机电传动系统动力学基础复习提纲

1. 机电传动系统动力学基础 1.1. 要求与要点

负载转矩折算公式为：

TL?Tg?Ci旋转运动：

TL?9.55FgVg?Cnd平移运动：

TL?GzR?i?CTL?GzR??iC升降运动：

1.2. 习题与思考题

1.1 机电传动系统动力学方程式中，TM、TL和n的正方向是如何规定的？如何表示它的实际方向？

1.2 说明J和GD2的概念，它们之间有什么关系？ J和GD2都表示系统机械惯性大小。

1.3 从动力学方程式中如何看出系统是处于加速、减速、匀速等运动状态?

加速度大于0、等于0、小于0系统分别处于加速、减速、匀速等运动状态。加速度由电动转矩和负载之和决定。

1.4 分析多轴机电传动系统时为什么要折算为单轴系统?折算的原则是什么?

折算原则是(1) 传递功率保持不变，(2)系统储存的动能不变。负载转矩的折算原则是折算前后系统传递功率不变，飞轮矩的折算原则是折算前后系统传递的动能不变

1.5 为什么低速轴转矩大，高速轴转矩小?

在同一电动机，功率保持不变的情况下，由于功率等于转矩与角速度的乘积，低速轴转矩大，高速轴转矩小。

1.6 起重机提升和下放重物时，传动机构的损耗由电动机承担还是重物承担?提升和下放同.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?

起重机提升重物时，电动机带动负载，功率由电动机传给负载。传动机构的损耗由电动机承担。

起重机下放重物时，负载带动电动机，功率由负载传给电动机。传动机构的损耗由负载承担。

提升和下放同.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。

1.7 负载的机械特性有哪几种类型，各有什么特点? 见P15

1.8 什么叫稳定运行?机电传动系统稳定运行的条件是什么?

系统在受到外部干扰后，能恢复到原来平衡状态稳定运行。

机电传动系统稳定运行的条件是

(1) 电动机的机械特性曲线与负载的机械特性曲线有交点，即系统存在平衡点。

(2) 可以根据平衡点处对应的机械特性的dT来判断，即在dnM交点(平衡点)处，dTdn?dTLdn。(在机械特性曲线中即为反斜率)。

1.9 试列出图1.19所示几种情况下系统的动力学方程式，并

说明系统的运行状态是加速、减速还是匀速?(图中箭头方向表示转矩的实际作用方向) 加速：(d) 匀速：(a) (e) (f) 减速：(b) (c)

1.10 图1-20所示机电传动系统，减速机构为两级减速箱。

已知齿轮齿数之比Z2/Z1=3，Z4/Z3=5，减速机构的效率

?c=0.92，各齿轮的飞轮惯量分别为

(GD2)1?29.4N.m2，

(GD2)2?78.4N.m2，(GD2)3?49N.m2，(GD2)4?196N.m2，电动机的飞轮

惯量(GD2)M?294N.m2，负载的飞轮惯量(GD2)g?450.8N.m2，负载转矩Tg?470.4N?m2，试求: (l)折算到电动机轴上的负载转矩TL (2)折算到电动机轴上系统的飞轮惯量(GD2)a 解： (1) (2)

TL?TgWL?cWM?TgZ1Z31Z2Z4?c2=470.4/3/5/0.92= 34.0869565217391

(GD2)2?(GD2)32i1(GD)a?(GD)M?(GD)1?22?(GD2)4?(GD2)g22i1i2

=294+29.4+(78.4+49)/3/3+(196+450.8)/3/3/5/5 = 340.430222222222 1.11 解：

(1) (2) (3)

(GD)a?(GD)M22ng?v?nm?1450/(2*1.5*2)= 241.666666666667 i1i2i3n3?D?(1455/2/1.5/2)*3.1416*0.150/60= 1.904595 60Pg?Fv=2000* 1.904595=3809.19

PL?Pg?1?2?3?3809.19/0.9/0.9/0.9= 5225.22633744856

(GD2)1(GD2)2(GD2)3??22?2222i1i1i2i1i2i3+?

