當dn/dt=0時，n=常量，電動機處于穩定運轉狀態，此時當n=0時系統靜止，no時系統作勻速運動。1-7 電力拖動系統穩定運行的必要和充分條件是什么？答：必要條件：兩個機械特性曲線相交（電動機機械特性曲線和工作機械的機械特性曲線） 充分條件：電動機穩定運行后，由于某種干擾使轉矩稍有變化時，電

5、動機發出的轉矩必須使轉速恢復到原值。1-8速度調節和速度變化的概念有何區別？答：速度調節是人為的對電動機加以電器附加作用改變電機參數使得轉速得到改變，電動機在不同的特性曲線上運行；速度變化是由于工作機械的負載發生變化而引起電動機的轉速改變，電動機在同一特性曲線上運行。1-9 電動機調速靜差度的概念是什么？硬度相同的機械特性其靜差度是否相等？答：電動機在某條機械特性曲線上運行時，由理想空載轉速減到額定轉速時的轉速降落與理想空載轉速的比值；硬度相同的機械特性其靜差度不一定相等。1-10 調速范圍和靜差度二者有關系？答：靜差度越小調速范圍就越窄，二者是相互制約的，關系式：1-11電動機和工作機械都機

6、械特性曲線如圖1-18所示，問哪些是系統都穩定平衡點，哪些不是，為什么？1電動機的機械特性曲線 2工作機械的機械特性曲線答：圖1、3、4、5是穩定平衡點。原因：（1）兩曲線相交，（2）在相交點往上，轉速稍有增大時，電動機發出的轉矩小于轉矩負載，兩個轉矩的合成是負的，結果使電動機轉速逐漸下降穩定到相交點；相反，當轉速稍有減少時，合成轉矩是正值也使轉矩增加到相交點。圖2不是穩定平衡點。原因：雖然兩曲線相交，但是在相交點往上，轉速稍有增大時，電動機發出的轉矩大于轉矩負載，兩個轉矩的合成是正的的，結果使電動機轉速越來越大；相反，當轉速稍有減少時，合成轉矩是負值也使電動機轉速越來越小，所以不穩定。第二章

7、 直流電動機的電氣傳動基礎2-1 什么叫電動機的機械特性？什么叫自然特性？什么叫人為特性？答：機械特性：電動機的轉速n與轉矩M兩個物理量之間的關系特性。自然特性：電樞電路中沒有附加電阻，并且電樞電壓和勵磁磁通皆為額定值時，所得到的機械特性。人為特性：當上述自然特性條件之一不能滿足時的機械特性。2-2為什么稱為理想空載轉速？它意味著什么？答：他激電動機在自然特性時，其機械特性方程為：轉矩M=0時，即載荷為零，但這種情況這實際中是不存在的，因為電動機內存在內阻、摩擦等因素，所以稱為理想空載轉速。這時，意味著電動機忽略了內阻、摩擦等不可避免都因素。而且轉速，意味著與轉矩M、電樞電阻無關，只與電樞電路

8、額定電壓U，勵磁電路都額定磁通和電動機都構造常數有關，一旦電動機型號確定，就確定，為一固定值。2-3 直流他激電動機可能出現哪幾種制動狀態？敘述各種制動裝飾的機械特性曲線，并繪制出氣向量圖和功率流圖。（參考課本P16-P20）2-4 在M-n直角坐標系中繪出直流他激電動機在電動與該種制動狀態時的機械特性曲線，并寫出其機械特性方程。（參考課本P15-P20）2-5 一臺直流他激電動機拖動運行機構在電動機帶動機構正向勻速運行時，從反接開始到系統達到新的穩定平衡狀態之間，電動機經歷了哪幾個運行狀態？最后在什么狀態下建立新穩定點？答：正向運行 減速 速度為零 反向運行。 電樞電壓反接后，由于慣性電動機

