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=
--
（e ）
匀速dt
dn
GD T T L 3752=
+-
2-3
(a) 稳定 ；（b ）稳定；(c) 稳定； (d) 稳定； (e) 不稳定； 第三章
3-1 直流发电机通过电刷和换向器将导体中的交流电势整流成直流输出。如果没有换向器输出的将是交流电势。
3-2 直流电动机通过电刷和换向器将外部输入直流电压，逆变成导体中的交流电压和电流。 3-3 略
3-4 电枢反映是指电枢绕组流过电流时产生的磁场对主极磁场的影响。电枢反应的影响为：（1） 使气隙磁场发生畸变，半个磁极下磁场消弱，另半个磁极下磁场加强。
（2）磁路不饱和时，增加的和减弱的相同，每极磁通量不变；磁路饱和时，半个磁极下增加的磁通小于另半个磁极下减弱的磁通，每极磁通量略有减少。
3-5
W P P A
U P I N N N
N N N
N 29002862
.025000)
2(83.131862
.0*22025000
)
1(1=====
=ηη
3-6
W P P A U P I N N N
N N N 3.14371835
.012000)
2(17.52230
12000)
1(1======η
3-7 略
3-8 当绕组为单叠形式时：每条支路并联元件匝数=
304
120
=， Ω
========5.14
2.0*30*30010*30*并联支路数元件电阻支路元件数并联支路数支路电阻电刷间电阻元件电势支路元件数支路电势电刷间电势V
当绕组为单波形式时：每条支路并联元件匝数=
602
120
= Ω
========62
2.0*60*60010*60*并联支路数元件电阻支路元件数并联支路数支路电阻电刷间电阻元件电势支路元件数支路电势电刷间电势V
3-9 V n a S PNc n a PN E a 7.491000*0142.0*2
*6021
*10*260*60==Φ=Φ=
3-10 采用单叠绕组时：A
a Ia I M N I a PN T y a 6
10
2:.7.13310*21.0*3*2400
*32====Φ=
单叠形式时的支路电流ππ
采用单波绕组时：M
N I a PN T A aIy Ia a a .7.13333.3*21.0*1
*2400*3233.3610
*
22,
1==Φ=====ππ
3-11 V n a PN Ea 6.2041500*011.0*1
*60372
*260==Φ=
(1) 因为U Ea >，所以运行在发电机状态； (2) A Ra U Ea Ia 12.22208
.0200
6.204=-=-=
M N Ia a PN T .8.2812.22*011.0*1
*2372*22==Φ=
ππ (3) %
9.86869.077
.5091442477.509136220477.10144244424200*12.2277.101208.0*12.221221222=====+++=+++=======P P W p p p P P W
U I P W R I p Fe m cu a a a cu η
3-12 略
3-13 （1） W UI P 18400
92*2001=== （2） W P P 1582486.0*1840012===η （3）W P P p 2576
158241840021=-=-=∑ 对于并励电动机而言，A
I I I A
R U I I I I f a f N f f
a 75.8925.29225.27
.88200
=-=-====+= (4) W R I p a a cu 3.64408.0*75.892
2
===
(5) W R I p f f f 4497.88*25.222
===
(6) W p p p p p f cu Fe m 7.14824493.6442576=--=--=+∑ 3-14 （1）%84220
*9217000
12===
N N P P η (2) V
R I U E A
R U I I I I a a a f f a 8.21208.0*9022090110
22092=-=-==-=-
=-= (3) M
N n P P T W
E I P M M a a M .9.12160
/1500*21915260/2191528.212*90===Ω====ππ
3-15 (1) W
I E P W UI P V R I U E A
I I I A
R U I A R U I a a M L a a a f L a f f L L 1410060*2351210055*22023525.0*6022060555544220554220
2=======+=+==+=++=======
第四章
4-1 直流电动机起动要求：（1）起动电流要小，一般在（1.5~2）I N （2）起动转矩要大，T st ＞T L ，； （3）起动设备要简单便可靠。
如果起动时直接将额定电压加至电枢两端，称为直接起动。由于起动初始时，电动机因机械惯性而未能旋转起来，转速为零，电枢电动势0=Φ=n C E e a ，忽略电枢回路电感的作用时，电动机的起动电流为
a
N
a a N st R U R E U I =-=
一般电动机的电枢绕组电阻R a 很小，若直接加上额定电压起动，I st 可达到额定电流的10～20倍。这样大的起动过流将导致转向困难，换向器表面产生强烈的火花式环火；电枢绕组产生过大的电磁力，引起绕组损坏；而且产生过大的起动转矩，对传动机构产生强烈冲击，可能损坏机械传动部件。另外，过大的起动电流将引起电网电压的波动，影响同一电网上其他电气设备的正常运行。一般直流电动机是不允许直接起动.