=3.5+2/2/2+2.7/4/1.5/1.5+9/4/2.25/2/2=4.55+？

(4) 空载制动转矩很小，忽略电动机空载制动转矩时，电机电磁转矩与输出转矩相等

Td?PL??PL2?nM60= 5225.22633744856/2/3.1416/1450*60=

34.4118064424578

(5) 1-12 解答： (1) (2)

nL?nMi1i2(GD2)adwTM??4=4.55/4/9.8*84=9.75 4gdt=950/4/4

=950/4/4*3.1416*0.24/60=0 .74613

GLv2?nM?c?60v?nL??DTL?M?60GLv?c?TL?GLv?c?M=100*0 .74613/0.83/3.1416/2/950*60=

0.903614457831325 (3)

(GD)a??(GD)M22GLv2?3652nM=1.2*1.05+365*100*0.74613*0.74613/95

0/950

=1.28251514034 1-13 解答： (1)

n?UN?RaIa

Ke?N

Ia?U?EaU?Ce?Nn188?0.204?1016??A??193A0.1RaRa 稳态后电流Ia恢复到原来值（0.8IN），稳态后转速为：

? （4） T?KT?NIa?KT??Ia???NIa＝ Ia??n?U?RaIa188?0.8?0.1?158.5?r/min?859r/min0.204Ce?N n?UN?RaIa＝

Ke???

2-21 他励直流电动机的数据为：PN=7.5kW，UN=110V，IN=85.2A，nN=750r/min，Ra=0.13Ω，如采用三级启动，最大启动电流限制为2IN，求:各段启动电阻。

解: 三级启动m=3.

Rm=R3=UN/I1=110/(2*85.2)

??mRm3?Ra=1.7

各级启动电阻为: R1＝λRa= R2＝λR1= R3＝λR2=

2-23 一台他励直流电动机，PN=4kW ，UN=110V， IN=44.8A，nN=1500r/min，Ra=0.23Ω，电机带额定负载运行，若使转速下降为800r/min，不计空载损耗，那么：

（1）采用电枢串电阻方法时，应串入多大电阻？此时电机的输入功率、输出功率及效率各为多少？

（2）采用降压方法时，则电压应为多少？此时的输入、输出功率和效率各为多少？ 解：（1）

根据 Ke?N?UN?RaIN=(110-0.23*44.8)/1500=0.066

nNn?UN?(Ra?Rs)INKe?N

代入数据有：

800＝（110－（0.23＋Rs)*44.8)/0.066

解得应串入电阻 RS＝1.05Ω

P1＝UNIN＝110*44.8=4928(W)

P2＝Pe－P0＝EaIa－0=KeΦNIN=0.066*800*44.8=2365(W)

??P2?100%=2365/4928*100%=48% P1

(2) 根据 n?UN?RaIN

Ke?N 代入数据： 800＝（U－0.23＊44.8）/0.066

解得： U＝63.1V P1=UIN=63.1*44.8=2827(W) P2=EaIN=0.066*800*44.8=2365(W)

??P2?100%=2365/2827*100%=83.66% P1

2-24 他励直流电动机的数据为：PN=30kW ，UN=220V，IN=158.5A，nN=1000r/min，Ra=0.1Ω，TL=0.8TN，

求:

（1）电动机的转速；

（2）电枢回路串入0.3Ω电阻时的稳态转速； （3）电压降至188V时，降压瞬间的电枢电流和降压后的稳态转速；

（4）将磁通减弱至80%ΦN时的稳态转速。

解：（1）

2-25 他励直流电动机的PN=2.5kW，UN=220V，IN=12.5A，nN=1500r/min，Ra=0.8Ω， 求:

（1）当电动机以1200r/min的转速运行时，采用能耗制动停车，若限制最大制动电流为2IN，则电枢回路中应串入多大的制动电阻；

（2）若负载为位能性恒转矩负载，负载转矩为TL=0.9TN，采用能耗制动使负载以120r/min转速稳速下降，电枢回路应串入多大电阻。

解：（1）

Ke?N?UN?RaINnN＝(220-0.8*12.5)/1500=0.14

当转速n=1200r/min时，电动势为：

Ea?Ke?Nn=0.14*1200=168

此时进行能耗制动时，应串入制动电阻为：

Rs?Ea?Ra=168/(2*12.5)-0.8=5.92 2IN(2)

TL=0.9TN=0.9*9.55*PN/nN=0.9*9.55*2500/1500=14.3 (N.m)

当忽略空载转矩时，将已知数据代入能耗制动机械特性：

n??Ra?RBT KeKT?2N-120=-(0.8+Rs)/(9.55*0.142)*14.3 解得 Rs=0.77Ω

3. 交流电机的工作特性 3.1. 习题与思考

3-3 将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动机是否会反转？为什么？

如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调，例如将B，C两根线对调，即使B相遇C相绕组中电流的相位对调，此时A相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转，与未对调的旋转方向相反.

