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1、一、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？采用 Y-换接启动时，启动转矩 故LNNststY TTT35.04.2.13能够启动。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
2、，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，T L=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？因为单相交流电产生脉动磁场，不产生旋转磁场，所以 ，常采用电容分相式和0stT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
3、所示。I 0 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：I 0=KIaN=1.35IaN,Ia0=(22.5)IaN,UbKI aNR-Ub07 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 nnA 时，T MTL8 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U0）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）
4、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 M12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
5、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？因 U=E+IR，启动时 E=0，电枢加上额定电压，而电枢电阻很小，故 很大。aNstRUI14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
6、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/n 0。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？采用 Y-换接启动时，启动转矩 ，LNNststY TT45.0.2.13所以不能启动。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
7、，所以没有启动转矩。故要采用异步启动法。二、计算题1 有一直流电动机脉宽调速系统（PWM-M） ，若外加电压 U（E）=100V，脉冲频率f=4000Hz，在脉冲周期内全导通时的理想空载转速 n01=1000r/min,如果要求电动机的理想空载转速 n02=400r/min,问：此系统在一脉冲周期内的导通时间（脉冲宽度）T1 应是多少？因 ，且)2(savUfT1即 1012fnsav故 mssfT175.01402011 2有一电炉，其电阻 R=14.85，为了调节加热温度，用一只晶闸管控制，供电电路为单相半波可控整流电路，接在电压 的交流电源上，试求：tVusin202 绘出可控整流电路图
8、； 当控制角 时，求加在电炉上的电压平均值 Ud；60VUd 25.74260cos145.2cos145. 当控制角 时，求通过电炉的电流平均值 Id。60ARUId58.14/2.73有台直流他励电动机，其铭牌数据为：。试求：min,/150,2,5. rnVkWPNfNN 2.0,8.aR 额定转矩 TN；nN 35150.95. 3 额定电枢电流 IaN； AUPINa 25.3108.5 额定电枢电流时的反电势； VRIEaN 75.213.05312 直接启动时的启动电流；ARUIaNst 102. 若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串入多大的启动电阻？此时的启动转矩为多少？因
9、 aNdast IRUI3 故 15.2.025.313aNadI则 aNstestst InEIKIT3.9.9 m6.1275.31507.2.4某一调速成系统在高速时的理想空载转速 n01=1450r/min,低速时的理想空载转速n02=100r/min,额定负载时转速降 n N=50r/min。 画出该系统的静特性； 求出调速范围 D 和低速时系统的静差度 S2；285014021minax ND.1502SN 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？由 可知，在 与 一定时，扩大调速范围的方法是减少 ，调速2max1SnDNma
10、xn2S Nn系统应采用由转速负反馈组成的闭环系统。 5有一直流电动机脉宽调速系统（PWM-M） ，若外加电源电压 U（E）=110V，脉冲频率f=5000Hz,在脉冲周期内全导通时的理想空载转速 n01=1600r/min,如要电动机的理想空载转速 n02=800r/min,问：此系统在一脉冲周期内的导通时间（脉冲宽度）T 1 应是多少？因 ，且)12(savUfT1即 1012fnsav故 msfT15.0165280011 6某一调速系统在高速时的理想空载转速 n01=1850r/min,低速时的理想空载转速n02=150r/min,额定负载时的转速降 n N=50r/min.。 求出调
11、速范围 D 和低速时系统的静差度 S2；1850021minax N31502SN 写出系统的调范围 D、静差度 S2，最高转速 nmax 和转速降n N 四者之间的关系；2max1SnDN 画出该系统的静特性； 在 nmax 与 S2 一定时，扩大调速范围的方法是什么？在 与 一定时，扩大调速范围的方法是减少max Nn7. 有一电阻炉，其电阻 R=29.7，为了调节加热温度，用晶闸管组成单相半控桥式可控整流电路控制，接在电压 的交流电源上，试求：tVusi202 绘出可控整流电路图； 当控制角 时，求加在电炉上的电压平均值 Ud；60VUd 5.148260cos19.02cos19.0
12、当控制角 时，求通过电炉的电流平均值 Id。6ARUId57.291488有台直流他励电动机，如图所示，其铭牌数据为： ，VUkWPfNN20,5.试求：10,2.0,8.min,/150faN Rrn 额定励磁电流 IfN； ARUIffN210 励磁功率 Pf；WIfNf 402 额定转矩 TN； mNnPN 35150.95. 额定电枢电流 IaN； AUPINa 25.3108.5 额定电枢电流时的反电势； 75.213.05312VRIEaN 直接启动时的启动电流；ARUIaNst 102. 若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串入多大的启动电阻？ AIaN75.932.13因 R
13、VRUIadad.0故 15.2ad9有一直流电动机脉宽调速系统（PWM-M） ，若外加电源电压 U（E ）=220V ，脉冲频率f=2000Hz,在脉冲周期内全导通时的理想空载转速 n01=900r/min,如要电动机的理想空载转速n02=225r/min,问：此系统在一个脉冲周期内的导通时间（脉冲宽度） T1 应是多少？10有一台三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为： ,min/460,0rnkWPNN接法， ， 试求：,380VUN8.0,86.0NNcoa 5./5.1/stst I额定输入电功率 PIN；额定转差率 SN；额定电流 IN；输出的额定转矩 TN；采用 Y-换接启动时的启动
14、电流和启动转矩。11电炉的电阻 R=18.5,为调节加热温度，用晶闸管组成单相半控桥式可控整注电路控制，接在电压 r 的交流电源上，试求：tVusin202绘出可控整流电路图；当控制角 时，求加在电炉上的电压平均值 Ud；30当控制角 时，求通过电炉的电流平均值 Id。绘出 u2、u d、i d 、u vs 的波形图。12有一台三相鼠笼式异步步电动机，其额定数据为： ,min/1460,02rnkWPNN接法， ， 试求：6,380VU8.0,86.0NNcoa 5./5./stst IT 定子极对数 p; 215060nfp 额定输入电功率 PIN； kWPNI 52.186.0 额定转差率
15、 SN； 027.154600nSN 额定电流 IN； AUPINI 208.3051cos3 输出的额定转矩 TN； mNnPTN 4.651405.9. 3 采用 Y-换接启动时的启动电流和启动转矩。 AIINststY 3.4205.63.mNTTNststY 7.2.1. 当负载转矩为 30Nm 时，该电动机能否采用 Y-换接启动。因 故能启动 。LstY TNT307.213有一直流电动机脉宽调速系统（PWM-M） ，若外加电源电压 U（E ）=220V ，脉冲频率f=4000Hz,在脉冲周期内全导通时的理想空载转速 n01=450r/min,如要电动机的理想空载转速n02=45r/min,问：此系统在一脉冲周期内的导通时间（脉冲宽度） T1 应是多少？
