电机与拖动第一章习题答案
电机原理及拖动基础课后习题答案矿大
nN
P1 UNIN 264W
49.6%
4-13 并励直流机，PN=10kW，UN=220V，nN=1500r/min，ηN=84.5%，IfN=1.178A， Ra=0.354Ω，采用能耗制动停车，在电枢回路串入R=0.5Ω，求：
(1) 制动初瞬间的电枢电流及电磁转矩。
所以，空载转速为：1872rpm。
(4)
185
T 2 0.5TN 0.5 9.55
0.5521Nm
1600
T 0 9.55 17.6 0.105Nm 1600
Tem T 2 T 0 0.6571Nm
Ia Tem IaN 0.592 A TemN
n=1400rpm时，Ea=185.91400/1600=162.7V 由电压方程得：
单叠绕组时，有多少导体？单波绕组，多少导体？
解：因为 单叠：a=2
单波：a=1
Ea Np n
60a
230 N 2 0.04 60 60 2
230 N 2 0.04 60 60 1
N=5750 N=2875
3-13 计算y1,y2,y3和yk，绘制绕组展开图，安放主磁极和电刷，求并联支路对数。 (1) 单叠绕组 2p=4,Z=S=22
解：空载时电枢铜耗很小，可以忽略，所以空载功率为： p0=2200.08=17.6W；
(1)电磁功率为：185+17.6=202.6W; 电磁转矩为：9.55202.6/1600=1.21Nm
(2) 功率方程：
UIa
Pem
I2 a
Ra;
Ra
31.31
(3) 由电枢电压方程可计算出空载和额定时E： Ea0=217.5V; EaN=185.9V。
《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。
电机与拖动技术 第四版 电机与拖动习题解答 (本章节完整)
第1章 思考题与习题1-1直流电机由哪些主要部件构成?各部分的主要作用是什么? 答：（一）定子1．主磁极：建立主磁通，包括： 铁心：由低碳钢片叠成绕组：由铜线绕成2．换向磁极：改善换向，包括： 铁心： 中大型由低碳钢片叠成。
小型由整块锻钢制成。
绕组：由铜线绕成。
3．机座和端盖：固定、支撑、保护，同时构成主磁路的一部分，用铸铁、铸钢或钢板卷成。
4．电刷装置：与换向器配合，引出（或引入）电流，电刷由石墨等材料制成。
（二）转子1． 电枢铁心：构成主磁路，嵌放电枢绕组。
由硅钢片叠成。
2． 电枢绕组：产生感应电动势和电磁转矩，实现机—电能量转换。
由铜线绕成。
3． 换向器：与电刷配合，引入、引出电流，由换向片围叠而成。
4． 转轴和轴承：使电枢和换向器灵活转动。
1-2简述直流发电机的工作原理答：直流发电机主磁极通电产生主磁场，电枢绕组被原动机拖动旋转切割主磁场感应电动势实为交变电动势(如图示瞬间以导体a 为例), 电枢绕组的a 导体处于N 极底下, 由“右手发电机”定则判得电动势方向为⊙，转半圈后，a 处于S 极下，电动势方向变为⊕，再转半圈，又回到原来位置，电动势又为⊙……,它通过电刷和换向器，把电枢绕组的交流变为外电路的直流。
这就是直流发电机的工作原理。
1-3简述直流电动机的工作原理答：直流电动机主磁极通电产生主磁场，电枢绕组通过电刷引入直流电，（如图示瞬间以导体a 为例），电枢绕组的a 导体处于N 极底下，电流方向为⊙，由“电磁生力”定则判得产生电磁转矩势方向为逆时针，转半圈后，a 处于S 极下，电流方向变为⊕，产生电磁转矩势方向仍为逆时针，再转半圈，又回到原来位置……,它通过电刷和换向器，把外电路的直流电变为电枢绕组内部的交流电，从而产生恒定方向的电磁转矩，使直流电动机沿着一个方向旋转。
这就是直流电动机的工作原理。
1-4在直流电机中，为什么要用电刷和换向器，它们各自起什么作用？答：在直流电机中，用电刷和换向器配合，把发电机电枢绕组内部的交流电流引出到外电路.N S a +_AB . N S a-+AB变为直流电。
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。
电机与拖动技术(基础篇)习题解答
第1章 思考题与习题1-1直流电机由哪些主要部件构成?各部分的主要作用是什么? 答：（一）定子1．主磁极：建立主磁通，包括： 铁心：由低碳钢片叠成绕组：由铜线绕成2．换向磁极：改善换向，包括： 铁心： 型由低碳钢片叠成。
小型由整块锻钢制成。
绕组：由铜线绕成。
3．机座和端盖：固定、支撑、保护，同时构成主磁路的一部分，用铸铁、铸钢或钢板卷成。
4．电刷装置：与换向器配合，引出（或引入）电流，电刷由石墨等材料制成。
（二）转子1． 电枢铁心：构成主磁路，嵌放电枢绕组。
由硅钢片叠成。
2． 电枢绕组：产生感应电动势和电磁转矩，实现机—电能量转换。
由铜线绕成。
