电机简答题习题要点
简答题
1、异步电动机的铭牌为220/380V ，Δ/Y 接线，当电源电压为220V 时应采用什么接线方式？
2、直流电动机直接起动存在什么问题？如何解决？
3、怎样改变他励直流电动机的旋转方向？
4、画出变压器的“T”型等效电路图。
简答题
1、答：当电源电压为220V 时应采用△接线； 当电源电压为380V 时应采用Y 接线，此时不能采用Y-Δ起动， 因为Y-Δ起动只适用于正常工作时定子绕组为△接线的异步电动机。
2、答：存在的问题：起动瞬间的电枢电流将达到额定电流的10～20倍。过大的起动电流会使电动机换向困难，甚至产生环火烧坏电机；此外过大的起动电流还会引起电网电压下降，影响电网上其他用户的正常用电。
解决办法：必须把起动电流限制在一定的范围内，因此采取的起动方法有： （1）电枢电路串电阻起动；（2）降压起动。 3、答：
（1）保持电枢电压极性不变，改变励磁电压极性。 （2）保持励磁电压极性不变，改变电枢电压极性。 4、画出变压器的“T”型等效电路和简化等效电路。
简化等效电路
简答题
1、直流电动机的励磁方式有哪几种？画图说明。
2、笼型三相异步电动机的起动方法有哪几种?
r 1 r ?2
jx 1 jx ?2
Z ?fz U
U r 1 r ?2 jx 1 jx ?2 Z ?fz r K jx K Z ?fz U
3、直流电动机全压起动有什么问题？如何解决？
4、交流电动机电磁转矩的表达式有哪几种？
简答题
1、他励、串励、并励、复励，图略。
2、能耗制动、电压反接制动、倒拉反转、正向回馈制动、反向回馈制动
3、直接起动、定子串电抗起动、Y-Δ降压起动、自耦变压器降压起动
4、实用表达式、物理表达式和参数表达式
简答题：
1． 为什么变压器的铁心常用表面涂有绝缘漆的薄的硅钢片叠制而成？ 2． “系统在减速过程中，电动机处于制动状态。”这句话对吗？为什么？ 3． 绕线式异步电动机可以采用哪几种起动方法？
4． 曲线1为电动机机械特性，曲线2为负载机械特性，请判断哪个交点上是稳定运行，哪个交点不稳定运行？为什么？
简答：
1． 减小磁滞和涡流损耗损耗。 2． 不对，也可能处于电动状态
3． 转子串电阻起动、转子串频敏变阻器起动 4．
A 为稳定运行点，
B 为不稳定运行点。
简答
1．“他励直流电动机拖动的负载，只要转矩不超过额定转矩T N ，不论采用哪一种调速方式，电动机都可以长期运行而不会过热受损”这句话对吗？为什么？
2．为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁损耗，而短路损耗可以近似看成铜损耗？
3．一台三相异步电动机，频率f 1=50Hz 。额定转速n N =570r/min 。则它的极数2P 是多少，额定转差率S N 是多少？
4．请简要介绍一些异步电动机的调速方法有哪些？ 简答题：
1． 不对。只有恒转矩调速方式带动恒转矩负载(1分)或是恒功率调速方式带动恒功率负载
调速即匹配的时候，电动机在任何一个转速下的电枢电流为恒定，电动机才可以长期运
T
n
行而不会过热受损( 。
2．变压器空载时电压为额定电压，磁路中的铁损接近于额定状态下的铁损。而电路中的电流很小，铜耗也很小，可以忽略(2.5分)，所以变压器的空载损耗可以近似看成铁损耗。
而短路时所加电压很小，磁通很小，铁耗相应地也小，而电流等于额定电流，其损耗主要是铜损耗。
3．极数2P是10，额定转差率S N是0.05。
4．有变极调速、变频调速、转子串电阻调速、串级调速和电磁转差离合器调速等。
简答题：
1.简述直流电机各种调速方法的优缺点及其各自适用的场合。
2.阐述三相异步电动机能耗制动原理(要求说明制动过程)。
3.阐述他励直流电动机起动时为什么一定要先加励磁电压，后加电枢电压，否则会产生什么问题？
4．请简要介绍一些异步电动机的调速方法。
简答题
1、直流电机的调速方法有电枢串电阻调速、降压调速和弱磁调速。
电枢串电阻调速优点是实现比较简单，初期投资小，缺点是有级调速精度不高，能耗大。适用于对调速要求不高的场合。
降压调速的优点是调速平滑，为无级调速，调速性能好。缺点是初期投资大。适用于对调速要求较高的场合
弱磁调速初期投资小，为无级调速，但只能在基速以上调速，调速范围较小。
2、三相异步电动机能耗制动是把三相绕组从三相交流电换成直流电后，产生的磁场由旋转磁场变为恒定磁场，从而使得转子绕组切割磁场的方向变得和原来相反，于是产生了反方向的电磁转矩，阻碍电机的旋转方向，起到了制动的作用。
3、他励直流电动机起动时，如果不先加励磁，磁通很小，带动负载时，产生的电磁转矩很小，无法起动。电机起动不了，则反电势建立不起来，使得电枢中电流过大而使电机过热受损，所以一定要先加励磁电压，后加电枢电压。
4、异步电动机的调速方法有变频调速、变极调速、串级调速和转子串电阻调速。
简答题：
1.为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁损耗，而短路损耗可以近似看成铁损耗？
2.直流电动机全压起动存在什么问题？如何解决？
3.异步电动机起动时，起动电流大但起动转矩却不大，为什么？
4、一台三相异步电动机，额定频率为50Hz，额定转速为，电动机的磁极对数和额定转差率各为多少？
简答题
1. 变压器的空载实验是在加全压的情况下测出的，磁通和额定状态下相同，而空载电流很
小，因此铜耗可以忽略不计，因此空载损耗可以近似看成铁损耗。而短路实验是在一边短路，另一边加很小的电压使得电流达额定值时测量的，由于电压很小，因此磁通很小，铁耗可以忽略，且额定电流下的铜耗接近于额定状态下的铜耗，因此短路损耗可以近似看成铁损耗.
