电力拖动与控制复习思考题汇总

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1、一一 名词解释（名词解释（5 5 个个*4=20*4=20 分）分） 拖动系统的运动方程式拖动系统的运动方程式 动态转矩动态转矩 静态工作点及其稳定性静态工作点及其稳定性 直流他励电机机械特性方程直流他励电机机械特性方程 直流电机的制动方式（三种）直流电机的制动方式（三种） 【发电反馈发电反馈】 调速范围调速范围 静差率静差率 恒转矩恒转矩/ /恒功率调速恒功率调速 转差率转差率 启动能耗启动能耗 二二 简答题（简答题（4 4 道道*10=40*10=40 分）分） 简述机电传动系统运动方程中动态转矩的物理意义。简述机电传动系统运动方程中动态转矩的物理意义。 简述机电传动系统运动方程中双轴传动

2、系统中静态转矩和动态转简述机电传动系统运动方程中双轴传动系统中静态转矩和动态转 矩的折算方法。矩的折算方法。 简述静态工作点稳定性的判定条件。简述静态工作点稳定性的判定条件。 简述传动系统的起停过程中减少过渡过程时间的方法。简述传动系统的起停过程中减少过渡过程时间的方法。 简述直流他励电机三种制动方式的原理及特点简述直流他励电机三种制动方式的原理及特点 简述已知直流他励电机运行参数和固有机械特性时，人为机械特简述已知直流他励电机运行参数和固有机械特性时，人为机械特 性的方法性的方法 直流他励电机的机械特性方程直流他励电机的机械特性方程 直流电机制动运行的三种方式及其特点直流电机制动运行的三种方

3、式及其特点 四象限图四象限图 静差率、调速范围、最高工作转速和转速降落之间的关系静差率、调速范围、最高工作转速和转速降落之间的关系 发电机发电机- -电动机调速系统的工作原理电动机调速系统的工作原理 异步电动机的固有特性公式及转差率异步电动机的固有特性公式及转差率 s s 的含义的含义 绕线转子电机串入电阻后人为特性曲线与固有特性曲线之间的关绕线转子电机串入电阻后人为特性曲线与固有特性曲线之间的关 系系 简述笼型转子异步电动机起动过程中能量损耗构成与减少转子回简述笼型转子异步电动机起动过程中能量损耗构成与减少转子回 路能量损耗的办法。路能量损耗的办法。 简述通过改变异步电动机的定子绕组电压时，

4、异步电动机人为特性简述通过改变异步电动机的定子绕组电压时，异步电动机人为特性 曲线有什么特点？曲线有什么特点？ 异步电机传动系统启动应该注意哪些问题异步电机传动系统启动应该注意哪些问题异步电机启动过程的能耗组成及其特点异步电机启动过程的能耗组成及其特点 改变异步电机人为特性有哪些方法，各有什么特点改变异步电机人为特性有哪些方法，各有什么特点 三三 计算题（计算题（2 2 道道*15=30*15=30 分）分） 例例 1-11-1 和和 1-21-2 ：启动转矩计算：启动转矩计算 习题习题 1-141-14例例 2-22-2例例 4-14-1 和和 4-24-2：异步电机特性曲线的计算：异步电机

5、特性曲线的计算例例 4-34-3 ： 计算启动电抗器的值计算启动电抗器的值四四 综述题（综述题（1 1 道道*10=10*10=10 分）分） 基于变频器的多电机传动系统的结构和特点。基于变频器的多电机传动系统的结构和特点。 （自查）（自查） 直流电机自动调速系统中采用电压负反馈调速的原理及特点（速直流电机自动调速系统中采用电压负反馈调速的原理及特点（速 度反馈）：度反馈）：P42-P46P42-P46电力拖动与控制复习思考题汇总电力拖动与控制复习思考题汇总 第一章第一章电力拖动的基本知识电力拖动的基本知识1 1、拖动系统的运动方程是怎样建立的？怎样用它分析系统的运动状态？拖动系统的运动方程是

