习题及答案
一、填空题
2.生产机械的典型机械特性可以归纳为以下几种： 恒转矩 型 、 恒功率 型、离心式通风机型和直线型。
3.要有效地缩短机电传动系统过渡过程的时间，应设法减小 转动惯量 和提高
动态转矩 。
4.机电传动系统中，低速轴的转矩大，高速轴的转矩小。
6.直流电动机通过改变电源的 正负极性 来改变旋转方向，交流电动机通过
改变 定子三相交流电的通电相序 来改变旋转方向。
8. 三异步电动机主要由 定子 和 转子 构成。定子又称 磁极 ，转子又称 电枢 。
9.一台三相异步电动机接入50Hz三相对称电源，额定运行时S=0.04，则此时转子感应电流的频率为 2 Hz。
10.三相交流异步电动机按照转子的结构可分为绕线式异步电动机和 鼠笼式 式异步电动机。
11.三相鼠笼式异步电动机的制动方法有 回馈制动 、反接制动和 能耗制动 三种。
13.测速发电机是一种将转速信号变换成 电 信号的元件，它的输出电压与转速成 正比 。
14.同步电动机常采用 异步启动 法进行启动。
15.晶闸管的导通条件是 阳极加正向电压 与 控制极加正向电压，晶闸管由导通转变为阻断的条件是阳极正向电压降低到一定值（或断开或反向） 。
16.变频调速系统可以分为 交交 变频调速与 交直交 变频调速两大类。
二、判断题
1.要加快机电传动系统的过渡过程，应设法减小飞轮惯量和加大动态转矩。（√）
2.位能性恒转矩是一种转矩方向随转速方向的改变而改变的转矩。 （X ）
3.无论直流电机作电动机使用还是作发电机使用，转矩T和电动势E所起的作用是一样的。 （X ）
4.位能性恒转矩是一种转矩大小和方向都不改变的转矩。 （√）
5.直流电动机不允许直接启动，是因为启动电流很大。 （√）
6.直流电动机调速系统，若想采用恒功率调速，则可改变U。 （X ）
7.绕线式异步电动机可以采用转子回路串电阻方法启动。 （√）
8.鼠笼式异步电动机的可以采用转子回路串电阻的方法启动。 （X ）
10.单相异步电动机可以通过电源线换接的方法实现正反转变换。 （X ）
11. 直流调速系统的调速范围越大，则静差率也越大。 （√）
12. 测速发电机的输出电压与转速成正比。 （√）
13. 直流它励电动机启动时，要先加励磁电流再接通电枢电源。 （√）
14. 三相异步电动机在运行时断了一根电源线，仍能继续转动。 （√）
15.对直流电动机而言，负载增加就是指电枢电流增大。 （√）
16. 在脉动磁场作用下单相异步电动机没有启动能力。 （√）
17.三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，则电动机的电流会减小。（X）
18. 直流电动机不允许直接启动，是因为启动转矩很大。 （X ）
19. 串励电动机不允许空载启动，因为理想空载转速趋近于无穷大。 （√）
20. 单相异步电动机可以通过电源线换接的方法实现正反转变换。 （X ）
21.能耗制动法可以避免反接制动存在的电动机反向启动的危险。 （√）
22.直流他励电动机启动时，要先加励磁电流再接通电枢电源。 （√）
23.采用积分调节器在调速系统中能够消除系统的静态偏差。 （√）
24.直流电动机调速系统，若想采用恒转矩调速，则可改变U。 （√）
25. 三相鼠笼式异步电动机在相同的电源电压下，空载启动比满载启动的启动转矩小。 （X ）
26.反馈制动用于下放重物时，串接的附加电阻越大，转速越高。 （√）
27.机电传动系统中低速轴的转矩小，高速轴的转矩大。 （X ）
28.开环调速系统的精度比闭环调速系统的精度大。 （X ）
29.同步电动机必须采用异步启动法启动。 （√）
30.反馈制动法是比较常用的准确停车的方法。 （X ）
三、分析题
1. 在下图中，曲线1和2分别为电动机与生产机械的机械特性曲线，试采用力矩平衡方程分析系统工作点A点是否为稳定平衡点。要求说明原因。
答：由动力学方程： ，可知：
A图：当n,>nA时，TM<TL；n,<nA时，TM>TL，所以A点是稳定平衡点。
B图：当n,>nA时，TM<TL；n,<nA时，TM>TL，所以A点是稳定平衡点。
C图：当n,>nA时，TM<TL；n,<nA时，TM>TL，所以A点是稳定平衡点。
D图：当n,>nA时，TM>TL；n,<nA时，TM<TL，所以A点不是稳定平衡点。
2. 如图所示，试问：①在开关S闭合前灯泡亮不亮？为什么？ ②在开关S闭合后灯泡亮不亮？为什么？ ③再把开关S断开后灯泡亮不亮？为什么？
