电机与拖动基础试题及答案 (1)
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=
=
1528/min N a a
e N
U R I n r C -=
=Φ
（2）N T 不变时，em T 不变，即T N N T a C I C I Φ=Φ
93.930.85N N
a
N N N
I I I A ΦΦ=
==ΦΦ 1738/min N a a
e U R I n r C -=
=Φ
（3）不计空载转矩时，em L T T =，故：
0.80.80.95538.2N
em N N
P T T N m n ==?=? 2N a
B
e N e T N
U R R n C C C +=
-ΦΦ
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）
2、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）
3、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；0）
4、三相异步电动机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（主磁通；转子电流的有功分量 ）
5、一台三相异步电动机带恒转矩负载运行，若电源电压下降，则电动机的转速_______，定子电流_______，最大转矩_______，临界转差率_______。（减小；增大；减小；不变）
6、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）
7、三相异步电动机等效电路中的附加电阻是模拟_______的等值电阻。（总机械功率）
8、三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率s 一般在_______范围内。 （0.01～0.06）
9、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）
二、判断题 1、不管异步电机转子是旋转还是静止，定、转子磁通势都是相对静止的（ ）。（T ） 2、三相异步电动机转子不动时，经由空气隙传递到转子侧的电磁功率全部转化为转子铜损耗（ ）。 （T ） 3、三相异步电动机的最大电磁转矩T m 的大小与转子电阻r 2阻值无关（ ）。（T ）
4、通常三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数不相等，而三相绕线转子异步电动机的定、转子相数则相等。（ ） （T ）
5、三相异步电机当转子不动时，转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同（ ）。（T ）
三、选择题 1、三相异步电动机带恒转矩负载运行，如果电源电压下降，当电动机稳定运行后，此时电动机的电磁转矩：①①下降；②增大；③不变；④不定。
2、三相异步电动机的空载电流比同容量变压器大的原因：③
①异步电动机是旋转的；②异步电动机的损耗大；③异步电动机有气隙；④异步电动机有漏抗。 3、三相异步电动机空载时，气隙磁通的大小主要取决于：①
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。 4、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。
5、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。 四、简答题 1、三相异步电动机空载运行时，电动机的功率因数为什么很低？ （空载时，1
0I I ?
?=，而000a r I I I ???=+，其中，0a I ?为有功分量电流，用来供给空载损耗；0r I ?
为无功分量电流，
用来建立磁场。由于00a r I I ?
?
<<，所以空载电流基本上是一无功性质的电流，因而电动机的功率因数很低。）
2、异步电动机等效电路中的附加电阻'
2
1s R s -的物理意义是什么？能否用电抗或电容代替这个附加电阻？为什么？
（异步电动机等效电路中的附加电阻代表总机械功率的一个虚拟电阻，用转子电流在该电阻所消耗的功率
''2
221s R I s -来代替总机械功率（包括轴上输出的机械功率和机械损耗、附加损耗等）。因输出的机械功率和机械损耗等均属有功性质。因此， 从电路角度来模拟的话，只能用有功元件电阻，而不能用无功元件电抗或电容代替这个附加电阻。）
3、异步电动机中的空气隙为什么做得很小？
（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），从而提高电动机功率因数。因异步电动机的励磁电流是由电网供给的，故气隙越小，电网供给的励磁电流就小。而励磁电流有属于感性无功性质，故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因数。）
五、计算题 1、已知一台三相四极异步电动机的额定数据为：P N =10kW ，U N =380V ，I N =11.6A ，定子为Y 联结，额定运行时，定子铜损耗P Cu1=560W,转子铜损耗P Cu2=310W ，机械损耗P mec =70W ，附加损耗P ad =200W ，试计算该电动机在额定负载时的：（1）额定转速；（2）空载转矩；（3）转轴上的输出转矩；（4）电磁转矩。
解：（1）2210.58em mec ad Cu P P P P P kW =+++= 2/0.0293N Cu em s P P ==
1(1)1456/min N
N n s n r =-=
（2） 0
1.77mec ad
P P T N m +=
=?Ω
（3）2
2
65.59N
P T N m =
=?Ω （4）2067.36em T T T N m =+=?
