电机及拖动习题
本章习题
一、填空题
1.一台直流发电机定子上装设主磁极，转子上安放电枢绕组，则电机运行时，电枢绕组中感应的是( )电动势，经过电刷和换向器的( )作用，使正负电刷间获得的感应电动势成为( )电动势。
2.直流电机电枢反应是指( )。
3.为了使直流发电机正负电刷间的感应电动势最大，电刷应放置在( )，此位置正好与( )相对应。
4.直流电机电磁转矩的数学表达式为( )，对于直流电动机，电磁转矩的性质为( )。
5.直流电机的主磁路包括( )五部分。
6.与直流电机结构类同，当电枢固定，电刷和磁极同时同速旋转，则两电刷间的电动势是( )。
7.直流电机的转子主要由（ ）等部分组成。 8.直流电机定子的主要部件包括（ ）。 9.主磁级的主要主要作用是（ ），换向磁级的主要作用是（ ）。
10.一台直流电机的磁极对数为2，则该机绕成单迭绕组时，其并联支路对数为( )。绕成单波绕组时，其并联支路对数是( )。
11.直流电机的电磁转矩是由( )和( )共同作用产生的。
12.当直流电机运行为电动机状态时，电磁转矩性质为( )，因它的方向与( )相同。电动势的性质为( )，因它的方向与( )方向相反。 13.改变直流电动机转向的方法有( )和( )两种。 14.选定电动机转速n 的方向为正，若电磁转矩
>em T ，则
em
T 的方向与n 的方向（ ），
若负载转矩0>L T ，则L T 的方向与n 的方向（ ）。 15.选定电动机转速n 的方向为正，若电磁转矩
em T 的方向与n 的方向（ ）， 若负载转矩0 16.他励直流电动机的调速方法有电枢串电阻调速、（ ）调速和（ ）调速。 17.他励直流电动机的电磁制动方法有：能耗制动、（ ）制动和（ ）制动。 18.直流电动机全压起动时，起动电流（ ），为了（ ），可以采用降压起动方法。 二、选择题 1.直流发电机电刷在几何中性线上，如果磁路不饱和，这时的电枢反应是（ ）。 A 去磁 B 助磁 C 不去磁也不助磁 2.直流电机公式n C E e a φ= 和I C T a T e φ=中的磁通是指（ ）。 A 空载时每极磁通 B 负载时每极磁通 C 负载时所有磁极的磁通总和 3.直流电动机机电刷在几何中性线上，如果磁路已饱和，这时的电枢反应是（）。 A 有助磁作用而无去磁作用 B 有去磁作用而无助磁作用 C 有去磁和助磁作用 D 无去磁和助磁作用 4.直流电机电枢绕组内的电流是（）。 A 交流 B 直流 C 脉动直流 D 零 5.直流电动机电动势和电磁转矩的性质分别为（）。 A 电源电动势、驱动转矩 B 电源电动势、制动转矩 C 反电动势、驱动转矩 D 反电动势、制动转矩 6.一台直流电动机，若电刷逆电枢转向偏离几何中性线，则（）。 A 转速会升高 B 转速会降低 C 转速不变 7.一台直流电动机，若电刷顺电枢转向偏离几何中性线，则（）。 A 转速会升高； B 转速会降低； C 转速不变 8.要改变并励直流电动机的转向，可以（）。 A 增大励磁 B 减小励磁 C 改接电枢绕组 9.如果并励直流发电机的转速升高20%，则空载时发电机的端电压将（）。 A 升高20% B 升高大于20% C 升高小于20% D 不变 10.当他励直流电动机串入相同的制动电阻时，反接制动与能耗制动的初始制动电流之比约等于（）。 A 1/2 B 1 C 2 D 3 11.他励直流电动机进行能耗制动时，要在电枢回路串入适当的电阻，其目的是为了（）。 A 产生适当的制动转矩 B 防止电动机因制动而产生振荡 C 消耗能量 D 限制过大的电枢电流 12.他励直流电机处于电动机运行状态时，有下列关系（ ）。 A em T 与n 同方向，L T 与n 反方向，吸收机械能，输出电能 B em T 与n 同方向，L T 与n 反方向，吸收电能，输出机械能 C em T 与n 反方向，L T 与n 同方向，吸收电能，输出机械能 D em T 与n 反方向，L T 与n 同方向，吸收机械能，输出电能 13.电力拖动系统运动方程式中的GD 2 反映了（ ）。 A 旋转体的重量和直径平方的乘积，它没有任何物理意义 B 系统机械惯性的一个整体物理量 C 系统储能的大小，它不是一个整体物理量 D 以上三种都对 三、判断题 1.直流发电机电刷在几何中性线上，如磁路不饱和，其电枢反应是去磁的。（ ） 2.换向元件的两边恰在几何中性线处，全部主磁通都与换向元件相链，此时主磁通不会在换向元件中产生电动势。（ ） 3.电刷偏离几何中性线β角后，直流电动机在正转或反转时，转速是相等的。（ ） 4.如果并励直流发电机的转速上升10%，则空载时发电机的端电压也升高10%。（ ） 5.一台接到直流电压上运行的直流电动机，换向情况是良好的。如果改变电枢两端的极性来改变转向，换向极线圈不改接，则换向情况变坏。（ ） 6. 一台并励直流电动机，若把电源极性接反，则电动机就反转。（ ） 7 .