直流电机《电机与拖动基础》第三版林瑞光主编
电机及拖动基础教程第三版下册课程设计 (2)
电机及拖动基础教程第三版下册课程设计1. 课程简介《电机及拖动基础教程》是一本以工程应用为导向的电机及拖动领域基础教材，分上下两册。
本课程设计为下册，主要涵盖了直流电机、交流电机、步进电机和拖动控制等内容。
通过本课程的学习，学生将了解电机运行的基本原理、掌握电机的基本参数、能够进行电路结构设计和系统控制等。
2. 教学目标通过本课程的学习，学生应达到以下目标：•掌握直流电机的原理和基本参数；•了解交流电机的原理和调速方法；•熟悉步进电机的特点和驱动方式；•理解拖动控制的基本原理和实现方法；•能够进行电机控制系统设计和调试。
3. 教学内容本课程内容主要包括以下几个方面：3.1 直流电机•直流电机的原理和基本参数；•直流电机的特性曲线和控制方式；•直流电机的电路控制和实现方法。
3.2 交流电机•三相异步电机的原理和基本参数；•交流电机的原理和控制系统；•交流电机的调速方法和控制。
3.3 步进电机•步进电机的特点和驱动方式；•步进电机的控制系统和实现方法；•步进电机在精密位置和速度控制领域的应用。
3.4 拖动控制•拖动控制的基本原理和实现方法；•拖动控制系统的控制方式和算法；•拖动控制系统的应用案例分析。
4. 教学方法本课程采用“理论与实践相结合”的教学方法，将理论知识与实际应用相结合，注重培养学生的实际动手能力和解决问题的能力。
具体教学方法包括：•理论课堂授课：通过讲授相关理论知识，让学生掌握电机的原理和基本参数。
•实验教学：通过实验操作，让学生学习电机的控制系统设计和调试技能。
•课程论文：要求学生以自己所学的知识，编写有关电机控制系统设计和实现的论文，提高学生的文献检索和分析能力。
•团队项目：让学生组成小组，设计实现一个电机控制系统，以提高学生团队协作和解决问题的能力。
5. 教学评估本课程的评估将分为两个方面：•学生平时成绩占40%，包括参加课堂讨论、实验报告、课程论文和团队项目等。
•期末考试占60%，主要考察学生成果达到的实际学习效果。
电机与拖动基础第三版林瑞光答案
电机与拖动基础第三版林瑞光答案【篇一：10《电机与电力拖动基础》教学大纲】txt>electric machinery and drive课程代码： d1081060总学时〔理论＋实践〕： 51+0 学分：3 课程性质：学科基础课课程类别：必修课先修课程：《高等数学》、《大学物理》、《电路分析基础》面向专业：电气工程及其自动化专业开课学科：检测技术及自动化装置开课二级学院：机电工程学院执笔：陈卫民审校：钱晓耀一、课程的地位与任务本课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课，其主要任务是学生通过本课程的学习获得电机与拖动的基本理论知识，使学生掌握常用的交直流电机、变压器、控制电机等的基本结构，工作原理和运行特性；电机拖动系统的静态、动态特性；初步掌握不同电动机的调速方法和技术指标；并能了解一些电机及拖动系统的发展方向。
二、课程主要内容与基本要求了解电力拖动系统的组成及发展过程；电力拖动系统的应用领域；电机、电机拖动的基本概念；了解本课程的专业地位和特点。
掌握直流电机的基本工作原理和结构；了解电枢绕组的最基本形式；理解直流电机的磁场及电枢反应；掌握直流电机的电枢电动势、电磁转矩和电磁功率的三个基本方程式及他〔并〕励直流电动机的工作特性。
掌握电力拖动系统的运动方程式；掌握生产机械的转矩特性、他励直流电动机机械特性、电力拖动系统的稳定运行条件；理解他励直流电动机的起动方法、制动及制动方式的选择；掌握他励直流电动机的调速方法；了解评价调速方法的主要指标、调速方法与负载性质的配合；了解他励直流电动机过渡过程的一般分析方法。
了解变压器的应用、分类；掌握变压器的基本工作原理、额定值；掌握单相变压器的空载运行时的物理状况、变化、空载电流；掌握空载运行时的电势平衡方程、空载运行是的等效电路和向量图；掌握单相变压器负载运行时的物理状况、基本方程、折算法、等效电路和向量图；理解变压器参数的空载实验、短路实验；理解变压器的工作特性；理解三相变压器及其它用途的变压器。