2、已知一台三相异步电动机，额定频率为150kW ，额定电压为380V ，额定转速为1460r/min ，过载倍数为2.4，试求：（1）转矩的实用表达式；（2）问电动机能否带动额定负载起动。
解：（1）
9550
981.2N
N N
P T N m n ==?
2355m m N T T N m λ==?
根据额定转速为1460r/min ，可判断出同步转速1n =1500 r/min ，则额定转差率为
11
0.027N N
n n s n -=
=
2
(1)0.124
m N m m s s λλ=+-=
转子不串电阻的实用表达式为：
24710
0.1240.124m m
m T T s s s s s s
=
=
++
（2）电机开始起动时，s=1，T=Ts ，代入实用表达式得：
4710
57510.124
0.1241s T N m
=
=?+
因为s N T T <，故电动机不能拖动额定负载起动。
第六部分 异步电动机的电力拖动
一、填空题： 1、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)
2、三相异步电动机的过载能力是指______。 (N m
T T /)
3、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。(3)
4、三相异步电动机进行能耗制动时，直流励磁电流越大，则补始制动转距越______。(大)
5、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)
二、判断题 1、由公式T em =C T Φm I ’2cos Φ2可知，电磁转矩与转子电流成正比，因为直接起动时的起动电流很大，所以起动转矩也很大。（ ） (F)
2、深槽式与双笼型三相异步电动机，起动时由于集肤效应而增大了转子电阻，因此具有较高的起动转矩倍数。（ ） (T)
3、三相绕线转子异步电动机转子回路串入电阻可以增大起动转矩，串入电阻值越大，起动转矩也越大。（ ） (F)
4、三相绕线转子异步电动机提升位能性恒转矩负载，当转子回路串接适当的电阻值时，重物将停在空中。（ ） (T)
5、三相异步电动机的变极调速只能用在笼型转子电动机上。（ ） (T)
三、选择题 1、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。 2、 一台三相笼型异步电动机的数据为P N = 20kW ，U N = 380V ，λT =1.15，k i =6,定子绕组为三角形联结。当拖动额定负载转矩起动时，若供电变压器允许起动电流不超过12I N ，最好的起动方法是：（1）
（1）直接起动；（2）Y —△降压起动；（3）自耦变压器降压起动。
3、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 。
4、三相绕线转子异步电动机拖动起重机的主钩，提升重物时电动机运行于正向电动状态，若在转子回路串接三相对称电阻下放重物时，电动机运行状态是：（3）
（1）能耗制动运行；（2）反向回馈制动运行；（3）倒拉反转运行。
5、三相异步电动机拖动恒转矩负载，当进行变极调速时，应采用的联结方式为：（1）（1）Y —YY ；（2）△—YY ；（3）正串Y —反串Y 。
四、简答题 1、容量为几个千瓦时，为什么直流电动机不能直接起动而三相笼型异步电动机却可以直接起动？
(直流电动机的直接起动电流为a N st R U I /=，由于a N R U >>,无论功率大小，st I 都将达到额定电流的十几倍，
甚至几十倍，这是电动机本身所不能允许的，所以直流电动机不能直接起动。三相异步电动机在设计时通常允许直接起动电流为额定电流的5-7倍，加上供电变压器容量通常都能满足小功率三相异步电动机直接起动要求，所以几个千瓦的三相异步电动机可以直接起动。)
2、深槽与双笼型异步电动机为什么起动转矩大而效率并不低？
(深槽式与双笼型异步电动机所以起动转矩打，是因为起动时转子电动势、电流频率较高，出现集肤效应造成了转子电阻增大所致。正常运行时集肤效应不显著，转子电阻减小为正常值。因此运行时效率仍较高。)
