电机及拖动基础第二章作业题解
电机与拖动第二章 习题解答
第二章 电力拖动系统的动力学基础2-9解：n LJ L J e n e n 1J 1 图2-16 三轴拖动系统eJ折算到电动机轴上的系统总飞轮惯量为2222221L e 1L e e 222()()75015015()16()1001500150020(N m )n n GD GD GD GD n n =++=+⨯+⨯=⋅ 折算到电动机轴上的负载转矩为L L L c 1L c1c2725(N m)150015000.90.8750150T T T j j j ηηη''====⋅⨯⨯⨯2-10解：J 1n e J 2 n r v L J Ln LJ e图2-18 提升机构n（1）提升速度L v 依照电动机转速n 经过三级减速后，再转换成直线速度的关系，得Ln j n =，321j j j j =，L 123n n n j j j j == L L πv Dn =L L 123π 3.140.21000π31.4(m /min)225D v Dn n j j j ⨯⨯====⨯⨯（2）折算到电动机轴上的静转矩L T根据功率平衡原则，折算到电动机轴上的静转矩为L L L c F v T ωη=这里，0L L G G G F +==，L π60D n v j =， 2π60n ω=，所以 0L c ()(1500100)0.1210(N m)2250.8D G G T j η++⨯===⋅⨯⨯⨯ （3）折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量2GD题中未给出系统中间传动轴和卷筒的飞轮惯量，可用放大系数δ近似估计。
今取1.2δ=，则折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量为222L e 022365()()31.41.210365(1500100)()60100012.16(N m )v GD GD G G nδ=⋅++=⨯+⨯+⨯⨯≈⋅。
电机及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；Tem2、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X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。
《电机原理及拖动基础》习题参考答案
习题参考答案第一章1-5 解：cm /A 98H ,T 1002.0002.0A B ====φ（1） F=Hl=98A/cm ⨯30cm=2940A;I=F/N=2940/1000=2.94A.(2) 此时，F 总=H 铁l 铁+H δδ其中：H 铁l 铁=98A/cm ⨯29.9cm=2930.2A; H δδ=δ⨯B/μ0=0.001/(4π⨯10-7)=795.8A; 所以：F 总=2930.2+795.8=3726A1-6 解：（1）;5.199sin Z x ;1407.0200cos Z r 2005.0100Z 1111111ΩϕΩϕΩ===⨯====（2）;66.8sin Z x ;55.010cos Z r 1010100Z 1221222ΩϕΩϕΩ===⨯====1-7 解：每匝电势为：匝744884.036N ;V 4884.00022.05044.4f 44.4e m 1===⨯⨯==φ第二章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：222L m kg 63964D m m J ⋅=⨯==总ρ 系统折算后总转动惯量为：2M 2m L eq m kg 74.49J iJ 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 电动机转速加速度等于：5.95dt dv D 60i dt dn i dt dn m ===π 由运动方程的启动转矩：Nm 4.12075.9555.974.49710dt dn 55.9J T T eq 'L k =⨯+=+=第三章3-12 解：因为：n 60Np E a φ=（1）单叠：a=2；6004.02602N 230⨯⨯⨯⨯=； N=5750。
电机与拖动基础课后习题答案(部分)
第一章作业解答参考1—8．解：)(630230101453A U P I N N N =⨯==)(1619.0145KW P P NN===ηλ 1—20．解：（1）U V n a pN E a <=⨯⨯⨯⨯==)(186150001.0160372260φ 是电动机状态。
