电机与拖动基础习题1(第3-6章)
电机拖动与变频调速课后练习第三章完整习题练习题带答案
第三章第一节三相异步电动机的基本结构和工作原理（P59）1.三相异步电动机为什么会旋转，怎样改变它的转向？答：三相异步电动机的旋转原理是当定子绕组通入三相交流电流后，在空间产生了一个转速为n1的旋转磁场，设旋转磁场以顺时针方向旋转，则相当于转子导体向逆时针方向旋转切割磁场，在转子导体中就产生感应电动势。
方向由右手定则判定。
因为转子导体已构成闭合回路，转子绕组中有电流通过。
根据电磁力定律，转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，产生电磁转矩，使电动机转子跟着旋转磁场方向顺时针旋转，方向由左手定则判定，其转速为n。
要想改变它的转向可以将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的任意两根对调。
2．异步电动机中的空气气隙为什么做的很小？答: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。
因为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。
而励磁电流又属于感性无功性质、故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因数。
3.三相异步电动机转子电路断开能否起动运行？为什么？答：不可以。
转子绕组中不能产生电流，也就不能产生电磁力。
4.三相异步电动机断了一根电源线后，为什么不能起动？而运行中断了一相电源线，为什么仍能继续转动？这两种情况对电动机将产生什么影响？答：三相异步电动机断了一根电源线后，则三相电源变成了单相电源，由于单相电源所产生的磁场为脉动磁场，所以三相异步电动机不能正常起动（原理同单相异步电动机）。
而三相异步电动机在运行时断了一根电源线，虽此时也为单相运行，但因转子是转动的，脉动磁场对转子导体产生的作用力在两方向上不同，所以电动机仍能继续转动。
这两种情况对电动机均有很大的影响。
两种情况均为过载运行，长时间工作会损坏电动机。
5.假如有一台星形联结的三相异步电动机，在运行中突然切断三相电流，并同时将任意两相定子绕组（例如U、V相）立即接入直流电源，这时异步电动机的工作状态如何？画图分析。
2022年秋季学期《电机拖动基础》综合练习题
2022年秋季学期《电机拖动基础》综合练习题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_______;_______;_______。
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。
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。
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_______。
5、单迭和单波绕组，极对数均为p 时，并联支路数分别是_______，_______。
6、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。
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。
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。
（）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。
（）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）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（）。
（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U 0升高（）。
（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？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？3、试比较他励和并励直流发电机的外特性有何不同？并说明影响曲线形状的因素。