3． 换向器：与电刷配合，引入、引出电流，由换向片围叠而成。
4． 转轴和轴承：使电枢和换向器灵活转动。
1-2简述直流发电机的工作原理答：直流发电机主磁极通电产生主磁场，电枢绕组被原动机拖动旋转切割主磁场感应电动势实为交变电动势(如图示瞬间以导体a 为例), 电枢绕组的a 导体处于N 极底下, 由“右手发电机”定则判得电动势方向为⊙，转半圈后，a 处于S 极下，电动势方向变为⊕，再转半圈，又回到原来位置，电动势又为⊙……,它通过电刷和换向器，把电枢绕组的交流变为外电路的直流。
这就是直流发电机的工作原理。
1-3简述直流电动机的工作原理答：直流电动机主磁极通电产生主磁场，电枢绕组通过电刷引入直流电，（如图示瞬间以导体a 为例），电枢绕组的a 导体处于N 极底下，电流方向为⊙，由“电磁生力”定则判得产生电磁转矩势方向为逆时针，转半圈后，a 处于S 极下，电流方向变为⊕，产生电磁转矩势方向仍为逆时针，再转半圈，又回到原来位置……,它通过电刷和换向器，把外电路的直流电变为电枢绕组部的交流电，从而产生恒定方向的电磁转矩，使直流电动机沿着一个方向旋转。
这就是直流电动机的工作原理。
1-4在直流电机中，为什么要用电刷和换向器，它们各自起什么作用？答：在直流电机中，用电刷和换向器配合，把发电机电枢绕组部的交流电流引出到外电路变为直流电。
电机与拖动基础答案(第四版)
第1章绪论重点与难点正确理解磁感应强度、磁通量、磁场强度等物理量及铁磁材料的磁化特性，掌握载流导体在磁场中的安培力及电磁感应定律。
变压器电动势数学表达式的符号因其正方向规定不同而不同，这是难点。
思考题解答1.1 通电螺线管电流方向如图所示，请画出磁力线方向。
答向上，图略。
1.2 请画出图所示磁场中载流导体的受力方向。
答垂直导线向右，图略。
1.3 请画出图1.3所示运动导体产生感应电动势的方向。
答从向方向，图略。
1.4 螺线管中磁通与电动势的正方向如图所示，当磁通变化时，分别写出它们之间的关系式。
图图图图答Φ-Φ第2章电力拖动系统动力学重点与难点1. 单轴电力拖动系统的转动方程式：各物理量及其正方向规定、方程式及对其理解，动转矩大于、等于或小于零时，系统处于加速、恒速或减速运行状态。
2. 多轴电力拖动系统简化时，转矩与飞轮矩需要折算。
具体计算是难点但不是重点。
3. 反抗性和位能性恒转矩负载的转矩特性、风机和泵类负载的转矩特性、恒功率负载的转矩特性。
4. 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件。
5. 思考题是重点。
思考题解答2.1 选择以下各题的正确答案。
(1) 电动机经过速比j=5的减速器拖动工作机构，工作机构的实际转矩为飞轮矩为，不计传动机构损耗，折算到电动机轴上的工作机构转矩与飞轮矩依次为.(2) 恒速运行的电力拖动系统中，已知电动机电磁转矩为，忽略空载转矩，传动机构效率为0.8，速比为10，未折算前实际负载转矩应为.(3) 电力拖动系统中已知电动机转速为，工作机构转速为，传动效率为0.9，工作机构未折算的实际转矩为，电动机电磁转矩为，忽略电动机空载转矩，该系统肯定运行于.加速过程恒速减速过程答 (1) 选择。
因为转矩折算应根据功率守恒原则。
折算到电动机轴上的工作机构转矩等于工作机构实际转矩除以速比，为；飞轮矩折算应根据动能守恒原则，折算到电动机轴上的工作机构飞轮矩等于工作机构实际飞轮矩除以速比的平方，为(2) 选择。
《电机与拖动》_刘锦波版清华出版社_课后答案（可编辑）
《电机与拖动》_刘锦波版清华出版社_课后答案课后答案网 //0>.第一章习题解答思考题1.1 电机中涉及到哪些基本电磁定律?试说明它们在电机中的主要作用。
答:电机与变压器中涉及到: (1)安培环路定律; (2)法拉第电磁感应定律;(3)电磁力定律;(4)磁路的欧姆定律。
其中,安培环路定律反映了一定磁势(或安匝数)所产生磁场的强弱。
在电机中,磁场在机电能量转换过程中起到了媒介的作用;法拉第电磁感应定律反映了交变的磁场所产生电势的情况。
在电机中,电磁感应定律体现了机电能量转换过程中所转换为电能的大小;电磁力定律反映了通电导体在磁场中的受力情况,它体现了机电能量转换过程中所转换为机械能的大小;磁路的欧姆定律类似于电路的欧姆定律,它体现了一定磁势作用到磁路中所产生的磁通大小,亦即耦合磁场的大小。
1.2 永久磁铁与软磁材料的磁滞回线有何不同?其相应的铁耗有何差异?答:永久磁铁又称为硬磁材料,其磁滞回线与软磁材料的不同主要体现在形状上。
硬磁材料的磁滞回线较“肥胖” ;而软磁材料则“瘦弱”。
硬磁材料的面积反映了铁磁材料磁滞损耗的大小,因而软磁材料的铁耗较小。
