电机与拖动-第12章
电机与拖动技术课后习题答案 主编刘爱民 大连理工大学.(DOC)
部分章节思考题及习题答案：2-1 至2-10略2-11电动机拖动金属切削机床切削金属时传动机构的损耗由电动机负担，传动机构损耗转矩T ∆与切削转矩对电动机来讲是同一方向的，恒速时，电动机输出转矩2T 应等于它们二者之和。
2-12起重机提升重物时，传动机构损耗转矩T ∆由电动机负担；起重机下放重物时，由于系统各轴转向相反，性质为摩擦转矩的T ∆方向改变了，而电动机电磁转矩T 及重物形成的负载转矩方向都没变，因此T ∆ 由重物承担。
提升或下放同一重物时，可以认为传动机构损耗转矩T ∆是相等的。
由于提升重物与下放重物时T ∆分别由电动机和负载承担，因此二者不一样高（ηη12'-=，η和'η分别为提升和下放时的效率）。
2-13（1）D （2） D （3） A2-14 5.0'-=η， m N 3'L ⋅-=T ， m N 9⋅=∆T2-15(1)2L dF T ⋅=，321L j j j n n =，W 3797602LL L ==T n P π (2)W 4218L 2==ηP P (3)223212d 2212c 212b2a2m N 55.4)()(⋅=+++=j j j GD j j GD j GD GD GD (4)m N 8.27321L ⋅==j j j T T η (5)m N 78.2)11(321L ⋅=-=∆ηj j j T T ，m N 5.123752⋅=⋅+∆=dtdn GD T T3-1在直流发电机中换向器起整流作用，在直流电动机中换向器起逆变器作用。
3-2在直流电机中励磁绕组装在定子的主磁极上，当绕组通入励磁电流并保持不变时，主磁通相对于主磁极是静止不变的，因此在主磁极中不会产生感应电动势和感应电流（即涡流），就不会有涡流损耗，所以主磁极材料用薄钢板。
但是转动着的电枢磁路却与主磁极之间有相对运动，在电枢铁心中会产生感应电动势和感应电流即产生涡流损耗，另外电枢中还会产生因磁通交变产生的磁滞损耗，因此利用硅钢片叠成直流电机的电枢铁心。
电机与拖动.教学内容
- 变化的磁 → 电 （愣次定律） - 磁场中的带电导体 → 安培力，带电粒子 → 洛伦兹力
• 机电能量转换
- 电能( ei ) → i 是关键，有 e 没 i 没功率 - 机械能( TΩ或 fv) → Ω是关键，有T没Ω没功率
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7
第一部分 电机原理 第一章 绪论
第二节 关于电机
2004
（2）赵昌颖主编，《电力拖动基础》，哈工大出版社
（3）电机学，许实章主编，华中科技大学
- 通用教材，难度适中，最好的
（4）电机学，李发海主编，清华大学
- 比较适中
（5）电机学，孔昌平主编，哈工大出版社
- 简单，适合专科生、夜大生使用
电机学，徐德淦主编，机械工业出版社
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- 比较通俗易懂
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I˙
• 磁路：磁通通过的路径
- 铁芯加螺线管 - 思考：无铁芯时有没有磁场？ 是加强
U˙
φ˙
还是减弱？
电流如何变化？
- 磁通：注意有主磁通和漏磁通的区别
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第一部分电机原理 第一章 绪论
第三节 关于磁路
二、磁路中的物理量
• 磁通Φ • 磁通密度（面密度，磁感应强度）B，B= Φ/A, A -面积 • 磁场强度H，H=B/μ，μ-磁导率 • 磁阻Rm，即铁芯对磁通的阻抗作用 • 磁导Λm，磁阻的倒数
• 辅助部分（绝缘材料）
- 油漆，橡胶，绝缘纸等
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第一部分 电机原理 第一章 绪论
第二节 关于电机
四、电机中的能量转换关系
• 了解以后，对于各种电机的原理分析设计都有好处。 • 机电能量转换，如何转换的？ → 通过媒介。 用什么 • 媒介？电磁场是媒介（为什么不用电场？） • 能量过程：
电机和拖动基础共32页文档
—电机与拖动—
电机与拖动基础
（李发海 王岩 清华大学出版社）
顾春雷
Tel:0515-3103939 E_mail:guclycit
盐城工学院电气与信息工程学院 电气工程系
17.08.2021
电机与拖动
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第1章 绪 论
1.1 课程性质
一、电机及电力拖动技术的发展概况
—电机与拖动—
电能是现代大量应用的一种能量形式。 电能的优点：生产和变换比较经济；传输和分配比较 容易；使用和控制比较方便等等。 效率高
❖ 在中小型电机和控制电机方而，亦自行设计和生产了 不少新系列电机。