《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。
电机拖动习题和答案++
7、并励直流发电机中电流I、Ia和If三者之间的关系为。
8、并励直流发电机自励建压的条件为：（1）、；（2）、；（3）、。
9、在直流电机的换向过程中，如果换向元件中的各种电动势∑e=0，元件电流将实现换向；如果∑e >0，将实现换向；如果∑e <0，将实现换向。
3、一台直流发电机数据： ，总导体数N=720， ，运行角速度 rad/s，每极磁通Φ=0.0392Wb。试计算：
（1）发电机的感应电动势；
（2）当转速n=900r/min，但磁通不变时的感应电动势；
（3）当磁通Φ=0.0435Wb，n=900r/min时的感应电动势。
4、一台并励直流电动机，额定数据为： ， ， ，电枢回路总电阻 ，励磁电路总电阻 。若将该电动机用原动机拖动作为发电机并入电压为 的电网，并忽略电枢反应的影响，试问：
4.磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？
5.说明磁路和电路的不同点。
6.说明直流磁路和交流磁路的不同点。
7.基本磁化曲线与起始磁化曲线有何区别？磁路计算时用的是哪一种磁化曲线？
8.路的基本定律有哪几条？当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，磁路计算能否用叠加原理，为什么？
第2章变压器
一、填空题：
1、磁通交变会在绕组感应电势，磁通和电势E两者波形，相位，幅值。
A、有效值B、最大值C、平均值D、瞬时值
6、一台变比为kA，额定容量为SN的自耦变压器，电磁容量为（）
A、SNB、SN/kA
C、（1-1/kA）SND、（kA-1）SN
7、下述变压器变比表达式中，定义最准确的是（）
A、E1/E2B、U1/U2C、I2/I1D、Z1/Z2
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。
电机与拖动习题及解答
第1章 电磁学基础知识简答题1. 用电磁感应定律求感应电动势时，公式dt di L e ⋅-=、dt d e ψ-=、dtd Ne Φ⋅-=，以及Blv e =中，哪个公式是最普遍的形式其它公式必须在什么条件下适用答：式dtd e ψ-=是感应电动势的普遍形式。
其负号表示感应电动势的正方向与磁链的正方向符合右手螺旋关系，如果两者不符合右手螺旋关系，则应取正号。
2. 如果感应电动势的正方向与磁通的正方向之间不符合右手螺旋关系，则电磁感应定律应改写成dt d e ψ=或dtd Ne Φ⋅=，试说明其原因。
—3. 有两个线圈匝数相同，一个绕在闭合铁芯上，另一个是空芯的，两个线圈通入频率相同的交变电流，如果它们的自感电动势相等，试问哪个线圈的电流大为什么答：空芯的线圈电流大。
因为两者频率相等，产生同样的e，意味着产生同样的φ，根据N•I=φ•Rm，由于铁芯的磁导率大得多，即磁阻小得多，故空芯情况下的（N•I）空芯>>（N•I）铁芯，所以I空芯>>I铁。
芯4. 若磁路上有几个磁动势同时作用，磁路计算时能否使用叠加原理为什么5. 在一个恒定的磁场中，铁芯中是否存在磁滞损耗和涡流损耗为什么'6. 在交变磁场中，铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的它们与哪些因素有关7. 什么是铁磁材料的基本磁化曲线基本磁化曲线与起始磁化曲线有何不同8. 铁磁材料是如何分类的各有什么特点分析题1. 变压器原理图如图所示，试回答：&（1）当线圈N1施加正弦电压U1时，为什么在线圈N1及N2中都会感应出电动势（2）当电流I s增加时，标出这时N1及N2中感应电动势的实际方向。
答：（1）当线圈N1流过电流i1时，会在铁芯内建立磁通Ф，i1与Ф正方向符合右手螺旋关系，由于磁通Ф同时交链线圈N1和N2，所以当i1交变时，N1与N2所交链的磁链以同一个频率交变，所以在N1和N2中都会感应出电动势。
（2）按右手螺旋关系，标出Ф在N1和N2中感应出电动势e1和e2的正方向，如图中实线所示，感应电动势表达式分别为dtd Ne Φ11-=dtd Ne Φ22-= 》当电流 i 增加时，Ф也增加，0>dtd Φ，由以上表达式可知，01<e 、02<e ，说明此时N1和N2中感应出电动势的实际方向与e1和e2的正方向相反，如图中虚线（与实线方向相反）所示。