2. 直流电动机在额定电压下直接起动时，起动瞬间n =0，电枢电流为I st =a N R U
，由于电枢电
阻R a 很小，所以直接起动电流将达到额定电流的10~20倍。可采取电枢回路串电阻起动和降低电源电压起动。
3. 异步电动机起动时，由于定子旋转磁场切割转子绕组的速度最大，因此起动电流比较大，但是由于功率因数比较低，使得但起动转矩却并不大。）
4. 解：由n =970rpm ≈1000 rpm ，P =3 旋转磁场转速
转差率
简答
1、变压器原副绕组并没有直接的电路上的联系，可是当负载运行时，副边电流加大或减小的同时，原边电流也跟着加大或减小，为什么？
2、试说明异步电动机不论转子的转速为多少，转子基波合成磁动势与定子基波合成磁动势总是同步旋转。
3、一台笼式异步电动机，其铭牌上额定电压为220/380V ，当电源电压为380V 时，可否采用Y-△降压起动，为什么？
4、试分析直流电机的电枢反应是如何产生的，有什么改善的方法。
简答 1、磁势平衡
2、定子旋转磁动势1
F &相对于定子绕组的转速为n 1，转子旋转磁动势2F &相对于转子绕组的逆时针转速为n 2，由于转子本身相对于定子绕组有一逆时针转速n ，为此站在定子绕组上看
转子旋转磁动势2
F &的转速为n 2＋n ，于是，转子旋转磁动势2F &相对于定子绕组的转速为n 2＋n =sn 1＋n =
1
1n n n -n 1＋n ＝n 1
可见，定子旋转磁动势1
F &与转子旋转磁动势2F &，它们相对定子来说，都是同转向，以相同的转速n 1一前一后旋转着，称为同步旋转转。
3、不可以。当电源电压为380V 时候。定子绕组必须接成星型，而Y,△降压起动仅适用于正常运行时定子绕组作三角形连接的异步电动机，所以不行。
4、电枢磁势对主极磁场的影响称为电枢反应。安装换向极可以改善换向，减小电枢反应的影响。
简答题
1.为什么鼠笼式异步电动机直接起动时起动电流大，而起动转矩却不大？
1、异步电动机的转速能否达到同步转速？为什么？
2、异步电动机的铭牌为220V/380 V。当电源电压为220V时应采用什么接
线方式？若电源电压为380V时又应采用什么接线方式，此时可否采用
Y-Δ起动？为什么？
3、画出异步电动机的T型等效电路图并说明各参数的意义。
简答题
1、异步电动机起动时，起动电流很大，但起动转矩却不大。因为起动时，s＝１，f1=f2，转
子漏抗X20很大，X20>> R2，转子功率因数角φ2=tg-1接近90°功率因数C osφ2很低；
同时，起动电流大，定子绕组漏阻抗压降大，由定子电动势平衡方程可知，定子绕组感应电动势E1减小，使电机主磁通有所减小。由于这两方面因素，根据电磁转矩公式可知尽管I2很大，异步电动机的起动转矩并不大。2、答：异步电动机的转速不能达到同步转速。若达到同步转速，转子绕组和旋转磁场之间
没有相对运动，转子绕组就不产生感应电动势和电流，也就不产生电磁转矩，电动机就不转了，所以异步电动机的转速不能达到同步转速。
3、答：当电源电压为220V时应采用△接线；当电源电压为380V时应采用Y接线，此时
不能采用Y-Δ起动，因为Y-Δ起动只适用于正常工作时定子绕组为△接线的异步电动机。
4、R1代表定子绕组电阻；X1代表定子绕组漏电抗，对应定子的漏磁通；R m励磁电阻，是铁
耗的等效电阻；X m励磁电抗，对应主磁通；R2'折算到定子侧的转子绕组电阻；X2'折算
到定子侧的转子绕组漏抗；代表与转子所产生的总的机械功率相对应的等效电阻。
简答题
1、直流电机的励磁方式是哪四种？请画出每种励磁方式的接线图？
2、画出变压器的“T”型等效电路和简化等效电路。
3、为什么鼠笼式电动机的变极调速只适用不需要平滑调速的场合？
4、如何让直流电动机反转？
简答题
1、（1）他励（2）并励（3）串励（4）复励
a ）他励
b ）并励
c ）串励
d ）复励 3、画出变压器的“T”型等效电路和简化等效电路。
4、直流电动机反转通常采用改变电枢电流方向来实现。
简答。
1、如何降低直流电动机的起动电流？
2、谈谈三相异步电动机的制动方法有哪些？
3、改变他励直流电动机电枢回路电阻，能否改变电机运行时电枢电流的稳态值？
4、画出变压器的T 形等效电路，标出各物理量的正方向。
简答
1、采用电枢回路串电阻起动、降压起动。
2、能耗制动、反接制动（电动势反接、电压反接制动）、回馈制动
3、不能 2
I '& 2'& 1I & R 1 R 2? R m jX m jX 1 jX ?2
U & +－ －2U '& 1I &＝－2I '& R s jX S Z ?L U & －
+ － +
R 1
R 2'
j X 1
j X 2' －
4、见右图。
简答题
1、要改变他励直流电动机的转向，应该怎么办?
2、何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？公式T＝C TΦN I a中的ΦN 应是什么磁通?
3、电动机电磁制动的方法有哪些?
4、三相交流电机的调速方法有哪些？
简答题
1、保持励磁绕组极性不变反接电枢绕组极性，或保持电枢绕组极不变，励磁绕组的极性
2、直流电机负载运行时的主磁场由励磁磁势与电枢磁势共同建立，电枢磁势的存在使主磁场不同于电机的空载磁场，这种影响称为电枢反应。电枢反应对气隙磁场影响有二：首先使气隙磁场发生畸变，其次存在去磁效应。ΦN应该是每极合成磁通。
3、（1）能耗制动
（2）反接制动：A电源反接，B倒拉反接
（3）回馈制动（再生发电制动）
4、变频调速、变极调速、转子串电阻调速、变压调速、串级调速等。
简答题：
1、画出Y，y12的接线图。
2、直流电动机的励磁方式有哪几种？试画图说明。
3、异步电动机的定、转子电路之间并无电的直接联系，当负载增加时，为什么定子电流和输入功率会自动增加？
4.何谓三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性？
简答题：
1、见右图。
2、答：如图所示，①他励；②自励（包括并励、串励和复励三种）。
+
U
-
+ U -
I
3、答：当负载增加时，转子转速n 下降，则转差率上升，转子绕组切割磁力线的速度增加，转子的感应电动势E 2s 和感应电流I 2相应增加，转子磁动势F 2也增加，由磁动势平衡关系知，定子磁动势也要相应增加，则定子电流I 1上升，即从电网输入的电功率增加。 4. 三相异步电动机的固有机械特性是在定子电压、频率为额定值，定转子回路不外串电阻或电抗时转速与转矩之间的关系。人为机械特性是改变每次改变其中一个量而其他各量为额定值时转速与转矩之间的关系。
简答题：
1、功率为几个千瓦的直流电动机为什么不可以直接起动而三相异步电动机却可以？
2、如图所示的各种情况下，曲线1为电动机机械特性，曲线2为负载机械特性，分析哪些交点上是稳定运行，并说明判断依据。
3、异步电动机的调速方式主要有哪些，各应用在什么场合？
4、为什么通常把三相异步电动机机械特性的直线段认为是稳定运行段；而把机械特性的曲线段认为是不稳定运行段？曲线段是否有稳定运行点？
简答题：
1、答：（1）因为直流电动机的电流I s =U s /R s ，R s 一般很小，故直接起动的电流很大
（2）而交流电机的起动电流为I Q =
2
2k
k x r U
。在一般情况下，同样功率达电机有X k >R k >R s ，
故在同样的电压下，直流电机的起动电流远大于异步电动机的起动电流，故不宜直接起动。
2、答:在交点上方，电动机的转矩小于负载转矩就稳定，反之不稳定。
（1）A 不稳定 （2）B.稳定
3、答：（1）电机变极调速
（2）电磁转差离合器调速 （3）变频调速 （4）绕线式电机转子串电阻调速 （5）降低定子电压调速
4、答：（1）大多数负载类型都是恒转矩负载，且恒转矩负载特性与电动机机械特性线性段的交点为稳定工作点，而也曲线段的交点为不稳定工作点。
（2）风机负载特性与电动机机械特性曲线段相交且在交点以上电磁转矩小于负载转矩时，该交点是稳定工作点，所以曲线段上也有稳定运行点。
简答题：
1、功率为几个千瓦的直流电动机为什么不可以直接起动而三相异步电动机却可以？
T
T
2、异步电动机的调速方式主要有哪些？各应用在什么场合？
3、如何区别电动机处于电动状态还是制动状态？
4、若他励直流电动机起动时未加励磁，将会出现什么后果？ 简答题
1.因为直流电动机的电流I a =U a /R a ，R a 一般很小，故直接起动的电流很大，而交流电机的起动电流为I st =
2
