电机与拖动第三版 作业答案
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1-13 已知直流电机的极对数p=2，槽数z=22，元件数及换向片数s=k=22，试画出单迭绕组
展开图、磁极和电刷位置，并画出并联支路图。 答： 此电机绕组是单迭所以1k y y ==
不是整距绕组，采用省铜且有利于换向的短距绕组
1225222z y p εε=
±=-=?
根据参数画出展开图，并作出并联支路图如下
1-19 某四极直流电机，电枢槽数z=36，单迭绕组，每槽导体数为6，每极磁通2.2*10e-2Wb ，
电枢电流Ia=800A ，问此时电磁转矩为多少？如改为单波绕组，保持支路电流不变，其电磁转矩为多少？
解： 电机内的总导体数N=6Z=36*6=216，单迭绕组时：a=p=2
[]22216
2.210800605.0422
3.14162
M a a pN T C I I N m a π-?=Φ=
Φ=???=??? 改为单波绕组时，1a '=，若要保持支路电流不变，
[]800
2221400222a a a I I a i a A a '''=?==??=?
[]22216 2.210400605.0422 3.14161M a a pN T C I I N m a π-?'''=Φ=Φ=???=?'??
1-21 某他励直流电动机额定电压U N =220V ，额定电流I N =10A ，额定转速n N =1500r/min ，
电枢回路总电阻R a =0.5Ohm ，试求： (1) 额定负载时的电磁功率和电磁转矩；
(2) 保持额定时励磁电流及总负载转矩不变而端电压降为190V ，则稳定后的电枢电流
与转速为多少？（电枢反应忽略不计）。 解： (1) ()()[]220100.5102150M N a a N N a N P P E I U I R I W ==?=-?=-??=
[]215060
13.68722 3.1416150060
N N N N N P P T N m n π?=
===?Ω?? (3) 励磁电流不变时磁通不变，总负载转矩也不变，所以[]10Z
a N M T I I A C =
==Φ
不变，
[]190105
15001290.70/min 220105
a N N a N N aN N N a E U I R n n n r E U I R '-?-?=?
=?=?=-?-? 1-22 某并励直流电动机额定电压U N =220V ，额定电流I N =75A ，额定转速n N =1000r/min ，
电枢回路总电阻R a =0.26Ohm ，额定时励磁回路总电阻R fn =91Ohm ，铁耗及附加损耗p Fe +p delta =600W ，机械损耗P Ohm =198W ，电枢反应去磁作用不。试求： (1) 额定运行时的电磁转矩T 与输出转矩T N ； (2) 理想空载转速；
(3) 实际空载电流I 0及实际空载转速。 解： (1)[]0600198798Fe p p p p W Ω?=++=+=
[][][][][]
[]12212207516.5220
2.4291
75 2.4272.5872.580.261369.642.42220532.4165001369.64532.414597.9614597.9622 3.160
N N N fN fn aN N fN cua aN a cuf fN N M cua cuf M M N
N P U I kW U I A R I I I A p I R W p I U W P P p p W P P T n π=?=?==
===-=-===?===?==--=--==
==?Ω[]139.4416100060N m =??
[]
[]1369.64532.46001982700.04220752700.04
131.786060
cua
cuf Fe N N N N N
N p p
p p p p W U I p P T N m πΩ?=++++=+++=-?-=
===?Ω∑∑
(2) 22072.580.26
0.201131000
N aN a aN e N N N U I R E C n n --?Φ=
===
002201093.820.20113
N e U n C =
==Φ (3) []0139.4131.787.62N T T T N m =-=-=?
9.559.550.20113 1.921M N e N C C Φ=Φ=?=
[]007.62
3.9671.921
a M N T I A C ===Φ
[]000220 3.9670.26
1088.69/min 0.20113
N a a e U I R n r C --?'=
==Φ
1-31 两台完全相同的并励直流电动机，电枢回路总电阻均为Ra=0.1Ohm ，两机在1000r/min
时的空载特性均为：
现将两机在机械上同轴联结，电路上并联于同一个230V 的直流电源，轴上不带其他负载，电枢反应及附加损耗均忽略不计。已知当甲机励磁电流为1.4A ，乙机的励磁电流为1.3A 时，机组的转速为n=1200rpm 。试问： (1) 此时哪一台为发电机？哪一台为电动机？ (2) 机组总的机械损耗和铁耗为多少？
(3) 只调节励磁电流能否改变两机的运行状态（转速不变）？
2-10 他励直流电动机额定数据如下：P N =60kW ，U N =220V ，I N =350A ，n N =1000RPM ，试问：
(1) 如果将该机直接起动，则启动电流为多少？
(2) 为使启动电流限制在2IN ，应在电枢回路串入多大电阻？
(3) 如果采用降压启动且使启动电流限制为2IN ，端电压应降为多少？ 解: (1) []22
122035060000
0.069423502N N N a N U I P R I ??-?-=
==Ω ????
[]220
3170.590.0694
N a a U I A R =
==
(2) []12220
0.06940.24522350
N a a N U R R R R I =-=
-=-=Ω?
(3) []1223500.069448.58N a U I R V ==??=
2-15 某他励直流电动机额定数据如下：P N =3kW ，U N =220V ，I N =18A ，n N =1000RPM 。电枢
回路总电阻Ra=0.8Ohm 。试求：
(1) 为使该机在额定状态下进行能耗制动停机，要求最大制动电流不超过2In ，求制动
电阻值；
(2) 在项(1)的制动电阻时，如负载为Tz=0.8T N 位能转矩，求电机在能耗制动后的稳定
速度；
(3) 设该机带动Tz=TN 位能负载运行于额定状态，采用能耗制动使之最终以500rpm 的
速度放下重物，求制动电阻及该电阻所对应的最大制动电流；
(4) 该机采用能耗制动将Tz=TN 的位能负载稳速下放时，所能达到的最低下放转速为
多少？
(5) 若该机在额定工况下采用能耗制动停机而不接制动电阻，则制动电流为额定电流多
少倍？ 解：(1) 220180.8
0.20561000
N N a e N N U I R C n --?Φ=
==
[]10.20561000
0.8 4.912218
e N N e N N Z a a N C n C n R R R I I ΦΦ?=-
-=--=-=Ω-?