∴（2）)(46.163208.0186220A R E U I a a a =-=-=)(63.19315002604.30)(4.3046.163186m N P T KW I E P M a a M ⋅=⨯⨯⨯=Ω==⨯==π （3）)(6.5208.046.16322KW R I p a a cua =⨯==)(79.292403624.30)(366.54.3021KW p p P P KW p P P Fa M cua M =--=--==+=+=Ω%823679.2912===P P η 1—23．解：（1）)(112.54300014.326010172603m N n P P T N N N N N ⋅=⨯⨯⨯⨯=⨯=Ω=π%2.82942201017)(812.557.1112.54)(7.1344014.32608.2)316.08.2220(26030'00000=⨯⨯==⋅=+=+=⋅=⨯⨯⨯⨯⨯-=⨯=Ω=N N N N N a a M I U P m N T T T m N n I E P T ηπ（2）N e e C C Φ=Φ∴0忽略电枢反应影响， 恒定。
0'0Φ-=e a a N C R I U n ， 0636,03440316.08.22200=⨯-=Φe C)min (34590636.022000r C U n e N ==Φ=（3） Φ=Φe M C C 55.9)min (27860636.0)15.0316.0(89.91220)()(89.910636.055.9812.55r C R R I U n I T T A C T I e a a N a Z M a =+⨯-=Φ+-=→==⨯=Φ=Ω不变不变，第二章 习题解答参考2—6．解：（1）T T T n C C R R C U n Nm e a N e N 64.1115819.055.94.006.01158202-=⨯+-='-=Φ+-Φ=Ωβ （2）T T T n C C R C U n N m e a N e 21.057921.019.011002-=-=-'=Φ-Φ=β （3）T T T n C C R C U n m e a e N 35.0146717.006.015.022002-=-=''-''=Φ-Φ=β 19.0=ΦN e C N Φ=Φ8.0 15.019.08.0=⨯=Φ∴e C2N m e C C Φ=()255.9N e C Φ=219.055.9⨯=0.28 2Φm e C C =17.028.08.02=⨯2—16．解：（1）[]V R I U E a N N a 20425.064220=⨯-=-=[]A R R E U I Z a a N a 84.67625.0204220max -=+--=---=29.0700204==-=ΦN a N N N e n R I U C 76.229.055.955.9=⨯=Φ=ΦN e N m C C[]m N I C T anax N m ⋅-=-⨯=Φ=23.187)84.67(76.2max停机时 n=0 0=Φ=n C E N e a[]A R R U I Z a N a 2.35625.0220-=+-=+-=[]m N I C T a N m ⋅-=-⨯=Φ=15.97)2.35(76.2此时反抗性负载 []m N I C T N N m Z⋅-=⨯-=Φ-='64.1766476.2 由于 T T Z>' 故系统不会反向起动。
电机及拖动基础第四版上册习题
第2章 直流电机P57，2-9一台并励直流电动机，将其电枢单叠绕组改成单波绕组，试问对其电磁转矩会有何阻碍？答：由于直流电动机电磁转矩为2e a pzT I aπ=Φ 因此1. 关于单叠绕组电动机支路对数a = p ，电枢电流I a = 2ai a(2)(2)222e a a a pz pz pz T I ai i a a πππ=Φ=Φ=Φ 2. 关于单波绕组电动机支路对数a = 1，电枢电流I a = 2i a(2)(2)2212e a a a pz pz pz T I i i a πππ=Φ=Φ=Φ⨯ 因此，当磁通Φ维持不变时，在保证支路电流i a 不变的情形下，电磁转矩T e是不变的 P57，2-13电动机的电磁转矩是驱动性质大的转矩，当电磁转矩增大时，转速似乎应该是上升的，当从直流电动机的电磁转矩及特性上看，电磁转矩增大时，转矩反而是下降的，这是什么缘故？ 答：1. 关于并励直流电动机，直流电动机的电磁转矩是随电枢电流的增大而增大，电枢电流又随负载的增大而增大。
但由转速公式a ae U I R n C -=Φ可知，并励直流电动机的电枢电流会使电阻电压降增大，尽管电枢反应的去磁特性，会使转速呈现增大趋势，但电枢电压降增大的分量要比去磁效应大一些，因此会使电动机的转速随负载的增大而有所下降。
