建筑电气工程电气传动与调速系统平时作业精编.docx
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建筑电气工程电气传动与调速系统平时作业精编
（建筑电气工程）《电气传动与调速系统》平时作业
《电气传动和调速系统》平时作业
平时作业（壹）
第1章电气传动系统动力学基础
壹、问答题
1.电气传动系统力学方程式中，，和n的正方向是如何规定的？
如何表示它的实际方向？
2.说明J和的概念，它们之间有什么关系？
3.从动力学方程式中如何见出系统是处于加速、减速、匀速等运动状态？
4.分析多轴电气传动系统时为什么要折算为单轴系统？
折算的原则是什么？
5.为什么低速轴转矩大？
高速轴转矩小？
6.起重机提升和下放重物时，传动机构的损耗由电动机承担仍是重物承担？
提升和下放同壹重物时，传动机构损耗的大小如果相同，传动机构的效率是否相等？
7.负载的机械特性有哪几种类型？
各有什么特点？
8.什么叫稳定运行？
电气传动系统稳定运行的条件是什么？
二、计算题
1.下图所示各图中，，和n为实际方向，试回答以下问题：
（1）根据图示，和n的方向，列出各机电传动系统的动力学方程式；
（2）说明各图中，是拖动转矩，仍是制动转矩；
（3）根据图示，和n的方向，说明各系统的运行状态是加速、减速仍是匀速。
2.有壹机电传动系统，减速机构为俩级减速箱，其示意图如下图所示。
已知齿轮齿数之比=3，=5，减速机构的效率=0.92，各齿轮的飞轮惯量分别为，，，，电动机的飞轮惯量，负载的飞轮惯量，负载转矩，试求：
（1）折算到电动机轴上的负载转矩；
（2）折算到电动机轴上的系统总的飞轮惯量。
3.有壹刨床电力拖动系统，其传动系统如下图所示。
已知电动机M的转速，其转子（或电枢）的飞轮惯量，工作台重=12050N，工件重=17650N，各齿轮的齿数及飞轮矩如表1所示，齿轮8的节距为25.13mm。
试计算刨床拖动系统在电动机轴上的总飞轮惯量。
表1各齿轮的齿数及飞轮矩
齿轮号
1
2
3
4
5
6
7
8
齿数z
20
55
30
64
30
78
30
66
飞轮惯量
4.12
20.10
9.81
28.40
18.60
41.20
24.50
63.75
4.某起重机拖动系统如下图所示。
已知被提升重物G的重力G=19600N，提升速度，传动齿轮的效率，卷筒的效率，卷筒直径D=0.4m，传动机构的转速比，，各转轴上的飞轮惯量为，，，忽略纲绳的重力和滑轮传动装置的损耗，试求：
（1）折算到电动机轴上的总飞轮惯量；
（2）以匀速提升重物时，电动机所输出的转矩和功率；
（3）以匀速下放重物时，电动机所输出的转矩和功率；
（4）以，加速度提升重物时，电动机所输出的转矩。
5.在下图中，曲线1为电动机机械特性，曲线2为负载机械特性，试判断在图中哪些交点上运行是稳定的？
哪些交点上运行是不稳定的？
第2章直流电动机的传动特性
壹、问答题
1.简述直流电动机的结构和工作原理。
2.直流他励电动机的机械特性指的是什么？
是根据哪几个方程式推导出来的？
3.如何绘制直流他励电动机的固有机械特性和人为机械特性？
4.电动机的特性硬度是如何定义的？
它和静差率有什么区别？
5.直流他励电动机为什么不能直接起动？
6.直流他励电动机有哪几种限制起动电流的起动方法？
7.直流他励电动机有哪几种调速方法？
各有什么特点？
8.直流他励电动机有哪几种制动方法？
各有什么特点？
9.什么叫做电气传动系统的过渡过程？
引起过渡过程的原因有哪些？
10.电气传动系统的机电时间常数是什么？
它对系统的过渡过程有什么影响？
11.在中小型直流他励电动机的电气传动系统中，为什么壹般情况下只考虑机械惯性？
12.壹直流他励电动机拖动提升机构，当电动机拖动重物匀速上升时，突然将电枢电压反接，试利用机械特性说明：
（1）从反接开始到达到新的稳定运行状态期间，电动机经历了哪几个过程？
最后稳定在什么运行状态？
（2）每壹过程中，n、及是如何变化的？
13.当提升机下放重物时，欲使他励电动机获得低于理想空载转速的速度，应采取什么制动方法？
14.采用能耗制动和电源反接制动时，为什么要在电枢回路中串入电阻？
哪种情况串入的电阻大？
二、计算题
1.有壹台Z型他励直流电动机，其铭牌数据为：
，，，。
求：
（1）固有机械特性；
（2）电枢串入0.4电阻的人为特性；
（3）U=110V的人为特性；
（4）的人为特性。
2.壹台他励直流电动机的额定数据如下：
，，，，。
要求拖动的横转矩负载，采用三级起动，试用解析法求解各级电阻和各分段电阻的数值。
3.壹台直流他励直流电动机：
，，，，，带额定负载转矩运行，求：
（1）欲使电动机转速降为，电枢回路应串入多大电阻？