(2) []0.80.80.81814.4N z
z N M N M N
T T I I A C C =
===?=ΦΦ
[]0.814.4
56.03/min 0.2056
a z z e N R n I r C ?=-
?=-=-Φ
(3) []18N z
z N M N M N
T T I I A C C '=
===ΦΦ
[]10.2056500
0.8 4.9118e N N e N N Z a a z C n C n R R R I I ΦΦ?'=-
-=--=-=Ω'
(4) []18N z
z N M N M N
T T I I A C C =
===ΦΦ
[]0.818
70.04/min 0.2056a z z e N R n I r C ?=-
?=-=-Φ
(5) []10000.2056
2570.80
N e N a a z n C I A R R Φ?=-
=-=++
25714.2818
a N I I ==
2-17 他励直流电动及额定数据为：P N =29kW ，U N =440V ，I N =76A ，n N =1000RPM ，
Ra=0.377Ohm ；试问： (1) 该机以500rpm 的速度吊起Tz=0.8TN 负载转矩，在电枢回路应串多大电阻？
(2) 用哪几种方法可使Tz=0.8TN 的位能负载以500rpm 的速度稳速下放？求每种方法
的电枢回路串接的电阻值。
解：(1) 440760.377
0.41131000
N N a e N N U I R C n --?Φ=
==
[]04401069.78/min 0.377
N e N U n r C =
==Φ
[]0.80.80.87660.8N z
a N M N M N
T T I I A C C =
===?=ΦΦ
[]4400.4113500
0.377 3.47760.8
N e N a a U C n R R I Ω-Φ-?=
-=-=Ω
(2) 可采用串接电阻能耗制动的方法
[]10.4113500
0.377 3.00560.8e N e N Z a a z
C n C n R R R I I ΦΦ?'=-
-=--=-=Ω'
3-12 一台单相变压器，S N =100kV A ，U 1N /U 2N =6000/230V ，f N =50Hz ，原副边绕组的电阻和漏
抗分别为：R 1=4.32Ohm ，X 1=8.9Ohm ，R 2=0.0063Ohm ，X 2=0.018Ohm ，求： (1) 折算到高压方的短路电阻，短路电抗和短路阻抗？ (2) 折算到低压方的短路电阻，短路电抗和短路阻抗？ (3) 短路电阻，短路电抗和短路阻抗的标幺值？ (4) 用百分值表示的短路电压及其分量？
(5) 满载及cos=1，0.8（滞后），0.8（超前）三种情况下的电压变化率？并对计算结果
进行比较和讨论。 解：(1) 126000
26.087230
N N U k U ≈
==
[][]
[][][]
22222222121226.0870.0063 4.28726.0870.01812.254.32 4.2878.6078.912.2521.158.60721.15k k k k k R k R X k X R R R X X X Z R jX j '==?=Ω'==?=Ω'=+=+=Ω'=+=+=Ω=+=+Ω
(2) 21230
0.03836000
N N U k U ≈
==
[][]
[][][]
2211221221210.0383 4.320.0063480.03838.90.01310.00630.0063480.0126480.0180.01310.03110.0126480.0311k k k k k R k R X k X R R R X X X Z R jX j '==?=Ω'==?=Ω'=+=+=Ω'=+=+=Ω=+=+Ω
(3) []11100000
16.676000N N N S I A U =
== []1116000
36016.67
N N N U Z I =
==Ω *1*1*18.607
0.024136021.15
0.0588360
8.60721.15
0.02410.0588360
k k N k k N k k N R R Z Z X Z Z j Z j Z =
===
==+=
==+
(4) ()()[]75234.575
75/8.60710.265234.525
k C k R R a a θθ?+=++=?
=Ω+
[][]
75175117511123.5116.6723.51391.9391.9
100%100% 6.53%600016.6710.265
100% 2.85%600016.6723.51
100% 1.53%6000
k C k N k C k k N N k C kR N N k kX N Z U I Z V U u U I R u U I X u U ???==Ω==?==
?=?=?==?=?=
=?=
(5) 22cos 1,sin 0??==
()()**
22cos sin 100%
0.024110.05880100% 2.41%
k k u R X ???=+?=?+??=
2cos 0.8,?=超前，负载为容性，
()2222cos 0.8,0,36.87sin sin 36.870.6
????=<=-?=-?=-
()()**22cos sin 100%
0.02410.80.05880.6100% 1.6%
k k u R X ???=+?=?-??=-
2cos 0.8,?=滞后，负载为感性，
()2222cos 0.8,0,36.87sin sin 36.870.6
????=>=?=?=
()()**22cos sin 100%
0.02410.80.05880.6100% 5.46%
k k u R X ???=+?=?+??=
当负载为纯电阻性的时候，由于线圈中电阻的存在，输出电压会略下降。
当负载为电感性时，变压器输出电压会比纯电阻性下降。外特性为一条下垂曲线。 当负载为电容性时，变压器输出电压随电流增大而上升。
3-15 一台三相变压器，原、副边绕组的12个端点和各相绕组的极性如图所示。试讲此三相
变压器联结成Y/delta-7和Y/Y-4，并画出联接图、相量图和标出各相绕组的端点标志。
B A B C
3-16 画出3-39所示各种联接法的相量图，根据相量图标出联接组号。
C
Figure 3 (a) Y/delta-1 or Y,d1
C
Figure 4 D,D8
E a
E A E C
E AB
E c
A
B
C
c b
E B
E b E a
a
4-4 某三相感应电动机的额定数据如下：P N =30kW, U N =380V , n N =1450r/min, cos υN =0.80,
ηN =88%, f N =50Hz ，试求：（1）该机的极数；（2）额定转速差；（3）额定电流。 解：(1) 该机的同步转速可以写成： []116060503000
/min f n r p p p
?=
== 当极对数p=2时，n 1=1500，略高于n 1，所以极对数必为:
1160605021500
f p n ?=
==
(2) 1115001450
0.0331500
N N n n S n --=
==
(3) []364.74N I A =
=
=
4-6 已知某三相交流电机的极对数p=3，定子槽数z1=36，线圈节距y1=5/6τ，并联支路数
a=1，采用双层分布短距迭绕组。试求： (1) 用三种不同颜色画出三相绕组展开图，并将之连结成三角形接法。 (2) 该绕组可以接成哪几种并联支路数？ 解：(1) 136
626
z p τ=
==
1136
32232
z q m p =
==?? (2) 双层绕组每相有2p=6个线圈组。可全部并联，得到最大并联支路数a max =2p=6。
a E CA
E AB
A C B
E BC E a E b b E c c Figure 6 (d) D,Y5
若全部串联，可得到每相最少支路数a min =1。也可以两串联，再三并联，得到a=3条支路并联。或三串联，两并联，得到a=2条支路并联。
4-10 某三相交流电机定子槽数z1=36，极距τ=9槽，绕组跨距y1=7槽，定子三相双层绕组
Y 接法。每个线圈匝数Ny=2，并联支路数a=1，气隙每极基波磁通Ф1=0.74Wb ，气隙谐波磁密与基波磁密的幅值之比为B5/B1=1/25，B7/B1=1/49，基波及各次谐波磁场转速相等，均为1500rpm 。试求： (1) 基波、五次谐波和七次谐波的绕组系数； (2) 相电动势中的基波、五次谐波和七次谐波分量有效值； (3) 合成相电势有效值。 解：(1) 136
626
z p τ=
== []111111606050
2150036
322323602360203624
32241
y f p n z q m p p z p N qN a α?====
==?????
===?=
=??=匝
117
sin
sin 900.9429
y y k πτ==?=
1111220sin
sin 0.34222==0.656200.521sin 3sin
22
0.940.6560.617
q y q q k q k k k ωαα??
=
=?==?=
1555557
sin 5
sin 5900.17429320sin 5sin 5
0.522==0.2182.30sin 3sin
22
0.1740.2180.038y q y q y k q k q k k k ωπταα==??=-??=
===-?=-
()1777777
sin 7
sin 7900.76629320sin 7sin 7
0.522==0.1777720 2.82sin 3sin
22
0.7660.1770.136y q y q y k q k q k k k ωπταα==??=??-=
=-??==?-=- (2) []111114.44 4.4450240.6170.742432.66E f N k V ωΦ=Φ=????= []551550.74
4.44 4.44550240.03829.9625E f N k V ωΦ=Φ=?????=
[]7
71770.74
4.44 4.44750240.13676.649
E f N k V ωΦ=Φ=?????=
(3) []71572432.6629.9676.62539.22E E E E V ΦΦΦΦ≈++=++=
4-14 某四极单相电机定子绕组串联匝数N1=100匝，基波绕组系数为k ω1=0.946，三次谐波
绕组系数k ω3=0.568。试求：
(1) 当通入相电流为i=1.414*5sin314tA 时，单相绕组所生的基波和三次谐波磁动势的
幅值及脉振频率；
(2)
若通入的相电流为()3143314i t t =
?A 时，相电流中的三次谐
波电流能否产生基波磁动势？为什么？
(3) 对于项2写出相绕组所生的基波脉振磁动势表达式； (4) 对于项2写出相绕组所生的三次谐波脉振磁动势表达式；
(5) 若通入的相电流为I=5A 的直流电流，求相绕组所生的基波及三次谐波磁动势幅值
各为多少？这时该磁动势是什么性质？ 解：(1) []13142
10022 3.14
p f Hz ωπ?===?