1.3 什么是磁路饱和现象?磁路饱和对磁路的等效电感有何影响?答:当励磁安匝(或磁势)较小时,随着磁势的增加,磁路中所产生的磁通也线性增加;当磁势增加到一定程度时,随着磁势的增加,磁路中所产生的磁通增加较小,甚至不再增加,这一现象称为磁路的饱和。
与磁路线性时相比,磁路饱和后的磁导率和等效电感有所减小。
1.4 铁心中的磁滞损耗与涡流损耗是如何产生的?它们与哪些因素有关答:铁心中的磁滞损耗是由铁磁材料在交变磁场作用下的磁化过程中,内部的磁畴相互摩擦所引起的铁心发热造成的;而涡流损耗则是由于交变的磁场在铁2心中感应电势并产生涡流,从而引起铁心发热。
由 p K f HdB C fB V 可h h h m∫见,磁滞损耗正比于磁场交变的频率、磁密的平方以及铁心的体积;由22 2pΔ Cf B V 可见,涡流损耗正比于磁场交变频率的平方、磁密的平方以及铁ee m磁材料的厚度。
电机原理及拖动 (彭鸿才 著) 机械工业出版社 课后答案
=
n0 = 1055.7 = 2111.3rpm 0.5 0.5
nφ N
=
n0′′
−
Ra 9.55(0.5CeφN
)
2
TN
=
2111.3 −
0.038 9.55× (0.5× 0.2084)2
× 607
= 1889rpm
过（ n0′′ ，0），（ 1889，607）两点画直线。
P105 3－30 解：
PM = EaN IaN = 424.7 ×187 = 79419(W )
TN
= 9550 × PM nN
= 9550 × 79.419 = 1011.3(N ⋅ m) 750
3
彭鸿才《电机原理与拖动》习题解答
（3） CeφN
=
EaN nN
=
424.7 750
= 0.566
no
= UN CeφN
=
（2） nR′ N
=
n0
−
2RN 9.55(CeφN )2
TN
2× 0.72 = 1055.7 − 9.55× (0.2084)2
× 607
=
−1052rpm
过（ n0 ，0），（ –1052，607）两点画直线。
或： nR′ N
= U N − 2RN IN CeφN
=
220 − 2× 0.72× 305 = −1052rpm 0.2084
Ceφ N
0.1
或者： EaN = U N + IaN Ra = 110 + 250.5× 0.02 = 115(V )
Ea = U N − IaN Ra = 110 − 250.5× 0.02 = 105(V )
电机与拖动 第一章 自测题答案
（2）额定负载时的效率。
解：（1）
（2）
3.一台并励直流电动机,铭牌数据如下：PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，励磁回路电阻Rf=57.5Ω，电枢电阻Ra=0.1Ω，不计电枢反应和磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机，把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源上，运行时维持电枢电流为原额定值，试求电动机的下列数据：
（一）填空题：
1.并励直流发电机的自励建压条件是:（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.可且下列关系来判断直流电机的运行状态：当（Ea<U）时，为电动机状态，当（Ea>U）时为发电机状态。
3.直流发电机的绕组常用的有（叠绕组）和（波绕组）两种形式，若要产生大电流，绕组常采用（叠）绕组。
②随着Ia增加，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通Φ减少，电枢电动势Ea减少，最后使端电压U下降；
③而端电压U下降，又使If下降，磁通Φ下降，电枢电动势Ea进一步减少，端电压U进一步下降。
4.一台并励直流发电机并联于电网上，若原动机停止供给机械能，将发电机过渡到电动机
状态工作，此时电磁转矩方向是否改变？旋转方向是否改变？
（1）转速n；（2）电磁功率；（3）电磁转矩。
解：
（1）转速n
电动机运行：
（2）电磁功率
（3）电磁转矩
（二）判断题：
1.一台并励直流发电机，正转能自励，反转也能自励。（×）
2.若把一台直流发电机电枢固定，而电刷与磁极同时旋转则在电刷两端仍能得到直流电压。（√）
3.一台并励直流电电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（×）
《电机与拖动基础第版》汤天浩习题解答
电机与拖动基础第一章电机的基本原理第二章电力拖动系统的动力学基础第三章直流电机原理第四章直流电机拖动基础第五章变压器第六章交流电机的旋转磁场理论第七章异步电机原理第八章同步电机原理第九章交流电机拖动基础第十章电力拖动系统电动机的选择第一章 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。