一般直流电动机的最大允许电流为（1.5~2）I N ，为了限制过大的起动电流，由a
N
st R U I =
可以看出，可以采用两种办法：一种办法是降低电源电压，另一种办法是电枢回路串电阻。
4-2 速度调节是用改变电动机参数的方法，使电力拖动系统运行于不同的人为机械特性上，从而在相同的负载下，得到不同的运行速度。是人为的有目的行为；速度变化是由于负载的变化，使电动机在同一条机械特性上发生的转速变化。
4-3 在额定负载下，电机可能运行的最高转速n max 与最低转速n min 之比称为调速范围。用D 表示，即：
N
T T n n D ==
min
max
在同一条机械特性上，额定负载时的转速降Δn N 与理想空载转速n 0之比称为静差率，用δ表示，即
00n n n n n N
N ?=-=
δ
调速范围D 与静差率δ是相互制约的两项性能指标，由图4-4（b ）可以推断出D 与δ之间的关系式
为
)
1('max max 0max min max δδ
δ
-?=?-?=?-==
N N
N N n n n n n n n n n n D
4-4 电动机调速时的容许输出是指电动机电枢电流保持额定值I=I N 的条件下，在调速过程中轴上所能输出的功率和转矩。恒转矩调速是指在不同转速下保持I a =I N ，电动机容许输出的转矩不变。恒功率调速是指在调速范围内，保持I a =I N ，电动机容许输出的电磁功率保持不变。
如果以恒转矩调速方式配以恒功率负载时，为确保低速时电动机的转矩满足要求，只有在最低速时，电动机允许输出转矩与负载转矩相等；在高速运行时，电动机的转矩就得不到充分利用。如果以恒功率调速方式配以恒转矩负载时为确保高速时电动机的转矩仍满足要求，只有在n max 时电动机允许输出转矩才等于负载转矩；而在低速时，电动机转矩都得不到充分利用，造成投资和运行费用的浪费。
4-5 电动机制动运行的主要特点是电磁转矩与转速方向相反，不再从电源吸收电功率。
制动运行的作用包括：快速或准确停车、限制高速。能耗、电压反接、倒拉反转、回馈等四种形式。 4-7
4-8
Ω
=-=-=Ω===
==038.030560000305*2202121036.0305
220
*05.005.0,
05.0,
95.022N N N N N N N N N aN I P I U Ra I U Ra U Ra I U E 或
(1) 直接起动时
N a N st I R U I 2011.6111036
.0220
====
(2) 如果需要将起动电流限制在2倍额定电流，则
Ω
=-=-=Ω===
+324.0036.036.036.036.0305
*22202a st N N st a R R I U R R
(3) 如果需要将起动电流限制在2倍额定电流，则
V
R I U a N 96.21036.0*305*22===
4-9
Ω=-=Ω=-=Ω=-=Ω===Ω===Ω
=========Ω
======Ω=-=-=Ω===
==ΩΩΩ415.1722.0369.089.2384.0*96.1475.1384.0*96.1753.0384.0*96.156.7796
.115296
.1384.089.289.276*2440152*23384.07629000
76*4402121289.076
440
*05.005.0,
05.0,
95.02331221133122211231122R R R R R R Ra R R R R R R R R A
I I R R I U R A
I I m I P I U Ra I U Ra U Ra I U E a a a m a m N m N N N N N N N N N N aN βββββ起动级数或
4-10
278
.025053.69233.0411.0*55.9376
.0)4(09
.01500
8.13631500'''4577.02933.0*55.9376
.0)3(min
/8.13632933
.0376.0*4.106440''1500
2933.0440
'',4.10676*714.01''714.0411
.02933.0'2933
.01500440'')2(min
/47.18053.69250min,/250)1(min
/1070411
.044053
.69411.0376.0*7693
.355.9411
.01000
2
2002
2000====Φ==-=-===Φ==-=Φ-===Φ===ΦΦ=Φ
=Φ=Φ===Φ=-==Φ===Φ=?=Φ=Φ===
Φ=‘’’率与静差率：
最低转速机械特性的斜‘’’率与静差率：
最高转速机械特性的斜’额定转矩时的转速为：
弱磁后的电流为：
对于恒转矩负载而言，转速为：
弱磁时的最高理想空载速为：相应的额定转矩最低转载转速为降压调速的最低理想空δβδβT e a N T e a e a N N e N N N e e N e a N e T N a N N e c c R n n n c c R r c R I U n c U n I I n U c r r r c U n c R I n c c n c
4-11
m i m
r c R I U n I I I I V R I n c U R I n c U R c c n R I U c e a N N N N a N e a N e N e T N a N N e /4.73985.0*327.0044.0*85.0/280220'',*85
.01'')
3(8.175044.0*280500*327.02158.0044.0280
500*327.0220)1(12.355.9327
.0635
044
.0*280220=-=Φ-=>=ΦΦ==+=+Φ=Ω
=--=-Φ-==Φ=Φ=-=-=
Φ不能长期运行
）降压调速
（电枢串电阻：
4-12 mim
r c R I U n I I I mim
r c R I U n V r c R R I U n r c R I U n c c n c e a N N N
N a e a N e a N N e a N N e T N a N N e /12518
.0*204.01.0*5.158*220'8.0*8
.01
8.04/820204
.01.0*5.158*8.01808.08.0180)3(min
/830204
.0)3.01.0(*5.158*8.0220)8.08.03.02min
/3.1016204
.01
.0*5.158*8.02208.01(8.095.155.9204
.01000
=-=Φ-====-=Φ-==+-=Φ+-=Ω=-=Φ-==Φ=Φ===
Φ矩不变，倍额定磁通时，负载转）磁通减弱到（倍额定电流不变
时，电枢电流同样维持电枢电压为（倍额定电流不变：
电阻时，电枢电流维持）电枢回路串入（）倍额定负载时
带上
4-13
显然效率较低外串电阻上的损耗输出功率电动机输入功率拖动额定负载转矩时
（电枢回路串入电阻值：电动机调速范围为）带上额定负载时
W R I p W
P n n P W
I U P R r R c R R I U n n n D r n n n n n r c U n c c n R I U c N cu N N N N e a N N e N e T N a N N e 4.3478981413000*1500
4
.1132151147.68*220)4(737.0min
/4.1132136
.0)
224.0(*7.68220))3(325
.14
.11321500
)2(min
/4.11326.1617*7.0)1(3
.01(min
/6.1617136.02203
.155.9136
.01500
224
.0*7.682202
min 21min min max 0min 0
min
00========Ω
==+-=Φ+-=
=====-==-===Φ==Φ=Φ=-=-=
Φδδ
4-14不起负载。
小小于额定电流，拖动因为此时的电枢电流大，电机不能反转，性负载时，不切断电源当负载为恒转矩的反抗电磁转矩为因此制动结束时发出的可求得此时的电流为