[]313100300f vf Hz ==?=
[][]
[]
[]
111133330.90.9510045014500.946425.70.90.95100
15033
11500.56885.2y y q y q y y q y q F IN A F qF k A F IN A F qF k A ==??===??=??=====??= (2) 三次谐波电流不能产生基波磁动势。因为沿圆周分布的绕组可以使三次谐波磁动势
互相抵消。 (3) 1111000.946
0.9
0.95212.85/2
N k F I p ω???==??=????安匝极
(4) 1331000.5685
0.9
0.914.2/3233
N k F I p ω???==??=?????安匝极 (5) 通入直流电流时，绕组电流无交流分量，所以也没有基波和谐波磁动势产生。此时
定子绕组上电流无变化，转子也无法产生感应电流。
4-27 某三相四极50Hz 感应电动机，PN=10kW ，UN=380V ，nN=1455rpm ，定子绕组三角形
接法。R1=1.375Ohm ，X1=2.43Ohm ，r2=1.04Ohm ，X2=4.4Ohm ，rm=8.34Ohm ，Xm=82.6Ohm 。额定负载时pOhm+pdelta=205W 。试用简化等值电路计算额定负载时的定子电流、功率因数、输入功率和效率。
解：[]1303800658.180N U U V =∠?=∠?=∠?
()()()()
[]
()
(
)'11111'1
22112658.1801.3758.34 2.4382.60.877.647.6983.4815001455
0.031500
658.1801.041.375 2.43 4.40.0317.63 3.3417.94m m m N N U I r r j X X j j A n n S n U I r j r j X X S j σσσ∠?
=
=
++++++=-=∠-?--===--∠?=
=
??
?
?'+++' ?+++ ??
? ???
=-+=[]
[]''121169.270.877.6417.63 3.3418.510.9821.5130.69cos cos30.690.86
100%100%100%82.1%m N N N N
A I I I j j j A P P ?η∠?=-=-+-=-=∠-?=?==
?===
4-28 某三相四极50Hz 感应电动机，已知输入功率P1=10.7kW ，定子铜耗Pcu1=450W ，铁耗
pfe=200W ，转差率S=0.029。试求此时该机的电磁功率PM ，总机械功率Pohm ，转子铜耗Pcu2及电磁转矩T 各为多少？ 解：[]111070045020010050M Cu Fe P P p p W =--=--=
()()[][]
[][]
[]21111110.029*********.55291.45606050
1500/min 2
221500157.08/60601005063.98157.08M Cu M M P S P W P P P W f n r p n rad s P T N m ππΩΩ=-=-?==-=?=
==?Ω======?Ω
4-36 某三相四极50Hz 笼式感应电动机P N =3kW ，U N =380V ，I N =7.25A ，Y 接法，r=2.01Ohm 。
空载试验数据：当空载线电压U 1=380V 时，I 0=3.64A ，p 0=246W ，P Ω=11W ；短路试验数据：当I k =7.05A 时，短路线电压U k =100V 而P k =470W 。假设附加损耗忽略不计，短路特性为线性，且X 1σ=X 2σ’。试求： (1) 参数X1σ,rm,Xm,r2’； (2) 该机的cos υN 及ηN （不考虑温度的影响） 解：(1)
[][][][
][]
22010122
101000022
1002463 3.64 2.0111155.1155.1
3.903 3.6438010
4.43.64
246
6.193 3.64104.22Fe Fe m p P m I r p W p r m I U Z I p r m I X Ω=--=-??-==
==Ω?===Ω=
==Ω?===Ω
5-1 某三相绕绕式感应电动机的额定数据如下：P N =7.5kW ，U N =380V ，I N =15.1A ，
n N =1450rpm ，λM =2.0。试求：(1)临界转差率S m 和最大转矩T m ；（2）写出固有机械特性实用表达式；（3）该机的固有启动转矩倍数KM 。 解：(1) []116060503000
1500/min 2
f n r p p ?=
===
1115001450
0.0331500
N N n n S n --=
==
(
([][]0.03320.124
7.5
9550/950049.141450
249.1498.28m N M N N N m M N S S T P n N m T T N m λλ=+====?
=?=?=?=?
(2) 固有机械特性为
22298.2824.3730.1240.0150.124m m
m T S
T S S S S S S S
?=
==+++
(3) 2220.4910.1240.1241m N Q N m
m T T T T S S S S
?=
==++
0.49Q M N
T K T =
=
5-5 某三相笼型感应电动机额定数据如下：P N =300kW ，U N =380V ，I N =527A ，n N =1450rpm ，
启动电流倍数K I =6.7，起动转矩倍数K M =1.5，过载能力λM =2.5。定子三角形接法。试求： (1) 直接起动时的电流I Q 与转矩T Q ；
(2) 如果供电电源允许的最大电流为1800A ，采用定子串对称电抗器起动，求所串的电
抗x Q 及起动转矩T Q ；
(3) 如果采用星-角起动，能带动1000n M 的恒转矩负载起动吗？为什么?
(4) 为使起动时最大电流不超过1800A 且起动转矩不小于1000Nm 而采用自耦变压器
降压起动。已知起动用自耦变压器抽头分别为55%，64%，73%三档；试问应取哪一档抽头电压？在所取的这一档抽头电压下起动时起动转矩及对电网的起动电流各为多少？ 解：(1) []116060503000
1500/min 2
f n r p p ?=
===
[
]
(
([][]1115001450
0.0331500
6.75273530.90.0332.50.158300
9550/95001965.51450
1.51965.52948.3N N Q I N m N M N N N Q M N n n S n I K I A S S T P n N m T K T N m λ--=
====?==+=+===?
=?=?=?=?
(2) 113530.9
1.9621800
Q Q I a I =
=
='
[]0.186N k I N Z K I =
==Ω?
设cos υK=0.3，则短路电阻为
[
][]
[]
cos 0.1860.30.0560.1770.1770.183k k k k k
r Z x x x ?Ω=?=?=Ω===Ω==
=Ω
[]22
2948.3
765.91.962Q Q T T N m a '=
=
=?