五、计算题 一台三相笼型异步电动机的数据为P N =40kW,U N =380V,n N =2930r/min,ηN =0.9, cos ΦN =0.85，k i =5.5, k st =1.2，定子绕组为三角形联结，供电变压器允许起动电流为150A ，能否在下列情况下用Y —△降压起动？
（1）负载转矩为0.25TN;(2)负载转矩为0.5TN 。
解：额定电流
A
A U P I N
N N N
N 44.7985.09.03803103
40cos 3=????=
=
?η
直接起动电流A A I k I N I st 43744.795.5=?==
采用Y-Δ降压起动时
起动电流：A A A I I st st
1507.14543731
31 =?==' 起动转矩：N N N st st st
T T T k T T 4.02.131
3131=?=?=='
可见：（1）当N L
T T 25.0=时，可以起动；（2）当N L T T 5.0=时，不能起动。
第九部分 电力拖动系统中电动机的选择(选学内容)
一、简答题：1、电动机的温升、温度以及环境温度三者之间有什么关系？电机铭牌上的温升值的含义是什么？
(电动机的温升与铜耗,铁耗和机械损耗有关。电动机铭牌上的温升值其含义是电动机绝缘许可的最高温度。电动机的温升、温度以及环境温度三者之间是刚工作时电动机的温度与周围介质的温度之差很小，热量的发散是随温度差递增的，少量被发散法到空气中，大量被空气吸收。因而温度升高的较快，随着电动机温度逐渐升高，被电动机吸收的减少,而发散到空气中的热量增加。)
2、电动机在使用中，电流、功率和温升能否超过额定值？为什么？
（电动机在运行中其电压、电流、功率、温升能超过额定值因为保证电动机长期安全运行的必要条件是按发热条件选择电动机功率的,只要保证θmax ≤θa ）
3、电动机的允许温升取决于什么？若两台电动机的通风冷却条件不同，而其他条件完全相同，它们的允许温升是否相等？ （电动机的允许温升主要取决于所采用的绝缘材料。电动机的选择与使用都以不以超过额定温升为原则。若两台电动机的通风冷却条件不同，而其他条件完全相同，它们的允许温升相等。）
4、电动机的三种工作制是如何划分的？负载持续率FC%表示什么意义？
（电动机的三种工作制是根据负载持续时间的不同来划分的，有连续工作制、短时工作制和断续周期工作制三种。在断续周期工作制，额定负载时间与整个周期之比称为负载持续率FC%）
《电机与拖动》(刘振兴版)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
222.55.425.03.05.05.32
*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*20002/3213213
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 δδδ
-?=?-?=?-==
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,
95.022
N 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
.0250
53.69233.0411.0*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 mim
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：
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
电机与拖动试卷B卷及答案
电机与拖动试卷C卷及答案 一、单项选择题（20小题，每题2分，共40分） 1、电机是一种实现（）能量转换的装置。 B A 电能与热能B电能与机械能 C 电能与风能D机械能与热能 2、三相异步电动机转子串电阻，其特性曲线（）A A变软B变硬 C先变硬后软D先变软后硬 3、变压器空载电流小的原因是( )C A 一次绕组匝数多，电阻很大B一次绕组的漏抗很大 C 变压器的励磁阻抗很大D变压器铁心的电阻很大。 4、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，而将匝数增 加，则励磁电流( )B A 增加；B减少；C不变；D基本不变。 