9、轉速n保持在A點大小，因而開始運行在B點，隨制動力矩逐漸減小，沿曲線2運行到C點，C點處n=0，最后繼續沿特性曲線下降，在反向運行的電動狀態建立新的穩定點。如圖所示:2-6 電樞反接制動和倒拉反轉制動有何異同點？答：相同點：都是通過外部條件作用下，使電樞電壓U和電動勢E,由方向相反變為方向一致，都必須在電樞電路中串入附加制動電阻，都是人為特性。不同點：倒拉反轉制動時通過增大電阻，使機械特性變軟，造成電動機的旋轉方向n與電機產生的磁力矩M方向相反，即改變E的方向，使其與電樞電壓方向一致；電樞反接是通過電樞電壓的反接，由于慣性電機產生轉矩M的方向和運行轉速n的方向相反，達到反接制動的狀態；倒拉反轉

10、制動用于起升機構；電樞反接用于運行機構。2-7 直流他激電動機有哪幾種調速方法并比較其優缺點。答：共有三種調速方法：電樞串電阻，調節電壓和減小磁通。電樞串電阻調速：調速范圍較小，靜差度較大，穩定性較差，是恒轉矩調速。隨著轉速降低，內耗功率增大，電動機效率降低，調速方法簡單，控制方便。多用于短時間調速。調節電壓調速：調速范圍較寬，靜差度較小，穩定性較好，是恒轉矩調速。減小磁通調速:調速范圍比較窄，靜差度較大，穩定性較差，是功率調速，可以實現無級調速，同時電動機的能耗較小控制也比較方便。2-8 一臺直流他激電動機的參數如下：。試計算并繪出此電動機的以下特性曲線：（1） 自然特性曲線；（2） 電樞附

11、加電阻為0.4時的人為特性曲線；（3） 電樞電壓時的人為特性曲線；（4） 磁通時的人為特性曲線。答：1.自然特性曲線：2. 電樞附加電阻為0.4時的人為特性曲線3.電樞電壓時的人為特性曲線4.磁通時的人為特性曲線2-9、一臺直流他激電動機的參數如下：=7.2KW，=110V，=900r/min，=85%，電樞電阻=0.08歐。若要在額定負載下使電動機的轉速下降至450r/min,采用電樞回路串電阻的方法。問應串入多大的附加電阻？此時電動機的輸出功率和運行效率又應為多少？解：由可得到： (另解：)又，則由可得：()即應串入0.65()的附加電阻。 得：44.25%(46.19%)2-10、一臺直

12、流他激電動機的參數如下：=17KW，=93.2A，=220V，=750r/min，要求電動機4級啟動，最大啟動力矩=2。（1）用圖解法計算各段電阻值。（2）用解析法計算各段電阻值。解：(P27)1、 用公式求出的值。2、 確定啟動電阻段數。必須明確啟動級數和啟動電阻段數都區別，所謂啟動級數是包括自然特性在內都機械特性曲線的根數，所謂段數是指附加電阻都分段數。所以，4級啟動則需要3段啟動電阻，這個地方大家錯都比較多。3、 根據已知的計算值。4、 校驗。5、 計算各級轉子總電阻。6、 計算各段電阻值。2-12一臺zz系列直流串激電動機都參數如下：=17KW，=630r/min，=220V，=92A

13、。試繪出自然特性曲線和串有附加電阻=0.5以及=1.5的人為特性曲線。(P29)答：首先直流串激電動機的自然特性曲線是由實踐得來的，是不能完全精確的做出來的。可先計算、，由圖2-17查出=1，2，3.。等等的數值對應的等于多少，算出3點或者更多，連接并圓順即可得自然特性曲線。然后，在第二象限內橫坐標上距離原點為（包括電樞電阻和串激繞組的電阻）處繪制一條垂直線。取任意轉矩，在自然特性曲線上找出相應的轉速.把這一點移至第二象限內過點的垂線交于一點，該點為=常數時，直線n=f（R）上的第一點。所求直線第二點可根據當電動機電樞尚未轉動時，電樞回路內總電阻值為=U/來求得。可從圖2-17曲線=f（）中查

14、出。然后將求得的電阻值繪在電阻軸上，將兩點連成直線即得出轉矩=const時的函數關系n=f（R）。用同樣的方法求出=const、=const等直線。在電阻軸上找到總電阻為相應的點，經過這一點作一條直線，垂線與=const、=const、=const等直線相交于1、2、3各點。再將這些點水平投影到第一象限與該象限中經、等點引出的垂線相交，得出1、2、3各點。把這些點連成一條光滑的曲線，該曲線即為所求之人為特性曲線。P54 3-2繞線式異步電動機的額定電磁轉矩、額定電磁轉差率、臨界電磁轉矩及臨界電磁轉差率與轉子附加電阻有何關系？答：=9550 所以與轉子附加電阻無關= 所以與轉子附加電阻無關 所以

