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第二章 直流电动机的电力拖动
思考题与习题
2.1 什么是电力拖动系统？举例说明电力拖动系统都由哪些部分组成。 2.2 写出电力拖动系统的运动方程式，并说明该方程式中转矩正、负号的方法。 2.3 怎样判断运动系统是处于动态还是处于稳态？
2.4 生产机械的负载转矩特性常见的有哪几类？何谓反抗性负载,何谓位能性
负载?
2.5 电动机理想空载转速与实际空载转速有何区别？
2.6 什么是固有机械特性？什么是人为机械特性？他励直流电动机的固有特性
和各种人为特性各有何特点？
2.7 什么是机械特性上的额定工作点？什么是额定转速降？
2.8 电力拖动系统稳定运行的条件是什么？一般来说，若电动机的机械特性是
向下倾斜的，则系统便能稳定运行？这是为什么？
2.9 在下列的图中，哪些系统是稳定的？哪些系统是不稳定的？
2.10 他励直流电动机稳定运行时，其电枢电流与哪些因素有关？如果负载转
矩不变，改变电枢回路电阻，或改变电源电压，或改变励磁电流，对电枢电流有何影响？
2.11 直流电动机为什么不能直接起动？如果直接起动会引起什么后果？ 2.12 怎样实现他励直流电动机的能耗制动？试说明在反抗性恒转矩负载下，
能耗制动过程中的n、Ea、Ia、及Tem的变化情况。
2.13 采用能耗制动和电压反接制动进行系统停车时，为什么要在电枢回路中
串入制动电阻？哪一种情况下串入的电阻大？为什么？
2.14 实现倒拉反转反接制动和回馈制动的条件各是什么？ 2.15 当提升机下放重物时：（1）要使他励电动机在低于理想空载转速下运行，
应采用什么制动方法？（2）若在高于理想空载转速下运行，又应采用什么制动方法？
2.16 试说明电动状态、能耗制动状态、回馈制动状态及反接制动状态下的能
量关系。
2.17 直流电动机有哪几种调速方法，各有什么特点？
2.18 什么是静差率？它与哪些因素有关？为什么低速时的静差率较大？
2.19 何谓恒转矩调速方式及恒功率调速方式？他励直流电动机的三种调速方
法各属于什么调速方式？
2.20 为什么要考虑调速方式与负载类型的配合？怎样配合才合理？ 2.21 串励电动机为什么不能实现回馈制动？怎样实现能耗制动和反接制 怎样改变他励、并励、串励及复励电动机的转向？ 2.23 串励电动机为何不能空载运行？
2.24 积复励电动机与他励、串励电动机比较有何特点？
2.25 他励直流电动机的数据为：PN=10kW，UN=220V，
IN=53.4A,nN=1500r/min,Ra=0.4Ω。求:（1）额定运行时的电磁转矩、
输出转矩及空载转矩;（2）理想空载转速和实际转速；（3）半载时的转速;（4）n=1600r/min时的电枢电流。
2.26 电动机数据同题2.25，试求出下列几种情况下的机械特性方程式，并在
同一坐标上画出机械特性曲线。（1）固有特性；（2）电枢回路串入1.6Ω电阻；（3）电源电压降至原来的一半；（4）磁通减少30%。 2.27 他励直流电动机的UN=220V, IN=207.5A，Ra=0.067Ω， PN=10KW，试问:
（1）直接起动时的起动电流是额定电流的多少倍？（2）如限制起动电流为1.5IN，电枢回路应串入多大的电阻？
2.28 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，如采用三级起动，最大起动电流限制为2IN，求:各段起动电阻。
2.29
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。
2.30 一台他励直流电动机，PN=10kW ,UN=110V, IN=112A，nN=750r/min，
Ra=0.1Ω，设电动机带反抗性恒转矩负载处于额定运行。求:（1）采用电压反接制动，使最大制动电流为2.2IN，电枢回路应串入多大的电阻？（2）在制动到n=0时，不切断电源，电机能否反转？若能反转，试求稳态转速，并说明电机工作在什么状态？
2.31 一台他励直流电动机，PN=4kW ,UN=220V, IN=22.3A，nN=1000r/min，
Ra=0.91Ω，运行于额定状态，为使电动机停车，采用电压反接制动，串入电枢回路的电阻为9Ω，求：（1）制动开始瞬间电动机的电磁转矩；（2）n=0时电动机的电磁转矩；（3）如果负载为反抗性负载，在制动到n=0时不切断电源，电机能否反转？为什么？
2.32 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。
2.33 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，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（不计空载损耗）？（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（不计空载损耗）？
2.34 一台他励直流电动机，PN=29kW ,UN=440V,IN=76A，nN=1000r/min，
Ra=0.38Ω，采用高压及弱磁调速，要求最低理想空载转速为250r/min，最高理想空载转速为1500r/min，求在额定转矩时的最高转速和最低转速，并比较这两条机械特性的静差率。
2.35 一台直流电动机，PN=74kW ，UN=220V，IN=378A，nN=1430r/min，采用
降压调速，已知Ra=0.023Ω，直流电源内阻为0.022Ω，当生产机械要求静差率为20%时，系统的调速范围是多少？若静差率为30%，则调速范围又为多少？
2.36 一台串励直流电动机,UN=220V, IN=40A,nN=1000r/min，电枢回路总电
阻为0.5Ω，设磁路不饱和，并忽略电枢反应，试问：当Ia=20A时，电动机的转速及电磁转矩为多少？（2）若电磁转矩保持上述值不变，而将电压降至110V，此时电动机的转速和电枢电流各为多少？
2.37 一台串励直流电动机，PN=14.7kW，UN=220V，IN=78.5A，nN=585r/min，
电枢回路总电阻为0.26Ω，采用电枢串电阻调速，在额定负载下要将转速降至350r/min，需串入多大电阻？