3-4 有一台三相异步电动机，其。N =1470 r/min，电源频率为50Hz。设在额定负载下运行，试求: (1)定子旋转磁场对定子的转速; (2)定子旋转磁场对转子的转速; (3)转子旋转磁场对定子的转速;

(4)转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。 答：

同步转速为1500r/min，转子的转速为1470r/min，转子旋转磁场转速与同步转速相同。

(1) 定子旋转磁场对定子的转速n1-1=1500 (2) 定子旋转磁场对转子的转速n1-2=1500-1470=30 (3) 转子旋转磁场对定子的转速n2-1=1500 (4) 0

3-5 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？

因为负载增加n减小，转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加，转子导体被磁感线切割的速度提高，于是转子的感应电动势增加，转子电流特增加，.定子的感应电动使因为转子的电流增加而变大，所以定子的电流也随之提高. 3-6 三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？

答：

电动机的转矩下降，电流增大，转速下降（在空载时转速不变），发热量增大，严重时可烧毁电机。

3-7 三相异步电动机在正常运行时，如果转子突然被卡住，试问这时电动机的电流有何变化？对电动机有何影响？

答：

三相异步电动机在正常运行时，如果转子被突然卡住而不能转动，则电机线圈马上会被烧毁。其原因是转子不转，线圈内不能产生与电源电动势相平衡的反电动势，线圈内的电流会变的很大（称为堵转电流），导致线圈烧毁。

3-8三相异步电动机断了一根电源线后，为什么不能启

动?而在运行时断了一根，为什么仍能继续转动?这两种情况对电动机将产生什么影响?

三相异步电动机在断了一根电源线后不能产生方向正确的旋转磁场，所以电机不能启动。但在运行中断了一根电源线则在惯性作用下可以在其余两相电源的磁场作用下继续运转。不过转矩变小，电机很快就会因过载而烧毁。

三相异步电动机断了一根电源线后，转子的两个旋转磁场分别作用于转子而产生两个方向相反的转矩，而且转矩大小相等。故其作用相互抵消，合转矩为零，因而转子不能自行启动，而在运行时断了一线，仍能继续转动，转动方向的转矩大于反向转矩，这两种情况都会使电动机的电流增加。

3-9 三相异步电动机为什么不运行在Tmax或接近Tmax的情况下？

根据异步电动机的固有机械特性在Tmax或接近Tmax的情况下运行是非常不稳定的，有可能造成电动机的停转。

3-11 三相异步电动机能在低于额定电压下长期运行吗，为什么

异步电动机电源电压下降，若负载转矩不变，则定子电流必然增大。如果电动机拖动的负载较小，除启动转矩有所降低外，不会影响电动机的寿命。但如果电动机满载运行，由于电源电压低于额定电压，会使电动机电流超过额定值，影响电动机的寿命。

3-14一台三相八极异步电动机的额定数据:PN=380 V ，f1=50Hz， nN=727 r/min，过载能力?m?2.13，求:

(1)产生最大转矩Tm时的转差率sm (2)当s=0.02时的电磁转矩。

P解答：(1) 额定转矩TN?9.55N＝9.55*380/727=4.99

nN 最大转矩 Tmax??mTN＝2.13*4.99= 10.6287

50*60/727=4.126， 极对数4 同步转速 50*60/4=750

n?n Sm?0N=(750-727)/750=0.0307

n0(2)

T?2TmaxSmS?SSm=2*10.6287/(0.0307/0.02+0.02/0.0307)=

9.7222650448048

3-15 解答： （1）星形接法 （2）

1）2) 50*60/960>3， 极对数p=3， 同步转速 n0=50*60/3=1000(r/min)

n?n3) 额定转差率SN?0N=(1000-960)/1000=0.04

n0P4) 额定转矩 TN?9550N=9550*3/960= 29.84375(N.m)

nNT5) 启动转矩 Tst?(st)TN=2.0*29.84375= 59.6875(N.m)

TNT6) 最大转矩 Tmax?(max)TN=2.02.0*29.84375= 59.6875(N.m)