2s s x r U 。在一般情况下，同样功率达电机有x s >r s >R s ，故在同样的电压下，直流电机的起动电流远大于异步电动机的起动电流，故不宜直接起动。
2. 异步电动机的调速方式主要有鼠笼式电机变极调速、电磁转差离合器调速、变频调速和绕线式电机转子串电阻调速等。
3、电机过热受损
4、T 与n 是否同号。
简答题
1、异步电动机的工作原理是什么？
2、试画出异步电动机的转矩特性T =f (n)，在特性中标出T N 、s N 、T M 、s M 、T st 。
3、绕线式异步电动机，定子绕组通入三相交流电流，旋转磁场正转，转子绕组开路，此时电动机会怎样？
4、交流异步电动机有哪些方法可以进行调速？ 简答题
1、空间中对称的三相交流绕组中通入三相交流，会在电机中产生一个圆形的旋转磁场。
2、
3、转子绕组开路，转子切割磁力线不能形成转子电流，从而没有电磁转矩，所以电动机不会旋转。
4、可以改变s 、P 、f 调速。改变s 的调速方法有降压调速、绕线式转子电动机的转子串电阻调速和串极调速。另外还有变极调速、变频调速。
简答题
1、简述笼式异步电动机与绕线式异步电动机的起动方法。
2、异步电机有哪几种工作状态？在各种状态中转速n 与转差率s 的变化范围是多少？
3、直流发电机的励磁方式有哪几种？并画出他励发电机的原理接线图。 简答题
1、在下列的图中，哪些系统是稳定的？哪些系统是不稳定的？
2、直流电动机的调速方法有哪些？画出对应的机械特性。
3、一台两极绕线式异步电动机要把转速调上去（大于额定转速），试分析采取什么调速方式可行？为什么？ 简答题
1、(a)稳定 (b) 不稳定 (c) 稳定
2、直流电动机的调速方法有调压调速、电枢串电阻调速、弱磁调速。
3、要把转速调上去，变极调速必须减小极对数，但是已经是P =1了，所以不行；转
子回路串电阻只能降速，也不行。只有变频调速既能减速也能升速。
简答题
T T T n n (a) (b) (c)
1.电动机的调速方式必须与其拖动的负载性质相匹配，为什么？ 2、在下列的图中，哪些系统是稳定的？哪些系统是不稳定的？
3、异步电动机的定子、转子电路之间并无电的直接联系，当负载增加时，为什么定子电流和输入功率会自动增加？
简答题
3、答：当负载增加时，转子转速下降，转差率上升，旋转磁场以较大速度切割转子导体，转子绕组中将产生较大的感应电流，根据磁动势平衡关系，定子也产生较大电流，此时电动机从电网输入的电功率增大。
简答题
1、在下列的图中，哪些系统是稳定的？哪些系统是不稳定的？
（1） （2） （3）
2、电源频率降低，其他各量不变，试分析变压器铁心饱和程度、励磁电流、励磁电抗、漏抗和铁心损耗的变化情况。
3、异步电动机直接起动时存在的一对矛盾是什么？分析其原因。 填空题：
1、 顺时针
(b)
(a)
(c)
T
T
T n O
n n T
T
T
2、恒转矩负载、恒功率负载、风机类负载
3、Y-Δ起动、转子串电阻起动、转子串自耦变压器降压起动
4、倒拉反转（电动势反接）、能耗制动、反向回馈制动，
5、恒转矩调速方式、恒功率调速方式
6、改变电枢电流方向
7、弱磁的人为特性
8、励磁阻抗
简答题
1、三相绕线式异步电动机拖动位能性恒转矩负载调速，试分析采用什么方法可以将重物停在空中？
2、简析异步电动机的功率因数为什么总是滞后的？
3、一台笼型异步电动机的数据为：P N＝20kW，U N＝380V，αst=1.15，αsc=6，定子绕组三角形联接。当拖动额定负载起动时，若供电变压器允许起动电流不超过12I N，分析一下最好采取的起动方法是什么？
简答题1、将当转子回路串接适当的电阻。
2、答：异步电动机需从电网取得感性（滞后）无功电流来励磁之磁场；另外异步电动机拖动的机械负载需从电网取得有功电流转化为电磁转矩对机械负载作公，故其功率因数总是滞后的。
3、最好采取的起动方法是直接起动。供电变压器允许起动电流不超过12I N，直接起动
的起动电流I st=αsc I N =6I N<12I N,能满足起动电流的要求。故在可以直接起动时，不必再采取其他的起动方法。
控制电机第三版课后习题答案
第二章 1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势 P25 2. 如果图2 - 1中的电枢反时针方向旋转， 试问元件电势的方向和 A 、 B 电刷的极性如何 P7 3. 为了获得最大的直流电势， 电刷应放在什么位置 的电刷放在磁极轴线上 P 9-10 4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上， 上, 如图2 - 29 输出特性的影响。 6. 具有16个槽， (1) (2) (3) (4) 会出现什么问题 为什么端部对称的鼓形绕组 负载电阻不能小于给定值 而在偏离几何中性线 分析在此情况下对测速机正、 （见图2 - 3） P23 a 角的直线 反转的 所示，试综合应用所学的知识， (提示：在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。 16个换向片的两极直流发电机结构如图 2 - 30所示。 试画出其绕组的完整连接图； 试画出图示时刻绕组的等值电路图； 若电枢沿顺时 针方向旋转， 试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性； 如果电刷不是位于磁极轴线上， 例如顺时针方向移动一个换向片的距离, ~魚、—_A 2~A__4<5~~p- L 5 卫 J _臂駅 --- W.——Wv ~_W J _Wv ~VA _■- 第三章 7 8 9 10 11 12 1.直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定 答 电也电渝嘉的农示式： / _匕一凤小 直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻，而且还取决于与转速成 正比的反电势(当=常数时) 根据转矩平衡方程式， 当负载转矩不变时， 电磁转矩不变； 加上励磁电流If 不 变，磁通①不变， 所以电枢电流Ia 也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电 动机的总阻转矩决定。 T 二T 厂兀 2.如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性 当其他条件不变，而只是减小发电机负载电阻 么原因 RL 时，电动机的转速就下降。 (见图3 - 33),就会发现, 试问这是什 ^发 —— 如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变, 转速变化怎样 n 而仅仅提高电枢端 尺发 1 a 发 3. 一台他励直流电动机， 电压，试问电枢电流、 答：最终电枢电流不变，转速升高 4.已知一台直流电动机， 其电枢额定电压 Ua=110 V ，额定运行时的电枢电流 la= A ,转 速n=3600 r/m in,它的电枢电阻 Ra=50 Q, 空载阻转矩T0=15 mN m 。 试问该电动机额定 负载转矩是多少
机电传动控制复习题与答案(1)