(3) []2948.3
982.810003
3
Q Q T T N m '==
=
不能带动1000n M 的恒转矩负载起动
(4)
21 1.717110.5821.717
k N N k =
=
====
应该选择64%的抽头电压。此时
[][]122211122
1 1.5630.642948.3
1207.61.5633530.91445.31.563
Q
Q Q Q N k N T T N m k I I A k =
=='=
=
=?===
起动时最大电流不超过1800A 且起动转矩不小于1000Nm ，符合题目要求。
5-15 感应电动机在回馈制动状态时，它将拖动系统所具有的动能或位能转换成电能送回电网
的同时，为什么还必须从电网输入滞后的无功功率？ 答：当感应电动机接在电网上运行时，其轴上受到外来驱动转矩使转子沿同步转速方向旋转
且，此时S<0，转子电流的有功分量与正向电动时相反，而其无功分量的方向不变。电机是从轴上输入机械功率转化为电功率返回电网，处于回馈制动再生发电状态；在另一方面，它又从电网输入滞后的无功功率Q1以建立磁场，才能实现机电量转换。
电机与拖动基础习题1(第3-6章)
第三章：直流电机原理 一、简答题： 1、换向器在直流电机中起什么作用 在直流发电机中，换向器起整流作用，即把电枢绕组里交流电整流为直流电，在正、负电刷两端输出。在直流电动机中，换向器起逆变作用，即把电刷外电路中的直流电经换向器逆变为交流电输入电枢元件中。 2、直流电机铭牌上的额定功率是指什么功率 直流电机铭牌上的额定功率：对直流发电机而言，指的是输出的电功率的额定值;对直流电动机而言，指的是电动机轴上输出的机械功率的额定值 3、直流电机主磁路包括哪几部分磁路未饱和时，励磁磁通势主要消耗在哪一 部分 直流电机的主磁路主要包括;主磁极、定、转子之间的气隙电枢齿、电枢磁轭、定子磁轭。磁路未饱和时，铁的磁导率远大于空气的磁导率，气隙的磁阻比磁路中的铁心部分大得多，所以，励磁磁通势主要消耗在气隙上。 4、如何改变他励直流发电机的电枢电动势的方向如何改变他励直流电动机空 载运行时的转向 通过改变他励直流发电机励磁电流的方向，继而改变主磁通的方向，即可改变电枢电动势的方向;也可以通过改变他励直流发电机的旋转方向来改变电枢电动势的方向。 改变励磁电流的方向，继而改变主磁通的方向，即可改变电动机旋转方向;也可通过改变电枢电压的极性来改变他励直流电动机的旋转方向。 5、直流发电机的损耗主要有哪些铁损耗存在于哪一部分,它随负载变化吗电 枢铜损耗随负载变化吗 直流发电机的损耗主要有:(1)励磁绕组铜损耗;(2)机械摩擦损耗;(3)铁损耗;(4)电枢铜损耗;(5)电刷损耗;(6)附加损耗。铁损耗是指电枢铁心在磁场中旋转时硅钢片中的磁滞和涡流损耗。这两种损耗与磁密大小以及交变频率有关。当电机的励磁电流和转速不变时,铁损耗也几乎不变。它与负载的变化几乎没有关系。电枢铜损耗由电枢电流引起,当负载增加时,电枢电流同时增加,电枢铜损耗随之增加。电枢铜损耗与电枢电流的平方成正比。
电机与拖动基础试题及答案
第二部分??直流电动机的电力拖动 一、填空题： 1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下，_______和_______的关系。 （U=UN 、φ=ΦN ，电枢回路不串电阻；n ；Tem 2、直流电动机的起动方法有____ ___。（降压起动、电枢回路串电阻起动） 3、如果不串联制动电阻，反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_______倍。 （2） 4、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。（理想空载转速） 5、拖动恒转转负载进行调速时，应采_______调速方法，而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。（降压或电枢回路串电阻；弱磁） 1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。（??）（F ） 2、直流电动机串多级电阻起动。在起动过程中，每切除一级起动电阻，电枢电流都将突变。（??） （T ） 3、提升位能负载时的工作点在第一象限内，而下放位能负载时的工作点在第四象限内。（??） （T ） 4、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。（??） （F ） 5、他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调速范围也越大。（??） （T ） 三、选择题 1、电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了：（2） （1）旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意见；（2）系统机械惯性的大小，它是一个整体物理量；（3）系统储能的大小，但它不是一个整体物理量。 2、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是：（3） （1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性；（3）弱磁的人为特性。 3、直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（2）（1）为了使起动过程平稳；（2）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。 4、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于：（2）（1）能耗制动状态；（2）反接制动状态；（3）回馈制动状态。 5、他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为I 1和I 2，那么：（2）（1）I 1I 2。 四、简答题： 1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？（电动机的机械特性与负 载的转矩特性必须有交点，且在交点处，满足em L dT dT dn dn ） 2、何谓电动机的充分利用？(所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速下运行,还是调速过程中处于不同转速下运行,其电枢电流都等于额定值。) 一台他励直流电动机数据为：P N =，U N =110V ，I N =，n N =1500r/min ，电枢回路电阻R a =Ω，求：（1）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，电枢电流I a =60A 时转速是多少？（2） U=U N 条件下，主磁通减少15%，负载转矩为T N 不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（3）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，负载转矩为，转速为（—800）r/min ，电枢回路应串入多大电阻？
《电机与拖动II》离线作业答案
西南交10秋学期《电机与拖动II》离线作业答案 电机与拖动II第1次作业 一、单项选择题(只有一个选项正确，共4道小题) 1. 在维修三相异步电动机定子绕组时，将每相绕组的匝数做了适当增加，气隙中的每极磁通将（） (A) 增加 (B) 减小 (C) 保持不变 (D) 不一定 正确答案：B 2. 三相合成旋转磁动势中的7次谐波，其在气隙中的转速是基波旋转磁势的转速的（）。 (A) 1/7倍 (B) 7倍 (C) 相等 正确答案：A 3. 三相交流电机的定子合成磁动势幅值计算公式的电流为（） (A) 每相电流的最大值 (B) 线电流 (C) 每相电流有效值 (D) 三相电流代数和 正确答案：C 4. 三相四极36槽交流绕组，若希望尽可能削弱5次磁动势谐波，绕组节距取（）。 (A) 7 (B) 8 (C) 9 (D) 10 正确答案：A 二、判断题(判断正误，共3道小题) 5. 在机械和工艺容许的条件下，异步电动机的气隙越小越好。 正确答案：说法正确 6. 异步电动机空载运行时功率因数很高。 正确答案：说法错误 7. 交流绕组的绕组系数总是小于1。 正确答案：说法正确 三、主观题(共4道小题) 8. 一个三相对称交流绕组，通以对称三相交流电时，会产生何种合成磁势？请写出其基波磁势幅值表达式。如果绕组有一相断线又将产生何种磁势？ 参考答案：答：圆形旋转磁势；；Y接断线产生脉振磁势，D接断线产生