1-2 答：1-3 电与磁存在三个基本关系，分别是1-4 （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 1-5 tΦNe d d -= 1-6 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。
1-7 （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 1-8 Blv e = 1-9 而感应电动势的方向由右手定则确定。
1-10（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 1-11 Bli F = 1-12 电磁力的方向可由左手定则确定。
1-131-14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。
1-15 答：1-16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。
电机与拖动课后习题答案
答：PWM开关频率快、周期短。 直流PWM变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性 环节。其中直流PWM变换器的时间常数Ts等于其IGBT控 制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数Ts通常 取其最大失控时间的一半（1/（2mf））。因fc通常为kHz 级，而f通常为工频（50或60Hz），m为一周内整流电压的 脉波数，通常也不会超过20，故直流PWM变换器时间常数 通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动 态性能更好。
2-5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时， 电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什 么？ 答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中， 电动机电枢两端电压仅取决于直流PWM变换器的输 出。电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻 的存在。 2-6 直流PWM变换器主电路中反并联二极管有何作 用？如果二极管断路会产生什么后果？ 答：为电动机提供续流通道。若二极管断路则 会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电 压。电枢电压不可控，无法调速
第一次习题课
第2章
转速反馈控制的直流调速系统 （思考题）
思考题
2-1:直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？
答：（1）调节电枢供电电压； 一定范围内无级平滑调速 （2）减弱励磁磁通； 小范围内平滑调速，往往与调压方案配 合使用 （3）改变电枢回路电阻 动机系统比晶闸管整流 器—电动机系统能够获得更好的动态性能？
2-9 在晶闸管整流器-电动机开环调速系统中，为什么转速随负 载增加而降低？
答：负载增加意味着负载转矩变大，电机减速，并且在减速过程中， 反电动势减小，于是电枢电流增大，从而使电磁转矩增加，达到与 负载转矩平衡，电机不再减速，保持稳定。故负载增加，稳态时， 电机转速会较增加之前降低。
电力拖动与运动控制系统第一章课后答案
1-2有一V-M 调速系统，电动机参数为：PN=2.5kW ，UN=220V ，IN=15A ，nN=1500r/min,电枢电阻Ra=2Ω,整流装置内阻Rrec=1Ω，触发整流环节的放大倍数Ks=30。
要求系统满足调速范围D=20，静差率s ≤10%。
（1）计算开环系统的静态速降Δnop 和调速要求所允许的闭环静态速降Δncl 。
（2）采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的原理图和静态结构框图。
（3）计算放大器所需的放大倍数。
解：（1）（2）r V n I R U C N N a N e min/127.01500152220•=⨯-=-=()()min /33.354127.01512r C I R R ne N rec a op =+=+=∆ ()()m in /33.81.01201.015001r S D s n n N cl =-⨯=-=∆（3）1-7 某直流调速系统，其额定数据如下：60kW ，220V ，305A ，1000r/min ，Ra=0.05，电枢回路总电阻R=0.18 ，如果要求调速范围 D = 20，静差率s<= 5%，问开环系统能否满足要求？解：如果要求D=20，S<=5%， 所以，开环不能满足要求。