电机与拖动技术基础篇第三版课程设计
电机与拖动技术基础篇第三版课程设计课程背景电机和拖动技术是机械、电气等领域必不可少的基础技术之一。
随着科技进步和各行业的发展，对电机和拖动技术的需求越来越高，掌握该技术将有助于学生在就业市场上获得更广阔的发展空间。
本课程拟帮助学生了解电机和拖动技术的基本原理，掌握电机的分类、特性以及调速、制动等方面的应用，培养学生的实际应用能力。
课程目标•了解电机的工作原理；•掌握电机的分类、特性以及调速、制动等方面的应用；•学会对电机进行检修、维修和故障排除；•熟悉拖动技术的基本原理；•学会拖动技术的控制；•锻炼学生的实际操作能力和应用能力。
教学内容章节内容第一章电机概述第二章电机的分类第三章电机的特性第四章电机的调速章节内容第五章电机的制动第六章电机的检修与维修第七章拖动技术概述第八章拖动技术的控制第九章案例分析教学方法•理论课程：通过讲述基本原理、应用技巧和经验的方法，教会学生掌握基本理论知识和应用技能；•实践课程：通过实验、模拟等实际操作，让学生在实践中掌握技能，提高操作技能和应用能力；•课程辅导：给予同学们必要的课后辅导。
对于理解不透彻、技能操作不熟练等问题，提供及时的指导和帮助。
课程要求•理论课程的考核方式：闭卷笔试；•实践课程的考核方式：开放式操作考试；•每个同学必须参加所有的课堂和实验；•勤奋认真学习，提高研究与应用能力；•遵守课堂纪律，行为规范。
教材和参考书目•电机与拖动技术基础篇，第三版，李华山主编•电机原理与应用，裘德·哈齐文，高道明著•电机技术，蔡诚华主编•电机控制技术，贺亚平主编实验设备和材料编号实验设备数量1 单相感应电机实验装置1台2 三相异步电动机实验装置1台3 直流电动机实验台1台4 电机综合性能测试仪1台5 变频调速实验装置1台6 电机故障模拟排除实验装置1台7 拖动控制实验台1台8 实验用电器元件若干课程进度安排•第一周：电机概述、电机的分类、电机的特性；•第二周：电机的调速、电机的制动、电机的检修与维修；•第三周：拖动技术概述、拖动技术的控制；•第四周：案例分析与答疑。
电机与拖动基础(第3版 - 习题解答)
电机与拖动基础第一章电机的基本原理 (1)第二章电力拖动系统的动力学基础 (6)第三章直流电机原理 (12)第四章直流电机拖动基础 (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tΦN 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回路，也可以说电路是电流所流经的路径。
磁路与电路之间有许多相似性，两者所遵循的基本定律相似，即KCL：在任一节点处都遵守基尔霍夫第一定律约束；KVL：在任一回路中都遵守基尔霍夫第二定律；另外，磁路与电路都有各自的欧姆定律。
直流电机拖动--《电机与拖动基础》-第三版-林瑞光-主编
CeN n Ra Rz
制动瞬间 工作点
B
n n0
制动过程 工作段
电动机电动状 态工作点
A Ra
Ra RZ
电动机拖动反抗性 负载，电机停转。
0
TL
T
C
若电动机 带位能性 负载,稳定
工作点
改变制动电阻R 的Z 大小可以改变能耗制动特性曲线的斜率,从 而可以改变制动转矩及下放负载的稳定速度。 R越Z小,特性曲线的 斜率越小,起始制动转矩越大,而下放负载的速度越小。
1、电枢串电阻时的人为特性
保持UUN,Φ 不 变Φ ,N 只在电枢回路中串入电阻 的人为R特 性
nCU eΦ NNC Rea C M R Φ 2 NT
n
n0 特点：1）n 0 不变，β 变大；
2） 越β 大，特性越软。
Ra
Ra R
T
2、降低电枢电压时的人为特性
保持RRa,Φ 不变Φ ，N只改变电枢电压时的人为特性：
375 dt
(TTZ) 称为动负载转矩,把
TZ
称为静负载转矩.