2. 关于串励直流电动机，电枢电流的增大会使电枢电压降和磁通同时增大。
这两个因素都会使电动机的转速随负载的增大而下降。
P57，2-15一台并励直流电动机在额定电压U N =220V 和额定电流I N =80A 的情形运行，该电机的电枢回路总电阻R a =Ω，2ΔU c =2V ，励磁回路总电阻R f =Ω，额定负载时的效率ηN = 85%，试求：(1) 额定输入功率； (2) 额定输出功率 (3) 总损耗； (4) 电枢回路铜耗； (5) 励磁回路铜耗； (6) 电刷接触损耗； (7) 附加损耗；(8) 机械损耗和铁耗之和。
电机与拖动基础习题解答第二章
电机与拖动基础习题解答第二章武汉纺织大学第二章2 . 1 变压器能改变交流电的电压和电流,能不能改变直流电的电压和电流?为什么?答: 变压器能改变交流电的电压和电流,但不能改变直流电的电压和电流。
因为变压器是应用电磁感应原理而工作的,只有当一次绕组接交流电源时, 一次绕组才会流过交流电流,在铁心中产生变化的磁通,从而在二次绕组中产生感应电动势;如果一次绕组接直流电源,则一次绕组流过的是直流电流, 在铁心中产生的磁通是恒定不变的,不能在二次绕组中产生感应电动势,所以变压器只能改变交流电的电压和电流,不能改变直流电的电压和电流。
2 . 2 变压器的铁心为什么要用硅钢片叠成而不用整块钢制成?答: 变压器的绕组流过交流电流时会在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗,统称为铁损耗。
磁滞损耗与铁磁材料的磁滞回线面积有关, 硅钢片的磁滞回线较窄, 磁滞损耗较小。
涡流损耗与铁磁材料的电阻成反比,与钢片厚度的平方成正比, 硅钢片是在电工钢中加入少量的硅而制成, 电阻率较大, 用硅钢片叠成的铁心, 铁损耗较小,所以变压器的铁心要用硅钢片叠成而不用整块钢制成。
2 .3 一台变压器额定电压为220 /110 V ,若把二次绕组( 110 V )接在220 V交流电源上,主磁通和励磁电流将如何变化?答:若忽略变压器绕组漏阻抗压降,则绕组的端电压与感应电动势相等。
正常工作时铁心磁路处于饱和状态。
若把额定电压为110 V 的二次绕组接在220 V 交流电源上, 二次绕组感应电动势将增大一倍, 感应电动势与铁心磁通成正比,所以铁心磁通也将增大一倍,由于铁心磁路处于饱和状态, 励磁电流将不只是增大一倍,而将增大许多倍。
2 . 4 一台变压器一次绕组额定电压为220 V ,不小心把一次绕组接在220 V 的直流电源上,会出现什么情况?答: 若把额定电压为交流220 V 的变压器一次绕组接在220 V 直流电源上时, 铁心中产生的磁通将是恒定不变的,不会在一次绕组中产生感应电动势, 一次绕组电流11R UI ,由于绕组电阻1R 比较小,则一次绕组电流会很大,大大超过其额定电流,很快会将变压器烧坏。
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 ；Tem2、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。
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。
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T0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n0称为理想空载转速；是I a= I a0实际空载，对应的转速n0’的称为实际空载转速，实际空载转速略低于理想空载转速。
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：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<T L，而在交点以下（转速减小时）,T em>T L。
一般来说，若电动机的机械特性是向下倾斜的，则系统便能稳定运行，这是因为大多数负载转矩都随转速的升高而增大或者保持不变。
答：只有（b）不稳定，其他都是稳定的。
答：他励直流电动机稳定运行时，电枢电流：可见，电枢电流I a与设计参数U、C eΦ、R a有关，当这些设计参数一定时，电枢电流的大小取决于电动机拖动的负载大小，轻载时n高、I a小，重载时n低、I a大，额定运行时n=n N、I a=I N。
电机与拖动第二章直流电动机的电力拖动习题集答案
1、一台直流他励电动机的额定数据为： P N =21kW , U N =220V, I N =112A, n N =950r/min , Ra=0.45Q 。
