天津大学电机与拖动习题.doc

一. 负载的转矩特性 1.反抗性恒转矩负载 2.位能性恒转矩负载 3.恒功率负载 4.风机类负载 二. 他励直流电动机的机械特性：n=f（T） 一般表达式为： 如果Ф不变，机械特性n=f（T）可以用转速特性n=f（Ia）代替。 这样可使计算简化。 U=UN, R=Ra, Ф=ФN-------------固有机械特性 U?UN, R=Ra, Ф=ФN-------------降压机械特性 U=UN, R=Ra+Rs, Ф=ФN-------------电枢串电阻机械特性 U=UN, R=Ra, Ф?ФN-------------弱磁机械特性 三. 他励直流电动机的电磁制动：共同特点是T和n方向相反。 1.能耗制动：U=0，电枢回路串入制动电阻RB 有： 或 B点为制动开始点。BO段为制动停车，如果带反抗性恒转矩负载，则制动到o点结束；如果带位能性恒转矩负载，则稳定运行点在C，OC段为在位能负载的作用下反向加速段。 2.电枢电压反接制动：U= UN ，电枢回路串入电阻RB 有： 或 B点为制动开始点。BD段为制动停车， （1）如果带反抗性恒转矩负载TL1，如果D点的电磁转矩大于负载转矩，则电机反向启动，如DE段，E点为稳定运行点；如果D点的电磁转矩小于负载转矩，则电机在D点停车。 （2）如果带位能性恒转矩负载，则稳定运行点在C，FC段为在位能负载的作用下反向加速段。DF段为反向电动状态，FC段为反向回馈制动。在C点可获得稳定的下放速度。 3.倒拉反接制动：在位能性负载作用下 机械特性就是电枢回路出入大电阻的人为特性。人为特性与 负载特性的交点位于第四象限，可获得稳定的下放速度。 DC为倒拉反接制动段。 4.回馈制动：机械特性是固有特性向第一象限的延伸（AB段，正向回馈，电车下坡时，nn0）或向第四象限的延伸（FC段，反向回馈，电压反接带位能性恒转矩负载） 四. 对电机制动运行状态的理解包含两个方面： 1. 制动过程：如工作点位于第二象限内的能耗制动（减速）过程和电压反接制动（减速）过程。 2. 制动稳定运行： （1）位于第二象限的回馈制动稳定运行（电车下坡） 包括 （2）位于第四象限的能耗制动稳定运行（带位能性负载） （3）位于第四象限的倒拉反转稳定运行（带位能性负载） （4）位于第四象限的反向回馈稳定运行（电压反接制动带位能性负载） 注意：制动过程中，工作点是变化的；制动运行时，工作点是稳定的。制动过程并非都是减速过程，也有加速过程，如反向回馈制动 3. 电机的四象限运行： （1）正向启动过程和正向电动运行（第一象限） （2）反向启动过程和反向电动运行（第三象限，电压反接制动）------目的是实现快速停车 （3）能耗制动过程、电压反接制动过程和正向回馈制动运行（第二象限） （4）能耗制动运行、倒拉反转运行和反向回馈制动运行（实际是电压反接制动带位能性负载）（第四象限）-----------目的是匀速下放位能性负载 五. 他励直流电动机电力拖动计算方法 1. 起动计算：包括启动电流和启动电阻的计算。 起动电流：启动瞬间的电枢电流，此时n=0，E=0， 起动电阻： 当采用多级电阻起动时：Rst1=（β-1）Ra Rst2=βRst1 β：起动电流比。 2. 机械特性的求取：表达式n=n0-βT, n0、β是属于某种机械特性自己的理想空载转速和特性斜率，不是固有特性的。 3. 制动电阻的计算（能耗制动，电压反接制动） 能耗制动：U=0，Ea=IaB(Ra+RB) Ea：制动瞬间的电动势；IaB：制动瞬间的电枢电流 电压反接制动：UN+Ea=IaB(Ra+RB) 4. 制动状态稳定运行计算 5. 调速计算: (1)恒转矩负载：降压和电枢串电阻调速 做题时的公式：1. 电压平衡方程式：U=Ea+IaR 2. 机械特性方程式： 3.转速特性方程式: 4. 常用来计算CeФN 例题： 1. 一台他励直流电动机额定功率=29 kW , =440 V , =76 A , =1 000 r /min, =0.376 Ω。采用电枢回路串电阻方法调速,已知最大静差率为=30 %,试计算: ( 1 )调速范围; ( 2电枢回路串入的最大电阻值; ( 3 )拖动额定负载转矩运行在最低转速时电动机输出功率和外串电阻上消耗的功率。 ( 1 ) 分析： nmin是对应=30 %的转速。电枢回路串电阻时n0相同。 而 所以要根据计算 →→nmin（）→D 当