制动结束时电磁转矩为因此制动开始时发出的开始时的制动电流为：
）电压反接制动，制动带上额定负载时)3(.4.422.22*91.12.229
91.0220,0)2(.95.8038.42*91.138.429
91.01000*2.02201(min
/1100136.022091
.155.92
.01000
91
.0*3.222200M
N I c T A
R R U I n M N I c T A
R R n c U I r c U n c c n R I U c a T a N a a T a N e N a e N e T N a N N e -=-=Φ=-=+-=+-==-=-=Φ=-=+--=+Φ--===Φ==Φ=Φ=-=-=
Φ
4-15
略的）误差来源于小数点后忽）
（负号代表功率为输入轴上输入功率：电网输入功率：转矩，得：轴上的转矩认为是电磁忽略空载转矩，电动机倒拉反转制动情况下，
转矩，得：轴上的转矩认为是电磁忽略空载转矩，电动机在能耗制动下工作
机械特性上
时，电动机工作在固有）回馈制动，且电流为(34300)393.0327.13(*50*501231560
)
600(*2*1962200050*440.19650*92.3327.13393.050
)600(*41.0440)3(.7.298)2.76(*92.33.2393.02
.76500*41.0))(()2(min
/7.113041
.0393.0*)60(440601(min
/2.107341.044092
.355.941
.01000
393
.0*2.764401210M a a cu M a N a T a a e N a e N
a a T a N e e a N e a a N e N e T N a N N e P P R I p W T P W
I U P M N I c T R I n c U R R R n c U I M N I c T R I n c R c R R I n r c R I U n A r c U n c c n R I U c +≈=+==-=-=Ω======Φ=Ω
=---=-Φ-=+Φ-=-=-=Φ=Ω
=-=-Φ=Φ+--=
=--=Φ-===Φ==Φ=Φ=-=-=
Φπ
4-16
Ω
=----=--Φ--=Ω
=---=--Φ-==Φ=Φ=-=-=
Φ96.3044.053
*21100*186.02202293.1044.053*21100*186.02)1(77.155.9186
.0635
3
.0*53220a N N e N a N N e e T N a N N e R I n c U R R I n c R c c n R I U c ）反接制动时：（能耗制动时：
第五章 习题答案
5-1变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？
答：铁心: 构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。
绕组: 构成变压器的电路,它是变压器输入和输出电能的电气回路。
分接开关: 变压器为了调压而在高压绕组引出分接头,分接开关用以切换分接头,从而实现变压器调压。
油箱和冷却装置: 油箱容纳器身,盛变压器油,兼有散热冷却作用。
绝缘套管: 变压器绕组引线需借助于绝缘套管与外电路连接，使带电的绕组引线与接地的油箱绝缘。
5-2变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？
答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。为了铁心损耗，采用0.35mm 厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。
5-3从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？
答： 变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后，流过激磁电流I 0， 产生励磁磁动势F 0，在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同，根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势e 1和e 2，且有
dt
d N
e 01
1φ-=、dt
d N
e 02
2φ-=显然，由于原副边匝
数不等，即N 1≠N 2，原副边的感应电动势也就不等，即e 1≠e 2，而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1、U 2≈E 2，故原副边电压不等，即U 1≠U 2, 但频率相等。
5-4为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通？它们之间有哪些主要区别？并指出空载和负载时激励各磁通的磁动势？
答：由于磁通所经路径不同，把磁通分成主磁通和漏磁通，便于分别考虑它们各自的特性，从而把非线性问题和线性问题分别予以处理。
区别：1. 在路径上，主磁通经过铁心磁路闭合，而漏磁通经过非铁磁性物质 磁路闭合。 2．在数量上，主磁通约占总磁通的99%以上，而漏磁通却不足1%。
3．在性质上，主磁通磁路饱和，φ0与I 0呈非线性关系，而漏磁通磁路不饱和，φ1σ
与I 1呈线
性关系。
4．在作用上，主磁通在二次绕组感应电动势，接上负载就有电能输出， 起传
递能量的媒介作用，而漏磁通仅在本绕组感应电动势，只起了漏抗压降的作用。空载时，有主磁通0Φ
和一次绕组漏磁通σ1Φ ，它们均由一次侧磁动势0
F 激励。 负载时有主磁通0Φ ，一次绕组漏磁通σ1Φ ，二次绕组漏磁通σ2Φ 。主磁通0Φ 由一次绕组和二次绕组的合成磁动势即210
F F F +=激励，一次绕组漏磁通σ1Φ 由一次绕组磁动势1
F 激励，二次绕组漏磁通σ2Φ 由二次绕组磁动势2
F 激励。
5-5变压器的空载电流的性质和作用如何？它与哪些因素有关？
答：作用：变压器空载电流的绝大部分用来供励磁，即产生主磁通，另有很小一部分用来供给变压器
铁心损耗，前者属无功性质，称为空载电流的无功分量，后者属有功性质，称为空载电流的有功分量。
性质：由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量，故空载电流属感性无功性质，它使电网的功率因数降低，输送有功功率减小。
大小：由磁路欧姆定律m
R N I 100
=
Φ，和磁化曲线可知，I 0 的大小与主磁通φ0, 绕组匝数N 及磁路
磁阻m R 有关。就变压器来说，根据m fN E U Φ=≈11144.4，可知，1
144.4fN U m =
Φ， 因此，m
Φ由电源电压U 1的大小和频率f 以及绕组匝数N 1来决定。
根据磁阻表达式m
l
R A
μ=
可知，m R 与磁路结构尺寸l ，A 有关，还与导磁材料的磁导率μ有关。变压器铁芯是铁磁材料，μ随磁路饱和程度的增加而减小，因此m R 随磁路饱和程度的增加而增大。
综上，变压器空载电流的大小与电源电压的大小和频率，绕组匝数，铁心尺寸及磁路的饱和程度有关。
5-6变压器空载运行时，是否要从电网取得功率？这些功率属于什么性质？起什么作用？为什么小负荷用户使用大容量变压器无论对电网和用户均不利？
答：要从电网取得功率，供给变压器本身功率损耗，它转化成热能散逸到周围介质中。小负荷用户使用大容量变压器时，在经济技术两方面都不合理。对电网来说，由于变压器容量大，励磁电流较大，而负荷小，电流负载分量小，使电网功率因数降低，输送有功功率能力下降，对用户来说，投资增大，空载损耗也较大，变压器效率低。
5-7试述变压器激磁电抗和漏抗的物理意义。它们分别对应什么磁通，对已制成的变压器，它们是否是常数？
答：励磁电抗对应于主磁通，漏电抗对应于漏磁通，对于制成的变压器，励磁电抗不是常数，它随磁路的饱和程度而变化，漏电抗在频率一定时是常数。