❖ 由于生产上的需要，电机的新原理、新结构、新工艺、 新材料、新的运行方式和调试方面亦进行许多摸索、 研究和试验工作，取得了不少成就。
❖ 电机在制造上也向着大型、巨型发展。
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电力拖动系统：
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基本磁化曲线
基本磁化曲线与起始磁化曲线的差别很小，磁路计算 时所用的磁化曲线都是基本磁化曲线
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❖ 与此同时由于电力电子学等学科的渗透，使电机这一 较为成熟的学科得到新的发展。
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我国电机工业的发展概况
—电机与拖动—
❖ 我国的电机制造工业在新中国成立后发生了巨大的变 化。
❖ 不仅建成了独立自主和完整的体系，而且有一些产品 已经达到或接近世界先进水平，就各种拖动系统中的 主要设备——电动机而言，近年来已生产了不少大型 的直流电动机、异步电动机和同步电动机；
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三、参考书
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。
《电机原理及拖动基础》习题参考答案[最新]
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教 材《电机原理及拖动基础》方荣惠 邓先明 上官璇峰 编著中国矿业大学出版社，2001，12习题参考答案第一章 第二章 第三章 第四章 第五章第六章 第七章 第八章 第九章第一章1-5 解：cm /A 98H ,T 1002.0002.0AB ====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：22L kg 63964D m m J ⋅=⨯==总ρ系统折算后总转动惯量为：2M 2m L eq mkg 74.49J i J J 2J J ⋅=+++=总负载静转矩为：Nm127792/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：5.95dtdvD 60i dt dn idtdnm ===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 60NpE a φ=（1）单叠：a=2；6004.02602N 230⨯⨯⨯⨯=；N=5750。
电机与拖动基础答案(第四版)6-12章
ww 学 生 w. dx 必 sb 备 b.c 网 om
和
大
空间机械角，也就是相差 分别为两根导体的
位相差
相量图如图 所示。图中，
和
分别
为一个线圈两个边的感应电动势， 图 6.2 根据相量图， α 决定,为 可得
为线圈电动势。
短距系数 。相邻两个线圈的电动势相位差由槽距角 。三个相邻线圈电动势及合成电动势相量图如图 6.3 所示。 分布系数
ww 学 生 w. dx 必 sb 备 b.c 网 om
大
(5)
最大幅值为 F 的两极脉振磁通势，空间正弦分布，每秒钟脉振 50 次。可
以把该磁通势看成由两个旋转磁通势 和 的合成磁通势：旋转磁 通势幅值 和 的大小为，转向，转速为 极数为，每个瞬间 与 的位置相距脉振磁通势 F·的距离（电角度）. (6) 三相对称绕组通入电流为 ω ω ω 。合成磁通势的性质是, 转向是从 绕组轴线转向转向。若 f=ω π 电机是六极的，磁通势转速 为 。当 ω 瞬间，磁通势最大幅值在轴线处。 (7) 某交流电机电枢只有两相对称绕组，通入两相电流。若两相电流大小相等， 相位差 电机中产生的磁通势性质是。若两相电流大小相等，相位差 磁通势性质是。若两相电流大小不等，相位差 磁通势性质 为。在两相电流相位相同的条件下，不论各自电流大小如何，磁通势的性质为. (8) 某交流电机两相电枢绕组是对称的，极数为 2。通入的电流 领 ，合成磁通势的转向便是先经绕组轴线转 电角度后到绕 先 组轴线,转速表达式为 (9) 某三相交流电机电枢通上三相交流电后，磁通势顺时针旋转，对调其中的 两根引出线后，再接到电源上，磁通势为时针转向，转速变。 (10) 某两相绕组通入两相电流后磁通势顺时针旋转，对调其中一相的两引出线 再接电源，磁通势为时针旋转，转速变。 答 (1) 9.66; π 脉振； 两极，50 次； 12F，相反，3000, 2，相等； 旋转磁通势， 、C、 相绕组； 圆形旋转磁通势，椭圆形旋转磁通势，椭圆形旋转磁通势，脉振磁通势；
电机与拖动课后习题答案