二、运动方程式中转矩正、负号的规定
首先确定电动机处于电动状态时的旋转方向为转速的正方 向，然后规定：
（1）电磁转矩 T与转速 的n正方向相同时为正，相反时为负。
（2）负载转矩
T
与转速
Z
的n正方向相同时为负，相反时为正。
(3)惯性转矩
GD 2 375
n U Ra T
CeΦN CeCMΦ2 N
n
n0
n 01
特点：1)n 随0 U变化, 不β 变; 2) 不U同,曲线是一组平行线。
U1 UN
UN U1
T em
3、减弱励磁磁通时的人为特性
电机与拖动基础(第3版 - 授课教案)
电机与拖动基础（授课教案）2017年10月课程基本信息注：课程类别分为公共基础课、学科基础课、专业必修课、专业选修课和实践教学环节。
授课教案授课时间第周，星期，第节；第1次课章节名称绪论、第一章电机的基本原理（第1节）授课方式课堂讲授（√）；实验课（）；习题课（）；讨论课（）；其他（）教学时数 2授课方法和手段多媒体讲解、举例讲解、模型讲解教学目的要求1）了解电机与拖动的历史、现状与发展情况。
2）了解本课程的性质、任务和学习要求、学习方法。
3）深入理解电磁感应原理以及相关的电磁感应定律。
4）掌握电机中常用的基本定律以及铁磁材料的分类、特性。
教学内容纲要绪论第1节电磁感应原理教学重点难点重点：安培环路定律和磁路的欧姆定律难点：铁磁材料的磁化曲线教学过程设计先介绍电机与拖动的历史，通过引用应用实例，说明电机拖动系统的作用，提高学生的学习兴趣。
再结合中学物理学电与磁的基本知识，介绍电磁感应原理，以及“电生磁，磁生电，电磁生力”的基本规律。
作业、讨论及辅导思考题：1-1、1-2课后小结了解电机与拖动的历史、现状与发展情况。
了解本教材内容、课程性质、学习目的和学习方法。
掌握电机中常用的基本定律，以及铁磁材料的分类、特点。
注意磁路与电路的区别与联系。
章节名称第一章电机的基本原理（第2、3、4节）授课方式课堂讲授（√）；实验课（）；习题课（）；讨论课（）；其他（）教学时数 2授课方法和手段多媒体讲解、举例讲解、模型讲解、视频讲解教学目的要求1）掌握机电能量转换基本原理。
2）了解电机的基本结构与工作原理。
3）深入理解电磁感应原理以及相关的电磁感应定律。
教学内容纲要第2节机电能量转换基本原理第3节电机的基本结构与工作原理第4节电机的能量损耗与发热教学重点难点重点：电机的结构和共性问题难点：电磁转矩一般表达式的推导教学过程设计首先通过一个简单的电磁装置，介绍机电能量转换的基本原理。
然后通过网络视频，介绍一种电机的结构，引申出电机结构的共同特点及工作原理。
电机与电力拖动(第三版)习题参考答案
《电机与电力拖动》（第三版）习题参考答案第1章思考题和习题一、填空题1．直流电动机主磁极的作用是产生，它由和两大部分组成。
气隙磁场、主磁极铁心和主磁极绕组2．直流电动机的电刷装置主要由、、、和等部件组成。
电刷、刷握、刷杆、刷杆架、弹簧、铜辫3．电枢绕组的作用是产生或流过而产生电磁转矩实现机电能量转换。
感应电动势、电枢电流4．电动机按励磁方式分类，有、、和等。
他励、并励、串励、复励5．在直流电动机中产生的电枢电动势Ea方向与外加电源电压及电流方向，称为，用来与外加电压相平衡。
相反、反电势6．直流电动机吸取电能在电动机内部产生的电磁转矩，一小部分用来克服摩擦及铁耗所引起的转矩，主要部分就是轴上的有效转矩，它们之间的平衡关系可用表示。
输出、电磁转矩=损耗转矩+输出转矩二、判断题(在括号内打“√”或打“×”)1．直流发电机和直流电动机作用不同，所以其基本结构也不同。
（×）2．直流电动机励磁绕组和电枢绕组中流过的都是直流电流。
（×）3．串励直流电动机和并励直流电动机都具有很大的启动转矩，所以它们具有相似的机械特性曲线。
（×）4．电枢反应不仅使合成磁场发生畸变，还使得合成磁场减小。
（√）5．直流电机的电枢电动势的大小与电机结构、磁场强弱、转速有关。
（×）6．直流电动机的换向是指电枢绕组中电流方向的改变。