5-8变压器空载运行时，原线圈加额定电压，这时原线圈电阻r 1很小，为什么空载电流I 0不大？如将它接在同电压（仍为额定值）的直流电源上，会如何？
答： 因为存在感应电动势E 1, 根据电动势方程：
)()(11001010010111jx r I Z I r I x I j jx r I r I E E U m m m ++=+++=+--= σ可知，尽管1
r 很小，但由于励磁阻抗m Z 很大，所以0I 不大.如果接直流电源，由于磁通恒定不变，绕组中不感应电动势，即01
=E ，01=σE ，因此电压全部降在电阻上，即有11/r U I =，因为1r 很小，所以电流很大。
5-9如将铭牌为60赫的变压器，接到50赫的电网上运行，试分析对主磁通、激磁电流、铁损、漏抗及电压变化率有何影响？
答：根据m fN E U Φ=≈111
44.4可知，电源电压不变，f
从60Hz 降低到50Hz 后，频率
f
下
降到原来的（1/1.2），主磁通将增大到原来的1.2倍，磁密m B 也将增大到原来的1.2倍， 磁路饱和程度增加， 磁导率μ降低， 磁阻m R 增大。于是，根据磁路欧姆定律m m R N I Φ=10可知, 产生该磁通的激
磁电流0I 必将增大。 再由
3.12
f B p m Fe ∝讨论铁损耗的变化情况。
60Hz 时，
3.12
f B p m Fe ∝
50Hz 时，
3.12'
)2
.11()2.1(f B p m Fe ∝
因为，14.12.12
.12.17.03.12
'===Fe Fe p p ，所以铁损耗增加了。 漏电抗σσσ
πωfL L x 2==，因为频率下降，所以原边漏电抗σ1x ，副边漏电抗σ2x 减小。又由电压变
化率表达式
()
]sin cos )[()sin cos (2*
2*12*2*1*2*2**????σσx x r r I x r I U k k +++=+=?可知，电压变化
率U ?将随σ1x ，
σ2x 的减小而减小。
5-10变压器负载时，一、二次线圈中各有哪些电动势或电压降，它们产生的原因是什么？写出它们的表达式，并写出电动势平衡方程？
答：一次绕组有主电动势1E ，漏感电动势σ1E ，一次绕组电阻压降1
1r I ，主电动势1E 由主磁通0Φ 交变产生，漏感电动势
σ
1E 由一次绕组漏磁通
σ1Φ
交变产生。一次绕组电动势平衡方程为
)(11111jx r I E U ++-= ；二次绕组有主电动势2E ，漏感电动势σ2E ，二次绕组电阻压降2
2r I ，主电动势2
E 由主磁通0Φ 交变产生，漏感电动势σ2E 由二次绕组漏磁通σ2Φ 交变产生,二次绕组电动势平衡方程为)(2
2222jx r I E U +-= 。 5-11试说明磁势平衡的概念及其在分析变压器中的作用。
答：磁势平衡就是在变压器中，当副边有电流产生时，2I 使得整个磁势减小22I W ，那么原边就要增
加1I ，试1212I
I W W ?=，这就是磁势平衡。 在分析变压器中，可据此从一个已知电流求出另一个
电流，并知其电磁本质。
5-12为什么可以把变压器的空载损耗近似看成是铁耗，而把短路损耗看成是铜耗？变压器实际负载时实际的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无区别？为什么？
答：因为空载时电流很小，在空载损耗中铁耗占绝大多数，所以空载损耗近似看成铁耗。 而短路时，短路电压很低，因而磁通很小，铁耗也很小，短路损耗中铜耗占绝大多数，所以近似把短路损耗看成铜耗。 实际负载时铁耗和铜耗与空载时的铁耗和铜耗有差别，因为后一个是包含有其它损耗。 5-13变压器的其它条件不变，仅将原、副边线圈匝数变化±10％，试问对
x σ1
和x
m
的影响怎样？如果仅
将外施电压变化±10％，其影响怎样？如果仅将频率变化±10％，其影响又怎样？
答：因为2211f x w πσ
σ
=Λ， 4.44E
fw U
m φ=≈，所以当原、副边匝数变化
±10％时，1x σ
变化
±20％。由于
w 变化
±10％，而
U 不变，使m φ变化
10％。又因为
22f x w m m π=Λ，磁通m φ变化±10％时m Λ由于饱和影响，m Λ变化±k ％，所以x m 的变化大
于±20％。将外施电压变化±10％时，m φ也将变化 10％，使
x σ1
不变，x
m
的变化大于 10％。这
是因为m φ变化 10％，由于磁路饱和影响，m Λ变化大于 10％。如果将频率变化±10％，f x ∝σ1
，
所以
x σ1
变化±10％，而f 变化±10％，则因为U 不变，使m φ变化 10％。同样使x
m
的变化大于
±10％。
5-14将一台1000匝的铁心线圈接到110伏，50赫兹的交流电源上，由安培表的读数得知0.51A I =，
101w P =，把铁心抽去后电流和功率为100A 和10kw 。假设不计漏磁，试 求：(1) 两种情况下的
参数；
(2) 磁化电流和铁耗电流； (3) 两种情况下的相同最大值。 解：（1）有铁心时：
1102201
Z m I =
= Ω
1
4021m P r I ==Ω
195.96m x ==Ω
取出铁心后：
110
1.10100
Z m =
=Ω 01
1210
m P r I =
=Ω
00.458m x ==Ω
(2) 有铁心时磁化电流
1
1
195.96
0.50.445220
m m x A I
I Z μ
=?
=?
=
铁耗电流
1
40
0.50.091220
m
Fe
m
r A I I Z =?
=?
= 当铁心 取出后电流的有功分量
00
1
1
'10090.911.1
m A m r A I I Z =?
=?
= 空载电流的无功分量
00
0.458
'10041.641
1.1
m m x A I I w Z =?=?
= (3) 有铁心时线圈感应电势111
E U U I Z =-≈
根据φ
m
fw E
44.4=得有铁心时磁通的最大值
mF
φ
＝
110130.4955104.44 4.44 4.44501000
E U fw fw -===???韦
当无铁心时感应电势
'1000.45845.8E =?=伏
所以无铁心时磁通最大值
0m φ＝'45.830.2063104.44 4.44E fw fw
-==? 韦
5-15有一台单相变压器，额定容量100N
S
=KV A ，原副边额定电压
126000
230
N N
U U =
伏，50N f =赫兹。原副线圈的电阻及漏抗为1
4.32r
=欧，20.0063r =Ω，18.9x
σ
=Ω，20.013x
σ
=Ω。
试求：（1）折算到高压边的短路电阻k r ，短路电抗k
x 及阻抗k
Z
；
（2）折算到低压边的短路电阻'
k r ，短路电抗'
k x 及阻抗'
k z ； （3）将（1）、（2）求得的参数用标么值表示；
（4）计算变压器的短路电压百分比k u 及其分量kr u ，kx u 。 （5）求满载及1,0.8(0.8222Cos Cos Cos ???==
=滞后）及超前等三种情况下的
电压变化率,u ?并讨论计算结果。 解：（1）折算到高压边的短路阻抗
1226.087N N
U k U =
=
1222' 4.328.61kH k r r r r =+=+=Ω
12228.90.01317.7526.087kH x x k x σσ=+=+?=Ω
8.6117.7519.7364.12kH kH kH j j x Z r ?=+=+Ω=∠ Ω
（2）折算到低压边的短路阻抗
1
0.0126522kL r r r k =+=Ω 10.026122kL x x x k
σ
σ=+=Ω 0.012650.02610.02964.12kL kL kL j j x Z r ?=+=+Ω=∠Ω
(3)
1116.67N N N S A I U ==
22434.78N
N
N
S A I U =
=
1116000
359.9316.67
N N
N U Z I =
=
=Ω
222230
0.529434.78
N N N U Z I ==
=Ω