西南科技大学成教学院德阳教学点 《机电传动控制》练习题 姓名：学号：班级：成绩： 一、单项选择题 1．机电传动的发展大体上经历的阶段顺序是：（） A．单电机拖动、双电机拖动、成组拖动 B．成组拖动、单电机拖动、多电机拖动C．单电机拖动、多电机拖动、成组拖动 D．成组拖动、单电机拖动、网络拖动 2、机电传动系统稳定工作时中如果T M >T L ，电动机旋转方向与T M 相同，转速将产生的变 化是。（） A．减速 B．加速 C．匀速 D．停止 3、机电传动系统中如果T M 电机学试题库2014.11 一、判断题（正确的，请在后面括号里写“√”，错误的，请在后面括号里写“X”）。 1、直流电机的电刷随转子电枢一起旋转。（X） 2、直流电机应采用尽可能接近整距的绕组。（√） 3、直流电机单波绕组的并联支路对数等于极对数。（X） 4、电刷放在几何中性线上时，电枢反应只有直轴分量。（X） 5、考虑饱和时，交轴电枢反应有助磁作用。（X） 6、直流电机的反电势正比于电枢绕组的电流。（X） 7、串励电动机在轻载时会发生飞车现象。（√） 8、降低励磁时，直流电动机的速度也相应降低。（X） 9、直流电机励磁绕组和电枢绕组中的电流都是直流。（X ） 10、直流电动机电枢绕组中的电流方向同感应的反电势方向是一致的。（X ） 11、直流发电机的换向器起整流作用；直流电动机的换向器起逆变作用。（√） 12、在直流电动机的电磁功率中，包含电枢电阻的损耗。（X） 13、三相变压器组不应该接成Y,yn联结来带单相负载。（√） 14、变压器一次侧接额定电压不变，则负载的主磁通比空载的主磁通略小。（√ ） 15、如果变压器一次侧绕组与二次侧绕组的匝数比为k=N1/N2，则一次侧归算到二次侧时，电动势和电压要乘以k倍，电流乘以1/k倍，阻抗乘以k2倍。（?） 16、考虑磁路的饱和，如果变压器主磁通为正弦波，则产生主磁通励磁电流也是正弦波。（?） 17、三相变压器绕组采用Y，d连接时，共有1、3、5、7、9、11六个组号。（√ ） 18、对称三相绕组通入对称三相电流时，除产生基波旋转磁动势外，还会产生3次、5次、7次、9次……等一系列的奇数次高次谐波旋转磁动势。（?） 19、对称三相绕组通入对称三相电流，当某相电流达到交流的最大值时，基波合成旋转磁动势波的幅值就将与该相绕组的轴线重合。（√ ） 20、对绕线型感应电动机，转子串电阻可以增大起动转矩；对笼型感应电动机，定子绕组串电阻可以增大起动转矩。（?） 21、对感应电动机，进行恒转矩变频调速，基本上要求电源电压随频率正比变化。（√ ） 22、变压器的额定容量单位为kW。（?） 23、变压器的空载试验通常在高压侧加电压、测量。（?） 24、电角度＝机械角度×2p。（?） 25、双层叠绕组的最多并联之路数为2。（?） 二、填空题 1、当降低感应电动机的电压时，感应电动机的最大转矩减小，产生最大转矩的临界转 第二章 1.为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势? 答：电枢连续旋转，导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线，因而ab和cd中的电势及线圈电势是交变的。 由于通过换向器的作用，无论线圈转到什么位置，电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接，如电刷A始终与处在N极下的导体相连接，而处在一定极性下的导体电势方向是不变的，因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。 2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、 B电刷的极性如何? 答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd中电势由d指向c。电刷A通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。 当电枢转过180°以后，导体cd处于N极下，导体ab处于S极下，这时它们的电势与前一时刻大小相等方向相反，于是线圈电势的方向也变为由a到d，此时d为正，a为负，仍然是A刷为正，B刷为负。 4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值? 答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越强，磁通被削弱得越多，输出特性偏离直线越远，线性误差越大， 为了减少电枢反应对输出特性的影响，直流测速发电机的转速不得超过规定的最高转速，负载电阻不能低于最小负载电阻值，以保证线性误差在限度的范围内。而且换向周期与转速成反比，电机转速越高，元件的换向周期越短；eL正比于单位时间内换向元件电流的变化量。基于上述分析，eL必正比转速的平方，即eL∝n2。同样可以证明ea ∝n2。因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通与n2成正比，使输出特性呈现非线性。所以，直流测速发电机的转速上限要受到延迟换向去磁效应的限制。为了改善线性度，采用限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用，即规定了最高工作转速。 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图 2 - 29 所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。(提示：在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。 6. 具有 16 个槽， 16 个换向片的两极直流发电机结构如图 2 - 30 所示。 (1) 试画出其绕组的完整连接图； (2) 试画出图示时刻绕组的等值电路图； (3) 若电枢沿顺时针方向旋转，试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性； (4) 如果电刷不是位于磁极轴线上，例如顺时针方向移动一个换向片的距离，会出现什么问题? 第二章 1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势P25 2. 如果图2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、B电刷的极性如何P7 3. 为了获得最大的直流电势，电刷应放在什么位置为什么端部对称的鼓形绕组(见图2 - 3)的电刷放在磁极轴线上P9-10 4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速负载电阻不能小于给定值P23 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图 2 - 29 所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。(提示：在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。 6. 具有16 个槽，16 个换向片的两极直流发电机结构如图2 - 30 所示。 (1) 试画出其绕组的完整连接图； (2) 试画出图示时刻绕组的等值电路图； (3) 若电枢沿顺时针方向旋转，试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性； (4) 如果电刷不是位于磁极轴线上，例如顺时针方向移动一个换向片的距离，会出现什么问题 第三章 1. 直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定 答 直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻，而且还取决于与转速成正比的反电势（当?=常数时） 根据转矩平衡方程式，当负载转矩不变时，电磁转矩不变；加上励磁电流If不变，磁通Φ不变，所以电枢电流Ia也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电动机的总阻转矩决定。 2. 如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性(见图3 - 33)，就会发现，当其他条件不变，而只是减小发电机负载电阻RL时，电动机的转速就下降。试问这是什么原因 3. 一台他励直流电动机，如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变，而仅仅提高电枢端电压，试问电枢电流、转速变化怎样 答：最终电枢电流不变，转速升高 4. 已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110 V，额定运行时的电枢电流Ia=0.4 A，转速n=3600 r/m in, 它的电枢电阻Ra=50 Ω，空载阻转矩T0=15 m N·m。试问该电动机额定负载转矩是多少 5. 用一对完全相同的直流机组成电动机—发电机组，它们的励磁电压均为110 V，电枢电阻 Ra=75 Ω。已知当发电机不接负载，电动机电枢电压加110 V时，电动机的电枢电流为0.12 A，绕组的转速为4500 r/m in。试问： (1) 发电机空载时的电枢电压为多少伏 (2) 电动机的电枢电压仍为110 V，而发电机接上0.5 kΩ的负载时，机组的转速n是多大(设空载阻转矩为恒值) 6. 