求固有特性方程并点绘固有特性曲线。
解：C T ① N =9.55C e ①=9.55X 0.18=1.72 n^-U ^ =空=1222r/minC e ① N 0.18「C ：Ck^ 二磐鼻 i.43n =n 0- P T =1222-1.43T2、一台他励电动机的铭牌数据为：P N =40kW, U N =220V,I N =207.5A, R a =0.067 Q o （1）如果电枢电路不串接电阻起动，则起动电流为额定电流的几倍？ （ 2）如将起动电流限制为1.5I N ，求应串入电枢电路的电阻值。
U 220解:（1）IS -R N=0.06<3283-6A设起动电流倍数为K需=15.8220———=1.5X 207.5 R B =0.6400.067 + R B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/mi n 电枢回路电阻 R a =0.10140，求：（1）U =U N ^*N 条件下，电 枢电流l 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 =UN,*=h 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?C ^N -U N-|NRa=220_112X0.45=0.18 n N950（2）如将起动电流限制为 1.5I N ，设串入电枢电路的电阻为R B ,I SIR^"5I N3、（3）当负载转矩为0.8T N时，l a =0.8I N解：（1） C e ① N =110-79.84x0.1014 门= ----------------- =0.068 U N n ——-旦lCe ①NCe ①N(2) T NJ Nn N110 0.068 150001014X 60=1528r/minT'COI a_①N 10o85 ① N c e cRal a二T N=1 X 79.84 =93.9A0.850.1014咒 93.9 =1784r/min0.068x0.85 0.068x0.85110U Nn =Ce ①NC R ； l aS* N一迦二^^^+^^罟口心79.84R =2.47 Q4、一台 Z Z -61 他励直流电动机，P N =10kW , U N =220V , I N =53.8A ,n N =1500r/min ， 电枢电阻 R a =0.13Q 试计算：（1）直接起动时，最初起动电流11 ;（2）若限制起动电流不过 100A ，采用电枢串电阻起动时应串入的最小起动电阻(2) 1st=2200.13= 1692.3A 如将起动电流限制为100A ，设串入电枢电路的电阻为 R B , U N R a +R B220 220 =100 R B =2.0700.13 +R他励直流电动机的数据为 P N =30kW ，U N =220V ，I N =158.5A ，n N =1000r/min, R a =0.1Q T L =0.8T N 求：（1）电动机的转速；（2）电枢回路串入 0.3Q 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5、 态转速；（4）将磁通减弱至80%$N 时的稳态转速。
电机拖动与变频调速课后练习第二章完整习题练习题带答案
第二章第一节直流电动机的基本结构和工作原理（P31）1．判断在下列情况下，电刷两端的电压是交流还是直流。
（1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转；（2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。
答；（1）交流；（2）直流。
2．在直流电动机中，加在电枢两端的电压已是直流电压，这时换向器有什么作用？答；换向器将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流，并保证每一磁极下，电枢导体的电流的方向不变，以产生恒定的电磁转矩。
3. 直流电机的电枢铁心、机座、主磁极、换向极各用什么材料制成？为什么？答：电枢铁芯旋转，电枢铁芯内的磁场是交变的，为了减小铁耗，故要用硅钢片迭成。
机座和主极中的磁场是恒定的，故可采用整块的铁。
但是，由于电枢齿槽的影响，电枢旋转时主磁极极靴表面磁场发生脉动，引起附加损耗，为了降低表面损耗，主磁极有时采用薄钢板迭成。
4．直流电机磁路中的磁通 一般情况下不随时间发生变化，为什么电枢铁心却要用薄的硅钢片叠成？并且在硅钢片间还要涂漆绝缘？答：电枢铁芯中磁通在变，会产生涡流损耗，硅钢片的电阻大，可以减小涡流损耗；主磁极的磁通不变，不产生涡流损耗，用薄钢板即可降低材料成本。