5、变压器的空载损耗（D）。 A．全部为铜损B．全部为铁损 C．主要为铜损D．主要为铁损 6、异步电动机的磁极是由（）产生。 D A定子绕组和三相电压B转子和单相电压 C定子绕组和单相电压D定子绕组、定子铁心和三相电压 7、输电线路使用高压输电主要是采用（）降低能量损耗。 C A 降低电线电阻B提高输电功率 C降低输电电流 D 提高电线电压 8、直流电机直接启动会产生（）C A电网电压提高B设备平稳运行 C过大的起动转矩D保护电机 9、三相异步电动机改变转向，可通过下面什么方法获得（）。D A．降低电压B．定子串电阻 C．转子串电阻D．改变相序 10. 三相异步电动机由单相电源供电时，下面说法正确的是（）。A A．起动转矩为零B．转速出现飞车 C．电磁转矩为零D．旋转速度大约为三相供电时的一半 11. 三相异步电动机带恒转矩负载运行，如果电源电压下降，当电动机稳定运行后，此时电动机的电磁转矩（）。A A．下降B．上升 C．不变D．不能确定 12、三相异步电动机的空载电流比同容量变压器大的原因是（）。C A．异步电动机是旋转的B．异步电动机的损耗大 C．异步电动机定、转子间有气隙D．异步电动机由漏抗 13、空载磁场是在（）。A A电机不带负载B电机带负载 C电机额定电压下D电机过载下
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1(第3-6章)
电机与拖动基础习题1（第3- 6
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
电机与拖动考试试题及答案
《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 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 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） 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 电机与拖动 绪论一、名词解释1. 磁场:电流周围的效应 2.磁动势（磁通势、磁势）:产生磁场的源泉 3.磁场强度:表征距离磁源即磁动势一定位置的地方，磁动势影响强度的一个物理量。 4.磁场感应强度（磁通密度）:表征距离磁源即磁动势一定位置的地方，磁动势感应能力强弱的一个物理量。 5.磁通量Φ：垂直穿过某一截面（面积为S）磁力线的数目 6.磁阻：就是磁力线通过磁路时所遇到的阻碍，磁阻与磁路的长度成正比，与磁路的磁导率成反比，并与磁路的截面积成反比 7电感：其实质表征的就是电磁装置电与磁转换能力的大小。 二、填空 1、在电机中磁场的几个常用量分别是磁动势、磁场强度、磁感应强度、磁通等。 2、进行磁路分析和计算时，常用到磁路的基本定律有全电流定律、磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫定律。 3、电机的电流有交、直流之分，所以，旋转电机也有直流电机与交流电机两大类。 4、旋转电机是一种机电能量转换的机电装置。 5、把电能转换机械能的电机称为电动机; 把机械能转换电能的电机称为电发电机。 三、判断题 1、垂直穿过线圈的磁通量随时间变化，必然会在线圈中产生感应电动势。（√） 2、棱次定律表明垂直穿过线圈的变化磁通，会在线圈中产生电动势。（√） 3、棱次定律表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场变化率的方向一致的。（×） 4、棱次定律表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场方向一致的。（×） 六、问答题 1.电磁作用原理的综述 有电流必定产生磁场，即“电生磁” ；磁场变化会在导体或线圈中产生感应电动势，即“动磁生电” ;载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，即“电磁生力” 第一章直流电机的原理与结构 一、名词解释 （一）1.电枢：在电机中能量转换的主要部件或枢纽部分 2.