在运行中，如果并励直流电动机的励磁回路突然断开，会产生飞车现象。（ ） 8.他励直流电动机采用电源反接制动，当转速降为零时，应断开电源，否则电动机将反转。（ ） 9.他励直流电动机能耗制动时，电枢回路串入的电阻越大，则制动转矩越大。（ ） 10.在电力拖动系统中，电磁转矩与转速的方向总是相同的。（ ） 四、简答题 1.直流电动机正常运行时的电流取决于什么？起动时的电流又取决于什么？ 2.直流发电机和直流电动机的电磁转矩在性质上有何区别，它们是怎样产生的？ 3.直流电机改善换向常采用哪些措施？ 4.并励直流发电机自励建压的条件有哪些？ 5.试述直流发电机电刷位于几何中性线时电枢反应的性质和影响。 6.直流电动机为什么不能直接起动？如果直接起动会出现什么后果？ 7.分别叙述电机处于：电动运行、能耗制动、反接制动、回馈制动等四种运行状态下的能量关系。 8.如何使他励直流电动机反转？简述其原理。 五、计算题 1.一台并励直流电动机的铭牌数据为：额定电压UN=220V，额定电枢电流IaN=75A，额定转速nN=1000r/min，电枢回路电阻Ra=0.26Ω（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻Rf=91 Ω。额定负载时电枢铁损耗Pfe=600W，机械损耗Pmec= 1989W，求： （1）电动机在额定负载运行时的输出转矩； （2）额定效率 2.一台直流发电机的额定容量PN=17kW，额定电压UN=230V，额定转速nN=1500r/min，极对数p=2，电枢总导体数N=468，连成单波绕组，气隙每极磁通φ=1.03×10-2Wb，求： （1）额定电流； （2）电枢电动势。 3.一台直流电动机的极对数p=3，连成单叠绕组，电枢绕组总导体数N=398，气隙每极磁通Φ=2.1×10-2Wb，设电枢电流Ia=10A，磁通Φ保持不变，问其电磁转矩为多大？如果把此电枢绕组由单叠绕组改为单波绕组，并保持电枢电流不变，问这种情况下的电磁转矩又为多大？ 4.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。 本章习题 一、填空题 1.变压器是一种静止的电器，它不仅可以改变（）的大小，而且可以改变（）的大小，还可以改变（）的大小。 2.油浸电力变压器中变压器油的作用是（）和（）。 3.变压器电源电压、原绕组匝数和频率不变时，当铁心截面减少时，主磁通Φm（），铁损P Fe（）。 4.变压器负载为纯电阻性时，输出功率全部为（）功率，输入功率主要为（）功率，也有小部分（）功率。 5.变压器等效电路中的Xm是对应于（）的电抗，Rm是表示（）电阻。 6.变压器铁心导磁性能越好，其励磁电抗（），励磁电流（）。 7.一台接到电源频率固定的变压器，在忽略漏抗压降条件下，其主磁通的大小决定于（）的大小，而与磁路的（）基本无关，其主磁通与励磁电流成（）关系。 8.三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。 二、选择题 1.变压器空载损耗：（） A 全部为铜损耗 B 全部为铁损耗 C 主要为铜损耗 D 主要为铁损耗 2.变压器中，不考虑漏阻抗压降和饱和的影响，若原边电压不变，铁心不变，而将原边匝数增加，则励磁电流（） A 增加 B 减少 C 不变 D 基本不变 3.变压器带阻容性负载运行时，二次侧电压和空载时相比（设空载和负载时变压器原边均外 加额定电压）。（） A 一定升高 B 一定降低 C 不变 D 可能升高可能降低 4.一台变压器一次侧接在额定电压的电源上，当二次侧带纯电阻负载时，则从一次侧输入的功率：（） A 只包含有功功率 B 只包含无功功率 C 既有有功功率，又有无功功率 D 为零 三、判断题 1.变压器副边额定电压是指原边加额定电压，副边带额定负载时的端电压。（） 2.变压器其它条件不变情况下，频率增加将导致主磁通减小，励磁电抗增大。（） 3.变压器漏抗是个常数，它不随电源电压和频率的变化而变化。（） 4.变压器在额定负载时效率最高。（） 5.变压器漏抗是个常数，而其励磁电抗却随磁路的饱和而减少。（） 6.一台变压器一次侧电压U1不变，二次侧接电阻性负载或接电感性负载，如负载电流相等，则两种情况下，二次侧电压也相等。（） 7.一台单相变压器SN=2KVA，U1N/U2N=220/110V，今在高压侧外加2.2V直流电压，根据变比关系，则低压侧的电压应为1.1V。（） 8.变压器一次侧外加额定电压不变条件下，二次侧电流增大，导致一次侧电流也增大，因此变压器的主磁通也增大。（） 9.由于变压器一、二次侧电流与相应绕组的匝数成反比，则二次电流为零时，一次电流也为零。（） 10.变压器其它条件不变，而一次绕组匝数增加时，主磁通减小，磁阻减小，因而励磁电抗Xm增加。（） 11.变压器从空载到满载其铁心损耗基本不变，而铜损耗随负载电流的平方成正比变化。（） 12.