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。
电机与拖动基础知识要点复习题
电机复习提纲第一章：一、概念：主磁通，漏磁通，磁滞损耗，涡流损耗磁路的基本定律:安培环路定律: 磁路的欧姆定律作用在磁路上的磁动势 F 等于磁路内的磁通量 Φ乘以磁阻R m磁路与电路的类比：与电路中的欧姆定律在形式上十分相似。
E=IR磁路的基尔霍夫定律（1）磁路的基尔霍夫电流定律穿出或进入任何一闭合面的总磁通恒等于零（2）磁路的基尔霍夫电压定律沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位差的代数和。
第二节 常用铁磁材料及其特性一、铁磁材料1、软磁材料：磁滞回线较窄。
剩磁和矫顽力都小的材料。
软磁材料磁导率较高，可用来制造电机、变压器的铁心。
2、硬磁材料：磁滞回线较宽。
剩磁和矫顽力都大的铁磁材料称为硬磁材料，可用来制成永久磁铁。
二、铁心损耗1、磁滞损耗——材料被交流磁场反复磁化，磁畴相互摩擦而消耗 NiHL的能量。
2、涡流损耗——铁心内部由于涡流在铁心电阻上产生的热能损耗。
3、铁心损耗——磁滞损耗和涡流损耗之和。
第二章：一、尽管电枢在转动，但处于同一磁极下的线圈边中电流方向应始终不变，即进行所谓的“换向”。
二、一台直流电机作为电动机运行——在直流电机的两电刷端上加上直流电压，电枢旋转，拖动生产机械旋转，输出机械能；作为发动机运行——用原动机拖动直流电机的电枢，电刷端引出直流电动势，作为直流电源，输出电能。
三、直流电机的主要结构（定子、转子）定子的主要作用是产生磁场转子又称为“电枢”,作用是产生电磁转矩和感应电动势要实现机电能量转换，电路和磁路之间必须在相对运动，所以旋转电机必须具备静止的和转动的两大部分，且静止和转动部分之间要有一定的间隙（称为：气隙）四、直流电机的铭牌数据直流电机的额定值有：1、额定功率P N(kW)2、额定电压U N(V)3、额定电流I N(A)4、额定转速n N(r/min)5、额定励磁电压U fN(V)五、直流电机电枢绕组的基本形式有两种：一种叫单叠绕组，另一种叫单波绕组。
单叠绕组的特点：元件的两个端子连接在相邻的两个换向片上。
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章）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率转化为电功率的这部分功率。
电机与拖动练习题 (1)
一．填空题1.变压器是一种静止电器，它可以改变（ 电压 ）和（ 电流 ）。
2.直流电动机的起动方法有：( 电枢串电阻 )起动和( 降压 )起动。
3.一台并励直流电动机，若把电源极性反接，则电动机转向（ 不变 ）。
4.直流电机电磁转矩的数学表达式为( T em =C T ΦI a )，对于直流发电机，电磁转矩的性质为( 制动转矩 )，对于直流电动机机，电磁转矩的性质为（ 驱动转矩 ）5.变压器空载时，电源电压下降，则m Φ（ 变小 ） ，0I （ 变小 ） ，Fe P （ 变小 ） ，m Z （ 变大 ），变比k （ 不变 ）。
6.生产机械的负载从转矩特性上分，基本上可归纳为三大类，分别是（ 恒转矩 ）负载、( 恒功率 )负载和（泵与风机 ）负载。
7.直流发电机换向装置的作用是将电枢绕组内的（ 交流电 ）转变成电刷间的（ 直流电 ）。
8.变压器铁心导磁性能越好，则其励磁电抗（ 大 ），励磁电流（ 小 ）。
9.他励直流电动机的调速方法有( 变极 )调速、（ 变频 ）调速和（变转差率 ）调速。
10.当直流电机运行为发电机状态时，电磁转矩性质为( 制动 )，电动势的性质为( 反电动势 )。
11.一台单相变压器，空载实验测得Ω=Ω=86,9.1m m X R 。
若一次侧加很小的直流电压，二次侧开路，则=m R （ 0 ）Ω，=m X （ 0 ）Ω。
12.电力拖动系统的运动方程式为（ dtdn GD T T l em⋅=-3752 ），在满足（ L em T T = ）条件时电机为稳态运行。
13.他励直流电动机的电磁制动方法有（ 能耗 ）制动、（ 反接 ）制动和（ 回馈 ）制动。
14.直流电机的电磁转矩是由(每极气隙磁通量 )和( 电枢电流 )共同作用产生的。
15.在其他条件不变的情况下，变压器一次侧匝数减少，若不考虑磁路饱和及漏阻抗压降的影响，则m Φ（ 增大 ），0I （ 增大 ），m X （ 减小 ） ，k（ 减小 ）。
许晓峰《电机拖动》第三章习题