6、怎样建立的？怎样用它分析系统的运动状态？答：系统运动方程式是依据动力学平衡条件与动力学定律建立。（视系统转动惯量 J 为常量） ，由此方程知：电动机的LdwMMJdt轴转矩与负载转矩的差值与转速的变化率成正比。依据这一点分析系统运动状态。2 2、什么是转动惯量？转动惯量什么是转动惯量？转动惯量 J J 与与如何进行换算？如何进行换算？2GD答：转动惯量 J 代表的是运动系统总的转动惯量，即等于电动机转子和生产机械的转动惯量之和。的单位是：，两者在数值上关系为：。2GD2kgf mg24GDJ3 3、什么是动态转矩，它在什么条件下出现？动态转矩和系统运动状态之间有何什么是动态转矩，它在什么条件下

7、出现？动态转矩和系统运动状态之间有何关系？关系？答：动态转矩即电动机的轴转矩与负载转矩的差值；当 M 与不相等时，LM系统的转速将发生变化，动态转矩出现；动态转矩与转速的变化率成正dynM比。4 4、稳定工作过程与过度过程有什么区别？稳定工作过程与过度过程有什么区别？答：稳定过程即稳定运行的过程，=0，且如果受到小幅的干扰可以自动dynM恢复原有稳定工作状态；而过度过程指的是当系统从某一稳定运行状态变化到另一稳定运行状态时，它所需要的(加速或减速)时间过程。 5 5、为什么要进行转矩何惯量折算，依据的原则是什么？为什么要进行转矩何惯量折算，依据的原则是什么？答：折算是为了将动力系统中各个轴上的

8、功率流和能量流归算到某一个基准轴上，从而使计算简化。其中静态转矩（负载转矩）、作用力 F 依据功率不变原则折算。LM（电动机状态） ，L LMMi9.55LFvFvMn动态转矩按照能量平衡原则，质量 m 按照动能不变原则进行折算。6 6、为何确定运动方程式中电动机转矩为何确定运动方程式中电动机转矩和负载转矩和负载转矩符号？符号？MLM答：首先定义转速的正方向，任选一转动方向为转动正方向。当电动机轴转矩与选定的方向一致时其值为正，反之为负。负载转矩的定义方法恰相反，当负载转矩与选定的转矩正方向一致时，其值为负，反之为正。7 7、在一个拖动系统中同时存在向上、向下运动的物体，在计算系统惯量时是否在

9、一个拖动系统中同时存在向上、向下运动的物体，在计算系统惯量时是否为一正一负？为什么？为一正一负？为什么？答：否。由知，不论 v 的方向为正还是为负，系统惯量均为正。2 vJm8 8、电动机的机械特性和工作机械的机械特性有何异同？电动机的机械特性和工作机械的机械特性有何异同？答：电机的机械特性取决于电机的电磁作用关系，指电动机的电磁转矩M 与转速 n 之间的关系，根据机械特性硬度分为绝对硬特性、硬特性、软特性，根据运行条件分为固有特性、人工特性；工作机械的特性取决于机械运动的负载变化，指工作机械的转矩与转速 n 函数关系，根据转矩随转速变化的关系分为恒转矩特性、变转LM矩特性，根据转矩相对转速的

10、作用方向分为阻转矩特性、位势转矩特性。 9 9、阻转矩和位势转矩的区别是什么？相应的机械特性曲线如何表示？阻转矩和位势转矩的区别是什么？相应的机械特性曲线如何表示？答：阻转矩：转速方向改变时，转矩的作用方向随之改变，同时其作用方向始终与运动方向相反，即起阻碍运动的作用。位势转矩:转矩的作用方向始终与转速的方向无关，即负载的作用方向始终保持不变，这类负载据有储能特性。相应的机械特性曲线，详见课本 P310 0、如何判断拖动系统静态工作点的稳定性？、如何判断拖动系统静态工作点的稳定性？答：首先假定：系统在外来扰动作用下，产生一个转速偏差n；随后分析：动态转矩的大小是否能使系统恢复原有平衡状态，若可