在额定电压下，变压器满载时铁损与空载时铁损相等（忽略原边漏抗压降的影响）。（） 13.联接组别不同的两台变压器绝对禁止并联运行。（） 四、简答题 1.一台380/220V的单相变压器，如不慎将380V加在低压绕组上，会产生什么现象？ 五、计算题 1.某三相变压器容量为500kV·A，Y，yn联结，电压为6300/400V，现将电源电压由6300V 改为10000V，如保持低压绕组匝数每相40匝不变，试求原来高压绕组匝数及新的高压绕组匝数。 2.有三台参数相同的单相变压器，参数为SN=1kV·A，U1N/U2N=220/110V，将它们接成一台Y，d11接线的三相组式变压器，试求该三相组式变压器的额定容量SN、额定电压U1N、U2N 和额定电流I1N、I2N的值。 本章习题 一、填空题 1.一笼型转子异步电动机，额定频率fN=50HZ, 额定转速nN为1470r/min，其极数2p为（）极，转差率S为（）。 2.三相异步电动机根据转子结构不同可分为（）和（）两大类。 3.异步电机等效电路中 ' 2 1 R s s 是代表（）的等值电阻。 4.异步电机“异步”的含义是（），由于（）原因，故异步电动机又称为感应电动机。 5.三相异步电动机在额定运行时，其转差S一般在（）范围内。 6.当0 7.当1 8.一台相绕组能承受220V电压的三相异步电动机，铭牌上标有220/380V、Δ/Y联结法，当电源电压为380V时，则应采用（）联结。而电源电压为220V时，则应采用（）联结。 9.异步电动机的最大转矩与电压（），与转子电阻大小（）。 10.通常情况下，异步电动机在机械特性的（）段上工作是稳定的，其转差率的范围是（）。 11.只要改变电源的（）就可实现异步电动机的反接制动，此时定子磁场的转向与转子的转向（），电磁转矩为制动性质的转矩。 12.异步电动机变极调速适用于（）型转子电动机，如果变极后不改变电源相序，则电动机的转向将（）。 二、选择题 1.三相异步电动机空载时气隙磁通的大小主要取决于（） A 电源电压 B 气隙大小 C 定、转子铁心材质 D 定子绕组漏抗 2.异步电动机等效电路中的电阻 ' 2 1 R s s 上消耗的功率为（） A 轴端输出的机械功率 B 电磁功率 C 总机械功率 D 转子铜消耗 3.三相异步电动机的空载电流比同容量变压器大的原因是（） A 异步电动机是旋转的； B 异步电动机的损耗大； C 异步电动机主磁路有气隙； D 异步电动机有漏抗 4.一台三相异步电动机运行时，其转差率S=0.03，则由定子经由空气隙传递到转子的功率中，有3%是（） A 电磁功率 B 机械损耗 C 总机械功率 D 转子铜损耗 5.异步电动机定、转子磁动势的相对速度为（） A 同步速度n1 B 转差速度sn1 C 两倍同步速度2n1 D 零 6.异步电动机等效电路中的电阻R2′/S上消耗的功率为（） A 转子铜损耗 B 轴端输出的机械功率 C 总机械功率 D 电磁功率 7.三相异步电动机变转差的调速方法有（）。 A 降压调速 B 转子串电阻调速 C 串级调速 D 以上都对 8.异步电动机的电磁转矩是由主磁通和（）相互作用产生的。 A 定子电流 B 转子电流 C 定子电流有功分量 D 转子电流有功分量 9.三相异步电动机的变极调速适用于（）。 A 笼型电动机 B 绕线型电动机 C 笼型及绕线型电动机 D 以上都对 10.与固有机械特性相比，异步电动机的最大转矩和起动转矩下降，而理性空载转速和临界转差率不变的人为机械特性是（）。 A 降低频率的人为特性 B 降低电压的人为特性 C 定子串电阻的人为特性 D 转子串电阻的人为特性 11.异步电动机的机械特性是指（）。 A 转速与电磁转矩的关系 B 转矩转差曲线 C 电磁转矩的参数表达式 D 以上都对 三、判断题 1.三相异步电动机转子不动时，转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同。（ ） 2.改变电流相序，可以改变三相旋转磁动势的转向。（ ） 3.不管转子旋转还是静止，异步电动机定子旋转磁动势和转子磁动势之间都是相对静止的。（ ） 4.要改变三相异步电动机的转向。只要任意对调三相电源线中的两相即可。（ ） 5.异步电机等效电路中，' 2 1R s s -是对应总机械功率的等值电阻，该电阻值的大小与电机所 带的负载大小有关，不能用电感或电容来代替。（ ） 6.三相异步电动机的电磁转矩是由主磁通和转子有功电流相互作用产生的。（ ） 7.三相异步电动机最大转矩、起动转矩和额定转矩都与电压的平方成正比，当电动机额定运行时，若出现电压下降的情况，则最大转矩、起动转矩和额定转矩都随电压按平方关系下降。（ ） 8.只要三相异步电动机的最大转矩不变，则临界转差率就不会变化。（ ） 9.改变电源的相序，即可改变三相异步电动机的转向。为了在变极调速的同时又改变电动机的转向，则在变极以后应同时改变电源的相序。