第三章变压器3.1 变压器是怎样实现变压的？为什么能变电压，而不能变频率？3.2 变压器铁心的作用是什么？为什么要用0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成？3.3 变压器一次绕组若接在直流电源上，二次侧会有稳定的直流电压吗，为什么？3.4 变压器有哪些主要部件，其功能是什么？3.5 变压器二次额定电压是怎样定义的？3.6 双绕组变压器一、二次侧的额定容量为什么按相等进行设计？3.7 一台380/220V的单相变压器，如不慎将380V加在低压绕组上，会产生什么现象？3.8 为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通，它们有哪些区别？并指出空载和负载时产生各磁通的磁动势？3.9 变压器空载电流的性质和作用如何，其大小与哪些因素有关？3.11 一台220/110V的单相变压器,试分析当高压侧加220V电压时，空载电流i0呈何波形？加110V时又呈何波形？若110V加到低压侧，此时i0又呈何波形？3.12 当变压器一次绕组匝数比设计值减少而其他条件不变时，铁心饱和程度、空载电流大小、铁损耗、二次侧感应电动势和变比都将如何变化？3.13 一台频率为60H z的变压器接在50H z的电源上运行，其他条件都不变，问主磁通、空载电流、铁损耗和漏抗有何变化？为什么？3.14 变压器的励磁电抗和漏电抗各对应于什么磁通，对已制成的变压器，它们是否是常数？当电源电压降至额定值的一半时，它们如何变化？这两个电抗大好还是小好，为什么？并比较这两个电抗的大小。
3.15 一台220/110V的单相变压器，变比k=N1/N2=2，能否一次绕组用2匝，二次绕组用1匝，为什么？3.16 变压器运行时电源电压降低，试分析对变压器铁心饱和程度、励磁电流、励磁阻抗和铁损耗有何影响？3.17 变压器制造时：①叠片松散、片数不足；②接缝增大；③片间绝缘损伤。
试分析以上几种情况对变压器铁心饱和程度、励磁电流和铁损耗有何影响？3.18 变压器负载时，一、二次绕组各有哪些电动势或电压降，它们产生的原因是什么？并写出电动势平衡方程式。
《电机与拖动基础（第2版）》汤天浩（习题解答）
《电机与拖动基础（第2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 (1)第⼆章电⼒拖动系统的动⼒学基础 (7)第三章直流电机原理 (14)第四章直流电机拖动基础 (17)第五章变压器 (36)第六章交流电机的旋转磁场理论 (54)第七章异步电机原理 (55)第⼋章同步电机原理 (64)第九章交流电机拖动基础 (76)第⼗章电⼒拖动系统电动机的选择 (91)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1-11 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。
直流电机的电力拖动作业题参考答案(第3章)
作业题参考答案一．思考题3.1 下图中箭头表示转矩与转速的实际方向，试利用电力拖动系统的动力学方程式说明在附图所示的几种情况下，系统可能的运行状态（加速、减速或匀速）。
(a) (b) (c) (d) (e)图3.50 题3.1图答： 由拖动系统的动力学方程式dt dnGD T T L em 3752=−可知：（a）减速（b）减速（c）加速（d）匀速（e）匀速3.2 在起重机提升重物与下放重物过程中，传动机构的损耗分别是由电动机承担还是由重物势能承担？提升与下放同一重物时其传动机构的效率一样高吗？答：3.3 试指出附图中电动机的电磁转矩与负载转矩的实际方向（设顺时针方向为转速n 的正方向）。
(a) (b)(c) (d)图3.51 题3.3图答： 对于图a em T >0 , L T >0,则有动力学方程式的符号规定：em T 顺时针方向，L T 为逆时针方向；电机工作于正向电动状态。
对于图b em T <0 , L T <0,则有动力学方程式的符号规定：em T 逆时针方向，L T 为顺时针方向；电机工作于正向回馈制动状态。
对于图c em T <0 , L T <0,则有动力学方程式的符号规定：em T 逆时针方向，L T 为顺时针方向；电机工作于反向电动状态。
对于图dem T >0 , L T >0,则有动力学方程式的符号规定：em T 顺时针方向，L T 为逆时针方向；电机工作于反向回馈制动状态。