TNI7) 星形接法，启动电流 Ist?(st)IN=6.5*7.2=46.8 (A)

IN 3-16

鼠笼式异步电动机的启动方法可分为直接启动和降压启动两种。

直接启动，又称为全电压启动。其方法是用闸刀开关或接触器将电动机的定子绕组接别相应额定电压的电网上进行启动，这种启动方法操作简便、启动时间短、所需设备简

易又经济，应尽可能优先考虑采用。缺点是启动电流大。

降压启动，当供电变压器容量不够大而不能采用直接启动法时，可采用降压启动的方法。但是随着启动电压的降低，电动机的启动转矩将按电压折扣的平方下降。因此降压启动的方法只适用于对启动转矩要求不高(例如空载启动)的场所。

（a）在定子电路中串入电阻（电抗器）启动。这种启动的原理是：启动时将电阻（电抗器）串入定子绕组。由于这时电阻（电抗器）上有—定的电压降，便使加在电动机定子绕组的电压降低了，因此减小了启动电流。待转速基本稳定时，冉将电阻（电抗器）除去，使电动机在额定电压下运行。利用这种力法启动时，如果电压降低了k倍，那么启动电流将是全电压启动电流的1/K倍，而启动转矩将是全电压启动转矩的1/k2倍，因此这种启动方法只能用于启动转矩大小无关重要的场所。

（b）用自耦变压器降压启动。启动时，利用自耦变压器将电网电压降低之后再接到电动机的定子绕组上。待转速基本稳定时，再将电动机直接接到电网上。这种启动装置的优点是，从电网吸取的电流比用串入电阻（电抗器）时的小，所能获得的转矩却大得多。因此用得比较普遍。缺点是投资较大。

（c）星—一三角降压启动。这种方法只适用于正常运行时定子绕组为三角形接法的异步电动机，启动时定子三相绕组被接成星形，各相绕组所承受的相电压等于线电压UN的

1。待转速基本稳定时，再将三相绕组接成三角形，各相绕3组承受的电压是线电压UN。

3-18 线绕式异步电动机采用转子串电阻启动时，所串电阻愈大，启动转矩是否也愈大？

线绕式异步电动机采用转子串电阻启动时，所串电阻愈大，启动转矩愈大

3-19为什么线绕式异步电动机在转子串电阻启动时，启动电流减小而启动转矩反而增大？

当转子的电阻适当增加时，启动转聚会增加。

3-20 有一台Y-82-4型笼型异步电动机，PN = 55 kw，UN=380V， IN=100A，nN=1475r/min，过载系数＝2.0，启动电流倍数K1＝6.06，启动转矩倍数Kr=1.1，试求： (1)全压直接启动时的Ist和Tst

(2)为了限制启动电流，采用定子串电阻启动，但要保证Tst=0.8TN，试求所串电阻值Rq，和Iq

(3)如采用自祸变压器降压启动，仍保证Tst=0.8TN，试求变压器变比和Ist;

(4)如果用Y-△启动，能否满足Tst>=0.8TN的要求? 解答：

（1） 启动电流Ist=K1IN=6.06*100=606(A);

P额定转矩TN?9550N=9550*55/1475=356.101694915254

nN(N.m)

Tst＝KrTN=1.1*356.101694915254= 391.711864406779 (2)

3-22 异步电动机有哪几种调速方法？各种调速方法有何优缺点？

调压调速 这种办法能够无级调速，但调速范围不大 转子电路串电阻调速 这种方法简单可靠，但它是有机调速，随着转速降低特性变软，转子电路电阻损耗与转差率成正比，低速时损耗大。

改变极对数调速 这种方法可以获得较大的启动转矩，虽然体积稍大，价格稍高，只能有机调速，但是结构简单，效率高特性高，且调速时所需附加设备少。

变频调速 可以实现连续的改变电动机的转矩，是一种

很好的调速方法。

3-25 异步电动机有哪几种制动状态？各有何特点？ 异步电动机有三种反馈制动，反接制动和能耗制动 . 反馈制动当电动机的运行速度高于它的同步转速，即n1.>n0时一部电动机处于发电状态.这时转子导体切割旋转磁场的方向与电动机状态时的方向相反.电流改变了方向，电磁转矩也随之改变方向..