椭圆旋转磁势。 9. 一台三相4极异步电动机，定子槽数为36，线圈节距为，试求其基波绕组系数。 参考答案：答：0.945 10. 为什么采用短矩和分布绕组能削弱谐波电势？为什么削弱5次谐波和7 次谐波电势，节距选多大比较合适？。 参考答案：答：从绕组系数公式可知，采用短矩和分布绕组 能削弱谐波电势，这是因为每槽电势随着谐波次数的增加，相邻槽的电势相位差增大倍，所以采用它们 可以削弱谐波电势。从知，要削弱5次和7次谐波电势，选y1＝比较合适， 此时，，，使它们削弱都比较大。 11. 总结交流发电机定子电枢绕组相电动势的频率、波形和大小与哪些因素有关？这些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？ 参考答案： 答：交流绕组感应电动势的频率与旋转磁场转速、电机极数有关；其波形与磁势波形、电机结构相关；其大小与频率、绕组匝数、磁场强弱有关。 电机与拖动II第2次作业 一、单项选择题(只有一个选项正确，共3道小题) 1. 交流电机的定子、转子极对数要求（） (A) 不等 (B) 相等 (C) 可以相等，也可以不相等 正确答案：B 2. 笼型三相异步电动机额定状态下转速下降10％，则转子电流产生的旋转磁动势相对于定子的转速不变，相对于转子的转速（） (A) 上升约10％ (B) 下降约10％ (C) 不变 正确答案：A 3. 三相异步电动机电磁转矩的大小和（）成正比 (A) 电磁功率 (B) 输出功率 (C) 输入功率
电机与拖动课后习题答案
《电机与拖动》参考答案 2-1 （1） 切削功率: W FV P s m d n V r j j j n n L f f 38009.1*2000/9.1215.0*6067.241*22*602min /67.2412 *5.1*21450 321========= ππ （2） 电动机输出功率：W P P L 6.52129 .0*9.0*9.03800 3 212== = ηηη （3） 系统总飞轮转矩： 2 2 222222 322212 2 2 2 12 2 1 22 2.55.425.0 3.05.05.32*5.1*295.1*27.2225.3m N j j j GD j j GD j GD GD GD d c b a =+++=+++=+ + + = （4） 电动机电磁转矩： M N j j j FD T T L .29.349 .0*9.0*9.0*2*5.1*22 /15.0*20002/3213213 212=== = ηηηηηη （5） 不切削时的电动机电磁转矩： 忽略损耗时的电动机电磁转矩 ! M N j j j FD T .252 *5.1*22 /15.0*20002/'3212=== 传动机构阻转矩：M N T T T .29.92529.34'220=-=-= 加速时电动机转矩：M N dt dn GD T T .19800*375 55.429.937520=+=+= 2-2 （a ） 减速dt dn GD T T L 3752= - （b ） 减速dt dn GD T T L 3752= -- （c ） 加速dt dn GD T T L 3752= + （d ） 减速dt dn GD T T L 3752= --
电机与拖动基础(第2版)汤天浩(习题解答)
电机与拖动基础 第一章电机的基本原理 (1) 第二章电力拖动系统的动力学基础 (6) 第三章直流电机原理 (12) 第四章直流电机拖动基础 (14) 第五章变压器 (29) 第六章交流电机的旋转磁场理论 (43) 第七章异步电机原理 (44) 第八章同步电机原理 (51) 第九章交流电机拖动基础 (61) 第十章电力拖动系统电动机的选择 (73)
第一章 电机的基本原理 1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系，并列出其基本物理规律与数学公式。 答： 电与磁存在三个基本关系，分别是 （1）电磁感应定律：如果在闭合磁路中磁通随时间而变化，那么将在线圈中感应 出电动势。感应电动势的大小与磁通的变化率成正比，即 t ΦN e d d -= 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定，式中的负号表示感应电动势试图阻止闭合磁路 中磁通的变化。 （2）导体在磁场中的感应电动势：如果磁场固定不变，而让导体在磁场中运动， 这时相对于导体来说，磁场仍是变化的，同样会在导体中产生感应电动势。这种导体在 磁场中运动产生的感应电动势的大小由下式给出 Blv e = 而感应电动势的方向由右手定则确定。 （3）载流导体在磁场中的电磁力：如果在固定磁场中放置一个通有电流的导体， 则会在载流导体上产生一个电磁力。载流导体受力的大小与导体在磁场中的位置有关， 当导体与磁力线方向垂直时，所受的力最大，这时电磁力F 与磁通密度B 、导体长度l 以及通电电流i 成正比，即 Bli F = 电磁力的方向可由左手定则确定。 1-2 通过电路与磁路的比较，总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系（如电阻与磁 阻），请列表说明。 答： 磁路是指在电工设备中，用磁性材料做成一定形状的铁心，铁心的磁导率比其他物 质的磁导率高得多，铁心线圈中的电流所产生的磁通绝大部分将经过铁心闭合，这种人 为造成的磁通闭合路径就称为磁路。而电路是由金属导线和电气或电子部件组成的导电
电机与拖动基础试题库及答案
《电机及其应用》自测题 一、填空题 1、变压器的作用是将某一等级的交流( )变换成另一等级的交流( )。 2、变压器一次电势和二次电势之比等于( )和( )之比。 3、电力变压器中的变压器油主要起( )、( )和( )作用。 4、电力变压器的分接开关是用来改变变压器电压( )的装置，以便达到调节副边( )的目的。 5、变压器的额定电压和额定电流均指变压器的( )电压和( )电流。 6、变压器空载时的损耗主要是由于( )的磁化所引起的( )和( )损耗。 7、在测试变压器参数时，须做空载试验和短路试验。为了便于试验和安全，变压器的空载试验一般在( )加压；短路试验一般在
( )加压。 8、变压器铁芯饱和程度愈高，其励磁电抗Xm就愈( )。 9、若将变压器低压侧参数折算到高压侧时，其电势(或电压)应( )、电流应( )、电阻(或电抗)应( )。10、三相组式变压器各相磁路( )，三相芯式变压器各相磁路( )。 11、三相变压器组不能采用( )连接方法，而三相芯式变压器可以采用。 12、变压器并联运行的条件是( )、( )、( )。 13、当三相变压器接成星形(Y)时，其线电压是相电压的( )倍，线电流与相电流( )。 14、当三相变压器接成三角形(D)时，其线电压与相电压( )，线电流是相电流的( )倍。 15、变压器在运行时，当( )和( )损耗相等时，效率最高。 16、有两台变压器，额定电压分别为10kV／和／，两台变压器的变比差值△K为( )，若其它条件满足并联运行，根据计算结果，
这两台变压器( )并联运行。 17、三绕组变压器的额定容量是指( )。 18、自耦变压器与同容量的两绕组变压器比较，它的空载电流( )。 19、自耦变压器适用于一、二次侧( )相差不大的场合，一般在设计时，变比Ka( )。 20、电焊变压器实际上是一台( )的降压变压器，它的外特性( )，短路电流( )。 21、整流变压器的容量一般取一、二次绕组容量的( )，又称为( )。 22、单相绕组的感应电势与( )、( )和( )成正比。 23、线圈的短距系数表示了短距线圈比整距线圈产生的电势( )的程度。 24、线圈的分布系数表示线圈分布放置后，其合成电势比线圈集中放置时电势( )的程度。 25、主极磁场非正弦分布引起的( )，对相电势的大小影响( )，主要影响了电势的( )。
2018电机与拖动离线作业答案
浙江大学远程教育学院 《电机与拖动》课程作业 ——————————————————1-13 已知直流电机的极对数p=2，槽 数z=22，元件数及换向片数s=k=22，试画出单迭绕组展开图、磁极和电刷位置，并画出并联支路图。 答： 此电机绕组是单迭所以1k y y == 不是整距绕组，采用省铜且有利于换向的短距绕组 1225222z y p εε= ±=-=? 根据参数画出展开图，并作出并联支路图如下