5. 为什么一台直流电机既可作电动机运行又可作发电机运行？答：一台直流电机既可作发电机运行，也可作电动机运行，称为直流电机的可逆性6. 直流电动机中是否存在感应电动势？如果存在，其方向如何？直流发电机，当电刷两端接上负载，线圈流过电流时，是否受到电磁力的作用？如果有，其方向如何？答；直流电动机中存在感应电动势。
如果存在，其方向与电枢电流方向相反。
直流发电机，当电刷两端接上负载，线圈流过电流时，受到电磁力的作用。
其方向与原动机旋转方向相反。
7. 如果要改变他励直流发电机输出端电压的极性，应采取什么措施？答：交换励磁绕组接到电源上的两根线。
8. 在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电机是运行于发电机状态还是运行于电动机状态？答：在直流电动机中，电磁转矩的方向与转子旋转的方向相同，为拖动转矩；电动势的方向与电枢电流的方向相反，为反电动势。
电机与拖动技术(基础篇)习题解答2
第6章异步电动机的工作原理是通过气隙旋转磁场与转子绕组中感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现能量转换，故异步电动机又称为感应电动机。
答： 异步电动机定，转子间的电磁关系尤如变压器，定子电流。
1I 也由空载电流.0I 和负载分量电流L I 1.两部分组成：1） 维持气隙主磁通和漏磁通，需从电网吸取一定的滞后无功电流（即为I 0）； 2） 负载分量电流取决于转子电路；由等效电路可知，电动机轴上输出的机械功率（还包括机械损耗等）只能用转子电流流过虚拟的附加电阻'21r ss 所消耗的功率来等效代替（因输出的机械功率是有功的，故只能用有功元件电阻来等效代替）。
再加上转子绕组的漏阻抗，故转子电流只可能是滞后无功电流，则与转子平衡的定子负载分量也只能是滞后的无功电流，因此异步电动机的功率因数总是滞后的。
主磁通就是同时与定子、转子交链，在气隙中以同步转速旋转的基波磁通。
定、转子电流还产生仅与定子或转子绕组交链的磁通，统称为漏磁通。
仅与定子绕组交链的磁通，称为定子漏磁通。
仅与转子绕组交链的磁通，称为转子漏磁通。
异步电动机的转子要依靠切割定子磁场的磁力线来产生转子的励磁电流，如果转子以同步转速旋转，转子与定子磁场就没有了相对运动，也切割不到磁力线，转子无法励磁，将失去转动力矩。
所以，异步电机的转子与定子旋转磁场的转速必须保持一个转差率，一般为5%左右。
气隙过大励磁电流也大，无功功率较多，电机功率因数就低。
气隙过小会引起电动机的附加损耗增加，甚至发生定、转子相擦。
所以中小型异步电动机的气隙通常为0.2～2.0mm 。
当三相定子绕组通入三相对称电流后，便在气隙中产生旋转磁场；旋转磁场切割静止的转子绕组导体，在其中产生感应电动势和感应电流，转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用而产生电磁转矩，在电磁转矩的作用下，转子沿着旋转磁场的方向旋转起来。
这就是三相异步电动机的工作原理。
鼠笼式转子绕组可分为铜条绕组和铸铝绕组两种。
电机与拖动 第二章 自测题答案doc资料
电机与拖动第二章自测题答案1.他励直流电动机的固有机械特性是指在U=UN、Φ= ΦN，电枢回路不串电阻的条件下，n和Tem的关系。
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能耗制动瞬间电枢电流的2倍。
4. 当电动机的转速超过理想空载转速时，出现回馈制动。
5. 拖动恒转矩负载进行调速时，应采用降压或电枢回路串电阻调速方法，而拖动恒功率负载时应采用弱磁调速方法。
（二）判断题：1. 直流电动机的人为特性都比固有特性软。
（×）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时，电枢电流都将突变。
（√）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。
（√）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。
（×）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。
（√）（三）选择题：1. 电力拖动系统运行方程工中的GD2反映了：（②）①旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意义；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。