15、與轉子附加電阻無關 所以臨界轉差率與轉子附加電阻成正比為電動機在短路時的感抗。P794-4選擇交流接觸器時，為什么要考慮接觸器的操作頻率？答：接觸器在吸合瞬間，吸引線圈需消耗比額定電流大57倍的電流，如果操作頻率過高，則會使線圈嚴重發熱，主觸頭會燒毀和過早損壞，直接影響接觸器的正常使用。為此，規定了接觸器的允許操作頻率，一般為每小時允許操作次數的最大值。4-5交流接觸器和直流接觸器的電磁系統有何不同，為什么？答：兩者結構和工作原理基本相同，均由電磁機構、觸頭系統和滅弧裝置組成。交流接觸器的鐵心有彼此絕緣的硅鋼片疊壓而成，并做成雙E形；直流接觸器的鐵芯多由整塊軟鐵制成，多為U形；交流接觸器采用刪

16、片滅弧，而直流接觸器采用磁吹滅弧裝置。交流接觸器線圈匝數少通入的是交流電，而直流接觸器的線圈匝數多通入的是直流電，交流接觸器分斷的是交流電路，直流接觸器分斷的是直流電路。交流接觸器操作頻率最高為600次/小時，使用成本低。而直流接觸器操作頻率可高達2000次/小時，使用成本高。P1115-4 過電流繼電器銜鐵上是否有短路環？為什么？答：銜鐵上沒有短路環。（短路環的作用：在交流接觸器中有短路環的存在，因為交流接觸器的吸力線圈通的是單相交流電，當磁通交變經過零點時，電磁吸力也為零，因此，交流接觸器工作時產生較大的振動和噪音，安裝短路環后，當交變磁通穿過銅環時，在銅環中便感應出渦流，渦流產生的磁通與

17、原磁通相互作用的結果，使得短路環內外兩部分磁通不是同時經過零點，從而保證吸力不會出現零的時間，減小了銜鐵振動的噪音。）短路環是用來保證不會出現吸力為零的情況，而過流繼電器的工作原理是：當其串聯在主回路中的線圈通電電流超過規定值時，靜鐵心吸動銜鐵，銜鐵推動推桿將其上方的常閉觸頭頂開，切斷電動機的控制回路，從而使電動機與電網脫離。此時，流過過流繼電器線圈的電流變為零，銜鐵在重力作用下恢復的原來的位置。由此可見，過流繼電器在吸力為零時，銜鐵才能在重力作用下恢復的原來的位置，所以不需要安裝短路環。5-6 熱繼電器能否用來進行短路保護？為什么？答：過載電流是指在電路中流過有高于正常工作時的電流。如果不能

18、及時切斷過載電流，則有可能會對電路中其它設備帶來破壞。短路電流則是指電路中局部或全部短路而產生的電流，短路電流通常很大，且比過載電流要大。熱繼電器是根據電流流過雙金屬片而動作的電器，它的保護特性為反時限，在出現短路大電流時需要一定的時間才會動作，不會立刻動作，所以不能作為短路保護。短路時電流瞬間變的很大，熱繼電器還來不及動作，已經對電路造成了很大的危害。P1326-7一臺室內用橋式起重機（M6），四個機構電動機的功率分別為45KW、16KW、2X11KW（兩臺電動機）及5KW，電流分別為110A、43.8A、2X28.5A及14.5A。試計算用50X50X5mm的角鋼滑線供電，供電長度L=50m時的電壓損失。解：據公式(P121)得：=2X110+0.8X(43.8+2X28.5+14.5)=312.2A查教材表6-6，時，電壓損失，故全部滑線長度上的電壓損失電壓損失百分數。6-9試計算6-7題中各個機構電動機的導線截面。解：由公式，k取2，則有查教材表6-5，取截面分別為3X70,3X25,3X35,3X10的導線。另