1-19 某四极直流电机，电枢槽数z=36，单迭绕组，每槽导体数为6，每极磁通2.2*10e-2Wb ， 电枢电流Ia=800A ，问此时电磁转矩为多少？如改为单波绕组，保持支路电流不变，其电磁转矩为多少？ 解： 电机内的总导体数N=6Z=36*6=216，单迭绕组时：a=p=2 []22216 2.210800605.0422 3.14162 M a a pN T C I I N m a π-?=Φ= Φ=???=??? 改为单波绕组时，1a '=，若要保持支路电流不变， []800 2221400222a a a I I a i a A a '''=?==??=? []22216 2.210400605.0422 3.14161M a a pN T C I I N m a π-?'''=Φ=Φ=???=?'?? 1-21 某他励直流电动机额定电压U N =220V ，额定电流I N =10A ，额定转速n N =1500r/min ， 电枢回路总电阻R a =0.5Ohm ，试求： (1) 额定负载时的电磁功率和电磁转矩； (2) 保持额定时励磁电流及总负载转矩不变而端电压降为190V ，则稳定后的电枢电流 与转速为多少？（电枢反应忽略不计）。 解： (1) ()()[]220100.5102150M N a a N N a N P P E I U I R I W ==?=-?=-??= []215060 13.68722 3.1416150060 N N N N N P P T N m n π?= ===?Ω?? (3) 励磁电流不变时磁通不变，总负载转矩也不变，所以[]10Z a N M T I I A C = ==Φ 不变， []190105 15001290.70/min 220105 a N N a N N aN N N a E U I R n n n r E U I R '-?-?=? =?=?=-?-? 1-22 某并励直流电动机额定电压U N =220V ，额定电流I N =75A ，额定转速n N =1000r/min ， 电枢回路总电阻R a =0.26Ohm ，额定时励磁回路总电阻R fn =91Ohm ，铁耗及附加损耗p Fe +p delta =600W ，机械损耗P Ohm =198W ，电枢反应去磁作用不。试求： (1) 额定运行时的电磁转矩T 与输出转矩T N ； (2) 理想空载转速； (3) 实际空载电流I 0及实际空载转速。 解： (1)[]0600198798Fe p p p p W Ω?=++=+=
电机与拖动第3章习题解答
第3章习题解答 3.4.2解：（1） (2) 3.5.3解： (1) 转子开路时 (2) 转子堵转时 3.6.2解: 1z 48q=42mp 232==??1p 360236015z 48α????===?p1y 10k sin 90sin 900.96612τ??=?=??= ???s115sin 4sin q 22k 0.95815qsin 4sin 22αα???? ???===??1w111m 4.44k f 4.440.92580500.014230()E N V =Φ=????=2s w222m 4.44k f 4.4410.520.0140.062()E N V =Φ=????=w1p1s1k k k 0.9660.9580.925==?=1w11110.9m k 0.930.9258015749.25()2p 4N I F A ????===2w22220.9m k 0.93810.53401453.5()2p 4N I F A ????===1m 3801 4.9884.89()10.8j 16j75A Z Z U I ===∠-?++++ 1'm 21'm 238074.570.29()1(6j75)(1j4)0.8j 16j751j4U A Z Z Z Z Z I ===∠-?+++++++++ 2''2Cu u1u211112222 2 2e 1m 0al Cu e 02212al m m 30.71830.423.261329() m 383216() 13292165002405() 3.14 n=100144015072() 303015072245017117()C C F F P P P R I R I W P R I W P P P P W P T W P P P W π=+=+=??+??===??==++=++==??==+=+=
电机与拖动基础》第三版(林瑞光)课后习题答案
1-1.在直流电动机的电枢绕组中为什么也有感应电动势其方向与电流方向有什么关系在直流发电机空载即电枢电流为零时，是否电磁转矩为什么 答：不管有没有外部电源，只要是电枢绕组磁通发生变化，均会产生感应电动势。虽然直流电动机通入直流电以后才会旋转，但是在旋转过程中电枢绕组同样会切割定子磁场磁力线，符合电磁感应原理（楞次定律/右手定则）就会在电枢中感应出电动势。就是这个电势抵消部分外加电源电压，抑制了直流电动机电流，它与电流方向相反。如果没有这个感应电动势，电动机电流就=直流电源电电压/电枢绕组的直流电阻，这时候电枢绕组只是相当于一个发热的电阻丝。直流发电机空载时没有电流，则电磁转矩为零。因为f=Bli i=0 则f=0,电动机和发电机只是工作状态不同。 1-2.直流电机机座中的磁通是恒定不变还是大小正负交变还是旋转的而电枢铁芯中的磁通又是什么性质 答：机座（定子磁极）中的磁通是大小方向保持不变的。电枢铁芯中的磁通在空间上是不变的，相对转子是旋转的，也可以理解为正负交变的，不同电机不同。 1-3. 直流电机的电枢铁芯为什么必须采用硅钢片迭成而机座和主磁极可以采用整块的铁为什么有的主磁极也采用薄钢板迭成 答：电枢铁芯旋转，电枢铁芯内的磁场是交变的，为了减小铁耗，故要用硅钢片迭成。机座和主极中的磁场是恒定的，故可采用整块的铁。 但是，由于电枢齿槽的影响，电枢旋转时主磁极极靴表面磁场发生脉动，引起附加损耗，为了降低表面损耗，主磁极有时采用薄钢板迭成 1-4. 直流电机各个主磁极的励磁线圈为什么都互相串联成一条支路而不采用并联的方式答：这是电机制造工艺方便考虑，励磁线圈串联接法，绕组是头尾相接，这样只需要用一根线连接，电机内部空间有限，对大电机及多极电机更显优点，因为这种电机励磁线圈导线都较粗一般都是用矩形线。小容量电机励磁线圈串联并联就无所谓了。 1-5. 什么是电机的可逆原理接在直流电源上运行的直流电机，如何判别它是运行在发电状态还是运行在电动状态 答：从原理上讲,一台直流电机既可作为电动机,把电能转换为机械能,也可作为发电机,把机械能转换为电能，这就是其可逆性。 当Ea>U，T与转速n反向，发电机。当Ea 学年度第一学期 自动化系《电机与电力拖动基础》期末考试试卷（） 题 号 -一一 二二二 -三 四 五 、■ 六 总分 评阅人 签名 得 分 一、选择题（每小题 2分，共20分） 1. 他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那 么这条人为 特性一定是： （3） （1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性；（3）弱磁的人为特性。 2. 直流电动机采用降低电源电压的方 法起动，其目的是：（ 2） （1）为了使起动过程平稳；（2）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。 3. 他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为 12,那么：（2） （1 ） l 1 西南交10秋学期《电机与拖动I》离线作业答案 电机与拖动I第1次作业 一、单项选择题(只有一个选项正确，共2道小题) 1．电机和变压器运行时，在铁芯材料周围的气隙中（）磁场 (A) 不存在 (B) 存在 (C) 不好确定 正确答案：B 2. 磁通磁路计算时如果存在多个磁动势，（）可应用叠加原理进行计算。 (A) 线性磁路 (B) 非线性磁路 (C) 任何磁路 正确答案：A 二、判断题(判断正误，共4道小题) 3. 电机和变压器常用硅钢片做铁芯材料，是因为它们是软磁材料。 正确答案：说法正确 4. 铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率。 正确答案：说法错误 5. 铁芯叠片越厚，铁耗越小。 正确答案：说法错误 6. 磁通磁路计算时如果存在多个磁动势，可应用叠加原理进行计算。 正确答案：说法错误 三、主观题(共2道小题) 7. 何谓饱和现象？电机的磁路为什么会出现饱和现象?饱和对电机运行性能有何影响？ 参考答案： 答：电机磁路由铁心部分和空气隙部分组成，当铁心的B达到一定程度后，铁心部分的磁压降开始不能忽略，此时随着励磁磁动势的增加，主磁通的增加渐渐变慢，电机进入饱和状态。 由于饱和现象的存在，使电机设计时对H和B的值不能取得过高，材料利用 率受到限制，激磁电流需要增大。 8. 电机和变压器的磁路常用什么材料制成，这类材料应具有哪些主要特性？ 试比较交流磁路和直流磁路的异同点。 参考答案： 答：电机和变压器的磁路常用导磁性能好的铁磁材料制成。直流磁路磁通不随时间变化，无磁滞、涡流损耗，也不会在无相对运动的导体中感应电势；而交流磁路磁通随时间变化，会在铁心中产生磁滞、涡流损耗，并在其交链的导体中感应电势 电机与拖动I第2次作业 一、单项选择题(只有一个选项正确，共2道小题) 1. 直流电动机的额定功率指（） (A) 转轴上吸收的机械功率 (B) 转轴上输出的机械功率 (C) 电枢端口吸收的电功率 (D) 电枢端口输出的电功率 正确答案：B 2. 