换向：直流电机电枢绕组元件从一条支路经过固定不动的电刷短路，后进入另一条支路，元件中的电流方向改变的过程。 3.额定值：在正常的、安全的条件下，电气设备所允许的最大工作参数。 （二） 1.电机：机电能量（或机电信号）转换的电磁装置 2.直流电机：直流电能与机械能量进行转换的电磁装置 3.直流发电机：把机械能量转换为直流电能的电磁装置 4.直流电动机：把直流电能转换为机械能量的电磁装置 5.交流电机：交流电能与机械能量进行转换的电磁装置 6.交流电动机：把交流电能转换为机械能量的电磁装置 7.交流发电机：把机械能量转换为交流电能的电磁装置 （三）第一节距：同一元件的两个元件边在电枢圆周上所跨的距离 （四）极距：相邻两个磁极轴线之间的距离 （五）电角度：磁场在空间变化一周的角度表示 二、填空 1、铁心损耗一般包括磁滞损耗、涡流损耗。 《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》习题详细解答 绪论 0.8解：（1）F1=I1N1-I2N2 （2）F2=I1N1+I2N2 （3）F3=I1N1-I2N2，因为加入气隙并不改变磁路总磁动势大小 （4）由于（3）中大部分磁动势都降落在气隙中，因此加在铁芯上的磁动势远小于（1）中铁芯上的磁动势，又因为两种情况下的铁芯长度大致相等，所以H1?H3，B1>>B3。因此在（3）中气隙和铁芯中的B相同，由B=μH，可知由于气隙中的μ远小于铁芯中的μ，所以H气隙?H铁芯。 0.10解：铁芯中的铁耗为P Fe=P1-P R=22-2=20W 输入端的功率因素cosφ=P1/S1=22/(110×1)=0.2 第一章变压器的工作原理和结构 1.6 解：原边额定电流为I N1=N √3U = √3×35 =82.5A 副边额定电流为I N2=N 3U = 3×10.5 =274.9A 第二章变压器的运行原理与特性 2.4解：由U1≈E1=4.44fN1Φm可知，变压器外加电压U1不变，若减少原绕组的匝数N1，则Φm增大，变压器的铁芯的饱和程度上升，空载电流上升，铁芯损耗上升，原边电动势E1基本不变，由于E2=E1×N2/N1，因此副边电动势E2应上升。 2.10解：N1=E1N 4.44fΦm ≈U1N 4.44fΦm =35×103 4.44×50×1.45×1120×10?4 ≈971 N2= E2N 4.44fΦm ≈ U2N 4.44fΦm = 6×103 4.44×50×1.45×1120×10?4 ≈166 k= E1N E2N = N1 N2 =5.8 2.11 解：（1）k=U1N U2N =6000 230 =26.1 R k=R1+R2′=4.32+26.22×0.0063=8.61Ω x k=x1σ+x2σ′=8.9+26.22×0.013=17.76Ω Z k=√R k2+x k2=19.74Ω （2）R k′=R1′+R2=0.0261Ω x k′=x1σ′+x2σ=0.0261Ω Z k′=√R k′2+x k′2=0.029Ω （3）Z1N=U1N I1N =U1N S N2 =360Ω R k?= R k Z1N =0.0239 x k?= x k Z1N =0.0493 Z k?= Z k 1N =0.0548 Z2N= U2N I2N = U2N S N2 =0.529Ω R k′?= R k′ Z2N =0.0239 x k′?= x k′ Z2N =0.0493 Z k′?= Z k′ Z2N =0.0548 计算结果说明原副边短路参数的标幺值是相等的。 （4）u k=Z k?×100%=5.48% u kr=R k?×100%=2.39% u kx=x k?×100%=4.93% （5）当cosφ2=1时，ΔU%=β(R k?cosφ2+x k?sinφ2)×100%=2.39% 当cosφ2=0.8（滞后）时，ΔU%=β(R k?cosφ2+x k?sinφ2)×100%=4.87%当cosφ2=0.8(超前)时，ΔU%=β(R k?cosφ2+x k?sinφ2)×100%=?1.05% 2.12 解：（1） 励磁参数计算如下： P0φ=1 3 P0=1233W，I0φ= I √3 =37.53A Z m′= U2Nφ 0φ =10.66Ω 电机及拖动试题(一) 一、单项选择题 1、在直流电机的公式E a=C eΦn以及T