课后习题答案第一章第二章-J2.1答：运动方程式：T M T L J ——dtT M T L TdTd>0时：系统加速；Td=O 时：系统稳速；Td<0时，系统减速或反向加速 2 2答：拖动转矩：电动机产生的转矩Tm 或负载转矩TL 与转速n 相同时，就是拖动转矩。

静态转矩：电动机轴上的负载转矩TL ，它不随系统加速或减速而变化。

动态转矩：系统加速或减速时，存在一个动态转矩 Td ,它使系统的运动状态发生变化。

答：a 匀速，b 减速，c 减速，d 加速，e 减速，f 匀速2.32.4答：在多轴拖动系统情况下，为了列出这个系统运动方程，必须先把各传动部分的转矩 和转动惯量或直线运动部分的质量都折算到电动机轴上。

由于负载转矩是静态转矩，所以可根据静态时功率守恒原则进行折算。

由于转动惯量和飞轮转矩与运动系统动能有关，所以可根据动能守恒原则进行折算。

2.5答：忽略磨擦损失的情况下，传动系统的低速轴和调速轴传递的功率是一样的，即 P1=P2 而 P1 = T1 3 1 , P2= T2 3 2 所以 T1 3 1 = T2 « 2,当 3 1>« 2 时， T1 V T2 2.6答：因为低速轴的转矩大，所设计的低速轴的直径及轴上的齿轮等零件尺寸大，质量也 大，所以GD2大，而高速轴正好相反。

2.7 答：j1= 3 M/ 3 1= nM/n 1=900/300=3 jL= 3 M/ 3 L= nM/nL=900/60=152GD ； (1.1~1.25) 1.05 3651001.16~1.32N m 29502.9答：恒转矩型、泵类、直线型、恒功率型。

2.10答：反抗性恒转矩负载恒与运动方向相反。

位能性恒转矩负载作用方向恒定，与运动方向无关。

2.11答：（d ）不是稳定运动点，其余都是稳定运行点。

J Z J MJ 1 J L j 1 J L2.5 32 12 2.8(kg m) 3 15 2.8 答: n Ln M j 1j 2950Dn L 59.4(r/min) v60j 3°24 盼 0.37(m/s)60 2GD Z GD MTL=9.55Fv/(n 1nM)=9.55 X 100X 0.37/(0.83 X 950)=0.45N.m365FV - n M3.1答：转子在主磁通中旋转，要产生涡流和磁滞损耗，采用硅钢软磁材料，可减少磁滞损耗，而采用“片”叠压成，可减少涡流损耗。

3.3 答：因为 T K t l a T L 常数所以，当改变电枢电压或电枢串电阻时, la 均不变。

U K e R a K e K t 八n 会变化。

T K t l a T L 常数当① J 时，T la f 由 U=E+laRa , E = U — laRa ，当 la f 时，T E J,所以 E<E13.6 R l N U N R NN 3.4答：因为 P NU N N7.5 1000 220 0.88538.52(A)T N 9550 9550 n N 7.5 1550 47.75(N m)3.8 答R a 0.50~0.75 1 R NU NU N l N l NR a 0.50 ~ 0.75 1 5.5 1000 110110 62 62 0.172 ~ 0.258()n °U NKe NU N n N U N l N R an °110 1000 110 62(0.172 ~ 0.258) 95509550 n N 5.5 1000T N 9550 皿 n N 9550 U N U N n NKe NU N l aN R an0答U N U N n N1107 ~1170(r/min) 52.53( N m) 110 1500n °110 59 0.23.10 Ke3.9答 n °T N 35.02(N 1500U N l N R aNm) l N l N1680(r/min)220 l fN61 59(A)1500n °220 34.4 0.2421559(r / min)⑵在(1)中， n n 0 n N 1559 1500 59(r / min)R aT2 1 Nn ,所以 K e K t 2R a T NK e K t 2n3.11答：因为Tst=UN/Ra , Ra 很小，所以Tst 很大，会产生控制火花，电动应力，机械动 态转矩冲击，使电网保护装置动作， 切断电源造成事故， 或电网电压下降等。

故不能直接启动。

T N9550 P N 9550n N6.5 150040.5(N m)当串入R ad1 3时，R a R ad1 -p n1K e K t2 NR aR ad1n = 1+ Rad1R anR ad 3① 1 +0.24259 790(r / min)n 1 nn 1 1559 790 769( r / min)当串入R ad2 5时， n 21+Rad2R an n 21+ 5 0.24259 1278(r/mi n)n 2 n °n 2 1559 1278 281(r/mi n)U N /2时，n °1 UKeU N2K e1559= 779.5(r/min)2n 1n 01n 779.5 59 720.5(r/min) n in i0.8N时, n 0iU KeU N0.8 K e Nn ° 0.815591949(r/min)0.8R a K e K t 2 T N_______ Ra_20.8 K e Kt〒 12 T N=2 N 0.859 2 92.2(r/mi n)0.8n °1n 1 1949 92.2 1856.8( r/mi n)3.12答：要求电流lst w( 1.5~2) IN，可采用降压启动、电枢回路串电阻进行启动。