一台四极直流发电机，单迭绕组，额定功率为20kW，现将其改接为单波绕组，则电机的额定功率为（） (A) 减少一半 (B) 保持不变 (C) 增大一倍 (D) 增大二倍 正确答案：B 二、判断题(判断正误，共1道小题) 3. 直流电机工作在任何运行状态下，感应电动势总是反电动势。 正确答案：说法错误 三、主观题(共9道小题) 4. 为什么直流电机能发出直流电？如果没有换向器，直流电机能不能发出直流电流？ 电机及拖动基础试题及答案 电机与拖动试卷及参考答案 一、、填空题（每空1分，共30分） 1.直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向（相反），因此电磁转矩为（阻力）转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向（相同），因此电磁转矩为（动力）转矩。 2.接触器主要由（电磁机构）、（触点系统）、（灭弧装置）等三大部分组成。 3 .空气阻尼式时间继电器主要由（电磁机构）、（触点系统）和（延时机构）三部份组成。若要将通电延时型改成断电延时型，只需将（电磁机构翻转180度）。 4、用丫-△降压起动时，起动电流为直接用△接法起动时的（1/3 ），所以对降低（起动电流）很有效。但启动转矩也只有直接用△接法启动时（1/3 ）,因此只 适用于空载或轻载启动。 5、反接制动时，当电机转速接近于（0）时，应及时（切断电源），防止电机（反转）。 6、伺服电动机为了防止（反转）现象的发生，采用（增大转子电阻）的方法。 7、步进电动机是一种把（电脉冲）信号转换成（角位移或线位移）信号的控制电机。 8、分磁环的作用是使（产生的合成吸力始终大于弹簧的反作用力），以消除（衔铁的振动和噪声）现象；三相交流电磁机构是否需要分磁环（不需要）。 9 .单相异步电动机定子绕组中产生的磁场是（脉动磁场），可分解为（正向旋转磁场）和（反向旋转磁场）两部分。 10.熔断器又叫保险丝，用于电路的（短路）保护，使用时应（串）接在电路中。 二、判断题（每小题1分，共10分）。 （x ）1.一台额定电压为220V的交流接触器在交流220V和直流220V的电源上均 可使用。 （x ）2.三相笼型异步电动机的电气控制线路，如果使用热继电器作过载保护，就不必再装设熔断器作短路保护。 (X ) 3.交流电动机由于通入的是交流电，因此它的转速也是不断变化的，而直流电动机则其转速是恒定不变的。 (X )4.转差率S是分析异步电动机运行性能的一个重要参数，当电动机转速越快时，则对应的转差率也就越大。 (X ) 5.三相异步电动机不管其转速如何改变，定子绕组上的电压、电流的频率及转子绕组中电势、电流的频率总是固定不变的。 (X ) 6.使用并励电动机时，发现转向不对，应将接到电源的两根线对调以下即可。 (X ) 7.电流、电压互感器属于特殊变压器。电压互感器二次侧禁止开路，电流互感器二次侧禁止短路。 (V ) 8.三相异步电动机在起动时，由于某种原因，定子的一相绕组断路，电动机还能起动，但是电动机处于很危险的状态，电动机很容易烧坏。 (V ) 9.刀开关安装时，手柄要向上装。接线时，电源线接在上端，下端接用电器。 (X ) 10.单相电机一般需借用电容分相方能起动，起动后电容可要可不要。 三、简述题(每小题5分，共15分) 1.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？ ( 5分) 答：起动瞬间转速n=0,电动势E a=C e①n=0,最初起动电流I N U^R a。若直接起动，由于R a很小，1st会达到十几倍甚至几十倍的额定电流，造成电机无法换向，同时也会过热，因此不能直接起动。 2.异步电动机中的空气隙为什么做得很小？ 答：异步电动机气隙小的目的是为了减小其励磁电流(空载电流) ，从而提高电动机 《电机与拖动》 一、单项选择题(只有一个选项正确，共2道小题) 1．电机和变压器运行时，在铁芯材料周围的气隙中（）磁场 (A) 不存在 (B) 存在 (C) 不好确定 正确答案：B 2. 磁通磁路计算时如果存在多个磁动势，（）可应用叠加原理进行计算。 (A) 线性磁路 (B) 非线性磁路 (C) 任何磁路 正确答案：A 二、判断题(判断正误，共4道小题) 3. 电机和变压器常用硅钢片做铁芯材料，是因为它们是软磁材料。 正确答案：说法正确 4. 铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率。 正确答案：说法错误 5. 铁芯叠片越厚，铁耗越小。 正确答案：说法错误 6. 磁通磁路计算时如果存在多个磁动势，可应用叠加原理进行计算。 正确答案：说法错误 三、主观题(共2道小题) 7. 何谓饱和现象？电机的磁路为什么会出现饱和现象?饱和对电机运行性能有何影响？ 参考答案： 答：电机磁路由铁心部分和空气隙部分组成，当铁心的B达到一定程度后，铁心部分的磁压降开始不能忽略，此时随着励磁磁动势的增加，主磁通的增加渐渐变慢，电机进入饱和状态。 由于饱和现象的存在，使电机设计时对H和B的值不能取得过高，材料利用率受到限制，激磁电流需要增大。 8. 电机和变压器的磁路常用什么材料制成，这类材料应具有哪些主要特性？ 试比较交流磁路和直流磁路的异同点。 参考答案： 答：电机和变压器的磁路常用导磁性能好的铁磁材料制成。直流磁路磁通不随时间变化，无磁滞、涡流损耗，也不会在无相对运动的导体中感应电势；而交流磁路磁通随时间变化，会在铁心中产生磁滞、涡流损耗，并在其交链的导体中感应电势 电机与拖动I第2次作业 一、单项选择题(只有一个选项正确，共2道小题) 1. 直流电动机的额定功率指（） (A) 转轴上吸收的机械功率 (B) 转轴上输出的机械功率 (C) 电枢端口吸收的电功率 (D) 电枢端口输出的电功率 正确答案：B 2. 一台四极直流发电机，单迭绕组，额定功率为20kW，现将其改接为单波绕组，则电机的额定功率为（） (A) 减少一半 (B) 保持不变 (C) 增大一倍 (D) 增大二倍 正确答案：B 二、判断题(判断正误，共1道小题) 3. 直流电机工作在任何运行状态下，感应电动势总是反电动势。 正确答案：说法错误 三、主观题(共9道小题) 4. 为什么直流电机能发出直流电？如果没有换向器，直流电机能不能发出直流电流？ 参考答案： 答：直流由于换向器的作用，使电刷短接的元件始终切割相同磁极，感应电势在电刷两端不变，故直流机能发出直流电。如果没有换向器，直流机不能发出 直流电，而只能发出交流电。 5. 什么叫电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？ 参考答案：答：电枢反应是电枢磁势对气隙磁场的影响。反应为去磁及磁场畸变。 6. 如何判断直流电机运行于发电机状态还是电动机状态？它们的Tem、n、E、U 的方向有何不同？能量转换关系如何? 参考答案： 电机与拖动基础习题1(第3-6章) 第三章：直流电机原理 一、简答题： 1、换向器在直流电机中起什么作用? 在直流发电机中，换向器起整流作用，即把电枢绕组里交流电整流为直流电，在正、负电刷两端输出。在直流电动机中，换向器起逆变作用，即把电刷外电路中的直流电经换向器逆变为交流电输入电枢元件中。 2、直流电机铭牌上的额定功率是指什么功率? 直流电机铭牌上的额定功率：对直流发电机而言，指的是输出的电功率的额定值;对直流电动机而言，指的是电动机轴上输出的机械功率的额定值 3、直流电机主磁路包括哪几部分? 磁路未饱和时，励磁磁通势主要消耗在哪一 部分? 直流电机的主磁路主要包括;主磁极、定、转子之间的气隙电枢齿、电枢磁轭、定子磁轭。磁路未饱和时，铁的磁导率远大于空气的磁导率，气隙的磁阻比磁路中的铁心部分大得多，所以，励磁磁通势主要消耗在气隙上。 4、如何改变他励直流发电机的电枢电动势的方向? 如何改变他励直流电动机空 载运行时的转向? 通过改变他励直流发电机励磁电流的方向，继而改变主磁通的方向，即可改变电枢电动势的方向;也可以通过改变他励直流发电机的旋转方向来改变电枢电动势的方向。 改变励磁电流的方向，继而改变主磁通的方向，即可改变电动机旋转方向;也可通过改变电枢电压的极性来改变他励直流电动机的旋转方向。 5、直流发电机的损耗主要有哪些? 铁损耗存在于哪一部分,它随负载变化吗? 电 枢铜损耗随负载变化吗? 直流发电机的损耗主要有:(1)励磁绕组铜损耗;(2)机械摩擦损耗;(3)铁损耗;(4)电枢铜损耗;(5)电刷损耗;(6)附加损耗。铁损耗是指电枢铁心在磁场中旋转时硅钢片中的磁滞和涡流损耗。这两种损耗与磁密大小以及交变频率有关。当电机的励磁电流和转速不变时,铁损耗也几乎不变。它与负载的变化几乎没有关系。电枢铜损耗由电枢电流引起,当负载增加时,电枢电流同时增加,电枢铜损耗随之增加。电枢铜损耗与电枢电流的平方成正比。 6、他励直流电动机的电磁功率指什么? 在直流发电机中，电磁功率指的是由机械功率转化为电功率的这部分功率。 