一台直流电动机，额定转速为3000 r/m in。如果电枢电压和励磁电压均为额定值，试问该电机是否允许在转速n=2500 r/m in下长期运转为什么 答：不能，因为根据电压平衡方程式，若电枢电压和励磁电压均为额定值，转速小于额定转速的情况下，电动机的电枢电流必然大于额定电流，电动机的电枢电流长期大于额定电流，必将烧坏电动机的电枢绕组 7. 直流电动机在转轴卡死的情况下能否加电枢电压如果加额定电压将会有什么后果 答：不能，因为电动机在转轴卡死的情况小，加额定的电枢电压，则电压将全部加载电枢绕组上，此时的电枢电流为堵转电流，堵转电流远远大于电枢绕组的额定电流，必将烧坏电动机的电枢绕组。 8. 并励电动机能否用改变电源电压极性的方法来改变电动机的转向 答：不能，改变电动机的转向有两种方法：改变磁通的方向和改变电枢电流的方向，如果同 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Y-△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）。 （×）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。 （×）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。 （×）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。 （×）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。 （×）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。 （×）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。（×）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。 （√）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。 （√）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。（×）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） 期末 考 试 卷（ A 卷） 课程名称 电机学 考试学期 07-08/3 得分 适用专业 电气工程及其自动化 考试形式 开卷闭卷半开卷 考试时间长度 120分钟 一、 填空题：（35分） 1. 在国际单位制中，磁场强度单位是___A/m ___________。电磁感应定律的 物理意义是，当闭合的线圈中磁通发生变化时，线圈中的产生的感应电流所产生的磁场___阻碍_______原来磁通的变化。一个线圈产生的磁通所经过路径的磁阻越大，说明该线圈的电感就越______小________。 2. 变压器损耗包括绕组铜耗和___铁耗_______，后者又包括涡流和磁滞损 耗。电力变压器最大效率通常设计在负载系数为___0.5~0.6____之间。当___可变损耗等于不变损耗_（或_kN p p 0 β= ）___时，变压器效率达最大。 3. 由于铁心饱和特性，施加正弦电压时变压器激磁电流波形通常为______ 尖顶______波，而铁心的磁滞特性使之为___不对称尖顶___波。 4. 并联运行的变压器必须有相同的电压等级，且属于相同的___连接组 ___________。各变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比，与__短路电压（标幺值）___成反比。___短路电压（标幺值）____小的变压器先达到满载。 5. 三相变压器组不能接成Yy 的原因是励磁绕组中需要的___三次谐波 ___________电流不能流通，使磁通近似为____平顶波__________波，会在绕组中电动势波形严重畸变，产生___过电压________危害线圈绝缘。 6. 三相变压器组的零序阻抗比三相铁心式变压器的零序阻抗____大 _________。 7. 电压互感器二次侧不允许___短路_________，而电流互感器二次侧不允 许____开路____。 控制电机复习题答案111 一、填空题 1. 控制电机主要是对控制信号进行传递和变换，要求有较高的控制性能，如要求运行可靠 动作迅速准确度高等。 2. 单相异步电动机的类型主要有反应式永磁式磁滞式 3. 磁滞式同步电动机最突出的优点是能够自启动而且启动转矩很大。 4. 40齿三相步进电动机在双三拍工作方式下步距角为3，在单、双六拍工作方式下步距角为 1.5。 5. 交流伺服电动机的控制方式有变极变频变转差率。 6. 自整角机是一种能对角度偏差自动整步的感应式控制电机，旋转变压器是一种输出电 压随角度变化的信号元件，步进电动机是一种把脉冲信号转换成角位移或直线位移的执行元件，伺服电动机的作用是将输入电压信号转换为轴上的角位移或角速度输出。 7. 无刷直流电动机转子采用永磁体，用电子开关线路和位置传感器组成的电子换向器 取代有刷直流电动机的机械换向器和电刷。 8. 直线电机按照工作原理来区分，可分为直线感应电机、直线直流电机和直线同步电机 三类。 9. 自整角机是一种能对角度偏差自动整步的感应式控制电机，它通过电的方式在两个或 两个以上无电联系的转轴之间传递角位移或使之同步旋转。 10.光电编码器按编码原理分有绝对式和增量式两种。 11.异步测速发电机性能技术指标主要有线性误差、相位误差、剩余电压和输出斜率。 12 同步电动机转子上的鼠笼绕组可起启动和阻尼作用。 13.小功率同步电动机可分为反应式永磁式磁滞式等。 14.反应式电磁减速同步电动机定转子齿数应满足_______，转速公式为_______；励磁式电 磁减速同步电动机定转子齿数应满足_______，转速公式为_____。 15. 电机产生过度过程的主要原因是电机中存在两种惯性：机械电磁。 16. 罩极式单相异步电动机的旋转方向总是固定不变的由罩住的部分向未罩住的方向旋转。 17.直流伺服电动机的电气制动有能耗回馈反接。 二、选择题 1．伺服电动机将输入的电压信号变换成（ D ），以驱动控制对象。 A.动力 B.位移 C.电流 D.转矩和速度 2.交流伺服电动机的定子铁芯上安放着空间上互成（ B ）电角度的两相绕组，分别为励磁绕组和控制绕组。 A.0o B. 90o C. 120o D.180o 3.为了减小（ C ）对输出特性的影响，在直流测速发电机的技术条件中，其转速不得超过规定的最高转速。 A.纹波 B.电刷 C.电枢反应 D.温度 4.在交流测速发电机中，当励磁磁通保持不变时，输出电压的值与转速成正比，其频率与转速（ D ）。 A.正比 B.反比 C.非线性关系 D.无关 5.影响交流测速发电机性能的主要原因是（ B ）。 A.存在相位误差 B.有剩余电压 C.输出斜率小 D.以上三点 6.步进电机是利用电磁原理将电脉冲信号转换成（ C ）信号。 A.电流 B.电压 C. 位移 D.功率 1、请用电压平衡方程式解释机械特性下倾曲线？*的电压平衡方程为Ua=Ea+IaRa=Cgφn+TRa/Ct φ，在*的电枢电压不变的情况下，转速增大，则*的电磁转矩必然减小，电磁转矩增大，则*的转速必然减小。所以，*的机械特性是一条下倾的曲线。机械特性曲线的硬度反映了直流*的转速随转矩Tem的改变而变化的程度。 2、空载，调节特性有无死区？有，因为及时*不带负载，*也有空载阻转矩，死区电压Ua0=T2R2/CTφ不为零。调节特性死区的大小与电枢回路的电阻和总阻转矩有关。 3、影响直流伺服*机械时间常数的因素有哪些？（1）τm与电枢电阻Ra的大小成正比。为了减少*的机械时间常数，应尽可能减小电枢电阻。（2）τm与*电枢的转动惯量J的大小成正比。为了减小*的机械时间常数τm，宜采用细长型的的电枢或者采用空心杯电枢、盘形电枢，以获得尽可能小的J值。（3）τm与*的每极气隙磁通的平方成反比。为了减小*的机械时间常数τm，应增加每个电极气隙的磁通，即提高气隙的磁密。 4、简述PWM调速原理。在电源电压不变的情况下，电枢的端电压平均值Ua取决于占空比α的大小，改变α的大小，就可以改变Ua的平均值，从而达到调速的目的。 5、位置传感器在无刷直流*中起到什么作用？