（√）三、选择题(将正确答案的序号填入括号内)1．直流电动机在旋转一周的过程中，某一个绕组元件(线圈)中通过的电流是( B )。
A．直流电流B．交流电流C．互相抵消，正好为零2．在并励直流电动机中，为改善电动机换向而装设的换向极，其换向绕组( B )。
A．应与主极绕组串联B．应与电枢绕组串联C．应由两组绕组组成，一组与电枢绕组串联，另一组与电枢绕组并联3．直流电动机的额定功率P N是指电动机在额定工况下长期运行所允许的( A )。
A．从转轴上输出的机械功率B．输入电功率C．电磁功率4．直流电动机铭牌上的额定电流是。
驱动和控制微电机电机与拖动基础第三林瑞光主编PPT课件
为使电动机能自行起动和改善运行性能，除工作绕组（又 称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组（又称副 绕组）。两个绕组在空间相距900或一定的电角度。
继续
第2页/共67页
按使用要求来分：用于解算装置的旋转变压器和用于 随动系统的旋转变压器。
7.7.1 旋转变压器的结构与工作原理 一、正余弦旋转变压器的工作原理
第43页/共67页
1.正弦绕组
z
N
4 i 1
Nci
2Ncm[co s Z
cos3
Z
cos(2Z 4
1)
Z
]
第44页/共67页
2.正余弦旋转变压器的工作原理 定子上放置两套互差90空间角度的匝数、型式完全相
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7.5 测速发电机 分类：直流测速发电机和交流伺服电动机
7.5 直流测速发电机
分永磁式和电磁式两种。
一、直流测速发电机的输出特性
输出电压与转速之间的关系，称为输出特性，如图所示。
U2
Ea 1 Ra
Cn
RL
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二、直流测速发电机的误差及减少误差的方法
电枢反应
产生误差的 原因
（1）正余弦旋转变压器的空载运行
第45页/共67页
将Фd分解为两个分量： 与正弦绕组轴线方向一致的磁通Фr1和与正弦绕组轴线相垂 直的磁通Фr2。
r1 d sin r2 d cos
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正余弦旋转变压器输出绕组的开路输出电压分别为：
Ur10 Er1 4.44 fNrkwrr1 4.44 fNrkwrd sin Ur20 Er2 4.44 fNrkwrr2 4.44 fNrkwrd cos
直流电机电机和拖动基础第三版林瑞光主编
额定转速 nN 在额定电压下，运行于
第1章 直流电机
此外，电机铭牌上还标有其它数据，如励磁电压、出厂日期、 出厂编号等。
电机运行时，所有物理量与额定值相同——电机运行于 额定状态。电机的运行电流小于额定电流——欠载运行；运 行电流大于额定电流——过载运行。长期欠载运行将造成电 机浪费，而长期过载运行会缩短电机的使用寿命。电机最好 运行于额定状态或额定状态附近，此时电机的运行效率、工 作性能等比较好。
第1章 直流电机
当电枢旋转到右图所示位臵时 原N极性下导体ab转到S极 下，受力方向从左向右，原S 极下导体cd转到N极下，受力方 向从右向左。该电磁力形成逆 时针方向的电磁转矩。线圈在 该电磁力形成的电磁转矩作用 下继续逆时针方向旋转。 与直流发电机相同，实际的 直流电动机的电枢并非单一线圈， 磁极也并非一对。
4）电枢电动势等于支路感应电动势；
5）电枢电流等于两条支路电流之和。
第1章 直流电机
1.3 直流电机的磁场
在介绍直流电机的空载磁场之前，我们先来了解一下直流 电机是如何建立磁场的。 一、直流电机的励磁方式： 即：我们要看一下直流电机是如何给他的 励磁绕组通电的。 直流电机的励磁方式可分为：他励、并励、串励和复励。
极靴 几何中性线
极身
（a）气隙形状
第1章 直流电机
空载时的气隙磁通密度为 一平顶波，如下图(b) 所示。
空载时主磁极磁通的分 布情况，如右图(c) 所示。