e=C TΦI a中，Φ指的是( ) A、每极合成磁通量 B、所有磁极总磁通量 C、主磁通每极磁通量 D、每对极合成磁通量 2、造成他励直流电动机固有机械特性是一条略微下垂的直线原因是 （） A、负载转矩 B、电源电压 C、气隙磁通 D、电枢电阻降压 3、一台50Hz三相感应电动机的转速n=720r/min,则该电机的极数以及同步转速为（） A、4极，1500r/min B、6极，1000r/min C、8极，750r/min D、10极，600r/min 4、一台50Hz三相感应电动机的拖动额定恒转矩负载运行时，若电源电压下降10%，则此时电动机的电磁转矩T a为（） A、T aN B、0.81T aN C、0.9T aN D、＞T aN 5、在三相感应电动机等效电路中，其中附加电阻（1-s)/(sR2＇)上所消耗的电功率等于（） A、输出功率P2 B、输入功率P1 C、电磁功率P m D、总机械功率PΩ 6、一台绕线式感应电动机，在恒定负载下，以转差率s运行，当转子边串入电阻R=2R2＇（R已折算到定子边0,测得转差率将为（）A、等于原先的转差率s B 、三倍等于原先的转差率s C、两倍等于原先的转差率s D、无法确定 7、如果有一台三相感应电动机运行在转差率s=0.25的工况下，此时通过气隙传递的功率有（） A、25%的转子铜耗 B、75%是转子铜耗 C、75%是输出功率 D、全机械功率 8、三相感应电动机与电磁转矩的大小成正比的是（） A、电磁功率 B、输出功率 C、输入功率 D、全机械功率 9、电机气隙应取尽可能小的主要目的是（） A、减小附加损 B、提高功率因素 C、减小电机体积 D、提高运行可靠性 10、不能作为降低鼠笼型异步电动机堵转电流的方法是（） A、降低电源电压 B、定子边串接电抗 C、定子绕组接法 D、绝缘等级 11、绕线式异步电动机转子串电阻调速的机械特性所具有的特点是 （）A、串接电阻越大，堵转转矩越小B、最大转矩提高 C、转差率与转子总电阻成正比 D、串接电阻越大，堵转转矩越小 12、已知一台直流电动机的额定数据如下：额定功率P N=160KW，额定电压U N=220V，额定效率ηN=90%，额定转速ηN=1500r/min，则该电机的额定电流为（） A、0.539安 B、0.08安 C、727安 D、808安 13、一台他励直流电动机的额定功率P N=20KW，额定电压U N=220v, 电机与拖动基础试题及答案(简答题) 简答题 1．变压器铁心为什么要用涂有绝缘的薄硅钢片叠成？若在铁心磁回路中出现较大的间隙，对变压器有何影响？ 答：铁心中交变的磁通会在铁心中引起铁损耗，用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠成铁心，可以大大减少铁损耗。若在铁心磁回路中出现较大的间隙，则主磁通所经过的铁心磁回路的磁阻就比较大，产生同样的主磁通所需要的励磁磁动势和励磁电流就大大增加，即变压器的空载电流会大大增加。 2．画出单相变压器负载时的各种磁通及其产生的感应电动势的关系图。 答：变压器负载时各种磁通及其产生的感应电动势的关系如下图： 3．为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁损耗？为什么短路损耗可以近似看成铜损耗？ 答：变压器铁损耗的大小决定于铁心中磁通密度的大小，铜损耗的大小决定决定于绕组中电流的大小。 变压器空载和短路时，输出功率都为零。输入功率全部变为变压器的损耗。即铜损耗与铁损耗之和。空载时，电源电压为额定值，铁心中磁通密度达到正常运行的数值，铁损耗也为正常运行时的数值。而此时二次绕组中的电流为零，没有铜损耗，一次绕组中电流仅为励磁电流，远小于正常运行的数值，它产生的铜损耗相对于这时的铁损耗可以忽略不计，因而空载损耗可近似看成为铁损耗。短路试验时，输入功率为短路损耗。此时一次、二次绕组电流均为额定值，铜损耗也达到正常运行时的数值，而电压大大低于额定电压，铁心中磁通密度也大大低于正常运行时的数值，此时铁损耗与铜损耗相比可忽略不计。因此短路损耗可近似看成铜损耗。 4．变压器的Rm、Xm各代表什么物理意义？磁路饱和与否对Rm、Xm有什么影响？为什么要求Xm大、Rm小？答：Rm：变压器的励磁电阻，它是反应变压器铁耗大小的等效电阻，不能用伏安法测量。