所以
18.61
0.0239359.93kH kH
N
r r Z *=
=
=
117.75
0.0493
359.93
kH kH
N
x x Z *=
=
=
119.73
0.0548359.93
kH kH
N Z Z Z *=
=
=
20.01265
0.02390.529
kL kL
N r r Z *=
=
=
20.0261
0.04930.529
kL kL
N
x x Z *=
=
=
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( )。
电机与拖动基础习题解答__许建国
第一章 1 . 1 一台直流电动机的数据为:额定功率N P =25 kW ,额定电压N U =220 V ,额定转速 N n =1 500 r /min,额定效率N η =86 .2 %。试求: ( 1 )额定电流N I ; ( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。 解：（1）直流电动机的:额定功率 N N N N I U P η= A U P I N N N N 83.131862 .022010253 =??== η （2） KW P P N N N 29862 .025 1== = η 1 . 2 一台直流发电机的数据为:额定功率N P =12 kW ,额定电压 N U =230 V ,额定转速 N n =1 450 r /min,额定效率N η=83 .5 %。试求: ( 1 )额定电流N I ;
( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。 解：（1）直流发电机的:额定功率 N N N I U P = A U P I N N N 17.52230 10123=?== （2）KW P P N N N 37.14835 .012 1== = η 1 . 3 一台直流电机,已知极对数p= 2 ,槽数Z 和换向片数K 均等于22 ,采用单叠绕组。 ( 1 )计算绕组各节距; ( 2 )求并联支路数。 解：（1）第一节距 54 242221=-=±= εp Z y ,为短距绕组。 单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1,即1==K y y 第二节距41512=-=-=y y y (2) 并联支路数等于磁极数,为4。 1 . 4 一台直流电机的数据为:极数 2 p=4 ,元件数S=120 ,每个元件的电阻为0 . 2 Ω。当转速为1 000 r /min 时,每个元件的平均
电机与拖动基础课后答案第版许建国
第一章 1 . 2 一台直流发电机的数据为:额定功率N P =12 kW ,额定电压N U =230 V ,额定转速 N n =1 450 r /min,额定效率N η=83 .5 %。试求: ( 1 )额定电流N I ; ( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。 解：（1）直流发电机的:额定功率 N N N I U P = A U P I N N N 17.52230 10123=?== （2）KW P P N N N 37.14835 .012 1== = η 1 . 3 一台直流电机,已知极对数p= 2 ,槽数Z 和换向片数K 均等于22 ,采用单叠绕组。 ( 1 )计算绕组各节距;
( 2 )求并联支路数。 解：（1）第一节距 54 242221=-=±= εp Z y ,为短距绕组。 单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1,即1==K y y 第二节距41512=-=-=y y y (2) 并联支路数等于磁极数,为4。 1 . 4 一台直流电机的数据为:极数 2 p=4 ,元件数S=120 ,每个元件的电阻为0 . 2 Ω。当转速为1 000 r /min 时,每个元件的平均感应电动势为10 V ,问当电枢绕组为单叠或单波绕组时,电刷间的电动势和电阻各为多少 解：当电枢绕组为单叠绕组时, 绕组并联支路数等于磁极数,为4,每一条支路串联的元件数为30, 换向器上放置4个电刷,假设一个电刷短路一个元件, 每一条支路有一个元件被短路,则电刷间的电动势为 a E =29?10=290V ; 每一条支路的电阻为 Ω=?=8.52.029R ,4条并联支路的电阻,即电刷间的电阻为 Ω=== 45.14 8 .54R R a
电机与拖动练习题
电机与拖动练习题 1、他励直流电动机采用电枢电压反接制动迅速停车，位能性负载，当n=0时不断开电源，电机最后稳定运行在回馈制动状态。 A. 正确 B. 错误 正确：【A】 2、三相绕线式异步电动机反接制动时机械功率。 A. 正确 B. 错误 正确：【A】 3、只要电磁转矩等于负载转矩，电力拖动系统就能在某一转速下平衡稳定的运行。 A. 正确 B. 错误 正确：【B】 4、他励直流发电机的效率一直随着负载电流的增大而增大。 A. 正确 B. 错误 正确：【B】 5、直流发电机电刷位于几何中心线上，若磁路不饱和，这时仅产生交轴电枢反应。 A. 正确 B. 错误 正确：【A】 6、在三相异步交流电动机中，如果将绕组三出线头中任二个接头换接一下，电机将反方向旋转。 A. 正确 B. 错误
7、降低电源电压调速的他励直流电动机带额定恒转矩负载稳态运行时，不论转矩高低，电枢电流。 A. 正确 B. 错误 正确：【A】 8、由变压器一相电动势表达式可知，相量落后于相量90。 A. 正确 B. 错误 正确：【A】 9、若要改变异步电动机的转向，可以改变定子绕组中三相电流的相序来实现。 A. 正确 B. 错误 正确：【A】 10、单相变压器原/副绕组的标志方式不仅与绕组的绕制方式有关，还与绕组的首端A（a）和尾端X()有关。 A. 正确 B. 错误 正确：【B】 11、直流电机实质上是一台带有换向器的交流电机。 A. 正确 B. 错误 正确：【A】 12、直流电动机反接制动过程的机械特性一定是一条过原点的直线。 A. 正确 B. 错误
13、直流发电机电枢导体感应电动势和电流都是直流电。 A. 正确 B. 错误 正确：【B】 14、若将变压器副边绕组向原边折算，则折算前后电流关系为。 A. 正确 B. 错误 正确：【B】 15、自耦变压器的绕组容量是变压器容量的。 A. 正确 B. 错误 正确：【B】 16、改变并励直流电动机电源的极性，电动机旋转方向反向。 A. 正确 B. 错误 正确：【B】 17、采用电动机惯例的一台他励直流电动机则电动机运行于倒拉反转状态。 A. 正确 B. 错误 正确：【A】 18、额定电压为的单相变压器，短路阻抗，负载阻抗为,从一次侧看进去总阻抗大小为。 A. 正确 B. 错误 正确：【A】 19、三相异步电动机在轻载运行时，适当的降低电源电压，可以起到
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 =7.5kW ，U N =110V ，I N =79.84A ，n N =1500r/min ，电枢回路电阻R a =0.1014Ω，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0.8T N ，转速为（—800）r/min ，电枢回路应串入多大电阻？ 解：（1）0.068N a N e N N U R I C n -Φ== （2）N T 不变时，em T 不变，即T N N T a C I C I Φ=Φ （3）不计空载转矩时，em L T T =，故： 解得： 2.69B R =Ω 第五部分 异步电动机 一、填空题： 1、当s 在_______范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为_______；在_______范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为_______。（0～１；反电动势；－∞～０；制动转矩）