第1章 直流电机
为了感应电动势或产生电磁转 矩，直流电机气隙中需要有一定量 的每极磁通 0 ，空载时，气隙磁 通 0 与空载磁动势 F f 0 或空载励磁 电流 I f 0 的关系，称为直流电机的空 载磁化特性。如右图所示。
2023年机电技术教育专业考研书目
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1. 机电基础知识1）《机械设计基础》（第四版）作者：陈传明出版社：清华大学出版社2）《机械制造工艺基础》（第二版）作者：陈传明出版社：清华大学出版社3）《机械原理》（第五版）作者：陈传明出版社：清华大学出版社2. 电机与传动1）《电机与拖动》（第三版）作者：刘晓霞出版社：中国电力出版社2）《交流传动基础》（第二版）作者：吴吕萍出版社：电子工业出版社3）《电机控制技术》（第二版）作者：姚奕民出版社：机械工业出版社3. 数控技术1）《数控系统与编程》（第三版）作者：黄伟出版社：清华大学出版社2）《数控车床编程与操作》作者：刘洪波出版社：北京航空航天大学出版社3）《数控龙门加工中心编程与操作》出版社：北京航空航天大学出版社4. 机器人技术1）《机器人学基础》（第二版）作者：宫峰著出版社：清华大学出版社2）《工业机器人技术》作者：赵驰出版社：北京航空航天大学出版社3）《机器人运动控制》作者：谷建芳出版社：机械工业出版社5. 测量技术1）《机械测量技术与自动检测》（第二版）作者：谷建芳出版社：机械工业出版社2）《现代测量技术》（第三版）出版社：科学出版社3）《电子测试技术基础》（第二版）作者：林永华出版社：高等教育出版社6. 工程设计1）《机械结构设计》（第三版）作者：林元炯出版社：科学出版社2）《机械工程设计》（第七版）作者：陈传明出版社：清华大学出版社3）《机械设计CAD自学教程》（第四版）作者：李名伟出版社：机械工业出版社7. 自动控制技术1）《现代自动控制技术》（第四版）出版社：高等教育出版社2）《自动控制原理》（第七版）作者：袁亚湘出版社：高等教育出版社3）《电气控制与PLC应用》作者：张丽芳出版社：机械工业出版社8. 教育学1）《教育学概论》（第四版）作者：邱学强出版社：高等教育出版社2）《教育心理学基础》（第五版）作者：戴其栋出版社：人民教育出版社3）《高等教育研究方法》作者：范绪刚9. 教育评估1）《教育评价基础》作者：李炜出版社：高等教育出版社2）《教育评价研究》作者：马金涛出版社：浙江大学出版社3）《教育评价中的量化与质性方法》作者：赵玉珍出版社：山东教育出版社以上就是2023年机电技术教育专业考研书目，考生可根据自身情况选择合适的书籍进行备考。
异步电动机《电机与拖动基础》第三版林瑞光主编
2
2、一组双层短距分布绕组的基波磁动势 双层短距分布绕组的基波磁动势为两个等效绕组基波磁动 势的相量和，用短距系数计及绕组短距的影响： F1(p1) 2 Fq1k y1 0.9(2 qN y ) k y1I
k y1 sin
y1
90。
第4章 三相异步电动机
4.2.2
三相单层绕组
单层绕组的每个槽内只放一个线圈边，电机的线圈总数等于 定子槽数的一半。单层绕组分为链式、交叉式和同心式绕组。 一、单层链式绕组 单层链式绕组由形状、几何尺寸和节距相同的线圈连接而 成，整个外形如长链。 链式绕组的每个线 圈节距相等并且制造方 便；线圈端部连线较短 并且省铜。主要用于 q=2的4、6、8极小型三 相异步电动机。
双层绕组分双层叠绕组（如图2a=1）和双层波绕组（略）。
第4章 三相异步电动机
双层绕组的特点：
1）线圈数等于槽数； 2）线圈数组数等于极数，也等于最大并联支路数；
3）每相绕组的电动势等于每条支路的电动势。 可组成较 多的并联 支路 可以选择最有利的节 距，使电动势和磁动 势波形更接近正弦波 端部排列整齐 机械强度高 嵌线 困难
E y1(y ) Nc Et1 4.44 fNc 1
第4章 三相异步电动机
三、短距线圈的电动势 每个短距线圈的电动势:
Ey1( y ) 4.44 fNcΦ1k y1