54.41133.833.3431=-=-∆∆=cl op n n K 79.802.030127.054.41=⨯⨯==αs e p K KC K 205.0100005.0305220=⨯-=-=∴-=N a N a N N n R I U Ce CeR I U n min /8.267205.018.0305r Ce R I n N N =⨯==∆m in /63.2)05.01(2005.01000)1(r D s s n n N N =-⨯≤-=∆1-8 带电流截止负反馈的转速负反馈单闭环有静差调速系统，已知：最大给定电压Unm=15v 。
直流电机额定数据如下：30kW ，220V ，160A ，1000r/min ，Ra=0.1，电枢回路总电阻R=0.4 ，Ks=40。
《电机与拖动基础第》汤天浩习题解答
电机与拖动基础第一章电机的基本原理第二章电力拖动系统的动力学基础第三章直流电机原理第四章直流电机拖动基础第五章变压器第六章交流电机的旋转磁场理论第七章异步电机原理第八章同步电机原理第九章交流电机拖动基础第十章电力拖动系统电动机的选择第一章 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。
1-2 答：1-3 电与磁存在三个基本关系，分别是1-4 （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1-5 tΦN e d d -= 1-6 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。
1-7 （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1-8 Blv e =1-9 而感应电动势的方向由右手定则确定。
1-10 （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1-11Bli F =1-12 电磁力的方向可由左手定则确定。
1-131-14 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。
1-15 答：1-16 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。
电机与拖动试题库及答案
《电机与拖动》复习题及答案第一章直流电机一、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。
（×）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。
（√）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。
（×）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。
（×）5、电刷装置是直流电机所特有的部件。
（×）6、电刷装置并不是直流电机所特有的部件。
（√）7、在直流电机中换向极的作用主要是帮助换向（√）8、在直流发电机中换向极的作用主要是帮助换向（√）二、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。
升高（）。
（2）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U（1）20%；（2）大于20%；（3）小于20%。
三、多项选择题1、下列结构部件中属于直流电动机旋转部件的为（B C ）A．主磁极B．电枢绕组C．换向器D．电刷2、下列结构部件中属于直流发电机旋转部件的为（B C ）A．主磁极B．电枢绕组C．换向器D．电刷3、下列结构部件中属于直流电机旋转部件的为（B C ）A．主磁极B．电枢绕组C．换向器D．电刷四、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。
换向极绕组与电枢组相串联的原因是：使随着电枢磁场的变化，换向极磁场也随之变化，即任何负载情况下都能抵消电枢反应的影响。
(完整word版)电机及电力拖动课后习题答案