（ ） 10.绕线转子异步电动机采用串级调速时，转子回路的全部电功率都回馈到了电网。（ ） 11.采用自耦变压器降压起动时，异步电动机的起动电流和电网供给的起动电流下降的倍数相同。（ ） 12.异步电动机的变频调速就是指仅改变电源频率进行调速的方法。（ ） 13.Y-Δ降压起动方法适用于所有笼型异步电动机。（ ） 14.三相异步电动机的负载越大，则起动转矩就越大。（ ） 四、简答题 1.异步电动机等效电路中的附加电阻2 1R s s -的物理意义是什么？ 2.三相笼型异步电动机为什么能旋转？异步电动机负载增加时，其转差率S 如何变化？为什么？ 五、计算题 1.已知一台三相异步电动机定子输入功率为60kW，定子铜损耗为600W，铁损耗为400W，转差率为0.03，试求电磁功率Pem、总机械功率PMEC和转子铜损耗PCu2。 2.一台三相四极50Hz异步电动机，PN =10KW，UN =380V，IN=20A，定子绕组△联结。额定运行时的损耗为PCu1=557W，PCu2=314W，PFe=276W，Pmec=77W，Pad=200W。试求：（1）额定转速nN；（2）额定运行时的电磁转矩、输出转矩和空载转矩。 3.一台三相异步电动机，额定功率PN=10KW，额定频率fN=50HZ，极数2P=6极，额定转数nN=960r/min。额定情况下，机械损耗Pmec和附加损耗Pad之和为输出功率的2%。试求额定情况下：（1）电磁功率（2）转子铜损耗；（3）电磁转矩。 4.有一台四极异步电动机，PN=10kW、UN=380V，?=50Hz，转子铜损耗PCu2=314W，附加损耗Pad=102W，机械损耗Pmec=175W，求电动机的额定转速及额定电磁转矩。 第一章 一、填空题 1.交流、整流、直流 2. 电枢磁场对励磁磁场的作用 3. 几何中性线上、主磁极中心线 4.Tem=CTΦIa、驱动转矩 5.气隙、电枢齿、电枢铁轭、主磁极和定子铁轭等 6.直流电 7.电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和轴承 8.主磁极、机座、换向磁极、电刷装置和端盖等 9.产生主磁场、改善换向 10.2对、1对 11.每极气隙磁场、电枢电流 12. 驱动转矩、转子转向、反电动势、电枢电流 13. 改变励磁电流方向、改变电枢电流方向 14. 相同、相反 15. 相反、相同 16. 降压、弱磁 17. 反接、回馈 18. 很大、限制起动电流 二、选择题 1.C 2.B 3.B 4.A 5.C 6.A 7.B 8.C 9.B 10.C 11.D 12.B 13.B 三、判断题 1.× 2.√ 3. × 4.× 5.× 6.√ 7.√ 8.√ 9.× 10.× 四、简答题 1. 正常运行时 Φ ≈ Φ = -= T T em a a a C T C T R E U I 2 Ia 取决于负载(T2)大小 起动时：n=0, =Φ=n C E e a a a a st R U R E U I = -= 起动电流取决于电源电压和电枢回路电阻 2. 对于直流发电机而言，电磁转矩为制动转矩，与转子转向相反；而对于直流电动机而言，电磁转矩为驱动性质，与转子转向相同。 电磁转矩是由电枢电流和每极气隙磁通共同作用产生的。 3. （1）选用合适的电刷，增加电刷与换向片之间的接触电阻； （2）在几何中性线处装设换向磁极。 4. （1）电机的主磁路要有剩磁； （2）并联在电枢绕组两端的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的磁通与剩磁磁通方向相同； （3）励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。 5.电刷位于几何中性线时电枢反应的性质为交轴电枢反应。其结果使气隙磁场发生畸变和每极磁通被削弱，物理中性线顺电枢旋转方向偏移α角。 6. 因为直流电动机电枢电阻a R 很小，起动瞬间转速为零，电枢电动势 a E 为零，所以直接 起动电流 a st R U I /=很大，通常可达额定电流的10~20倍。这将引起电网电压下降，影响 电网上其他用户的正常用电，而且电动机的换向严重恶化，甚至会烧毁电动机。所以直流电动机不能直接起动。 7.电动运行：从电网吸收电能，从轴上输出机械能，即将电能转换成机械能。 能耗制动：将电动机的惯性机械能转换成电能，消耗在电枢回路电阻上。 反接制动：从电网吸收电能，从轴上输入机械能并转换成电能，这两部分能量都消耗在电枢回路电阻上。 回馈制动：从轴上输入机械能并转换成电能回馈到电网。 8. 要改变直流电动机的转向就是要改变电磁转矩的方向。电磁转矩是由电枢电流与气隙磁场相互作用产生的，因此改变电枢电流或气隙磁场的方向就可以改变电动机的转向。对他励 电动机，可将电枢绕组的两个接线端对调或将励磁绕组的两个接线端对调，但两者不能同时改变。 五、计算题 1. 