3.13答：当TL=0启动时：因为励磁绕组有一定剩磁，使①~0;启动时，n= 0, E= 0,根据UN=E+laRa 知，UN全加在电阻Ra上，产生很大的la ((10~20)IN )，但因为①~ 0, 所以T = Kt①Ia并不大，因为TL -0，所以动转矩大于0,系统会加速启动；启动后，虽有n，使E变大点，但因为①~ 0,所以E仍不大，UN大部分仍要加在电阻Ra上，产生很大la 和不大的T ,使系统不断加速；当系统达到“飞车”时，在相当大的某一 n 稳速运行时,T = Kt ①Ia=TL 疋0，所以la0，此时，E 相当大，UN 几乎和E 平衡。

当TL=TN 启动时：n = 0, E = 0,根据UN=E+laRa 知，UN 全加在电阻 Ra 上，产生很大的 la ((10~20)IN )，但因为①~ 0,所以T = Kt ①la 并不大，因为TL= TN ,所以系统无法启动。

当电动机运行在额定转速下， T = Kt ①NlaN = TL = TN , n =nN ,此时断开励磁， ①〜0, 虽然仍有n =nN ,但E 疋0,根据UN=E+laRa 知，UN 全加在电阻 Ra 上，产生很大的la ,3.16答：见书上图3.23。

如果只一段启动电阻，当启动后，把电阻一下切除，则电流会超过 2IN ，冲击大。

所以应采用逐级切除电阻办法，切除太快，也会产生电流冲击大，见书上图 3.24。

3.17答：调速：在一定负载条件下， 人为地改变电动机的电路参数，以改变电动机的稳定转 速。

速度变化：由于电动机负载转矩发生变化而引起的电动机转速变化。

3.18答：改变电枢电路外串电阻调速：机械特性较软，稳定度低；空载或轻载时，调速范围 不大；实现无级调速困难；电阻上消耗电能大。

用于起重机、 传动系统。

改变电动机电枢供电电压调速： 电源电压连续变化时， 转速可以平滑无级调节； 在额定 转速以下调；特性与固有特性平行，硬度不变，稳定度高，调速范围大；属恒转矩调速，适 合拖动恒转矩负载，可以靠调电枢电压启动电机，不用其它设备。

改变电机主磁通调速：可无级调速，额定转速以上调(弱磁升速) ，特性软，最高转速 不得超过额定转速的 1.2 倍，调速范围不大；属恒功率调速，适合于恒功率负载。

往往和调 压调速配合使用。

但因为①〜 0,所以T = Kt ①la 并不大，因为 3.15TL= TN ，所以T V TL ,系统逐渐减速到停车。

答(1)、因为 I aN U N —，所以I aNNP NU N N2.2 1000 110 0.825(A)⑵、l fN110⑶、 P fI fN U f1.33 110 146.3(A)(4)、 T N9550—Nn N95502.2 150014(N m)(5)、U Nl aN R a110 25 0.4 100(V)(6)、1stU NR a 110 0.4275(A)⑺、 要使l s tU N R a + R st 则R st 山l stR a俚0.425 1.8(A)K t N l st9.55K eN 2I aN19.1 亘 l aNn NT st19.1100 150025 31.83(N m)卷扬机等低速运转时间不长的3.19 答：电动：电动机发出的转矩T 与转速n 方向相同；制动：T 与n 相反。

3.20 答：反馈制动：运行在二、四象限，转速大于理想空载转速。

用于起重机调速下放重物，电网吸收电能，运行经济。

电源反接制动：制动迅速，能量靠电阻吸收，但容易反向启动。

倒拉反接制动：可得较低下降速度，对TL 大小估计不准，本应下降，也许会上升，特性硬度小，稳定性差，电阻消耗全部能量。

能耗制动：用于迅速准确停车及恒速下放重物，电阻消耗全部能量。

3.21 答：( 1)经历反接制动、反向电动、反向回馈制动，最后在反向回馈制动运行状态下建立系统新的稳定平衡点。

( 2)当电压反向时，n 不变，电压平衡方程式：—U = E + la(Ra+Rad), la=(-U-E)/(Ra+Rad)<0所以T 反向，与n 方向相反，制动；T与TL 一起使n E 反向la j^ 反向T J,最后到c点，n=0;此时，TL 和T 使电动机n 反向，重物下降。

处于反向电动状态。

因为n 反向，所以E也反向，Ia=(-U + E)/(Ra+Rad)，即反向电流la 反向T J;在T和TL作用下，反向n F T反向E T,在某一时刻，—U + E= 0, T Ia=0 ,T = 0，即达到d点。

但此时仍有 TL T 反向n 反向E— U + E > 0宀Ia>0 , T > 0,产生制 动。

当T v TL 时，还会 f 反向nE laT f,达到T = TL ,达到e 点，稳速运行。