《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 3N N N η3． 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 ⨯==3912301090U P I 3N N N7．什么叫电枢反应？电枢反应的性质与哪些因素有关？一般情况下，发电机的电枢反应性质是什么？对电动机呢?答：负载时电枢磁动势对主磁场的影响称为电枢反应. 电刷反应的性质与电刷的位置有关系。
国开电大《电机拖动应用技术》形考任务第1章练一练答案
题目1.直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（??）中A. 电枢绕组B. 励磁绕组C. 电枢绕组和励磁绕组答案：电枢绕组"题目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（??）A. 去磁B. 不去磁也不助磁C. 助磁答案：不去磁也不助磁"题目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（? ）A. 20%B. 大于20%C. 小于20%答案：大于20%"题目4.并励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组（）。
A. 并联相接B. 串联相接C. 分别独立连接电源D. 一部分串接一部分并联相接答案：并联相接"题目5.直流电动机是把直流电能换成（）输出。
A. 直流电流B. 机械能C. 直流电压D. 电场力答案：机械能"题目6.一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。
A. 对B. 错"答案：错"题目7.一台直流发电机，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。
A. 对B. 错"答案：对"题目8.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A. 对B. 错"答案：错"题目9.直流电机单叠组元件两端应联接在相邻的两个换向片上A. 对B. 错"答案：对"题目10.直流电机中一个磁极下所有导体电流向必须一致A. 对B. 错"答案：对"题目11.换向器与电刷的作用是什么？答案：直流电机内部元件流的是交流；所以直流电动机电刷把外部供给的直流电引到换向器上，通过换向器上换向片的旋转，转换到元件上的为交流电；直流发电机内部发的是交流电，引到换向器的换向片上，旋转的换向器通过电刷把内部的交流转换外部的直流电。
"题目12.直流电机有几中励磁方式，各自有什么的特点？答案：直流电机励磁方式：他励、并励、串励、复励；他励电机的励磁绕组与电枢绕组电源各自独立。
电机与拖动 (许晓峰 ) 课后答案
第一章 直流电动机1.6 答：电枢绕组为单叠绕组时，运行时去掉一个或相邻两个电刷，并联支路数减少一半，电枢电流将减少一半。
电枢绕组为单波绕组时，并联支路数不受影响，电枢电流不变，但每个电刷通过的电流将增大，致使换向困难1.7 答：感应电动势（参见图1.3）。
电刷两端得到总的感应电动势为零。
1.8 答：由Tem=CT ΦIa 知：对于已制造好的直流电机，其电磁转矩与电枢电流和气隙磁通的乘积成正比。
可用左手定则判断电枢导体的受力方向，从而确定电磁转矩的实际方向。
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。
1.14 答：并励直流发电机正转时能自励，反转时则不能自励。
如果把并励绕组两头对调，且电枢反转，此时能自励。
1.15 答：换向元件里合成电动势∑e 为零时, 换 向元件里的换向电流随时间线性变化，这种换向称为直线换向。
直线换向时不产生火花。
换向过程中换向元件里的合成电动势大于零，使换向电流变化延缓，不再是线性的，出现了电流延迟现象，这时的换向称为延迟换向。
延迟换向时电刷下产生电火花。
1.16 解：额定电流：A A U P IN N N 48.4323010103=⨯== 额定负载时的输入功率： kW kW NNP P 76.1185.0101===η 1.17解：额定负载时的输入功率：额定电流：1.18 解：（1）绕组节距计算（2）绕组展开图如图1.4所示（采用右行短距绕组） 图1.3 题1.7图（3）并联支路数如下：1.19解：（1）绕组节距计算（2）绕组展开图如图1.5所示（采用左行长距绕组） （3）并联支路数如下： 22=a1.20 解：（1）n=1500r/min 时（2）n=500r/min 时1.21 解：（1）电枢绕组为单叠绕组 a=3（2）电枢绕组为单波绕组 a=11.22 解：（1）额定电流（2）电枢电动势1.23 解：（1）发电机运行时电枢电动势: ()V V I R U E aN