k y1
E y 1(y τ) E y 1(y τ)
y 0 sin( 90 ) τ
称为短距系数： 线圈短距时电动 势比整距时打的 一个折扣．
广泛应用于10kW以下的 异步电动机定子绕组 电动势和磁动 势波形较差 起动性 能较差
1-4第一章直流电机
电机与拖动基础——第一章 直流电机
Page 24
【例1-3】
解：（1）求电磁功率
励磁电流为
UN 230 If 8.75A rf R f 22.8 3.5
额定负载电流为 电枢电流为
PN 82 103 IN 356.52A UN 230
I a I N I f 356.52 8.75 365.27A
电机与拖动基础——第一章 直流电机
Page 26
【例1-3】
（3）求电磁转矩
Pem 88.2 10 T 9.55 9.55 868.4 N m nN 970
3
（4）求效率
P2 82 h 100% 100% 90.1% P 91 1
电机与拖动基础——第一章 直流电机
电机与拖动基础——第一章 直流电机
Page 14
运行特性
发电机的运行特性是指发电机运行时，端电压U、
负载电流I、励磁电流If这三个基本物理量之间的函数
关系。
一般保持其中一个物理量不变，讨论剩余两个量
之间的关系，这种函数关系就是运行特性。
电机与拖动基础——第一章 直流电机
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运行特性 1．空载特性
电机与拖动基础——第一章 直流电机
Page 25
【例1-3】
电枢电动势为
Ea U N I a Ra 2U 230 365.27 0.029 2 241.5V
电磁功率为 P .5 365.27 88.2kW em Ea I a 241 （2）求输入功率
P kW 1 P em pFe pm pad 88.2 2.5 0.005 82 91
电机与拖动基础(第3版 - 习题解答)
电机与拖动基础第一章电机的基本原理 (1)第二章电力拖动系统的动力学基础 (6)第三章直流电机原理 (12)第四章直流电机拖动基础 (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tΦN 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回路，也可以说电路是电流所流经的路径。
磁路与电路之间有许多相似性，两者所遵循的基本定律相似，即KCL：在任一节点处都遵守基尔霍夫第一定律约束；KVL：在任一回路中都遵守基尔霍夫第二定律；另外，磁路与电路都有各自的欧姆定律。
3版 胡幸鸣《电机及拖动基础》思考题与习题解答解读
《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，min,/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 43.630230101453=⨯==1-7 一台型直流发电机，min,/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 NN N N 08.8089.022*******=⨯⨯==η1-8 有一台四极直流电机，电枢绕组为单叠整距绕组，每极磁通为3.5×10-2Wb ，电枢总导线数N=152，转速min /1200r n =。
电机与拖动基础(第3版 - 教学大纲)
《电机与拖动基础》课程教学大纲一、课程名称1. 中文名称：电机与拖动基础2. 英文名称：Electrical Machine and Drive Foundation3. 课程号：二、学时总学时56 学时，其中：理论46 学时，实验10 学时三、考核方式考试四、适用专业自动化专业、电气工程及其自动化专业五、课程简介本课程主要介绍电磁感应基本原理、直流电机、异步电动机和同步电动机的基本结构和工作原理，各类电动机的工作特性、机械特性，以及电动机的四象限运行特性，电动机的起动、调速和制动的方法；变压器的基本结构和工作原理，变压器的空载运行、负载运行，变压器的等效电路和运行特性；电力拖动系统电动机的选择和特种电机等。