3.4 根据电力拖动系统的稳定运行条件，试判断图3.52中A 、B 、C 三点是否为稳定运行点？图3.52 题3.4图答：根据电力拖动系统的稳定运行条件：可以得出：系统在A 点、B 点是稳定的； C 点是不稳定运行点。
3.5 一般他励直流电动机为什么不能直接起动？采用什么样的起动方法最好？ 答：直接起动时启动电流远远大于额定电流。
带来的危害：会带来很大的电流冲击，导致电网电压下降，影响周围其他用电设备的正常运行。
电机与拖动第3章异步电机的基本理论3-6
α
Ec1
元件组向量图
3.3 三相异步电动机的电动势平衡方程式
α Ec = 2R sin
α
2
R
Ec3 Eq α Ec2
α
qα 2
2 α sin qα qα 2 = 2R sin Eq = 2R sin α 2 2 sin
2
α
Ec1
qα qα sin sin 2 2 = qE Eq = Ec c α α q sin sin 2 2
3.4 三相异步电动机的磁通势平衡方程式
三、旋转磁通势 三个在时间、空间上都相差1200电角度 的单相绕组的脉振磁动势的合成 三相电流通过三相绕组时，三相绕组的 三个基波脉振磁通势为 FpU = Fpm sin ω t FpV = Fpm sin(ω t －120o ) FpW = Fpm sin(ω t＋120o )
4）. 转子电流 I2s 转子绕组的感应电流 E2 s I 2s = 2 2 R2 + X2 s
s = 0 → I2 = 0 (n = n0 )
=
sE 2
R + ( sX 2 )
2 2
2
s =1→I2max =
E2 R +X
2 2 2 2
5）. 转子电路的功率因数 cosφ2 R2 s 很小时 R 2 >> SX 2 cos ϕ 2 = cosϕ2 ≈ 1 R 22 + X 22s
2）. 转子感应电动势E 2s E2s = 4.44 kw2N2f2Φm = 4.44 kw2N2sf1Φm 当转速 n = 0(s=1)时， f 2最高，且 E2 最大，有 E2 = 4.44 kw2N2f1Φm 转子静止时 的感应电势 3）. 转子漏电抗X 2s X2s = 2π f2L2= 2π sf1L2 当转速 n = 0(s =1)时， f 2最高，且 X2s 最大，有 X2= 2 πf1L2 即X2s= sX2 即E2s= s E2 转子转动时 的感应电势
(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。
2021电拖控习题
2021电拖控习题2021年电机与拖动基础习题第1章闭环控制的直流调速系统1．确定电磁力的方向用( 左手 )定则,确定感应电势的方向用( 右手 )定则,确定电流产生磁通的方向用( 右手螺旋 )定则.安培定则，也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。
通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向；通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
2. 直流电机的U＞E时运行于( 电动 )状态,U＜E时运行在( 制动 )状态.3、直流调速系统常用的可控直流电源有（旋转变流机组（G-M系统））、（静止可控整流器（V-M系统））、和（直流斩波器或脉宽调制变换器）。
4、晶闸管—电动机系统中，抑制电流脉动可采取的措施是：（增加整流电路相数）、（采用多重化技术）、和（设置平波电抗器）。
5、直流电机运行时电磁转矩的大小与（每对磁极下的磁通?）和（电枢电流I）成正比. CM?I?MZ6、他励直流电动机带负载运行时,若增大负载转矩,电动机的转速将（下降）. CM?I?MZ n?U?IRKe?7、欲改变直流电动机的转向,可以（改变供电电压U）或（改变励磁磁通?）.8、他励直流电动机带额定负载转矩运行时,如果降低电源电压,则此电动机的转速将（降低）,电枢电流将（不变）.9、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向（相反），电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向（相同）。
机械能转化成电能，所以相反在电磁转矩的带动下转动所以相同 10、直流电动机的感应电动势与电枢端电压方向( 相反 )U?Ke?n?IR11、直流电机的电磁转矩是由（每极气隙磁通量）和（电枢电流）共同作用产生的。