Xm：变压器的励磁电抗，反应了主磁通对电路的电磁效应。Rm、Xm都随磁路饱和程度增加而下降。 Xm越大、Rm越小时，主磁通一定时，铁耗越小，所以希望Xm大、Rm小。为此变压器铁心材料都用导磁性能好（磁阻小）、铁损小、0.35mm厚冷轧硅钢片叠成。 5．根据电流互感器副边短路后的电磁关系，说明为什么不能开路。 答：开路后副边电流的去磁作用消失，原边电流全部用来励磁，使得铁心磁通过度饱和，畸变，铁心发热，原边副边感应出高电压，危险。 6．如果考虑变压器铁心饱和，变压器的励磁电流是什么波形？为什么？ 答：尖顶波。变压器电压为正弦波，这就要求磁通也应该是正弦波，才会使得电压和电势大约相等。即U≈E=4.44fNφ。当磁路饱和时，正弦波的励磁电流只能产生平顶波铁心的磁通，只有尖顶波的励磁电流才能产生正弦波铁心磁通。7．简述并励直流发电机自励建压的条件 答：1）必须有剩磁。否则要充磁。2）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。3）励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。4）转速不能太低，转速应该达到额定转速。 8．并励电动机起动时，为什么电枢回路中串联的电阻取较大的值？而励磁回路中串联的电阻取较小的值？ 答：直流电动机起动时，由于转速为0，Ea=0，电枢绕组的电阻很小。如电枢回路不串联电阻，全压起动时，起动电流I=U/Ra可达额定电流的几十倍，损坏电机。电枢回路中串联较大的电阻可使起动电流较低。起动过程中又要求有足够大的起动电磁转矩，T=CTΦIa，励磁回路电阻较小，励磁电流较大，磁通较大，将产生足够大的电磁转矩，电机很快转动起动，感应电势很快建立起来，使起动电流很快减小。 9．试分别画出他励直流电动机在改变电枢电压时和在转子回路中串电阻时的人为机械特性曲线。 答：改变电枢电压时的机械特性 《电机与拖动基础》复习题 一、填空题 1、并励直流电动机改变转向的方法 有 ， 。 2、直流电机单叠绕组的并联支路对数为 。 3、并励直流电动机在运行时励磁绕组断开了，电机 将 。 4、一台50HZ 的三相电机通以60 HZ 的三相对称电流，并保持电流有效值不变，此时三相基波合成旋转磁势的幅值大小 ，转速 ，极 数 。 5、当三相异步电动机定子绕组接于Hz 50的电源上作电动机运行时，定子电流的 频率 为 ，定子绕组感应电势的频率为 ，如 转差率为s ，此时转子绕组感应电势的频率 ，转子电流的 频率为 。 6、三相交流绕组产生的磁动势的性质是 ，其特 点是幅值的大小 、转速的大 小为 、转向是由 决定的、当哪相电流最大，三相合成基波圆形旋转磁动势就转 至 。 7、三相异步电动机等效电路中的附加电阻 '-2)1(R s s 上所消耗的电功率应等于 。 8、同步发电机并网的条件是：（1） ； （2） ； （3） 。 9、同步电机的功角δ有双重含义，一是 和 之间的夹角； 二是 和 之间的夹角。 10、通过 和 实验可求取 变压器的参数。 11、并联运行的变压器应满足 （1） ， （2） ， （3） 的要求。 12、直流发电机的电磁转矩是 转矩，直流电动机的电磁 转矩是 转矩。 13、一台三相电力变压器N S =560KVA ，N N U U 21 =10000/400(v), D,y 接法， 负载时忽略励磁电流，低压边相电流为808.3A 时，则高压边的相电流为 。 14、他励直流电动机调速时，在励磁回路中增加调节电阻，可使转 速 ，而在电枢回路中增加调节电阻，可 使转速 。 15、三相异步电动机转速为n ，定子旋转磁场的转速为n ，当n ＜n 是 运行状态；当 n ＞n 是 运行状态；当 n 与 n 反向时是 运行状态 16、三相同步发电机通过调节____ _____________可调节有功功率。 17、变压器由空载到负载，其主磁通φ 的大小____ ___________。 18、同步发电机在过励时从电网吸收 ，产生 电枢反应。 19、一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，空载运行时转速为735转/分， 此时转差率 为 ，转子电势的频率为 。当 转差率为0.04时，转子的转速为 ，转子的电势频率 为 。 