解：（1）额定负载时电枢电动势： ()V V U I R E aN a a 5.200752 6.0220=?-=- = 因为额定负载时电磁功率： W W I E P aN a em 5.15037755.200=?== 所以额定负载时输出功率： () ()W W P P P P P P mec Fe em em 5.1244825895.150370 2 =-=+-= - = 所以额定负载时输出转矩为： 2 2 12448.5118.9310002/60 N N m N m n P T π= = ?=?Ω ? 励磁电流 因为 A A R U I f N fN 42.291 220== = 所以输入功率： ()()KW KW I I U P fN aN N 03.1742.2752201 =+?=+ = 所以额定效率： % 7373.003.1745.121 2 ==== P P η 2. 解：（1）额定电流 3 1773.91230 10N N N A P I U ?= = = （2）电枢电动势 2 2468 1.03150024160601 10 a e N N pN V a C n n E -?= Φ=Φ= ???=? 3. 解：（1）电枢绕组为单叠绕组 a=3 2 3398 2.11013.3122 3.143 10 em a a T pN N m a C T I I π-?= Φ= Φ= ???=??? （2）电枢绕组为单波绕组 a=1 2 3398 2.11039.9322 3.141 10 em a a T pN N m a C T I I π-?= Φ= Φ= ???=??? 4. 解（1） 2200.1158.5 0.204(/m in) 1000 a N N N e N V r U R I C n - -?= = =Φ Φ Φ -= - = N e N a N N e N a N C I R U C I R U n 8.0min /1016204 .05 .1581.08.0220r =??-= （2） ()()min /830204 .05 .1583.01.08.02208.0r n N e N S a N C I R R U =?+?-= +-= Φ （3）降压瞬间n 不突变，Ea 不突变，电流突变为： 1880.2041016 1930.1 N a e a a a U n U A C E I R R -- -?= = = =-Φ 稳态后电流Ia 恢复到原来值（0.8IN ），稳态后转速为： 1880.80.1158.5 859/min 0.204 a a N e U n r R I C - -??= = =Φ （4）根据 I C I C T a T a N T em 'ΦΦ'= = 得 A I I I I N N N N a N a 5.1588.08.0== = Φ' = Φ ΦΦ ' 2200.1158.51251/m in 0.80.204 a a N e n r U R I C - -?= = ='Φ?' 第四章 一、填空题 1. 电压、电流、阻抗 2.绝缘、散热或冷却 3. 不变、增加 4. 有功、有功、无功 5. 主磁通、铁心损耗的等效 6. 越大、越小 7. 外加电压、材质和几何尺寸、非线性 8. 绕向、首末端标记、联结方式 二、选择题 1.D 2.B 3.D 4.C 三、判断题 1.× 2.√ 3. √ 4.× 5.√ 6.× 7.× 8. × 9.× 10.√ 11. √ 12.√ 13.√ 四、简答题 1.此时一次、二次绕组电压均超过额定电压的3倍，即低压电压为380V,而高压侧电压为660V,将损坏变压器的绝缘。 五、计算题 1.解：（1）原来高压绕组的匝数 N N U U NP NP 2 1 21= 因为40 3 400 363001 N = ，所以630 1 =N 匝。 （2）新的高压绕组匝数 因为 40 3400 3100001 N ' = 所以 1000 1 =' N 匝 2. 解：S N =3×1=3kV·A U 1N =3×220=380V U 2N =110 V I 1N = S N /3×U 1N =3×103/3×380=4.56A I 2N = S N /3×U 2N =3×103/3×110=15.75A 第六章 一、填空题 1. 4、0.02 2. 笼型转子异步电动机、绕线式转子异步电动机 3. 总机械功率 4. 转子转速与定子旋转磁场的转速不同、转子电流是感应产生的 5. 0.01～0.06 6. 电动机、拖动转矩、反电动势 7. 电磁制动、制动转矩、反电动势 8. Y 、Δ 9. 的平方成正比、无关 10. 线性、0 二、选择题 1.A 2.C 3.C 4.D 5.D 6.D 7.D 8.D 9.A 10.B 11.D 三、判断题 1. √ 2.√ 3. √ 4.√ 5.√ 6.√ 7.× 8.× 9.× 10.