CM?I?MZ12. 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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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率转化为电功率的这部分功率。
7、 不计电枢反应，他励直流电动机机械特性为什么是下垂的 如果电枢反应去磁作用很明显,对机械特性有什么影响因为负载转矩增大，导致点数电流增大，电枢电动势下降显然引起转速下降。
如果电枢反应去磁作用明显，会使每级磁通减小，电流越大，去磁作用也大，每级磁通的减小越明显，导致机械特性反而上翘。
二、计算题：1、某他励直流电动机的额定数据为: P N = 17kW, U N =220V, n N = 1500 r / min,η N = 0 .83。
计算 I N , T 2 N 及额定负载时的P 1 N 。
2、已知某四极他励直流电动机的额定功率P N =100kW ，额定电压U N =330V ，额定转速n N =730r/min ，额定效率h N =%，额定运行时每极气隙磁通F N =×10-2Wb ，电机电枢绕组采用单波绕组，电枢总导体数N =186。
求额定感应电动势和额定电磁转矩。
解：（1）计算额定感应电动势 极对数为： p =2；支路对数： a =1；电动势常数为： 感应电动势为： （2）计算额定电磁转矩 电枢电流为： 电磁转矩为： 3、一台四极他励直流电机，电枢采用单波绕组，总导体数为N =372，电枢回路总电阻为R a=。
电机接在电网电压U =220V 上运行，此时转速n =1500r/min ，每极磁通F =，空载损耗p 0=566W 。
试求（1）电机运行在发电机还是电动机状态；（2）电磁转矩；（3）电机的输入功率；（4）效率。
解:(1)电机的运行状态由题意得知，并联支路数a =1，则电枢感应电动势为： 2.6160186260=⨯⨯==a pN C e V316V 7301098.62.6Φ2N a =⨯⨯⨯==-n C E e A 331A 915.0330101003N N N N =⨯⨯==ηU P I mN 1378m N 3311098.62.655.9Φ2N N N ⋅=⋅⨯⨯⨯⨯==-I C T T 220V V 6.204V 1500011.01603722Φ60a =<=⨯⨯⨯⨯==U n a pN E可见，电机运行在电动机状态。
(2)电磁转矩电枢电流为： 电磁转矩为：(3)输入功率输入功率为： (4)效率输出功率为： 效率为： 4、有一他励直流电动机接在额定电压为220V 的电网上额定运行时，电动机的额定电枢电流I a=15A ，电枢回路总电阻R a=Ω。
试求：（1）电动机额定运行时的反电动势；（2）若因某种原因，使电网电压下降至200V ，但励磁电流和负载转矩均未发生变化，求在达到新平衡点后电动机的反电动势。
解：（1）额定运行时的反电动势 （2）新平衡点时的反电动势 三、应用题1、如图所示为某钢厂热轧机主轧辊的直流电动机驱动系统。
轧机的轧辊由两台直流电动机分别驱动。
根据工艺要求，轧机工作时，应使两台电动机的转速一致，以保证钢材质量。
为使两台电动机转速一致，需采用转速闭环控制，通过调节电枢电压，使两台电机转速同步。
试简述该系统的原理。
()V5.209V 7.015220a a N aN =⨯-=-=R I U E ()V5.189V 7.015200a a a =⨯-=-=R I U E A 3.73A 21.06.204220a a a =-=-=R E U I m N 52.95m N 21.06.204220011.0123722Φ2Φ2a a a ⋅=⋅-⨯⨯⨯⨯=-==πππR E U a pN I a pN T kW13.16W 3.73220a 1=⨯==UI P ()kW43.14W 5663.736.2040a a 2=-⨯=-=p I E P %5.89%10013.1643.1412=⨯==P P η图中来自上位控制调节器的速度指令信号同时送给两个直流驱动系统的控制器，直流驱动系统的控制器根据转速偏差改变晶闸管整流装置（VT）的触发脉冲角度，以调节直流电动机的电枢电压，达到控制转速的目的。
为了使电枢电流平滑，主回路中串入了电抗器L。