第五章电机与拖动基础课后习题答案全解 第二版 徐建华
第五章 5 . 1 什么是直流伺服电机的电枢控制方式?什么是磁场控制方式? 答: 将直流伺服电机的电枢绕组接控制电压,励磁绕组接恒定电压的控制方式称为电枢控 制方式;将励磁绕组接控制电压, 电枢绕组接恒定电压的控制方式称为磁场控制方式。 5 . 2 为什么直流伺服电机常采用电枢控制方式而不采用磁场控制方式? 答: 直流伺服电机采用电枢控制方式时, 控制电压加在电枢绕组上, 励磁绕组接恒定电压, 控制精度高,线性度好; 采用磁场控制方式时, 电枢绕组接恒定电压, 控制电压加在励磁绕组 上,由于磁路的非线性, 控制精度较差,性能较差,所以直流伺服电机常采用电枢控制方式而不 采用磁场控制方式 5 . 3 直流伺服电机采用电枢控制方式时,始动电压是多少?与负载大小有什么关系? 答: 直流伺服电机采用电枢控制方式时,始动电压 0C U = T C RT ,与负载大小成正比。 5 . 4 常有哪些控制方式可以对交流伺服电机的转速进行控制? 答: 或通过改变控制电压的幅值,或改变控制电压的相位,或同时改变控制电压的幅值和相 位,都可以对交流伺服电机的转速进行控制,所以常有幅值控制、相位控制和幅值—相位控制 等三种控制方式对交流伺服电机的转速进行控制。 5 . 5 何谓交流伺服电机的自转现象?怎样消除自转现象?直流伺服电机有自转现象吗? 答: 转动中的交流伺服电机在控制电压为零时继续转动而不停止转动的现象,称为交流伺 服电机的自转现象。增加交流伺服电机的转子电阻可以消除自转现象。直流伺服电机没有自
转现象。 5 . 6 幅值控制和相位控制的交流伺服电机,什么条件下电机气隙磁动势为圆形旋转磁 动势? 答: 当控制电压C U 与励磁电压f U 大小相等、相位差为090时, 幅值控制和相位控制的交 流伺服电机,其气隙磁动势为圆形旋转磁动势。 5 . 7 为什么交流伺服电机常采用幅值-相位控制方式? 答: 幅值-相位控制方式只需要电容器和电位器,不需要复杂的移相装置, 控制设备简单;而 幅值控制方式或者相位控制方式都需要移相装置,所以交流伺服电机常采用幅值-相位控制 方式。 5 . 8 为什么直流测速发电机的转速不宜超过规定的最高转速?为什么所接负载电阻不 宜低于规定值? 答: 直流测速发电机的转速愈高,感应电动势就愈大,当负载不变时,电枢电流也愈大, 电枢 反应的去磁作用就愈强,输出的端电压下降愈多,误差愈大。负载电阻愈小, 电枢电流也就 愈大, 电枢反应的去磁作用就愈强, 误差愈大。所以直流测速发电机的转速不宜超过规定
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*21450321========= ππ （2） 电动机输出功率：W P P L 6.52129 .0*9.0*9.038003212===ηηη （3） 系统总飞轮转矩： 22222222 322212 22212212 22.55.425.03.05.05.32*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*20002/3213213212====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=--
电机与拖动考试习题
绪论 1、电机是_________________________的电力机械设备。（根据电磁感应原理实现机电能量转换） 2、电机可分为______、______、______、______四类。（变压器、直流电机、交流电机、控制电机） 3、电力拖动装置一般由________、_______、_________、__________和________等基本环节所组成。（电动机、传动机构、生产机械、控制设备、电源） 第一章直流电机 （一）填空题： 1、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当_______时为发电机状态。（E a〈U；E a〉U） 2、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式，若要产生大电流，绕组常采用_______绕组。（叠绕组；波绕组；叠） 3、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。（相反；相同） 4、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（每极气隙磁通量；电枢电流） 5、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=U N、φ=ΦN，电枢回路不串电阻；n；T em） 6、直流电动机的起动方法有_____________、______________、_____________。（直接起动、电枢回路串变阻器起动、降压起动） 7、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。（理想空载转速）
8、拖动恒转矩负载进行调速时，应采_______调速方法，而拖动恒功率负载时应采 用_______调速方法。（电枢串电阻或调节电枢电压；弱磁） （二）判断题 1、一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能 得到直流电压。（）√ 2、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（）× 3、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的 转速就高。（）× 4、直流电动机的人为特性都比固有特性软。（）× 5、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。（）√ 6、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。（）√ 7、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。（）× 8、一台接在直流电源上的并励电动机，把励磁绕组的两个端头对调后，电动机就会反转。（）√ 9、直流电机中，换向极的作用是改善换向，所以只要装置换向极都能起到改善换向的作用。（）× 10、直流电动机的电磁转矩在电动状态时是驱动性质的转矩，当增大电磁转矩时，电动机的转速将会上升。（）× 11、直流电机电刷组的数目一般等于主磁极的数目。（）√
电机与拖动试题参考答案
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（） 年级专业自动化班级学号姓名 注：1、共120分钟，总分100分 2、此试卷适用自动化专业本科 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I1和I2，那么：（2） （1）I1