常见的位置传感器有哪些类型？它们的检测位置的传感原理分别是什么？将转子磁钢位置变成电信号去控制电子开关线路，从而使定子各相绕组以一定的次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。种类及原理：电磁式位置传感器：利用电磁效应来实现转子位置测量；光电式位置传感器：利用光电效应制成的；磁敏式位置传感器：霍尔效应和磁阻效应。 6、三相星形连接两两导通方式与三相三角形连接三三导通方式？三相星形连接二二导通方式是指每一瞬间只有两个功率管导通，每隔60°换相一次，每次换相一个功率管，桥臂之间左右换相，每个功率管导通120°。三相三角形连接三三导通方式是指每一瞬间均有三个功率管同时导通，每隔60°电角度换相一次，每次换相一个功率管，一个桥臂上下管之间换相，每个功率管导通180°。两者结果相似，不同的是当绕组为Y连接两两通电，为两项绕组相串联，而当三角形连接三三通电时，则为两绕组并联。 1.正、余弦旋转变压器在负载时，输出电压为什么会发生畸变？解决？正、余弦输出绕组产生的感应磁场对于原磁场是一种干扰，它会影响正、余弦输出绕组的输出电压；正、余弦旋转变压器在负载时输出电压发生畸变的根本原因在于负载电流产生的交轴磁场，要消除输出电压的畸变，就必须在负载时对*中的交轴磁场予以补偿。可采用一次侧补偿和二次侧补偿两种方法。 2.简要说明一次侧补偿线性旋转变压器工作原理。根据电磁感应法则，感应磁场总是抵触产生它的原磁场的。通常交轴绕组阻抗选择为很小的值，它使交轴绕组接近于短路状态，这样交轴绕组感应电势将会产生较大的交轴绕组感应电流，进而产生较大的交轴绕组感应磁场。较大的交轴绕组感应磁场产生较大的抵消作用，具有很强的去磁作用，致使总的交轴磁场趋于零，从而消除了输出电压的畸变。 3.试比较正、余弦旋转变压器中，二次侧补偿和一次侧补偿各有哪些特点？一次侧补偿特点：当正弦输出绕组接入负载阻抗后，这时虽有负载电流通过该绕组，其负载电流所产生的磁场的交轴分量可以被交轴绕组完全抵消。二次侧补偿特点：当余弦输出绕组接入某一阻抗后，正弦输出绕组中的负载阻抗也就不能任意改变了，这个限制了二次侧补偿的应用范围。 1.简要说明力矩式自整角接收机中的整步转矩是怎样产生的？哪些因素有关？接收机的感应磁场与原来的直轴磁场相互作用产生某种动作。当力矩式自整角机失调角为θ时，作用在*轴上的电磁转矩称为整步转矩，从本质来说，它是由三个整步绕组中的感应电流和直轴磁场相互作用而产生的。 2. 简要说明自整角变压器整步绕组合成磁势的性质和特点。从物理本质上来看,控制式自整角机的发送机定子合成磁场轴线在励磁绕组轴线上,是由于定子三相绕组是对称的(接收机定子三相绕组作为它的对称感性负载).如果把发送机励磁绕组作为初级,定子三相绕组作为次级,两侧的电磁关系类似一台变压器.因此,可以推想,发送机定子合成磁势必定对励磁磁场起去磁作用.当励磁电流的瞬时值增加时,发送机定于合成磁势的方向必定与励磁磁场的方向相反.合成磁势的特点主要有:(1)合成磁场在励磁绕组轴线上,它的方向和励磁磁场的方向相反.(2)由于合成磁场的位置在空间固定不变,其大小又是时间的正弦函数，所以合成磁场是一个脉振磁场.(3) 电机原理试题及答案（仅供参考） 一、填空(每空1分，共25分) 1. 单相异步电动机可分为________、________两大类型。 2. 6极异步电动机电源频率f=50Hz，额定转差率S N=，则额定转速为n N=_____、额定工作时， 将电源相序改变，则反接瞬时的转差率S=_____。 ~ 3. 同步补偿机实际上是一台_________的同步电动机，它接到电网上的目的就是为了 ___________。 4. 直流电机的励磁方式可分为＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。 5. 有一台极数2P＝4，槽数Z＝24的三相单层链式绕组电机，它的极距τ＝＿＿＿、每极每 相槽数ｑ＝＿＿＿、槽距角α＝＿＿＿。 6、变压器空载运行时功率因数很______。 7．________型三相异步电动机可以把外接电阻串联到转子绕组回路中去。 … 8. 直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向________。 9. 直流电动机的起动方法有____________；______________。 10. 当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。 11. 三相异步电动机的过载能力是指_______________。 12 . 星形—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。 》 13. 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。 14、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。 15、单迭绕组极对数为P时，则并联支路数为_______。 二、判断正误(对在括号里打√、错则打×，每小题1分，共15分) 【 1.( ) 电动机的额定功率是指额定运行时从电源输入的电功率。 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.( ) 三相异步电动机的旋转方向决定于定子绕组中通入的三相电流的相序。 4.( ) 与同容量的变压器相比较，异步电动机的空载电流小。 5.( ) Y-D降压起动适用于正常运行时定子绕组为星形联接的笼型异步电动机。 - 6. ( ) 变极调速时必须同时改变加在定子绕组上电源的相序。 7. ( ) 变频调速过程中按U1/f1=常数的控制方式进行控制，可以实现恒功率调速。 8. ( ) 异步电动机的功率小于时都允许直接起动。 9. ( ) 变压器的二次额定电压是指当一次侧加额定电压，二次侧开路时的空载电压值。 10.( ) 变压器在原边外加额定电压不变的条件下，副边电流大，导致原边电流也大，因 此变压器的主磁通也大。 > 控制电机第三版课后习题答案 第二章 1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势? P25 2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、 B 电刷的极性如何? P7 3. 为了获得最大的直流电势，电刷应放在什么位置? 为什么端部对称的鼓形绕组(见图 2 - 3)的电刷放在磁极轴线上? P9-10 4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给 定值? P23 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图 2 - 29 所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。(提示: 在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。 6. 具有 16 个槽， 16 个换向片的两极直流发电机结构如图 2 - 30 所示。 (1) 试画出其绕组的完整连接图; (2) 试画出图示时刻绕组的等值电路图; (3) 若电枢沿顺时针方向旋转，试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性; (4) 如果电刷不是位于磁极轴线上，例如顺时针方向移动一个换向片的距 离，会出现什么问题? 4321161514N514 a,,1A513B 6132第三章 67891011121. 直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定? 答 直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻，而且还取决于与转速成正比的反电势(当?=常数时) 根据转矩平衡方程式，当负载转矩不变时，电磁转矩不变; 加上励磁电流If 不变，磁通Φ不变，所以电枢电流Ia也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电动机的总阻转矩决定。 2. 