（2）采用降压调速使电动机转速降为，电压应降至多少伏？
（3）减弱磁通使时，电动机的将升至多高？
能否长期运行？
4.直流他励直流电动机的数据和上题相同，仍带额定负载转矩运行，求：
（1）如果要求静差率S≤20%，采用电枢回路串电阻调速和降压调速时所能达到的调速范围；
（2）如果要求调速范围D=4，采用之上俩种调速方法时的最大静差率。
5.壹台他励直流电动机的额定数据如下：
，，，，。
试求：
（1）电动机带反抗性负载运行时，进行能耗制动，欲使起始制动转矩为2，电枢回路应串多大电阻？
（2）电动机带位能性额定负载转矩，以的速度下放时，可用哪些方法，电枢回路分别应串多大电阻？
（3）电动机带反抗性额定负载转矩运行时，进行电源反接制动停车，欲使起始制动转矩为2，电枢回路应串多大电阻？
（4）电动机带位能性额定负载，，欲以的速度下放时，应采用什么方法，电枢回路应串多大电阻？
6.壹台他励直流电动机，额定功率，额定电压，额定电流，额定转速，电枢绕组电阻，系统的飞轮惯量，负载转矩是的0.6倍，在电动机额定电流的二倍的条件下起动，试求：
（1）应串入电枢回路的电阻；
（2）起动过程中的，；
（3）起动时间。
平时作业
（二）
第3章交流电动机的传动特性
壹、问答题
1.将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的俩根对调，此电动机是否会反转？
为什么？
2.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？
3.三相异步电动机带壹固定负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩及转速有无变化？
如何变化？
4.三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？
5.三相异步电动机断了壹根电源线后，为什么不能起动？
而在运行时断了壹根，为什么仍能继续转动？
这俩种情况对电动机将产生什么影响？
6.三相异步电动机为什么不运行在或接近的情况下？
7.三相笼型异步电动机的起动电流壹般为额定电流的4～7倍，为什么起动转矩只有额定转矩的0.8～1.2倍？
8.三相异步电动机能在低于额定电压下长期运行吗？
为什么？
9.笼型异步电动机的起动方法有哪几种？
各有何优缺点？
各适用于什么场合？
10.三相异步电动机在相同电源电压下，满载和空载起动时，起动电流是否相同？
起动转矩是否相同？
11.绕线转子异步电动机采用转子串电阻起动时，所串电阻越大，起动转矩是否也越大？
12.为什么绕线转子异步电动机在转子串电阻起动时，起动电流减少而起动转矩反而增大？
13.异步电动机有哪几种调速方法？
各种调速方法有何优缺点？
14.怎样实现变极调速？
变极调速时为什么要改变定子电源的相序？
每种变极调速有何特点？
15.试说明笼型异步电动机定子极对数突然增加时，电动机的速度变化过程。
16.异步电动机有哪几种制动状态？
各有何特点？
17.异步电动机带位能性负载，试说明定子相序突然改变时，电动机的速度变化过程。
18.同步电动机的工作原理和异步电动机的有何不同？
19.壹般情况下，同步电动机为什么要采用异步起动法？
20.为什么能够利用同步电动机来提高电网的功率因数？
二、计算题
1.壹台三相异步电动机，额定频率，额定转速，求额定转差率。
2.电源线电压为380V，现有俩台电动机，其铭牌数据如下，试选择定子绕组的连接方式。
（1）Y90S-4，功率1.1kW，电压220/380V，连接方法，电流4.62/2.7A，转速，功率因数0.79；
（2）Y112M-4，功率4.0kW，电压380/660V，连接方法，电流8.8/5.1A，转速，功率因数0.82。
3.壹台三相异步电动机，已知，，，，，求其固有特性的转矩表达式。
4.壹台三相笼型异步电动机，，，，定子为三角形接法，，起动电流，起动转矩，拟带50%额定负载起动，电源容量为1000KV·A，试选择适当的起动方法。
第4章电气传动系统中电动机的选择
壹、问答题
1.电动机的温升和哪些因素有关？
电动机铭牌上的温升值其含义又是什么？
电动机的温升、温度以及环境温度三者之间有什么关系？
2.电气传动系统中，电动机的选择包括哪些具体内容？
3.选择电动机的容量时主要应考虑哪些因素？
4.电动机有哪几种工作方式？
当电动机的实际工作方式和铭牌上标注的工作方式不同时，应注意哪些问题？
5.壹台室外工作的电动机，在春、夏、秋、冬四季其实际允许的使用容量是否相同？
为什么？
6.电动机运行时允许温升的高低取决于什么？
影响绝缘材料寿命的是温升仍是温度？
7.电动机的额定功率时如何确定的？
环境温度长期偏离标准环境温度40℃时，应如何修正？