①电源电压；②气隙大小；③定、转子铁心材质；④定子绕组的漏阻抗。 7．三相异步电动机在运行中，把定子两相反接，则转子的转速会：② ①升高；②下降一直到停转；③②下降至零后再反向旋转；④下降到某一稳定转速。 8．三相异步电动机能画出像变压器那样的等效电路是由于：② ①它们的定子或原边电流都滞后于电源电压；②气隙磁场在定、转子或主磁通在原、副边都感应电动势；③它们都有主磁通和漏磁通；④它们都由电网取得励磁电流。 9．三相异步电动机的与固有机械特性相比，人为机械特性上的最大电磁转矩减小，临界转差率没变，则该人为机械特性是异步电动机的：（3） （1）定子串接电阻的人为机械特性；（2）转子串接电阻的人为机械特性；（3）降低电压的人为机械特性。 10．一台三相异步电动机拖动额定转矩负载运行时，若电源电压下降10%，这时电动机的电磁转矩：（1） （1）T em =T N ;(2) T em =0.81 T N ;(3) T em =0.9T N 。 二、填空题：（共20分） 1、（4分）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、（2分）三相变压器的联结组别不仅与绕组的_______和_______有关，而且还与三相绕组的_______有关。 （绕向；首末端标记；联结方式） 3.当s 在_______范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为_______；在_______范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为_______。（0～１；反电动势；－∞～０；制动转矩） 4.三相异步电动机根据转子结构不同可分为___ ____和__ _____两类。（笼型异步电动机和绕线型异步电动机） 5.一台6极三相异步电动机接于50H Z 的三相对称电源；其s=0.05，则此时转子转速为_______r/min ，定子旋转磁势相对于转子的转速为_______r/min 。（950；50） 6. 对于绕线转子三相异步电动机，如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则起动转矩_______，最大转矩_______。（增大；不变） 7. 三相异步电动机的过载能力是指______。 (N m T T /) 8. 拖动恒转矩负载运行的三相异步电动机，其转差率s 在_______范围内时，电动机都能稳定运行。 (m s 0) 9. 三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则U 1应随f 1按_______规律调节。 (正比)
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
电机及拖动课后答案
电机及拖动课后答案 1-5 解： cm /A 98H ,T 1002.0002 .0A B === = φ （1） （1） F=Hl=98A/cm′30cm=2940A; I=F/N=2940/1000=2.94A. (2) 此时，F 总=H 铁l 铁+H d d 其中：H 铁l 铁=98A/cm′29.9cm=2930.2A; H d d=d′B/m 0=0.001/(4p′10-7)=795.8A; 所以：F 总=2930.2+795.8=3726A 1-6 解：（1） ;5.199sin Z x ;1407.0200cos Z r 2005 .0100 Z 1111111Ω?Ω?Ω===?==== （2） ;66.8sin Z x ;55.010cos Z r 1010 100 Z 1221222Ω?Ω?Ω===?==== 1-7 解：每匝电势为： 匝744884 .036 N ;V 4884.00022.05044.4f 44.4e m 1== =??==φ 2-13 解：作直线运动的总质量为： Kg 63966.128022m )1m m (2m =??+++?=总 转动惯量为：2 2 2 L m kg 63964D m m J ?=?==总ρ 系统折算后总转动惯量为：2 M 2m L eq m kg 74.49J i J J 2J J ?=+++= 总负载静转矩为：Nm 127792/D g )Hq m (T 2L =??+= 折算后负载转矩为： Nm 710i T T L 'L == η 转速加速度等于：5 .95dt dv D 60i dt dn i dt dn m ===π 由运动方程的启动转矩： Nm 4.1207 5.9555.974 .49710dt dn 55.9J T T eq ' L k =?+=+ = 3-12 解：因为：n 60Np E a φ= （1）单叠：a=2；60 04.02602N 230????=； N=5750。 （2）单波：a=1；60 04.01602N 230????=； N=2875。
电机与拖动基础复习题
电机与拖动基础复习题 一、填空题 1、直流电机的基本原理是建立在电和磁相互作用的基础上，同一台直流电机既可以作为电动机运行，又能作为发电机运行的原理，称为电机的可逆原理。 2、发电机是将机械能转变为电能，而电动机是将电能转变为机械能， 3、换向器的作用，是发电机中，能使线圈中的交变电动势转换成电刷间的直流电动势；在电动机中，将外面通入电刷的直流电流转换成电枢线圈中所需的交变电流。 4、在直流电机中，电磁转矩是由电枢电流与气隙磁场相互作用产生的电磁力所形成的；其大小正比于每极磁通和电枢电流；方向由主磁场方向和电枢电流方向决定，只要改变其中的一个方向，电磁转矩的方向将随之改变，而两个方向同时改变时，则电磁转矩方向不变。 7、直流电动机按励磁方式可分为：他励、并励、串励和复励四种。 8、电力拖动系统一般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控制设备以及电源组成。 9、电动机从空载到额定负载时，转速下降不多，称为硬机械特性；转速下降较多，称为软机械特性。 10、无论直流发电机或直流电动机在工作时，电枢都有电动势和电流，把这两个量的乘积叫做电磁功率。 11、当直流电动机的动转矩（T-T L）等于零时，系统处于恒转速运行的稳态；动转矩大于零时，系统处于加速运动的过渡过程中；动转矩小于零时，系统处于减速运动的过度过程中。 12、异步电动机的电气制动有能耗制动、反接制动和回馈（再生）制动三种。 13、直流电动机的调速方法有电枢绕组回路串电阻调速、弱磁调速和降低电源电压调速三种方法。 14、在绕制多绕组变压器时，为了便于绕组与铁芯的绝缘，一般将高压绕组放在最外层，低压绕组或中压绕组放在内层。 15、变压器只能传递交流电能，而不能产生电能；它只能改变交流电压或电流的大小，不改变频率。 17、三相异步电动机分为鼠笼式和绕线式两种，主要由定子和转子两大部分组成，其中前者的作用是产生旋转磁场，后者的作用是带动其它机械设备旋转。 18、某三相异步电动机铭牌上标明：电压为660/1140V，接法为Y/Δ。当电源电压为660伏时，电动机应作Δ联接，为1140伏时应作Y联接。 19、电动机的转速由零上升到额定转速的过程叫做起动。电动机的直接起动电流是额定电流的4~7倍，一般将起动电流限制在2~2.5倍额定范围内。 20、只要改变磁极对数p、电源频率f、转差率s三个参数中的任一个，三相异步电动机的转速就会随着变化。 21、同步电动机的转子转速与旋转磁场的转速相同，与负载的大小无关。 22、只要调换三相电源的任何两相的相序，就可以改变旋转磁场的转向。 23、电动机在连续工作方式下，其额定功率应等于或略小于负载轴功率。 24、交流接触器中短路环的作用是减少其吸合时产生的振动和噪声。 25、速度继电器主要用于电动机反接制动控制电路中，当反接制动的转速下降到接近零时能自动及时切断电源。
电机与拖动基础试题库及答案汇总
《电机与拖动基础》试题库及答案 第一部分直流电机 一、填空题： 1、并励直流发电机自励建压的条件是_______;_______;_______。(主磁路存在剩磁；并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻) 2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当_______时为发电机状态。（E a〈U；E a〉U） 3、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式，若要产生大电流，绕组常采用_______绕组。（叠绕组；波绕组；叠） 4、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。（相反；相同） 5、单迭和单波绕组，极对数均为p时，并联支路数分别是_______，_______。（2p；2） 6、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（每极气隙磁通量；电枢电流） 7、直流电机电枢反应的定义是_______，当电刷在几何中线时，电动机产生_______性质的电枢反应，其结果使_______和_______，物理中性线朝_______方向偏移。