如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性(见图 3 - 33)，就会发现，当其他条件不变，而只是减小发电机负载电阻RL时，电动机的转速就下降。试问这是什么原因? RITTIn,,,,,,,,,,, La发发发电电1223. 一台他励直流电动机，如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变，而仅仅提高电枢端电压，试问电枢电流、转速变化怎样? 答:最终电枢电流不变，转速升高 4. 已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110 V，额定运行时的电枢电流Ia=0.4 A，转速n=3600 r/min, 它的电枢电阻Ra=50 Ω，空载阻转矩T0=15 mN?m。试问该电动机额定负载转矩是多少? 直流电机厚的低碳钢板叠压而成，而电枢铁芯必须要用3mm为什么直流电机主磁极一般只要用1. 的硅钢片叠压而成？0.35mm ，故可以厚0答：涡流损耗，直流电机主磁极没有交变电流，涡流损耗几乎为，故硅钢片厚度d点，但电枢铁芯存在交变电流，为了减小涡流损耗所以应减小硅钢片厚度应尽可能的薄。为什么直流电机的机壳上不需要安装散热片？2. 答：直流电机定子中没有交变电流，不产生交变磁场，铁耗几乎为零，不需要散热片。的直流发电机改为电动机运行，则其额定功率将大于、等于、30kW将一台额定功率为3. ？为什么？还是小于30kW ，对于电动机：答：小于。对于发电机：。试判断下列情况下，电刷两端的电动势是交流还是直流？①磁极固定，电刷和换向片、4. 电枢同时旋转；②电枢和换向片不动，电刷与磁极同时旋转。而电枢与电刷和磁极要直流电机工作的基本条件是：电刷与磁极要保持相对静止关系，答： 2）电刷两端电压性质是直流。（1）电刷两端电压性质是交流（保持相对运动关系。因此，电刷正常情况下应该放在什么位置？为什么？5. 答：换向器上的几何中性线，确保空载时通过正负电刷引出的电动势最大。为什么电枢绕组的并联支路数永远是偶数？6.。故并联支路数永2p。单叠绕组：a=p，并联支路数为答：单波绕组：a=1，并联支路数为2远为偶数。则电机铜耗、若转速下降，一台他励直流发电机，在励磁电流和电枢电流不变的条件下，7. 铁耗、机械损耗、电枢电动势、电磁功率、电磁转矩、输出功率、输入功率如何变化？ ，下降，机械损耗下降。f下降，铁耗减小。n铜耗不变。答：，n下降， 下降，电枢电动势下降。，E下降，，电磁转矩不变。n 输出功率下降。，下降，输入功率下降。他励直流发电机能否持续稳态短路？并励直流发电机是否可以？为什么？8. 答：否，可以。由图可知他励直流发电机短路U非常大，会烧坏电机，不能持续稳态短路。时，I他励U并励直流发电机短路时，电流很小，不会烧坏电0U N机，所以可以持续稳态短路。并励 0II N9.如果一台他励直流发电机，如果不小心将50Hz的交流电源接在励磁绕组上，则将获得一个什么样的输出电压？ 答：获得f=100Hz的交变电压。 10.试证明：如果有一台直流电机，其电枢铁芯既可嵌放单叠绕组也可嵌放单波绕组，只要10 考 试 卷（ A 卷） 课程名称 电机学 考试学期 07-08/3 得分 适用专业 电气工程及其自动化 考试形式 开卷闭卷半开卷 考试时间长度 120分钟 一、 填空题：（35分） 1. 在国际单位制中，磁场强度单位是___A/m ___________。电磁感应定律的 物理意义是，当闭合的线圈中磁通发生变化时，线圈中的产生的感应电流所产生的磁场___阻碍_______原来磁通的变化。一个线圈产生的磁通所经过路径的磁阻越大，说明该线圈的电感就越______小________。 2. 变压器损耗包括绕组铜耗和___铁耗_______，后者又包括涡流和磁滞损 耗。电力变压器最大效率通常设计在负载系数为___0.5~0.6____之间。当___可变损耗等于不变损耗_（或_kN p p 0 β= ）___时，变压器效率达最大。 3. 由于铁心饱和特性，施加正弦电压时变压器激磁电流波形通常为______ 尖顶______波，而铁心的磁滞特性使之为___不对称尖顶___波。 4. 并联运行的变压器必须有相同的电压等级，且属于相同的___连接组 ___________。各变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比，与__短路电压（标幺值）___成反比。___短路电压（标幺值）____小的变压器先达到满载。 5. 三相变压器组不能接成Yy 的原因是励磁绕组中需要的___三次谐波 ___________电流不能流通，使磁通近似为____平顶波__________波，会在绕组中电动势波形严重畸变，产生___过电压________危害线圈绝缘。 6. 三相变压器组的零序阻抗比三相铁心式变压器的零序阻抗____大 _________。 7. 电压互感器二次侧不允许___短路_________，而电流互感器二次侧不允 许____开路____。 8. 交流电机绕组的短距和分布既可以改善磁动势波形，也可以改善__电势 ____________波形。设电机定子为双层绕组，极距为12槽，为同时削弱 控制电机与特种电机课后答案第4章思考题与习题 1. 旋转变压器由_________两大部分组成。( ) A.定子和换向器 B.集电环和转子 C.定子和电刷 D.定子和转子 2. 与旋转变压器输出电压呈一定的函数关系的是转子( )。 A.电流 B. 转角 C.转矩 D. 转速 3(旋转变压器的原、副边绕组分别装在________上。( ) A(定子、转子 B.集电环、转子 C.定子、电刷 D. 定子、换向器 4(线性旋转变压器正常工作时，其输出电压与转子转角在一定转角范围内成________。 5、试述旋转变压器变比的含义, 它与转角的关系怎样? 6、旋转变应器有哪几种?其输出电压与转子转角的关系如何, 7、旋转变压器在结构上有什么特点?有什么用途。 8、一台正弦旋转变压器，为什么在转子上安装一套余弦绕组?定子上的补偿绕组起什么作用? 9、说明二次侧完全补偿的正余弦旋转变压器条件，转子绕组产生的合成磁动势和转子转角α有何关系。 10、用来测量差角的旋转变压器是什么类型的旋转变压器? 11、试述旋转变压器的三角运算和矢量运算方法. 12、简要说明在旋转变压器中产生误差的原因和改进方法。 答案 1. D 2. B 3. A 4. 正比 5. 旋转变压器的工作原理和一般变压器基本相似，从物理本质来看，旋转变压器可以看成是一种能转动的变压器。区别在于对于变压器来说，其原、副边绕组耦合位置固定，所以输出电压和输入电压之比是常数，而旋转变压器的原、副边绕组分别放置在定、转子上，由于原边、副边绕组间的相对位置可以改变，随着转子的转动，定、转子绕组间的电磁耦合程度将发生变化，电磁精确程度与转子的转角有关，因此，旋转变压器能将转角转换成与转角成某种函量关系的信号电压。输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。 6. 按着输出电压和转子转角间的函数关系，旋转变压器主要可以分:正、余弦旋转变压器(代号为XZ)和线性旋转变压器(代号为XX)、比例式旋转变压器(代号为XL)，矢量旋转变压器(代号为XS)及特殊函数旋转变压器等。其中，正余弦旋转变压器当定子绕组外加单相交流电流激磁时其输出电压与转子转角成正余弦函数关系;线性旋转变压器的输出电压在一定转角范围内与转角成正比，线性旋转变压器按转子结构又分成隐极式和凸极式两种;比例式旋转变压器则在结构上增加了一个固定转子位置的装置，其输出电压也与 转子转角成比例关系。 按旋转变压器在系统中用途可分为解算用旋转变压器和数据传输用旋转变压器。根据数据传输用旋转变压器在系统中的具体用途，又可分为旋变发送机(代号为XF)，旋变差动发送机(代号为XC)，旋变变压器(又名旋变接收器)(代号为XB)。 若按电机极对数的多少来分, 可将旋转变压器分为单极对和多极对两种。采用多极对是为了提高系统的精度。 电机学期末考试试卷大全(附答案) 考试卷（ A 卷）《电机学》课程试卷 一、填空： 1．一台直流电动机，PN=10KW,UN=220V,?=0.86，nN=980r/min，则额定电 流为＿＿＿52.85A ＿＿＿，额定输出转矩为＿＿＿97.44N.m＿＿＿＿。 2．电机铁心采用0.35或0.5mm的硅钢片，其目的是:＿＿提高磁路的磁导率,降低电机的铁耗＿＿＿＿＿＿＿ 3．