× 11.× 12.× 13.× 14.× 四、简答题 1.此时一次、二次绕组电压均超过额定电压的3倍，即低压电压为380V,而高压侧电压为660V,将损坏变压器的绝缘。 五、计算题 1. 解：电磁功率：1 1 600.60.459em C u Fe kW P P P P = - - =--= 总机械功率：()()110.035957.23MEC em s kW P P =-=-?= 转子铜损耗：2 0.0359 1.77C u em s kW P P ==?= 2. 解：（1）额定转速nN 电磁功率： W p p p P P cu mec ad em 10591314772001000022=+++=+++= 额定转差率：03 .010591 3142≈= = em cu N P p s 同步转速： min /15002 5060601r p f n =?= = 额定转速：min /5.14552 5060) 03.01(60) 1()1(1 1r p f s n s n N N =?-=-=-= （2）额定运行时的电磁转矩、输出转矩和空载转矩 输出转矩： Nm n P T 61.655 .1455100009550 9550 22=== 空载转矩：Nm n P P T N ad mec 82.15 .1455200779550 9550 0=+=+= 电磁转矩：Nm T T T em 43.6782.161.6502=+=+= 3. 解： W p p p N mec ad 200%21010%23 =??=?=+ W p p P P ad mec N MEC 1020020010 103 =+?=++= 同步转速：min /10003 5060601r p f n =?= = 额定转差率：04 .01000 96010001 1=-= -= n n n s N W S p P N MEC em 1062504 .01102001=-= -= W P S p em N cu 4251062504.02=?== Nm n P T em em 46.1011000 106259550 9550 1 === 4. 解： 电磁功率： 2 100.1750.1020.31410.591em N mec ad Cu kW P P P P P = + + + =+++= 转差率： 0296 .0591.10341.02 === P P em Cu s 额定转速： ()()1110.029*********.5/min N n s r n =-=-= 额定电磁转矩： 310.5911067.41500260 em em N m P T π?= = =?Ω 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 《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。 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 电机拖动复习题 一、填空题（每题2分，共20分） 1. 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） 2.直流电动机的起动方法有、、。 (直接起动；降低转子端电压；转子回路串电阻) 3.直流电动机的调速有、、三种方法。 (转子串电阻调速；调压调速；弱磁调速) 4.直流发电机输出的额定功率是指。(出线端输出的电功率) 5. 单相罩极式异步电动机的转向_____ 。 (不可改变) 6.额定频率为50HZ的三相异步电动机额定转速为725r/min，该电机的极数为，同步转速为r/min，额定运行时的转差率为。 (8；750；0.03) 7.三相异步电动机的最大转矩与转子电阻。(无关) 8.绕线式异步电动机一般采用的起动方法是。(转子回路串电阻) 9.双鼠笼异步电动机按起动和运行时的情况可将上笼称为。(起动笼) 10.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) 11.当电动机的转速超过时，出现回馈制动。(理想空载转速) 12.变压器带负载运行时，若负载增大，其铁损耗将，铜损耗将（忽略漏阻抗压降的影响）。(不变；增加) 13.一个脉振磁通势可以分解为两个和相同，而相反的旋转磁通势。(幅值；转速；转向) 14.三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) 15.三相异步电动机电源电压一定，当负载转矩增加，则转速，定子电流。 (减小；增加) 16.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) 17.星形一三角形降压起动时，起动电流和起动转矩各降为直接起动时的倍。C 18.