《电机与拖动》参考答案 2-1（1） 切削功率:WFV P s m d n V r j j j n n L f f 38009.1*2000/9.1215.0*6067.241*22*602min/67.2412*5.1*21450321=========ππ （2） 电动机输出功率：W P P L6.52129.0*9.0*9.038003212===ηηη（3） 系统总飞轮转矩：222222223222122221221222.55.425.03.05.05.32*5.1*295.1*27.2225.3mN j j j GD j j GD j GD GD GD d c b a =+++=+++=+++=（4） 电动机电磁转矩：M N j j j FD T T L.29.349.0*9.0*9.0*2*5.1*22/15.0*20002/3213213212====ηηηηηη（5） 不切削时的电动机电磁转矩： 忽略损耗时的电动机电磁转矩M N j j j FD T .252*5.1*22/15.0*20002/'3212===传动机构阻转矩：M N T T T .29.92529.34'220=-=-=加速时电动机转矩：M N dt dn GD T T .19800*37555.429.937520=+=+= 2-2（a ） 减速dtdnGD T T L 3752=-（b ） 减速dtdnGD T T L 3752=--（c ） 加速dtdnGD T T L 3752=+（d ） 减速dtdnGD T T L 3752=--（e ）匀速dtdnGD T T L 3752=+-2-3(a) 稳定 ；（b ）稳定；(c) 稳定； (d) 稳定； (e) 不稳定；第三章3-1 直流发电机通过电刷和换向器将导体中的交流电势整流成直流输出。
如果没有换向器输出的将是交流电势。
3-2 直流电动机通过电刷和换向器将外部输入直流电压，逆变成导体中的交流电压和电流。
《电机学》习题解答(吕宗枢) 12章
第12章 思考题与习题参考答案12.1 试比较同步发电机带三相对称负载时电枢磁动势和励磁磁动势的性质，它们的大小、位置和转速各由哪些因素决定?答：电枢磁动势和励磁磁动势的比较见下表：12.2 同步发电机电枢反应性质主要取决于什么? 若发电机的同步电抗标么值0.1*=s X ，则在下列情况下电枢反应各起什么作用?(1)带电阻负载；(2)带电容负载8.0*=c X ， (3)带电感负载7.0*=L X 。
答：电枢反应的性质取决于负载电流I 与励磁电动势0E 的相位关系，或者说取决于负载的性质。
（1）带电阻负载时，由于同步电抗的存在，负载性质呈阻感性，故电枢反应起交磁和直轴去磁作用；（2）带电容负载8.0=*s X 时，由于它小于同步电抗（0.1*=s X ），总电抗仍为感抗，电枢电阻很小，因此电枢反应基本为直轴去磁作用；（3）带电感负载7.0=*L X 时，总电抗为更大的感抗，电枢反应主要为直轴去磁作用。
12.3 电枢反应电抗对应什么磁通？它的物理意义是什么？ 同步电抗对应什么磁通？它的物理意义是什么？答：电枢反应电抗对应电枢反应磁通，这个磁通是由电枢磁动势产生的主磁通，它穿过气隙经转子铁心构成闭合回路，它反映了电枢反应磁通的大小；同步电抗对应电枢磁动势产生的总磁通（即电枢反应磁通和定子漏磁通之和），它是表征电枢反应磁场和电枢漏磁场对电枢电路作用的一个综合参数。
同步电抗的大小直接影响同步发电机的电压变化率和运行稳定性，也影响同步发电机短路电流的大小。
12.4 什么是双反应理论？为什么分析凸极同步电机时要用双反应理论？答：由于凸极同步电机的气隙不均匀，直轴处气隙小，磁阻小，交轴处气隙大，磁阻大，同样的电枢磁动势作用在不同位置时，遇到的磁阻不同，产生的电枢反应磁通不同，对应的电枢反应电抗也不同，即电枢磁动势（电枢电流）与电枢反应磁通（电枢电动势）之间不是单值函数关系，因此分析凸极同步电机时，要采用双反应理论。
《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。
电机及拖动基础 第2版 邵群涛主编 课后习题(补充)
电机拖动课后补充习题第一章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？1—2 简述直流发电机的工作原理。
1—3 简述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，它们起什么作用？1—5 单叠绕组的特点有哪些？1—6 单波绕组的特点有哪些？1—7 画图表示单叠绕组的各种节距。
1—8 画图表示单波绕组的各种节距。
1—9 直流电机绕组元件的电动势和电刷两端的电动势有什么区别？1—10 什么是直流电机的电枢反应？1—11 直流电机的电枢反应对气隙磁场有什么影响？1—12 在直流发电机中是否有电磁转矩？如果有，电磁转矩的方向与电枢旋转方向相同还是相反？1—13 直流电动机工作时电枢回路是否有感应电动势产生，如果有，电动势的方向与电枢电流的方向相同还是相反？1—14 直流电机的换向极应安装在电机的什么位置？1—15 直流电机的换向极绕组如何接线？1—16 什么是换向？直流电机改善换向的方法有哪几种？1—17 画图表示直流电机的励磁方式有哪几种？在各种不同励磁方式的电机里，电机的输入、输出电流与电枢电流和励磁电流有什么关系？1—18 直流发电机的空载特性曲线与磁化曲线有何区别？又有何联系？1—19 如何判断直流电机是发电机运行还是电动机运行？它们的电磁转矩、电枢电动势、电枢电流、端电压的方向有何不同？1—20 并励直流发电机的自励条件是什么？如发电机正转时能自励，反转时能否自励？1—21 画图表示他励直流电动机的功率流程图。