20、单相绕组的基波磁势是 ，它可以分解成大 小 ，转向 ，转 速 的两个旋转磁势。 21、三相对称绕组通过三相对称电流，顺时针相序（a-b-c-a ）,其中ia ＝１０ Sin(wt)，当Ia=10A 时，三相基波合成磁势的幅值应位于 ； 当Ia =-5A 时，其幅值位于 。 22、一台单相变压器额定电压为380V/220V ，额定频率为50HZ ，如果误将低压侧 接到380V 上，则此时Φm ,0I , m Z ,Fe p 。（增加，减少或不变） 23、一台变压器，原设计的频率为50HZ ，现将它接到60HZ 的电网上运行，额定 电压不变，励磁电流将 ，铁耗将 。 24、变压器的参数包 括 ， ， ， ， 。 25、如果感应电机运行时转差率为s ，则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的 比例是 2:P :e Cu P p = 。 26、三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包 括 ， ， ，和 ，电动机空载输入功率0P 与这些损耗相平衡。 27、绕线型感应电动机转子串入适当的电阻，会使起动电 流 ，起动转矩 。 28、当保持并励直流电动机的负载转矩不变，在电枢回路中串入电阻后，则电机 的转速将 。 29、直流电动机的调速方法 直流电机部分 一．填空题 1.直流电机电枢绕组元件流过的电流是___________电流,流过正负电刷的电流是_________电流，直流发电机中电枢绕组产生的电磁转矩是_____ __性质的转矩,直流电动机电枢绕组电势的方向与电枢电流的方向__________。 2.直流电机的____________损耗等于___________损耗时效率最高。 3.他励直流发电机的外特性下降的原因有___________和__________，与之相比并励直流发电机的外特性，并励直流发电机电压变化率他励 直流发电机。 4.并励直流发电机自励建压的条件有三个,它们是____ ___,________ __和 _____________。 5. 一台并励直流电机Ea＞U时运行于_____ ____状态，此时电机I、Ia和I f 之间的关系_____________， Ea＜U时运行在_____ ___状态，电机I、Ia和I之间的关系_____________。f6. 直流电机空载时气隙磁密分布波形为___________波,电枢磁势分布的波形为___________波,电枢磁场空间分布波形为____________波。 7. 直流电机的电枢反应是，电刷放在几何中性线上，磁 路处于饱和状态时,电枢反应的影响为(1)_________ _(2)__________。 8.按负载转矩的大小随转速变化的规律分类,负载可以分为 _________,__________和________三类；位能性负载的机械特性位于____ _象限,反抗性负载的机械特性位于_________象限。 9.他励直流电动机恒转矩调速的方法有___________________,恒功率调速方法有________________。 10.他励直流电动机的励磁和负载转矩不变时,如降低电枢电压,则稳定后电枢电流将_________,电磁转矩将_________,转速将__________。 11.他励直流电动机高速下放重物,应用________制动,低速下放重物,应用 _________和________制动，其中消耗能量最多的方法_________。 12.为了经济合理的利用材料，直流电机的额定磁通通常设定在磁化特性曲线上膝点处，若额定磁通设定在膝点以上，则，若额定磁通 设定在膝点以下，则。 13.欲改变直流电动机的转向，可以_____________或_______________；三相异步电动机反转的方法为。 14.并励直流电动机,负载转矩保持不变,如将励磁回路的调节电阻增大,则稳定如只将电枢电路中的调节电阻增_______,电枢电流将________,运行后的转速将． 《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电机与拖动试题(参考答案)
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