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。
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I1和I2，那么：（②）① I1<I2；② I1=I2；③ I1>I2。
电机与拖动第二章自测题答案
1. 他励直流电动机的固有机械特性是指在U=UN、Φ = Φ N，电枢回路不串电阻的条件下，n 和 Tem的关系。
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能耗制动瞬间电枢电流的 2 倍。
4.当电动机的转速超过理想空载转速时，出现回馈制动。
5.拖动恒转矩负载进行调速时，应采用降压或电枢回路串电阻调速方法，而拖动恒功率负载时应采用弱磁调速方法。
（二）判断题：1.直流电动机的人为特性都比固有特性软。
（×）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时，电枢电流都将突变。
（√）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。
（√）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。
（×）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。
（√）（三）选择题：1.电力拖动系统运行方程工中的GD2反映了：（②）① 旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意义；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。
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。
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）①I 1<I 2；②I 1=I 2；③I 1>I 2。
电机与拖动基础 作业习题答案
第二章2-2 变压器为什么不能直接改变直流电的电压等级，而能改变交流电的电压等级，其原理是什么?答：因为只有变化的磁通才能在线圈中感应出电势，变压器不能用来变换直流电压。
因为若是变压器一次绕组接直流电源，所产生的主磁通是恒定磁通，即不会在变压器一、二次绕组中产生感应电动势，二次绕组的输出电压为零，输出功率也为零。
2-4 一台频率为50Hz 、额定电压为220V/110V 的变压器，如果接在60Hz 电网上运行，如果额定电压不变，则主磁通、励磁电流会如何变化? 答：根据变压器一次侧的电压平衡方程1N 111m 4.44U E f N Φ≈=150Hz f =时，1Nm5014.4450U N Φ=⨯；160Hz f =时，1N m6014.4460U N Φ=⨯，所以m60m5056ΦΦ=即主磁通为原来的5/6。
若不考虑磁路的饱和效应，主磁通与空载电流（励磁电流）成正比，空载电流将减小。
2-9 变压器在做空载试验时为什么通常在低压侧进行，而在做短路实验时又在高压侧进行? 答：在做变压器空载实验时，为了便于测量同时安全起见，应当在变压器低压侧加电源电压，让高压侧开路。
在实验过程中应当将激磁电流由小到大递升到1.15NU 左右时，只能一个方向调节，中途不得有反方向来回升降。
否则，由于铁芯的磁滞现象，会影响测量的准确性。
在做变压器短路实验时，电流较大，外加电压很小，为了便于测量，通常在高压侧加电压，将低压侧短路。
在实验过程中应注意为了避免过大的短路电流，短路实验在较低的电压下进行，通常以短路电流达到额定值为限；外加电压应从零开始逐渐增大，直到短路电流约等于1.2倍额定电流；在实验过程中要注意变压器的温升。
2-12 一台三相变压器，额定容量750N S KVA =，额定电压12/10/0.4N N U U KV =，采用Y ，d 连接，试求：（1）一、二次侧的额定电流；（2）一、二次侧绕组的额定电压和额定电流。
电机与拖动基础 第二版 刘启新 第二章部分答案
21．
（1） CeΦ N = n = − n0 − =− =−
CeΦ N
Ia
（2） Rad = =
( n + n0 ) × CeΦ N
−IN
− Ra
0.5nN = 342.5
342.5 = 749.574 − Rad = 5.93Ω 22 CeΦ N =
U N − I N Ra 220 − 54 × 0.5 = = 0.193 nN 1000
m
案
网
ww
w.
4
UN R − a Ia C eΦ C eΦ
kh
23． （1）
da
w.