a N a 7.2457.151230=⨯+=+=又 n C E Ne a Φ= 所以励磁电流:（2）电动机运行时电枢电动势：又()V V U I R E aNa a 3.2047.151220=⨯-=-= 所以图1.4 题1.18图图1.5 题1.19图励磁电流:因为所以得1.24 解：（1）额定负载时电枢电动势： 因为额定负载时电磁功率：所以额定负载时输出功率：所以额定负载时输出转矩为（2）励磁电流所以输入功率：所以额定效率：1.25 解：（1）额定负载时电枢电动势： 额定负载时电磁转矩：额定负载时电磁功率：额定励磁电流：（2）电源电压降为U=160V 时的励磁电流 所以电枢电动势：电枢电磁功率：对应电磁转矩：1.26 解：（1） 电枢电动势：电枢电流Ia=20A 时，所以由磁路不饱合，所以()I I C C a N e N e =ΦΦ所以（2）电枢电流Ia=20A 时，电磁功率电磁转矩：。
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第一章
1 . 1 一台直流电动机的数据为:额定功率N P =25 kW ,额定电压N U =220 V ,额定转速
N n =1 500 r /min,额定效率N η =86 .2 %。
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）直流电动机的:额定功率 N N N N I U P η=
（2
1 .
2 额定转速
N n ( 1 ) ( 2 ) 解：（1 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
2
42221=-=±=
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, 每一条支路有一个元件被短路,a E =29 =
R a 60, 换向
E a
1 . 5 c N =10 ,单波绕组,试求当每极磁通Φ=1 . 4
2 × 2
10-Wb,转速n =1 000 r /min 时的电枢电动势为多少? 解：单波绕组并联支路对数a=1, 电枢总导体数420102122=⨯⨯==C SN N 电枢电动势 V n a pN E a 8.198********.11
604202602=⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=-
1 . 6 一台直流电机,极数
2 p=6 ,电枢绕组总的导体数N=400 ,电枢电流a I =10 A ,气隙每极磁通Φ=0 . 21 Wb 。
试求采用单叠绕组时电机的电磁转矩为多大?如把绕组改为单波绕组,
保持支路电流a i 的数值不变,电磁转矩又为多大? 解: 电枢绕组为单叠绕组时,并联支路对数a=p=3, 电磁转矩 m N I a pN T a ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=
69.1331021.03
1416.32400
32π 如果把电枢绕组改为单波绕组, 保持支路电流a i 的数值不变,则电磁转矩也不变,仍为 133.69m N ⋅,因为无论是叠绕组还是波绕组,所有导体产生的电磁转矩的方向是一致
的, 保持支路电流a i 不变,就保持了导体电流不变,也就保持了电磁转矩不变。
也可以用计算的方法: 单叠绕组时并联支路数为6, 支路电流 A I i a a 6
10
6== 改为单波绕组, 保持支路电流a i 的数值不变,仍为A 6
10
,而并联支路数为2 (a=1),
1 . 7 N=37
2 ,电枢回路总电阻a R Fe P =362 W ,mec P ( 1 ) ( 2 ) (
3 )
解: (1) V n a E a 6.2041500011.01
6060=⨯⨯⨯=Φ=
,低于电源电压U=220 V,所以电机运行在电动机状态。
(2) A R E U I a a a 74208
.06
.204220=-=-= m N I a pN T a ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=
39.9674011.01
1416.3237222π (3) 输入功率 KW W UI P 28.1616280
742201==⨯== 输出功率 204362208.074162802
12--⨯-=---=m ec Fe cua P P P P P
=14575W=14.575KW 效率 895.028
.16575.1412===
P P η=89.5%
1 . 8 如果直流电机的电枢绕组元件的形状如题1 . 8图所示,则电刷应放在换向器的什么位
置上?