三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U1应随f1按规律调节。(正比) 19.他励直流电动机的机械特性是指和的关系。(转速；电磁转矩) 20.异步电动机变频调速中，基速以上的调节属于恒调速。(功率) 21.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。(Ea 〈U；Ea〉U) 22.当s在范围内，三相异步电动机运行于电动状态，此时电磁转矩性质为；在的范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为。 (0~1；驱动性质；小于1；制动性质) 23.直流电动机改变线圈中电流方向是和完成的。(换向器电刷) 24.直流发电机把转换成。(机械能直流电能) 25.三相变压器的原、副绕组都可以接成。(星形或三角形) 26.交流异步电动机的转子绕组有和两种。(鼠笼型绕线型) 27.定子三相绕组中通过三相对称交流电时在空间会产生。(旋转磁场) 28.同步电机可分为、和三类。(同步发电机同步电动机同步补偿机) 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 (15) 第五章变压器 (30) 第六章交流电机的旋转磁场理论 (41) 第七章异步电机原理 (43) 第八章同步电机原理 (50) 第九章交流电机拖动基础 (60) 第十章电力拖动系统电动机的选择 (72) 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 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》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。 电机与拖动基础课后习题答案 第1章变压器自我评估答案 一、填空题 1. 电磁感应；同频率；交流电能 2. 电压；电流；阻抗 3. 主磁通；漏磁通；主磁通；漏磁通 4. 电源因素；结构因素；无关 5. 是指当一次侧加额定电压、二次侧空载时的端电压值 6. 空载实验；短路 7. 滞后；030 8. 可变损耗等于不变损耗 9. 短路损耗；空载损耗 10. 短路；开路 11. 减小；减小 12. 高压侧的线电动势滞后对应的低压侧线电动势120，即U V E 滞后uv E 120。 二、判断题 1√ 2× 3× 4× 5× 6× 7× 8× 9√ 10√ 11√ 12× 13× 14× 15 ×16√ 三、选择题 1~5 AAADC 6~10 CADCB 11~15 BBADD 四、略。 五、作图题 （1）Y ，y4； （2）Y ，d11 六.计算题 1.W b S B m m 24108.1 2.110150--?=??==Φ 1 126000 4.44 1.810 4.4450m U N f -∴==Φ??? =1500(匝) 又1 122U N U N = 即 2 60001500 230N = 257.5N ∴=(匝) 2.（1）2 220cos 100%cos N N KN S S P P β?ηβ?β=?++ =33323 15600100.8100%15600100.8181015610???????+?+?? 98.4%≈ （2 ）31538.90.35N K K K I A U Z I =≈==≈Ω 222122 111560000.063538.930.34cos sin %100%538.90.060.8538.90.340.61100%6000 3.9%KN KN K K N K N K N K N U P P r I I x x I r I U ??β===Ω≈Ω?=≈Ω+?=???+??=? ?≈ 第2章三相异步电动机自我评估答案 一、填空题 1、 -0.03；发电机运行 2 、 -1000；相反 3、 220V ；? 4 、 6；2；30o 5 、 3V ； 1.5 6、 笼型异步电动机；绕线型异步电动机；绕线 二、判断题 1√2√3×4√5×6√7√8× 9√ 三、选择题 1~5 CBCBA 6~9 CDDC 四、简答 1、电动机的旋转原理为： 当异步电动机定子三相绕组通入三相交流电时，在气隙中形成旋转磁场；旋转磁场切割转子绕组，在转子绕组中感应电动势和电流；载流转子绕组在磁场中受到电磁力的作用，形成电磁转矩，驱动电动机转子转动。 转子的旋转方向始终与旋转磁场的方向一致，而旋转磁场的转向取决于三相电流的相序，要改变三相异步电动机的旋转方向，只要改变定子三相电流的相序。即将三相电源进线中任意两相对调，即可实现电动机反转。 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。 