7、不计电枢反应，他励直流电动机机械特性为什么是下垂的? 如果电枢反应去 磁作用很明显,对机械特性有什么影响？ 因为负载转矩增大，导致点数电流增大，电枢电动势下降显然引起转速下降。如果电枢反应去磁作用明显，会使每级磁通减小，电流越大，去磁作用也大，每级磁通的减小越明显，导致机械特性反而上翘。 二、计算题： 1、某他励直流电动机的额定数据为: P N = 17kW, U N =220V, n N = 1500 r / min,ηN = 0 .83。计算 I N , T2 N及额定负载时的P1 N。 ————————————————————————————— 1-13 已知直流电机的极对数p=2，槽数z=22，元件数及换向片数s=k=22，试画出单迭绕组 展开图、磁极和电刷位置，并画出并联支路图。 答： 此电机绕组是单迭所以1k y y == 不是整距绕组，采用省铜且有利于换向的短距绕组 1225222z y p εε= ±=-=? 根据参数画出展开图，并作出并联支路图如下 1-19 某四极直流电机，电枢槽数z=36，单迭绕组，每槽导体数为6，每极磁通2.2*10e-2Wb ， 电枢电流Ia=800A ，问此时电磁转矩为多少？如改为单波绕组，保持支路电流不变，其电磁转矩为多少？ 解： 电机内的总导体数N=6Z=36*6=216，单迭绕组时：a=p=2 []22216 2.210800605.0422 3.14162 M a a pN T C I I N m a π-?=Φ= Φ=???=??? 改为单波绕组时，1a '=，若要保持支路电流不变， []800 2221400222a a a I I a i a A a '''=?==??=? []22216 2.210400605.0422 3.14161M a a pN T C I I N m a π-?'''=Φ=Φ=???=?'?? 1-21 某他励直流电动机额定电压U N =220V ，额定电流I N =10A ，额定转速n N =1500r/min ， 电枢回路总电阻R a =0.5Ohm ，试求： (1) 额定负载时的电磁功率和电磁转矩； (2) 保持额定时励磁电流及总负载转矩不变而端电压降为190V ，则稳定后的电枢电流 与转速为多少？（电枢反应忽略不计）。 解： (1) ()()[]220100.5102150M N a a N N a N P P E I U I R I W ==?=-?=-??= []215060 13.68722 3.1416150060 N N N N N P P T N m n π?= ===?Ω?? (3) 励磁电流不变时磁通不变，总负载转矩也不变，所以[]10Z a N M T I I A C = ==Φ 不变， []190105 15001290.70/min 220105 a N N a N N aN N N a E U I R n n n r E U I R '-?-?=? =?=?=-?-? 1-22 某并励直流电动机额定电压U N =220V ，额定电流I N =75A ，额定转速n N =1000r/min ， 电枢回路总电阻R a =0.26Ohm ，额定时励磁回路总电阻R fn =91Ohm ，铁耗及附加损耗p Fe +p delta =600W ，机械损耗P Ohm =198W ，电枢反应去磁作用不。试求： (1) 额定运行时的电磁转矩T 与输出转矩T N ； (2) 理想空载转速； (3) 实际空载电流I 0及实际空载转速。 解： (1)[]0600198798Fe p p p p W Ω?=++=+= 《电机与拖动》试题题库 一、填空题 1.直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向相反，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向相同。（填相同 或相反） 2.直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向相反，因此电磁转矩为阻（力）转矩；直流电动机中的电磁转 矩方向与转子的旋转方向相同，因此电磁转矩为拖动转矩。 3.直流电动机的励磁方式有他励、并励、串励、复励四种。 4.直流电机是一种能量转换装置，具有可逆性，既可作发电机用，又可作电动机用。作发电机使用时，输入机械 功率，输出电功率；作电动机使用时，输入电功率，输出机械功率。 5.直流电机定子主磁极的作用是产生磁场。 6.直流电动机的电磁制动有能耗制动、反接制动、__回馈制动三种。 7.串励直流电动机的特点是：负载变化时励磁电流及主磁通同时该变，故负载变化时转速变化很大，电磁转距则 近似正比于电流的平方变化。 8.直流电动机的静差率越小，表明电动机转速的相对稳定性越___高___，也表明机械特性越___硬____。 9.可用下列关系来判断直流电机的运行状态：当___U>E____时为电动机状态，当___E>U___时为发电机状态。（填 写,; U E E U >>） 10.直流电机的电磁转矩是由每极气隙磁通Φ和电枢电流 a I共同作用产生的。 11.变压器主要由原边和付边两部分组成。 12.变压器空载试验一般在低压侧进行，而短路试验一般在高压侧进行。 13.变压器空载运行时功率因数很低，这是由于空载时建立主、漏磁场所需无功远大于供给铁耗和空载时所需的有 功功率。 14.变压器的空载损耗可以近似看成铁耗，负载损耗可以近似看成铜耗。 15.按照磁滞回线的形状不同，铁磁材料可分为软磁材料和硬磁（永磁）材料两大类。 16.铁心中的磁滞损耗和涡流损耗之和称铁心损耗。这部分损耗都将消耗有功功率，使铁心发热。 17.电流互感器运行时，在任何情况下都不允许副边开路，它可以看作是升压变压器；而电压互感器使用时，副边 不允许短路。 18.额定电压为440V/110V的单相变压器，高压边漏电抗16Ω，这算到二次侧后大小为1Ω。 19.当三相异步电动机的转差率1 s=时，电动机处于停止（或起动）状态；当0 s<时，电动机处于发电运行状态； 当1 s>时，电动机处于电磁制动状态。当电动机拖动恒转矩负载，当满足运行条件01 s <<时，拖动负载获得稳定运行状态。 20.三相交流电机电枢绕组产生基波旋转磁势的条件是三相对称定子绕组中加入三相对称的交流电，其转速与通入 电流频率及电机极对数的关系是 1 60f n p = ____，若改变电流的相序，其转向相反。 21.三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率s一般0.01-0.06在范围内。 22.异步电机中存在着二个转速：一个是旋转磁场转速，另一个是转子转速。 23.三相异步电动机根据转子结构不同可分为笼式和绕线式两类；同步电动机根据转子结构的不同分为隐极式同步 电机和凸极式同步电动机。 24.三相交流绕组通入对称的三相交流电流将产生幅值（或转速）不变，空间旋转的磁动势。如果要改变磁场的旋 电机与拖动第3章习题 1、他励直流电动机的额定功率P N=55kW,额定电压U N=220V，额定电流I N=287A，额定转 速n N=1500 r/min，电枢回路总电阻R a=0.0302Ω，电动机拖动额定恒转拒负载。若采用电枢回路串电阻起动，起动电流限制在1.8 I N以内，求应串入的电阻值和起动转矩。 2、一台他励直流电动机的额定功率P N=75kW额定电压U N=220V，额定电流I N=385A， 额定转速n N=1000r/min，电枢回路总电阻R a=0.01824Ω,电动机拖动额定恒转拒负载。 若要求转速调到400r/min，假定T0不变。求： （1）采用电枢串电阻调速时，电枢回路需串入多大电阻？该转速下电动机的效率？ （2）采用改变电枢电源电压调速时，电枢电源电压调到多少伏？电动机的效率？ 3、某台他励直流电动机的额定功率P N=40kW，额定电压U N=220V，额定电流I N=207.5A， 额定转速n N=1500r/min，电枢回路总电阻R a=0.0422Ω，电动机拖动恒转拒负载T L=0.75TN运行。若要求转速升高到1800r/min，求： （1）采用弱磁调速时，磁通应减少到额定磁通值的多少倍？该转速下电枢电流为多少？（2）若所拖动负载转矩不变，当电枢电流最大不超过额定电流时弱磁升速的最高转速是多少？ 4、一台他励直流电动机的额定功率P N=90kW,额定电压U N=440V，额定电流I N=224A，额 定转速n N=1500r/min，电枢回路总电阻R a=0.0938Ω。求电动机在以下各种不同静差率要求、不同调速方式时的调速范围： （1）静差率δ≤25%、电枢串电阻调速时； （2）静差率δ≤25%、改变电枢电源电压调速时； （3）静差率δ≤40%、电枢串电阻调速时。电机与拖动试题(参考答案)
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