YYn联结的三相心式变压器，其负载时相电势的波形为:＿接近正弦波＿＿ ＿＿，这是因为:三次谐波磁通不能沿闭合铁心闭合，只能沿油或空气及油 箱壁闭合，磁阻大，故三次谐波磁通小，且负载时副方YO联接，使副方可感应、 流通较小的三次谐波电流，此电流也会对三次谐波磁通有所削弱，使磁通接近 正弦波，故相电势接近正弦波。 4．变压器的空载损耗主要是＿铁＿＿＿损耗，短路损耗主要是＿＿＿铜＿＿ 损耗。 5．选择交流绕组节距时，主要考虑同时削弱5次和7次谐波电动势，故 通常采用y1=＿＿＿5/6τ＿＿＿。 6. 一台隐极同步发电机并联于无穷大电网，额定负载时功率角 =200，现因外线发生故障，电网电压降为60%*UN，为使角保持在小于250范围内，应加大励磁，使E0为：E0/E0＿＿＿E0*/E0>1.35＿＿＿＿。 二、选择题： 1．下列关于直流电动机说法错误的是：（ c ） A 串励电动机不允许空载或轻载运行 B 并励电动机不允许励磁回路开路 C 同时改变直流电动机的励磁及电枢电流方向可改变其转向 D 其它条件不变，仅降低他励电动机电枢端电压，其转速下降 2．在两相对称绕组中分别通入i1=Imsinwt,i2=Imsin(wt 1200)，则此时产生的磁场（ b ） A 圆形旋转磁场 B 椭圆形旋转磁场 C 脉振磁场 D 无法确定 控制电机课后答案 第二章 1.为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势?答：电枢连续旋转，导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线，因而ab和cd中的电势及线圈电势是交变的。 由于通过换向器的作用，无论线圈转到什么位置，电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接，如电刷A始终与处在N极下的导体相连接，而处在一定极性下的导体电势方向是不变的，因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。 2.如果图2-1中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、B电刷的极性如何? 答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd中电势由d指向c。电刷A通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。 3.为了获得最大的直流电势，电刷应放在什么位置?为什么端部对称的鼓形绕组(见图2-3)的电刷放在磁极轴线上? 答：放在磁极轴线上。 具体见P9-10 4.为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速?负 载电阻不能小于给定值? 答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的 去磁作用越强，磁通被削弱得越多，输出特性偏离直线越远， 线性误差越大，为了减少电枢反应对输出特性的影响，直流 测速发电机的转速不得超过规定的最高转速，负载电阻不能 低于最小负载电阻值，以保证线性误差在限度的范围内。而 且换向周期与转速成反比，电机转速越高，元件的换向周期 越短；e L正比于单位时间内换向元件电流的变化量。基于上述分析，e L必正比转速的平方，即e L∝n2。同样可以证明e a∝n2。因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通与n2成正比，使输出特性呈现非线性。所以，直流测速发电机的转速上限要受到延迟换向去磁效应的限制。为了改善线性度，采用限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用，即规定了最高工作转速。 5.如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图2-29所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。(提示：在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。 思路：假设是逆时针转，图见P7图2-1。 本来中性面是没有切割磁感线的，但是现在偏一个角，虽然还是没有切割磁感线但是却有电流通过，根据右手定则判断在偏角直线产生的感应磁场与原来的磁场方向相比较判断影响。 6.具有16个槽，16个换向片的两极直流发电机结构如图2-30所示。 第二章机电传动系统的动力学基础 2.2 从运动方程式怎样看出系统是处于加速，减速，稳态的和 静态的工作状态。 T M-T L>0说明系统处于加速，T M-T L<0 说明系统处于减速， T M-T L=0说明系统处于稳态（即静态）的工作状态。 2.3 试列出以下几种情况下（见题2.3图）系统的运动方程式，并说明系统的运动状态是加 速，减速，还是匀速？（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向） T M T T M=T L T M< T L T M-T L>0说明系统处于加速。 T M-T L<0 说明系统处于减速 T M T L T M T L T M> T L T M> T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速 T M T L T T L T M= T L T M= T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速 2.5为什么低速轴转矩大，高速轴转矩小？ 因为P= Tω,P不变ω越小T越大，ω越大T 越小。 2.6为什么机电传动系统中低速轴的GD2逼高速轴的GD2大得多? 因为P=Tω，T=G?D2/375. P=ωG?D2/375. ,P不变转速越小GD2越大，转速越大GD2越小。 2.9 一般生产机械按其运动受阻力的性质来分可有哪几种类型的负载？ 可分为1恒转矩型机械特性2离心式通风机型机械特性3直线型机械特性4恒功率型机械特性,4种类型的负载. 2.11 在题2.11图中，曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性，试判断哪些是系统的稳定平衡点？哪些不是？ 交点是系统的稳定平衡点. 交点是系统的平衡点 交点是系统的平衡交点不是系统的平衡点 第三章 3.1为什么直流电记得转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成？ 直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠加而成是因为要防止电涡流对电能的损耗.. 3.5 一台直流发电机，其部分铭牌数据如下：P N =180kW, U N =230V,n N =1450r/min,η N =89.5%，试求： ①该发电机的额定电流； ②电流保持为额定值而电压下降为100V时，原动机的输出功率（设此时η= η N ） P N =U N I N 180KW=230*I N I N =782.6A 该发电机的额定电流为782.6A P= I N 100/η N P=87.4KW 3.6 已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：P N =7.5KW, U N =220V, n N =1500r/min, η N =88.5%, 试求该电机的额定电流和转矩。 P N =U N I N η N 7500W=220V*I N *0.885 I N =38.5A T N =9.55P N /n N =47.75Nm 3.11为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？ 电动机在未启动前n=0,E=0,而R a 很小,所以将电动机直接接入电网并施加额 定电压时,启动电流将很大.I st =U N /R a 3.14直流串励电动机能否空载运行?为什么？ 串励电动机决不能空载运行,因为这时电动机转速极高,所产生的离心力足电机试题库(含答案1107)
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