各齿轮有下列数据： 齿轮6与工作台齿条啮合其节距为20mm ，工作台质量m 1=1500kg ，工件质量m 2=1000kg ，电动机飞轮惯量GD 2=200 N·m 2，切削力F =10000N ，切削速度v =40m/min ，总机械拖动效率η=，工作台导轨与床身之间的摩擦系数f =。试计算： （1） 折算到电动机轴上的系统总飞轮惯量及负载转矩； （2） 切削时电动机应输出的功率。 、 解：（1）齿轮折算到电动机轴上的飞轮转矩为： 246222223 52 2 1 2221 2 3 () () ()M GD GD GD GD GD GD GD j j j ++++ + + 22(4020)(7050)130 (20010)99(12)() 2 ++=++ ++ 2223.5N m =? 齿轮6的转速：640min 25min 800.02m n r m = =? 则电机的转速为：2512300min n r =?= 则平移部件折算到电动机轴上的转动惯量为： 图 龙门刨床主传动机构图 工作台 2 2 2 406091.291.2(15001000) 3001.1L v J m n kg m ?? ?? ?==??+ ? ??? ?? =? 折算成飞轮矩为：2 2443.1L L GD gJ N m ==? 折算到电动机轴上总的飞轮矩为·m 2 【 折算到电动机轴上负载转矩为： 40(100002500)60 9.55 9.550.8300 330.3L gf Fv T n N m η+? '==??=? （2）切削时电动机应输出的功率为： 300 330.310.49.55 L P T kw '=Ω=?≈ 如图所示的电机拖动系统，已知提升重物的质量为2kg ，提升速度为0.4m/s,拖动齿轮的效率η1=η2=，卷筒的效率ηL =,卷筒直径D L =0.4m 。齿轮减速箱的拖动比j=60，电动机的GD m 2＝20Nm 2。试求： (1)电动机的负载转矩； (2)拖动系统折算到电动机轴上的转动惯量。 ！ 解：92.021≈↓=↑=L ηηηηη ~ 提升时：L L GRn n T ↑=↑'η 071.092 .0602 .08.92=???=↑↑= 'ηj GR T L 图 龙门刨床主传动机构图 工作台 图 工作机构运动为升降的拖动系统 《电机与拖动》试题库 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励磁绕组并联到电枢两端的极 性正确_;_励磁回路的总电阻必须小于该转速下的临界电阻值。（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u>E a时为电动机（o 《电机与拖动基础》课后习题 第一章 习题答案 1．直流电机有哪些主要部件？各用什么材料制成？起什么作用？ 答：主要部件：（1）定子部分：主磁极，换向极，机座，电刷装置。 （2）转子部分：电枢铁心，电枢绕组，换向器。 直流电机的主磁极一般采用电磁铁，包括主极铁心和套在铁心上主极绕组（励磁绕组）主磁极的作用是建立主磁通。 换向极也是由铁心和套在上面的换向绕组构成，作用是用来改善换向。机座通常采用铸钢件或用钢板卷焊而成，作用两个：一是用来固定主磁极，换向极和端盖，并借助底脚将电机固定在机座上；另一个作用是构成电机磁路的一部分。 电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆座和汇流条等组成，作用是把转动的电枢与外电路相连接，并通过与换向器的配合，在电刷两端获得直流电压。 电枢铁心一般用原0.5mm 的涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠加而成。有两个作用，一是作为磁的通路，一是用来嵌放电枢绕组。 电枢绕组是用带有绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成的线圈按一定的规律联接而成，作用是感应电动势和通过电流，使电机实现机电能量装换，是直流电机的主要电路部分。 换向器是由许多带有鸠尾的梯形铜片组成的一个圆筒，它和电刷装置配合，在电刷两端获得直流电压。 2．一直流电动机，已知， ，，，0.85r/min 1500n V 220U kw 13P N N N ====η求额定电流N I 。 解：电动机η?=N N N I U P ， 故 A =??=?=5.6985 .02201013U P I 3 N N N η 3． 一直流电动机，已知， ，，，0.89r/min 1450n V 230U kw 90P N N N ====η求额定电流N I 。 解：发电机N N N I U P =， 故 A ?==391230 1090U P I 3 N N N电机与拖动基础试题及答案
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