二、计算题
有壹起重机，其工作负载如下图所示，其中P=10kW，工作时间=0.91min，空车时间=2.34min，要求采用绕线转子异步电动机，转速为左右，试选用壹台合适的电动机。
平时作业（三）
第5章常用电力电子开关器件及应用
壹、问答题
1.GTR的输出特性曲线中，共分几个区？
壹般来说GTR应该工作在哪个区？
2.为了提高GTR的工作频率，可采用哪些措施？
3.GTR的发热主要原因是什么？
怎样减小发热？
4.列出俩种常用的GTR驱动芯片的型号。
5.和晶体管相比功率场效应管有哪些优点？
6.功率场效应管有哪几种类型？
7.功率场效应管的输出特性有哪几个区？
8.功率场效应管有哪些主要的参数？
都是什么涵义？
9.列出俩种常用驱动功率场效应管的芯片型号。
10.IGBT有哪些主要参数？
11.对IGBT的驱动电路有哪些要求？
12.什么是GTR的二次击穿？
如何避免二次击穿？
13.什么是功率场效应管的通态电阻？
它有什么作用？
14.用4只功率场效应管做逆变桥臂，试设计其驱动电路。
15.在什么情况下IGBT会发生擎住效应？
如何避免？
16.晶闸管的主要参数有哪些？
17.晶闸管的控制角和导通角是何含义？
18.晶闸管的导通条件是什么？
19.晶闸管且联电路有哪些均流措施？
20.晶闸管串联电路有哪些均压方法？
21.晶闸管的过流保护措施有哪几种？
22.续流二极管有何作用？
若不注意把它的极性接反了会产生什么后果？
23.试画出单相半波可控整流电路带不同性质负载时，晶闸管的电流波形和电压波形。
24.三相半波可控整流电路，如在自然换相点之前加入触发脉冲会出现什么现象？
画出这时负载侧的电压波形图。
25.三相半波电阻负载的可控整流电路，如果由于控制系统故障，A相的触发脉冲丢失，试画出控制角=0时的整流电压波形。
26.三相桥式全控整流电路带电阻性负载，如果有壹只晶闸管被击穿，其它晶闸管会受什么影响？
27.晶闸管对触发电路有哪些要求？
触发电路主要有哪三个环节？
每个环节的功能是什么？
28.为什么晶闸管的触发脉冲必须和主电路电压同步？
29.试简述有源逆变器的工作原理，逆变的条件和特点是什么？
30.试论述单相晶闸管桥式逆变器的基本工作原理，如何实现电压控制？
逆变器的换流过程是怎样进行的？
二、计算题
欲装壹台白炽灯泡调光电路，需要可调的直流电源，调节范围：
电压=0～180V，电流=0～10A。
现采用单相半控桥式整流电路（参见教材图5-43），试求最大交流电压和电流的有效值，且选择整流元件。
平时作业（四）
第6章直流调速控制系统
问答题
1.常用的速度反馈元件有哪几种？
各有什么特点？
2.绝对编码器和增量型编码器有何异同？
3.提高编码器分辨率的方法有哪些？
4.减小误码率的方法有哪些？
5.简述绝对式编码器的工作原理。
6.简述增量式编码器的工作原理。
7.简述支流测速发电机的原理。
8.影响直流测速发电机输出的因素有哪些？
9.常用的晶闸管-电动机直流调速系统有哪几种？
10.对单闭环有静差调速系统，提高系统的开环放大倍数K对系统有何影响？
11.和转速负馈相比，电压负反馈有哪些特点？
12.说明电流负反馈的原理及作用。
13.壹般说来，移相触发器应该包括哪几个部分？
14.为什么积分环节能够保证系统无静差？
15.在转速电流双闭环系统中，转速环和电流环各在什么情况下起作用？
16.可逆直流调速系统有哪俩种实现方法？
各有什么特点？
17.简要说明PWM调速的工作原理。
18.和PWM调速相比，晶闸管-电动机调速系统有哪些缺点？
19.可逆式PWM变换器有哪些种类型？
20.双极式PWM变换器有哪些优缺点？
21.UC3637有哪些功能？
第7章交流电动机驱动和控制电路
问答题
1.和直流调速相比，交流调速有哪些优点？
2.交流电动机调速系统有哪些类型？
3.单项异步电动机调压调速电路包括哪几部分？
4.三相异步电动机的晶闸管调压系统主回路有哪几种接线方法？
5.简要说明串级调速的原理。
6.串级调速有哪些类型？
各有何特点？
7.简述交——直——交变频调速的原理。
8.简述SPWM的含义。
9.SA4828有哪些功能？
第8章无换向器电动机变压变频调速系统
问答题
1.同步电动机和异步电动机有何区别？
2.同步电动机变频调速系统分为哪几类？
3.根据容量不同，无换向器电动机可分为哪几种类型？
根据所用的变频器不同，又可分为哪几种类型？
4.参照教材图8-5说明无换向器电动机的工作原理。
5.转子位置检测器有哪几种形式？
6.无换向器电动机的换流方法有哪几种？
各适应什么样的情况？
7.无换向器电动机的调速方法有哪几种？
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