11、以便dynLMMM为稳定。或观察 n 与两者符号是否相反，相反时系统稳定。dynM1111、运动系统中那些因素对过渡过程时间有影响？如何减少过渡过程时间？、运动系统中那些因素对过渡过程时间有影响？如何减少过渡过程时间？答：影响因素：拖动系统总转动惯量 J、动态转矩dynLMMM减少过渡过程时间的方法：1） 、减小电动机的转动惯量,如采用细MJ长转子（或电枢）的电动机、采用双电动机拖动。2） 、充分利用电动机过载能力，增大加速或减速转矩。3） 、选择适当的传动比 ，使折算到电动机i轴上的拖动系统转动惯量 J 值较小。n + n + ML n + n + ML - ML + ML 0 + ML 0

12、 - n - n - ML + ML 图 1-3 阻转矩特性 图 1-4 位势转矩特性 第二章第二章直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性1 1、固有特性和人为特性在运行条件上有何区别？、固有特性和人为特性在运行条件上有何区别？答:固有特性在额定运行条件下，即额定端电压、额定他励磁通，且电NUN枢回路中无附加电阻的条件下得到的机械特性。改变运行参数即可得到人为iR特性2 2、直流他励电动机的理想空载转速、直流他励电动机的理想空载转速和转速降落和转速降落由那些参数确定？由那些参数确定？0nn答：:与电枢的端电压、一个磁极的磁通量有关。0 eUnCU：与电枢电路总电阻 R、一个磁极的磁通量、转矩

13、 M2 emRnMC C 有关。 3、直流他励电动机带有恒转矩负载运行，分别改变其外施电压、电枢串联电阻、直流他励电动机带有恒转矩负载运行，分别改变其外施电压、电枢串联电阻 及励磁电流，当重新达到稳定状态后，电动机电流将如何变化？及励磁电流，当重新达到稳定状态后，电动机电流将如何变化？答：由于稳定运行时必有,保持不变，而,故当改变外LMMLMmMCI施电压、电枢串联电阻时电动机电流 I 均不变；当励磁电流增大时，I 降低， 当励磁电流减小时，I 增大。 4 4、怎样绘制直流他励电动机的机械特性曲线？需要那些原始数据和条件？、怎样绘制直流他励电动机的机械特性曲线？需要那些原始数据和条件？答：由于

14、其机械特性为一条直线，只需求得两点的数据，即可绘出机械特性曲线。一般选择理想空载点（M=0,）及额定运行点（,）较为方便。0nNMNn需要知道的原始数据是：额定功率、额定电压、额定电流、额NPNUNI定转速。Nn5、电动与制动两种状态的基本区别是什么？、电动与制动两种状态的基本区别是什么？答：从拖动动力学角度看，电动状态下电动机产生的电磁转矩 M 与其转速 n 的方向一致，克服负载转矩并带动生产机械加速或等速运行；制动状态下，电 动机作发电机运行，它所产生的电磁转矩 M 与转速 n 的方向相反，对拖动系统 的运动起限制或阻碍作用。 6、直流他励电动机在电动状态下运行时，需采取那些操作使它转入发

15、电制动、直流他励电动机在电动状态下运行时，需采取那些操作使它转入发电制动、 反接制动和动力制动状态？反接制动和动力制动状态？ 答：发电制动：在电动机接线不变的条件下，当转速 n 增大并超过理想空载转速时，电动机即由电动状态转变为发电反馈制动状态。0n反接制动：有两种方式。1） 、转速反向的反接制动，电动机接通电源并在电枢中串接阻值较大的电阻，使电动机的起动转矩小于负载位势转矩，STMLM于是系统在位势转矩作用下反向运行，电动机进入反接制动状态。2） 、将电源电压反极性接到电枢上，同时串入附加电阻，此时极性反向的电源电压与感iR应电势 E 的方向一致，电枢电流反向，转矩反向，电动机进入反接制动状态。 动力制动：将电动机电枢与电网断开（励磁绕组仍接在电源上） ，在电枢回路中串入适当的附加电阻形成闭合回路，即可实现动力制动。iR7 7、用能量传递和转换观点分析，比较直流他励电动机三种制动状态的共同点和、用能量传递和转换观点分析，比较直流他励电动机三种制动状态的共同点和 区别，并说明各个制动方法的优缺点。区别，并说明各个制动方法的优缺点。答:共同点：1） 、制动时，电动机产生的转矩方向与电机的实际