题
解: ,电刷
N 极中心
线对齐时21y -=
δ
1 .9 一台并励直流电动机的额定数据为: N U =220 V , N I =9
2 A , a R =0 . 08 Ω,
f R =88 . 7 Ω, N η=86 %,试求额定运行时:
( 1 )输入功率; ( 2 )输出功率; ( 3 )总损耗; ( 4 )电枢回路铜损耗;
( 5 )励磁回路铜损耗; ( 6 )机械损耗与铁损耗之和。
解: ( 1 )输入功率 KW W I U P N N 24.2020240922201==⨯==
( 2 )输出功率KW P P 406.1786.024.2012=⨯==η
( 3 )总损耗 KW P P P 834.2406.1724.2021=-=-=∆
(4) A R U I f N f 48.27
.88220
=== A I I I f N a 52.8948.292=-=-=
电枢回路铜损耗 W R I P a a cua 64108.052.8922=⨯==
( 5 )励磁回路铜损耗 W R I P f f cuf 5.5457.8848.22
2
=⨯==
( 6 )机械损耗与铁损耗之和为
W P P P P P c u f c u a Fe m ec 5.16475.5456412834=--=--∆=+
1 . 10 一台并励直流电动机的额定数据为, N P =17 kW , N I =9
2 A , N U =220 V ,
a R =0 . 08 Ω, N n =1 500 r /min,电枢回路总电阻R=0 .1 Ω,励磁回路电阻f R =110 Ω,试求:
( 1 )额定负载时的效率;
( 2 )额定运行时的电枢电动势a E ; ( 3 )额定负载时的电磁转矩。
解: ( 1 )额定负载时的输入功率 KW W I U P N N 24.2020240922201==⨯== 84.024
.2017
1===
P P N N η=84% (2) A R U I f N f 2110
220
===
A I I I f N a 90292=-=-= V RI U E a N a 211901.0220=⨯-=-=
( 3 )额定负载时的电磁转矩
m N n P P T N N N ⋅=⨯⨯⨯⨯==Ω=2.1081500
1416.3210176060/23
π
1 .11 一台并励直流发电机,电枢回路总电阻a R =0 . 25 Ω,励磁回路电阻f R =44 Ω,当端电压N U =220 V ,负载电阻L R =4 Ω时,试求: ( 1 )励磁电流和负载电流; (
2 )电枢电动势和电枢电流; (
3 )输出功率和电磁功率。
解: (1) (2)
E
(3)
3
-1044⨯⨯
1 . 1
2 电枢电流为10 A ,励磁电流保持为2 .5 A 。
已知在n =750 r /min 时的空载特性如下表所列:
试求:
( 1 )转速为额定、励磁电流保持2 . 5 A 时的空载电动势;
( 2 )如果将发电机改为并励,且n =N n ,为保持同样的空载电动势,磁场回路的电阻应为多少?
( 3 )如果保持磁场回路电阻不变,电机为并励,此时能够自励建压的临界转速为多少? ( 4 )如果保持n =N n ,电机为并励,此时能够自励建压的临界电阻为多少?
解: (1) n C E e a Φ= a E 与n 成成正比,转速为额定、励磁电流保持2 . 5 A 时的空载电动势为 V E a 7.234750
1000
176=⨯
= (2) A I f 5.2=, min /1000r n =,A I a 10= 时的电压U=220V ,可知电枢电阻压降为 234.7-220=14.7V , 电枢电阻为14.7/10=1.47Ω,将发电机改为并励,设励磁电流要增加X,为(2.5+X),X 比较小，可以认为a E 与励磁电流成比例增大为)5.25
.27
.234X +⨯（,空载时电枢电流就是励磁电流,产生的电枢电阻压降为)5.27
.14X +⨯（,保持同样的空载电动势234.7V 不
变,I 0.4A 时, 励磁
n (4) min /1000r n n N == A I f 4.0= 时, V E a 44750
33=⨯
=,减减去电枢电阻压降(14.7/10) ⨯0.4,其差V 4.434.010
7
.14-44=⨯）（即为励磁绕组电压,所以临界电阻为 Ω==
5.1084
.04
.43cf R 若励磁电阻大于108.5Ω, 电压就建立不起来。