第四章：他励直流电动机的运行一、简答题：1、一般的他励直流电动机为什么不能直接启动采用什么启动方法比较好他励直流电动机启动时由于电枢感应电动势Ea=CeΦn=0,最初启动电流I S=U/Ra,若直接启动,由于Ra很小,I S会十几倍甚至几十倍于额定电流,无法换向,同时也会过热,因此不能直接启动。
比较好的启动方法是降低电源电压启动,只要满足T≥～T L即可启动,这时I S≤Iamax。
启动过程中,随着转速不断升高逐渐提高电源电压,始终保持Ia≤Iamax这个条件,直至U=U N,启动便结束了。
2、什么是固有机械特性和人为机械特性试说明他励直流电动机的各种人为机械特件的变化特点。
固有机械特性是指在电源电压U=U N，气隙磁通Ф=ФN，电枢外串电阻R c=0时，n=(T)的机械特性。
当改变电气参数如变电源电压、或变气隙磁通、或变电枢外串电阻时，所得到的机械特性称为人为机械特性。
（1）电枢回路串电阻时的人为机械特性的特点①理想空载点n0与固有机械特性的相同；②斜率b随外串电阻R c的增大而增大，使特性变软。
（2）改变电枢电源电压时的人为机械特性①理想空载点n0与固有机械特性的相同；②斜率b随外串电阻R c的增大而增大，使特性变软。
（3）减弱气隙磁通时的人为机械特性①与固有机械特性比，斜率β随磁通Ф减少而增大，特性变软；②特性的理想空载转速n0随气隙磁通Ф减弱而增大，故特性上移。
3、直流电动机起动有哪些要求直流电动机常用的起动方法有哪些各种起动方法的主要特点是什么为什么一般直流电动机不能采用直接起动①起动电流的小；②起动转矩的大；③起动时间的短；④起动过程的平稳性；⑤起动过程的经济性。
启动方法：直接起动、降压起动、电枢回路串电阻起动；直接起动的特点：不需附加起动设备，接线最简单，操作方便。
但由于自身电枢电阻大，可以直接起动外，一般直流电动机不允许直接起动。
减压起动的特点：起动平稳，起动过程中能量损耗小，可实现软起动；但是需一套专用调压设备，投资大。
电枢回路串电阻起动方法特点：设备简单，操作方便；但是起动过程中能量损耗大，不适用于频繁起动的场合。
起动瞬间，转速n=0，电枢反电动势未建立，E a=C e Fn=0，使额定电压全部加在电枢内阻R a上，此时起动电流I s=U N/R a，由于R a很小，故I s很大，为额定电流I N 的10～20倍，如此大的起动电流会造成换向困难，严重时会出现环火；过大的I s会引起电网电压的波动，影响接于同一电网的其他用电设备的正常运行；4、起动他励直流电动机时为什么一定要先加励磁电压如果未加励磁电压，而将电枢电源接通，将会发生什么现象不加励磁电压的话，励磁回路不能建立磁场，电枢通电后没有磁感线可以切割，无法产生动力，电机不转，时间稍微长点，电机会烧掉。
5、试分别说明他励直流电动机能耗制动、反接制动、回馈制动的实现方法、基本原理和制动性能。
6、什么是电气调速怎样评价调速性能的好坏调速范围与静差率之间有什么关系选择调速方法的原则是什么改变电机的电气参数从而改变电机的运转速度叫做电气调速静差率与调速范围是相互制约的两个指标，如果系统对静差率要求高（静差率越小），则调速范围越小；反之，如果系统对静差率要求不高，则可得到较大的调速范围。
调速范围与静差率要合适，调速平稳，调速经济8、电气调速有哪几种各种调速方式的主要特点是什么降低电枢电源电压调速；电枢回路串电阻调速；减弱磁通调速降低电枢电压调速方法的特点：人为机械特性与固有机械特性平行，静态稳定性好，调速范围大，如果能连续改变电枢电压，则转速能平滑调节，调速平滑性好，能实现无级调速，调速过程中能量损耗小，但需要一套专门的调压设备，初投资较大。
电枢串电阻调速方法的特点：串入电阻越大，特性越软，空载或轻载时调速效果不明显，静态稳定性差，调速范围不大，因电阻是分段调节，故属于有级调速，调速过程中能量损耗大，但设备简单，操作方便，投资少。
减弱磁通调速方法的特点：机械特性斜率大，静态稳定性差，由于是在基速以上调速，电动机最高转速受换向能力和机械强度的限制，一般为（~2）n N，故调速范围有限，但励磁电流的控制与调节方便，调速过程中能量损耗小，易实现无级调速。
二、计算题：1、一台他励直流电动机额定数据为：P N=100kW ，U N=220V ，I N=517A ，n N=1200r/min 。
试求：（1）固有机械特性方程式；（2）额定负载时的电枢电动势和额定电磁转矩；（3）额定输出转矩和空载转矩；（4）理想空载转速和实际空载转速；（5）电机额定运行，分别求电枢回路外串电阻R c=Ω时的转速、电压U =50V 时的转速和磁通Φ=75%ΦN 时的转速。