反接制动 电源反接改变电动机的三相电源的相序，这就改变了旋转磁场的方向，电磁转矩由正变到负，这种方法容易造成反转..倒拉制动出现在位能负载转矩超过电磁转矩时候，例如起重机放下重物时，机械特性曲线如下图，特性曲线由a到b，在降速最后电动机反转当到达d时，T=TL系统到达稳定状态，

能耗制动 首先将三项交流电源断开，接着立即将一个低压直流电圆通入定子绕组.直流通过定子绕组后，在电动机内部建立了一个固定的磁场，由于旋转的转子导体内就产生感应电势和电流，该电流域恒定磁场相互作用产生作用方向

与转子实际旋转方向相反的转矩，所以电动机转速迅速下降，此时运动系统储存的机械能被电动机转换成电能消耗在转子电路的电阻中.

3-23 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?

3-24 试说明鼠笼式异步电动机定子极对数突然增加时，电动机的降速过程。

N0=60f/p p增加定子的旋转磁场转速降低，定子的转速特随之降低.

3-24 试说明异步电动机定子相序突然改变时，电动机的降速过程。

异步电动机定子相序突然改变，就改变了旋转磁场的方向，电动机状态下的机械特性曲线就由第一象限的曲线1变成了第三象限的曲线2但由于机械惯性的原因，转速不能突变，系统运行点a只能平移到曲线2的b点，电磁转矩由正变到负，则转子将在电瓷转矩和服在转矩的共同作用下迅

速减速，在从点b到点c的整个第二相限内，电磁转矩和转速 方向相反，.

3-27同步电动机的工作原理与异步电机的有何不同？

异步电动机的转子没有直流电流励磁，它所需要的全部磁动势均由定子电流产生，所以一部电动机必须从三相交流电源吸取滞后电流来建立电动机运行时所需要的旋转磁场，它的功率因数总是小于1的，同步电动机所需要的磁动势由定子和转子共同产生的当外加三相交流电源的电压一定时总的磁通不变，在转子励磁绕组中通以直流电流后，同一空气隙中，又出现一个大小和极性固定，极对数与电枢旋转磁场相同的直流励磁磁场，这两个磁场的相互作用，使转子北电枢旋转磁场拖动着一同步转速一起转动.

3-28 一般情况下，同步电动机为什么要采用异步启动法？

因为转子尚未转动时，加以直流励磁，产生了旋转磁场，并以同步转速转动，两者相吸，定子旋转磁场欲吸转子转动，但由于转子的惯性，它还没有来得及转动时旋转又到了极性相反的方向，两者又相斥，所以平均转矩为零，不能启动.

3-29 为什么可以利用同步电动机来提高电网的功率因

数？

当直流励磁电流大于正常励磁电流时，电流励磁过剩，在交流方面不仅无需电源供电，而且还可以向电网发出点感性电流与电感性无功功率，正好补偿了电网附近电感性负载，的需要.使整个电网的功率因数提高.

4. 步进电机

4-1简述步进电动机的特点、结构和工作原理。

步进电动机是一种将电脉冲信号变换为角位移或线位移的执行元件，其转轴输出的角位移量与输入电脉冲的个数成正比，转速与电脉冲的频率成正比。这种电机具有定位精度高、同步运行特性好、调速范围宽、反应速度快、结构简单等特点。

根据步进电动机的结构特点，通常分为反应式和永磁式两种。步进电机也分为定子和转子两大部分。定子由硅钢片叠成，其上面装了一定相数的控制绕组。环形分配器送来的电脉冲依次对多相定子绕组进行励磁。转子用硅钢片叠成或用软磁性材料做成凸极结构。

4-2三相步进电动机“单三拍”、“双三拍”和“六拍”的含

义是什么?

“单”指定子绕组每次切换前后只有一相通电，“双”指每次有两相定子绕组通电，“拍”指从一种通电状态转到另一种通电状态。

“单三拍”：步进电动机需要三拍完成一次循环，每拍又只有一相定子绕组通电。

“双三拍”：步进电动机需要三拍完成一次循环，每拍均有相邻的两相同时通电。

“六拍”：步进电动机需要六拍完成一次循环

4-3步进电动机的驱动电路可以分为哪几种?

步进电动机的功率驱动电路实际上是一种脉冲放大电路，使脉冲具有一定的功率驱动能力。

驱动电路中对步进电动机性能有明显影响的部分是输出级的结构。步进电动机驱动电路也往往以输出级结构来命名。步进电动机的驱动电路可以分为:单电压型、双电压型、斩波恒流型、调频调压型和平滑细分型等。

4-4单电压驱动、双电压驱动各自的特点是什么?