原η =
P2 10000 = = 84.17% P1 220 × 54
co
m
η=
η=
P2 12.063 = = 81.2% P1 14.85
24. (1) nN = Ia = Ra U − Ia C eΦ N C eΦ N
CTΦ N = CeΦ N × 9.55 = 1.843 TemN = 99.522N ⋅ m
3
课
（3）加一个问题：如果由 1.2nN 的下降转速开始提升负荷，提升转速要求达到 0.5nN，用什么方法实现？电枢中应串接 多大电阻？画出相应的机械特性曲线。 可用串电阻方法
0.296 + Rad × 0.3 × 179.395 0.2935 × 2.803
nN = Ia =
U N − CeΦ nN 220 − 0.8 × 0.193 × 1000 = = 131.2A Ra 0.5
TemN = 0.8CTΦ N I a = 0.8 × 9.55 × 0.193 × 131.2 = 193.5N ⋅ m
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 ；Tem2、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。
电机及拖动基础第二章作业题解
第二章作业2-1 一台直流电动机，其额定数据如下：P N =160kW ，U N =220V ，ηN =90﹪，n N =1500r/min 。
求该电动机的额定电流。
解：直流电动机的额定功率为 P N =U N I N ηN则其额定电流为 A U P I N N NN 8089.022*******=××==η 2-7 直流电动机有哪几种励磁方式？在不同的励磁方式下，线路电流、励磁电流三者之间关系如何？答：直流电动机的励磁方式一般有四种：(1)他励： 励磁电流I f 与电枢电流I a、线路电流I 无关，且I a=I 。
(2)并励：线路电流I 与电枢电流I a、励磁电流I f 的关系为I =Ia+I f 。
(3)串励： 线路电流I 与电枢电流I a、励磁电流I f 为同一个电流，即I =Ia=I f 。
(4)复励： 励磁绕组有两个部分，一个绕组与电枢绕组并联，另一个绕组与电枢绕组串联。
以“先并后串”为例，线路电流I 就是串励绕组中的电流I f 串，且等于电枢电流I a与并励绕组中电流I f 并之和，即I =I f 串=Ia+I f 并。
2.12 若要改变并励、串励、复励直流电动机的转向，应怎么办？答：改变这三种直流电动机的转向均可采用对调励磁绕组或电枢绕组的接线端子的方法，若两者同时对调，直流电动机转向不改变。
2.13 电动机的电磁转矩是驱动性质转矩，电磁转矩增大时，转速似乎应该上升，但从直流电动机的转矩以及转矩特性看，电磁转矩增大时，转速反而下降，这是什么原因？答：直流电动机的电磁转矩是随电枢电流的增加而增大的，电枢电流又随负载的增加而增加。
由转速公式Φ−=e a C R I U n 可知，他励、并励电动机电枢电流的增加会使电阻压降增大，尽管电枢反应有去磁性，使转速有增大的趋势，但电阻压降的分量较去磁效应大，故使他励、并励电动机转速随负载的增加而略有下降。
在串励电动机中，电枢电流的增加使电阻压降与磁通都增大。
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第二章作业
2-1 一台直流电动机，其额定数据如下：P N =160kW ，U N =220V ，ηN =90﹪，n N =1500r/min 。
求该电动机的额定电流。
解：直流电动机的额定功率为 P N =U N I N ηN
则其额定电流为 A U P I N N N
N 8089
.022*******=××==η 2-7 直流电动机有哪几种励磁方式？在不同的励磁方式下，线路电流、励磁电流三者之间关系如何？
答：直流电动机的励磁方式一般有四种：(1)他励： 励磁电流I f 与电枢电流I a、线路电流I 无关，且I a=I 。
(2)并励：线路电流I 与电枢电流I a、励磁电流I f 的关系为I =Ia+I f 。