答：1）在开关S闭合前灯泡不亮。晶闸管的导通条件是晶闸管阳极和控制极同时加正向电压，开关S闭合前，控制极无控制信号，晶闸管不导通。
2）在开关S闭合后灯泡会亮。晶闸管的阳极和控制极同时加正向电压，晶闸管导通。继续转动
3）再把开关S断开后，灯泡仍旧亮。晶闸管导通以后，控制极就失去控制作用。晶闸管仍旧导通。直到晶闸管承受反压，回复截至状态。
3. 可控硅的导通条件是什么？如图所示，若在t1时刻合上开关S，t2时刻断开开关S，试画出负载电阻R上的电压波形。
答：1）晶闸管的导通条件是阳极和控制极同时加正向电压，导通以后，控制极就失去控制作用。当阳极正向电压降低到一定值，晶闸管关断。
2）t1时刻VS的阳极，控制极都承向正电压，所以VS导通，U2加到电阻R上，当U2为负时，VS关断。下一个周期，当U2为正时，阳极与控制极都承向正压，VS又再次导通，UR= U2。
4.试分析如图所示系统，当负载增加时，系统如何实现自我调节？该系统能否实现无静差调节，为什么？
答：该系统为直流单闭环无静差调速系统，当负载TL↑→n↓→UTg↓→Uf↓，因给定电压Ug不变，所以△U=Ug－Uf会↑，△U↑→Uk↑→α↓→Ud↑→n↑。
该系统能够实现无静差调节，因为系统中的调节器采用了PI调节器，PI调节器是一个典型的
无差元件,它在系统出现偏差时动作以消除偏差.当偏差为零时停止动作。在调节过程结束时,可控整流电压Ud稳定在一个大于Ud1的新的数值Ud2上，增加的那一部分电压正好补偿由于负载增加引起的那部分主回路压降。
四、问答题
1、直流他励电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加上？若忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通，这是会产生什么现象（试从TL=0 和TL=TN两种情况加以分析）？
答：直流他励电动机启动时,一定要先把励磁电流加上，因为电动机的主磁极需要依靠外电源来产生磁场。如果忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通，因为定子铁芯有剩磁，剩磁磁通 较小，由直流电动机的机械特性方程：
可知剩磁较小，剩磁所产生的启动转矩也较小，理想空载转速会很大。
当 TL =0 时，理论上电动机转速将上升到机械强度所不允许的值，甚至趋近于无限大，引
起飞车现象；
当 TL = TN 时，电动机启动转矩较小，远远小于负载转矩，电动机无法启动，将使电动机电流大大增加，远远大于额定电流，而使电机严重过载，出现堵转（闷车）现象。
2.直流电动机能否直接启动？为什么？可以采用哪些方法启动？
答：直流电动机不能直接启动。
因为启动瞬间，n=0，E=0，由电压平衡方程U=E+IaRa可知启动电流Ist=，因Ra很小，则Ist将很大，能达到额定电流的10～20倍。过大的启动电流会产生以下不良影响：1）换向困难，产生危险火花；
2）产生过大的电动应力和启动转矩，易损坏传动部件；
3）可能使电网上的保护装置动作，造成事故，或使电网电压下降，影响其他用电器。所以直流电动机不允许直接启动。
由Ist=UN/Ra可知，直流电动机可采用两种方法启动：
①降压启动
②电枢电路串接外加电阻启动。
3.他励直流电动机有哪些方法进行调速？它们的特点是什么？
答：他励电动机的调速方法有：改变电枢电路外串电阻Rad，改变电动机电枢供电电压，改变电动机主磁通。
第一改变电枢电路外串接电阻，特点：在一定负载转矩下，串接不同的电阻可以得到不同的转速，机械特性较软，电阻越大则特性越软，稳定性越低，空载或轻载时，调速范围不大，实现无级调速困难，在调速电阻上消耗大量电量。
第二改变电动机电枢供电电压，特点：机械特性曲线与固有特性曲线相互平行，机械特性硬度不变，调速的稳定度较高，调速范围较大，当电压连续变化时，转速可以平滑无级调速。一般只能在额定转速以下调节，调速时因电枢电流与电压无关，属于恒转矩调速，适合于恒转矩型负载。可以靠调节电枢电压来启动电机，不用其它启动设备。
第三改变电动机主磁通，特点：机械特性较软，稳定性较低，可以平滑无级调速，但只能弱磁调速，即在额定转速以上调节，调速范围不大。调速时，维持电枢电压和电流不变，属恒功率调速。
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