六、本门课程在教学计划中的地位、作用和任务本课程是自动化专业和电气工程及其自动化专业的专业必修课，只有在学好本课程的前提上才能修好以后的控制电机、电力拖动控制系统、运动控制系统和电力系统等专业课程。
本课程在理论学习与工程实践两方面并重。
七、课程内容、学生分配和教学要求1. 内容和学时分配：绪论（1学时）第一章电机的基本原理（3学时）第一节电磁感应原理第二节机电能量转换基本原理第三节电机的基本结构与工作原理第四节电机的能量损耗与发热第二章电力拖动系统的动力学基础（3学时）第一节电力拖动系统的运动方程第二节生产机械的负载转矩特性第三节电力拖动系统的稳态分析——稳定运行的条件第三章直流电机原理（5学时）第一节直流电机的基本原理和结构第二节直流电机的电枢绕组和磁场第三节电枢绕组的感应电动势和电磁转矩第四节直流电机的基本方程和工作特性第四章直流电机拖动基础（5学时）第一节他励直流电动机的机械特性第二节他励直流电动机的起动第三节他励直流电动机的调速第四节他励直流电动机的制动第五章变压器（6学时）第一节变压器的工作原理和结构第二节变压器的运行方式第三节变压器的等效电路第四节变压器的参数测定第五节变压器的运行特性第六节三相变压器第六章交流电机的旋转磁场理论（3学时）第一节电枢绕组的磁动势第二节旋转磁场的形成和特点第三节交流电机的主磁通和漏磁通第七章异步电机原理（5学时）第一节异步电机的结构和运行方式第二节异步电动机的电磁关系第三节异步电动机的功率与转矩第四节异步电动机的工作特性第八章同步电机原理（4学时）第一节同步电机的结构和运行方式第二节同步电动机的电压方程和相量图第三节同步电动机的功率方程和功角特性第四节同步电动机的功率因数调节第九章交流电机拖动基础（7学时）第一节异步电动机的机械特性第二节异步电动机的起动第三节异步电动机的调速第四节异步电动机的制动第五节同步电动机的电力拖动第十章电力拖动系统电动机的选择（2学时）第一节电动机的型号和铭牌参数第二节电动机的绝缘等级与工作制分类第三节不同工作制下电动机的功率选择第四节电动机额定数据的选择课程复习：本学期主要课堂内容（2学时）2. 要求：1）第1部分电机及拖动的基础理论：掌握电磁感应、机电能量转换基本原理，电机的基本结构与工作原理，了解电机的能量损耗与发热情况。
电机拖动第三章直流电机原理(新)
3.5 电枢电动势与电磁转矩
二、直流电机的电磁转矩
产生:电枢绕组中有电枢电流流过时,在磁场内受电磁力的作 用,该力与电枢铁心半径之积称为电磁转矩。 大小:
T pz 2 a Ia Ct Ia
其中 C t
pz 2 a
为电机的转矩常数，有
C t 9 .5 5 C e
可见，直流电机其电磁转矩与气隙磁通及电枢电流成正比。
3.6 直流发电机
一、 直流发电机稳态运行时的基本方程 如图规定各物理量的参考方向 1、电枢电动势和电动势平衡方程 电枢电动势： E a C e n 电枢回路方程：
E a U I a Ra
U
Ia
T1
n
T0
T em G Ea
I
f
Ra
为电枢回路总电阻
U
f
可见，直流发电机 E a U
N
3.7 直流电动机运行原理
一、他励直流电动机稳态运行的基本方程式
3.1 直流电机的用途及基本工作原理
一、用途 直流发电机：（机械能 直流电动机：（直流电能 直流电能） 机械能）
作为电机的励磁直流电源。 多用于对调速要求较高的生产机械上。 二、基本工作原理
3.1 直流电机的用途及基本工作原理
1、直流发电机工作原理 直流发电机的物理模型如图： N、S为定子磁极，abcd是固定在 可旋转导磁圆柱体上的线圈，线 圈连同导磁圆柱体称为电机的转 子或电枢。线圈的首末端a、d连 接到两个相互绝缘并可随线圈一 同旋转的换向片上。转子线圈与 外电路的连接是通过放置在换向 片上固定不动的电刷进行的。
3.3 直流电机的磁路、空载时的气隙磁密与空 载磁化特性