（电枢磁动势对励磁磁动势的作用；交磁；气隙磁场产生畸变；对主磁场起附加去磁作用） 二、判断题 1、一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。（）（F） 2、一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。（）（T） 3、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（F） 4、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。（）（F） 三、选择题 1、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）中。（1） （1）电枢绕组；（2）励磁绕组；（3）电枢绕组和励磁绕组 2、直流发电机电刷在几何中线上，如果磁路不饱和，这时电械反应是（）（3） （1）去磁；（2）助磁；（3）不去磁也不助磁。 3、如果并励直流发电机的转速上升20%，则空载时发电机的端电压U0升高（）。（2） （1）20%；（2）大于20%；（3）小于20%。 四、简答题 1、直流发电机的励磁方式有哪几种？ （他励；自励（包括并励，串励和复励）） 2、如何确定换向极的极性，换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联？ （使换向极产生的磁通与电枢反应磁通方向相反。对于直流发电机而言，换向极性和电枢要进入的主磁极性相同；而对于直流电动机，则换向极极性和电枢要进入的主磁极极性相反。
3版胡幸鸣《电机及拖动基础》思考题与习题解答
《电机及拖动基础》（3版） 浙江机电职业技术学院胡幸鸣主编 思考题与习题 解答
第一章 直流电机 1-1 在直流电机中，电刷之间的电动势与电枢绕组某一根导体中的感应电动势有何不同？ 解：前者是方向不变的直流电动势，后者是交变电动势；前者由多个电枢元件（线圈）串联而成，电动势相对后者的绝对值要大。 1-2 如果将电枢绕组装在定子上，磁极装在转子上，则换向器和电刷应怎样放置，才能作直流电机运行？ 解：换向器放置在定子上，电刷放置在转子上，才能作直流电机运行 1-3 直流发电机和直流电动机中的电磁转矩T 有何区别？它们是怎样产生的？而直流发电机和直流电动机中的电枢电动势，a E 又有何区别？它们又是怎样产生的？ 解：直流发电机的电磁转矩T 是制动性质的，直流电动机的电磁转矩T 是驱（拖）动性质的，它们都是由载流导体在磁场中受到的电磁力，形成了电磁转矩；直流发电机的电枢电动势E a 大于电枢端电压U ，直流电动机的电枢电动势E a 小于电枢端电压U ，电枢电动势E a 都是运动导体切割磁场感应产生的。 1-4 直流电机有哪些主要部件？各起什么作用？ 解：直流电机的主要部件有定子：主磁极（产生主极磁场）、机座（机械支撑和导磁作用）、换向极（改善换向）、电刷（导入或导出电量）；转子：电枢铁心（磁路的一部分，外圆槽中安放电枢绕组）、电枢绕组（感应电动势，流过电流，产生电磁转矩，实现机电能量转换）、换向器（与电刷一起，整流或逆变） 1-5 直流电机里的换向器在发电机和电动机中各起什么作用？ 解：换向器与电刷滑动接触，在直流发电机中起整流作用，即把线圈（元件）内的交变电整流成为电刷间方向不变的直流电。在直流电动机中起逆变作用，即把电刷间的直流电逆变成线圈（元件）内的交变电，以保证电动机能向同一个方向旋转。 1-6 一台直流发电机，m in,/1450,230,145r n V U kW P N N N ==-求该发电机额定电流。 解： A U P I N N N 43.630230 101453 =?== 1-7 一台型直流发电机，m in,/1500%,90,220,160r n V U kW P N N N N ===-η求该额定电流是多少？ 解： A U P I N N N N 08.8089 .022*******=??== η
第九章电机与拖动基础课后习题答案全解 第二版 徐建华
第九章 9 . 1 什么是风能密度? 风能密度与风速有什么关系? 答: 风能密度是指空气在单位时间里流过单位面积时产生的动能。风能密度与风速的三次方成正比。 9 . 2 如何用直接计算法求得一个地区一年的平均风能密度? 答: 将一地一年中每天24小时逐时实测到的风速，按一定的风速间距分成若干个等级风速, 然后将各等级风速在该年出现的累计小时数，分别乘以相应风速下的风能密度，相加求和之后再除以一年的总时数，就可求得一年平均风能密度。 9 . 3 风力机通过叶片吸收风能的原理是什么? 答: 风力机的叶片具有特殊的形状和结构:叶片的上翼面向上弯曲成为凸面；下翼面凹进去成为凹面。当空气流经上翼面时会加速，压力降低；流经下翼面时会减速，压力升高，上下翼面的压力差在叶片上产生了由凹面指向凸面的气动合力, 合力中垂直向上的分力能驱动叶片旋转做功，带动风力机的主轴旋转，将风能转换为机械能。 9 . 4 风力发电机采用哪些措施来提高风能系数?
答: 在风力发电机上安装调向装置和调速器能提高风力发电机的风能系数。调向装置能使风 力机的风轮自动跟踪风向的变化,并始终对准风向,使风力机尽可能多地吸收风能; 调速器能 根据风速的变化自动调节风力发电机的转速,既能提高风力发电机的风能系数,又能使风力发 电机安全运行。 9 . 5 尾舵调向装置为什么能自动跟踪风向的变化? 答: 尾舵调向装置是在风力机的尾部装上一个尾舵, 风力机通过轴承安装在机座上,可以转 动,风向变化时尾舵会产生转矩,使风力机的机头向风向变化的方向偏转,直至机头对准风向, 所以尾舵调向装置能自动跟踪风向的变化。 9 . 6 某地区当平均风速为10m/s 时，风能密度大约为600w/2 m ,试求当平均风速为18m/s 时，风能密度为多少? 解: 风能密度与风速的三次方成正比, 风速为18m/s 时的风能密度为 600310 18）（ =3499 w/2m 9 . 7 为什么风力发电机要安装增速箱? 答: 风力发电机中风轮的转速比较低,而发电机的转速比较高,所以要安装增速箱,将风轮的低
电机及拖动 第二章习题答案
第二章 直流电动机的电力拖动 2.1 答：由电动机作为原动机来拖动生产机械的系统为电力拖动系 统。一般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控制设备及电源几部分组成。电力拖动系统到处可见，例如金属切削机床、桥式起动机、电气机车、通风机、洗衣机、电风扇等。 2.5 答：电动机的理想空载转速是指电枢电流I a =0时的转速， 即 。实际上若I a =0，电动机的电磁转矩T em =0，这 时电动机根本转不起来，因为即使电动机轴上不带任何负载,电机本身也存在一定的机械摩擦等阻力转矩（空载转矩）。要使电动机本身转动起来，必须提供一定的电枢电流I a0（称为空载电流），以产生一定的电磁转矩来克服这些机械摩擦等阻力转矩。由于电动机本身的空载摩擦阻力转矩很小，克服它所需要的电枢电流I a0及电磁转矩T 0很小，此所对应的转速略低于理想空载转速，这就是实际空载转速。实际空载转速为简单地说，I a =0是理想空载，对应的转速n 0称为理想空载转速；是I a = I a0实际空载，对应的转速n 0’的称为实 际空载转速，实际空载转速略低于理想空载转速。 Φ=N e N C U n 0T C C R C U I C R C U n N T e a N e N a N e a N e N 0 200ΦΦΦΦ-=-='
2.7答：固有机械特性与额定负载转矩特性的交点为额定工作点，额 定工作点对应的转矩为额定转矩，对应的转速为额定转速。理想空载转速与额定转速之差称为额定转速降，即： 2.8 答：电力拖动系统稳定运行的条件有两个，一是电动机的机械 特性与负载的转矩特性必须有交点；二是在交点（T em =T L ）处， 满足 ，或者说，在交点以上（转速增加时）,T em