单电压电路在电动机绕组工作过程中，只用一个电源对绕组供电，每相绕组只用一个功率元件，线路简单。缺点是效

率低，尤其对高频工作的步进电动机更为严重。电阻功率消耗所产生的热量对驱动器正常工作很不利。

双电压电路在导通绕组的前沿用高电压供电来提高电流的前沿上升率，而在前沿过后用低电压来维持绕组的电流。它所具有的优点是:功耗小，启动转矩大，工作频率高。缺点是功率晶体管的数量要增加一倍，增加了驱动电源;同时低频时步进电动机振动噪声大，存在低频共振现象。

4-5画出单电压驱动的电路原理图和有关的电压、电流波形。 4-6画出双电压驱动的电路原理图和有关的电压、电流波形。 4-7画出斩波驱动的电路原理图和有关的电压、电流波形。 4-8斩波驱动的特点是什么?

(1}由于绕组回路未串外接电阻，而取样电阻又很小，因此整个系统的功耗下降了很多， 相应提高了效率。

(2)输出转距均匀，冲击小。

(3)低频共振现象基本消除，在任何频率下，电机都可稳定运行。

(4)线路较复杂。

4-9简述环形分配器的作用和分类。

环形分配器的主要功能是把来自变频信号源的脉冲序列

按一定的规律分配后，经过功率放大器的放大加到步进电动机驱动电源的各项输人端，以驱动步进电动机的转动。同时步进电动机有正反转的要求，所以这种环形分配器的输出既是周期的，又是可逆。

步进电动机的环形分配器有硬件和软件两种方式。硬件环形分配器由硬件构成。软件环形分配器由计算机软件设计的方法来实现环分的要求，通常称为软环形分配器。

4-10硬环形分配器和软环形分配器的各自优缺点是什么? 软环形分配器的硬件结构简单，系统的成本低，更改灵活，有利于系统的小型化。但是，

输出状态表要占用计算机CPU时间，往往受计算机运算速度的限制，有时难以满足高速实

时控制的要求。硬环形分配器会增加硬件的成本，但具有软件简单，响应速度快，占用CPU时间少等优点。

4-11步进电动机的选择步骤是什么?

步进电机有步距角（涉及到相数）、静转矩、及电流三大要素组成。一旦三大要素确定，步进电机的型号便确定下来了。

5. 机电传动系统电器控制

5-1电器在电路中的主要作用是什么?

5-2组合开关的结构有什么特点?型号的含义是什么? 5-3按钮的主要结构是什么?常用按钮有哪几种形式? 5-4接触器的用途是什么?选择接触器时主要考虑哪些技术数据?

5-5电磁式继电器与电磁式接触器同是用来通断电路的，它们有何不同?

5-5在电器控制中，熔断器和热继电器保护作用有何不同，为什么?

5-7电动机启动电流很大，启动时热继电器会不会动作，

为什么?

5-8空气断路器的作用是什么?它可在线路发生什么故障时快速自动切断电源?

5-9分析各种时间继电器的优缺点。

5-10比较接近式行程开关与机械式行程开关的优缺点。 5-11电弧是如何产生的?它的出现对电路有何影响?常用的灭弧方法有哪些?

5-12一台异步电动机，额定功率为5.5 kW，额定电压为3S4 Y，额定电流为11.25 A，启动电流为额定电流的7倍，试选用对它进行控制和保护用的按钮、接触器、热继电器和组 合开关。

5-13在表5-11中填上电器的图形符号和文字符号。 5-14机电设备电器控制线路的表示方法有几种，各有何用途?原理线路图的绘制原 则是什么?

5-15在电动机的主电路中既然装有熔断器，为什么还要装热继电器?它们各起什么 作用?

5-16在装有电器控制的机床上，电动机由于过载而自动停车后，若立即按启动则不 能开车，这可能是什么原因?

5-17自锁环节怎样组成，它起什么作用，具有什么功能? 5-18什么是互锁环节，它起到什么作用?

5-19试问图5-46所示的点动控制线路能否正常工作?