(3)串励： 线路电流I 与电枢电流I a、励磁电流I f 为同一个电流，即I =Ia=I f 。
(4)复励： 励磁绕组有两个部分，一个绕组与电枢绕组并联，另一个绕组与电枢绕组串联。
以“先并后串”为例，线路电流I 就是串励绕组中的电流I f 串，且等于电枢电流I a与并励绕组中电流I f 并之和，即I =I f 串=Ia+I f 并。
2.12 若要改变并励、串励、复励直流电动机的转向，应怎么办？
答：改变这三种直流电动机的转向均可采用对调励磁绕组或电枢绕组的接线端子的方法，若两者同时对调，直流电动机转向不改变。
2.13 电动机的电磁转矩是驱动性质转矩，电磁转矩增大时，转速似乎应该上升，但从直流电动机的转矩以及转矩特性看，电磁转矩增大时，转速反而下降，这是什么原因？
答：直流电动机的电磁转矩是随电枢电流的增加而增大的，电枢电流又随负载的增加而增加。
由转速公式Φ
−=e a C R I U n 可知，他励、并励电动机电枢电流的增加会使电阻压降增大，尽管电枢反应有去磁性，使转速有增大的趋势，但电阻压降的分量较去磁效应大，故使他励、并励电动机转速随负载的增加而略有下降。
在串励电动机中，电枢电流的增加使电阻压降与磁通都增大。
这两个因素都会使电动机的转速下降。
2-16 一台他励直流电动机接在一个电压为U N =220V 的电网上运行时，电枢电流Ia=10A ，电
刷压降为2ΔU C =2V ，
电枢回路电阻为0.5Ω，该电动机内部反电动势为多少？假定由于某种原因，电网电压下降为190V ，但他励的励磁电流和负载转矩皆保持不变，达到新的平衡时，电动机内部的反电动势为多少？
解：电动机接电压为220V 时，其反电动势为
V U R I U E C a a a 21325.0102202=−×−=Δ−−=
电动机接电压为190V 时，由于励磁电流和负载转矩都不变，电动机内部反电动势为 V U R I U E C a a a 18325.0101902=−×−=Δ−−=
2-18 一台并励直流电动机的额定数据如下：P N =17kW ，U N =220V ，n N =3000r/min ，I N =88.9A 。
电枢回路总电阻Ra=0.114Ω，励磁回路电阻R f =181.5Ω。
忽略电枢反应影响，试求：
(1)电动机的额定输出转矩；
(2)在额定负载时的电磁转矩；
(3)额定负载时的效率；
(4)理想空载(Ia=0)时的转速；
(5)当电枢回路串人一电阻R Ω=0.15Ω时，额定负载时的转速。
解：(1)电动机的额定输出转矩 N.m 543000
101755.93
=×==N N em n P T (2)额定负载时的电磁转矩 A 7.875.1812209.88=−=−
=−=f N N f a R U I I I I 07.03000
114.07.87220=×−=−=ΦN a a N e n R I U C ∵ N.m 6.587.8707.055.955.9=××=Φ=a e em I C T
(3)额定负载时的效率 %9.86%1009
.882201017%1003
1=×××=×=P P N N η (4)理想空载时的转速 r/min 314307
.02200==Φ=e N C U n (5)当电枢回路串人一电阻R Ω=0.15Ω时，额定负载时的转速
r/min 281207
.0)15.0114.0(7.87220)(=+−=Φ+−=Ωe a a C R R I U n 2-20 一台并励直流电动机在某负载转矩时的转速为1000r/min ，电枢电流为40A ，电枢回路总电阻Ra=0.045Ω，电网电压为110V 。
当负载转矩增大到原来的4倍时，电枢电流及转速各为多少？(忽略电枢反应)
解：108.01000
045.040110=×−=−=ΦN a a N e n R I U C 由于电网电压U 不变，则磁通Φ不变。
由，当时，则电枢电流为a T em I C T Φ=em em
T T 4=′A 1604044=×==′a a I I ∵ 电动机转速为 r/min 952108.0045.0160110)=×−=Φ′−=
′e a a C R I U n。