(a) SB按下，KM线圈通电，KM合上，自锁。正常工作。 (b) SB按下，KM线圈通电，KM开关断开，KM线圈断电。不能正常工作。

(c) SB2按下，KM线圈通电，KM合上，自锁。正常工作。但开始时，若SB1长按，SB2不起作用。SB1不能起到断开KM1的作用

(d) SB1及SB2都不起作用。

5－21试设计一台异步电动机的控制线路。要求:

（1）能实现启、停的两地控制;(2)能实现点动调整;(3)能实现单方向的行程保护;(4)要有短路和过载保护。 5-21在图5－36用接触器启停电动机的控制线路中已经

有接触器KM，为什么还要装刀开关Q?它们的作用有何不同? 5-22在图5一36中如果将刀开关Q下面的三个熔断器改接到刀开关上面的电源线上面是否合适，为什么? 5-23一台双速电动机，试按下述要求设计控制电路。 (1)分别用两个按钮操作电动机的高速和低速启动，用一个总停止按钮操作电动机的停止;

(2)启动高速时，应先接成低速经延时后再换接到高速; (3)应有短路保护和过载保护。

5-24今有两台电动机，每次只允许一台运转且一台只需单方向运转，另一台要求能正反转。两台电动机都要求有短路保护和过载保护，试画出其电路图。

5-25在空调设备中风机的工作情况有如下要求: (1)先开风机再开压缩机; (2)压缩机可自由停转;

(3)风机停止时，压缩机即自动停车。 试设计一个控制电路。

5-26 为了限制点动调整时电动机的冲击电流，试设计它的电器控制线路。要求正常运行时为直接启动，面点动调整时需串人限流电阻。

5-27容量较大的笼型异步电动机反接制动电流较大，应在反接制动时在定子回路中串人电阻，试按转速原则设计其控制线路。

6. 机电传动系统中电动机的选择

6.1、 电动机的温升与哪些因素有关？电动机铭牌上的温升值其含义是什么？电动机的温升、温度以及环境温度三者之间有什么关系？

电动机的温升与铜耗，铁耗和机械损耗有关. 电动机铭牌上的温升值其含义是电动机绝缘许可的最高温度.电动机的温升、温度以及环境温度三者之间是刚工作时电动机的温度与周围介质的温度之差很小，热量的发散是随温度差递增的，少量被发散法到空气中，大量被空气吸收.，因而温度升高的较快.随着电动机温度逐渐升高，被电动机吸收的减少，而发散到空气中的热量增加..

6.2、电动机的选择包括哪些内容？

电动机的选择包括:1 电动机容量.2 电动机电压等级，3 电动额定转速.4 电动机结构型式.5电动机的种类

6-3选择电动机的容量时主要应考虑哪些因素？ 选择电动机容量应根据三相基本原则进行:1发热:电动机在运行的实际最高工作温度等于或小于电动机的最高工作温度，2过载能力。当决定电动机容量的主要因素不是发热而是电动机的过载能力，即所选电动机的最大转矩或最大电流必须大于运行过程中可能出现的最大负载电流和最大负

载转矩.3启动能力。必须使电动机能可靠启动。

6-4、电动机有哪几种工作方式？当电动机的实际工作方式与铭牌上标注的工作方式不一致时，应注意哪些问题？

电动机有连续工作制，短时工作制，重复短时工作之三种方式. 当电动机的实际工作方式与铭牌上标注的工作方式不一致时， 应注意最高工作温度是否小于电动机的最高许可工作温度，启动转矩是否大于负载转矩。

6－5一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？

实际允许的使用容量不相同，周围空气的温度发生了变化，对电动机的散热快慢有很大影响.

6－10一台35 kW ， 30min的短时工作制电动机突然发生故障。现有一台20kW连续工作制的电动机，其发热时间常数Th = 90min，不考虑过载和启动能力，这台电动机能否临时代用?

6-11有一重复短时工作制的生产机械，其功率为10kW，工作时间tp=0.72 min，停歇时间to=2.28min。如选择专用的重复短时工作制电动机和普通连续工作制电动机，试计算电动机的各自所需容量。

tp??tp?to=0.72/(2.28+0.72)=0.24

其所需要的相对应sN=25%时，

换算成额定负载暂载率ε的等效负载功率为

Ps?PL?=10*sqr(0.24/0.25)= 9.79795897113271 ?sN普通连续工作制;

Ps?PL?=10*sqr(0.24)= 4.89897948556636

7. 直流自动调速系统

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/tumo.html