1—22 画图表示并励直流发电机的功率流程图。
1—23 为什么并励直流发电机的外特性比他励直流发电机的外特性向下倾斜严重？1—24 一台直流发电机，N 145P=kW，N230U=V，N 1450n=r/min，求该电机额定电流。
1—25 一台直流电动机，N 10P=kW，N230U=V，N 1500n=r/min，N90%η=，其额定电流是多少？1—26 一台直流发电机，N 145P=kW，N230U=V，N 2850n=r/min，N85%η=，求该电机的额定电流及额定负载时的输入功率。
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。
第十二章 同步电机的基本理论和运行特性
义？
• 空间矢量和时间相量的物理意义有何区别？同步电机中哪 些量是空间矢量，哪些量是时间相量？ • 何谓时空矢量图？同步发电机空载时的时空矢量图？ • 电压波形正弦畸变率的定义是什么？
§12.4 对称负载时的电枢反应
电枢反应的概念 电机带负载后，电枢电流产生的磁场将使空载气隙磁 场的分布发生变化，从而使绕组中的感应电动势发生 变化，这种现象称为电枢反应。 三个特殊角
第四篇同步电机福州大学电气工程与自动化学院电机学教研组电机学多媒体课件系列20068第十二章同步电机的基本理论和运行特性第十二章同步电机的基本理论和运行特性121同步电机的结构122同步电机的励磁系统123同步电机的空载运行124对称负载时的电枢反应125隐极同步发电机的分析方法126凸极同步发电机的分析方法127电枢绕组的漏抗128同步发电机的空载短路和负载特性129同步发电机的参数及测定1210同步发电机的稳态运行特性121同步电机的结构1基本特点根据电磁感应原理工作的交流旋转电机转子转速固定为同步转速2主要用途主要作发电机电动机无需调速低速大功率机械改善功率因数补偿机空转的同步电动机向电网输送无功功率一同步电机的基本工作原理a同步发电机原动机拖动转子转子磁场切割定子绕组感应三相交流电势转子加直流励磁定子铁芯电枢绕组交流转子铁芯励磁绕组直流相电势大小
0
E0
思考：相量 图和矢量图 的区别？
时空矢量图的定义：将具有相同角速度的空间矢量和 时间相量画在同一坐标即为时空矢量图。
同步电机空载时的时空矢量图
时间相量和空间矢量都以相绕组轴线作为参考轴。
A相轴/时轴/交轴
Z
B
ω1=2πf
E0
A
N
S
直轴
X
Ff
φ0
《电机与拖动》部分作业题解答
第一章 直流电机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， E a 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，以保证电动机能向一个方向旋转。
1-6 一台 Z2 型直流发电机， P N 145kW ,U N 230V , n N 1450r /min, 求该发电机1-7 一台 Z2 型直流发电机， P N 160kW ,U N 220V, N 90%,n N 1500r / min,求该额定电流是多少？1-10 电枢反应对气隙磁场有何影响？ 解：电枢反应使合成磁场发生畸变，磁路饱和时有去磁作用。
1-11 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 n 1200 r / min 。
《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。
(完整)电机学习题解答12章
第12章 思考题与习题参考答案12。
1 试比较同步发电机带三相对称负载时电枢磁动势和励磁磁动势的性质，它们的大小、位置和转速各由哪些因素决定？答:电枢磁动势和励磁磁动势的比较见下表：12。
2 同步发电机电枢反应性质主要取决于什么? 若发电机的同步电抗标么值0.1*=s X ，则在下列情况下电枢反应各起什么作用?(1)带电阻负载；（2)带电容负载8.0*=cX ， (3）带电感负载7.0*=L X 。
答：电枢反应的性质取决于负载电流I 与励磁电动势0E 的相位关系，或者说取决于负载的性质. (1）带电阻负载时，由于同步电抗的存在，负载性质呈阻感性，故电枢反应起交磁和直轴去磁作用；（2)带电容负载8.0=*s X 时，由于它小于同步电抗（0.1*=s X )，总电抗仍为感抗，电枢电阻很小，因此电枢反应基本为直轴去磁作用；（3）带电感负载7.0=*L X 时，总电抗为更大的感抗，电枢反应主要为直轴去磁作用。
12。
3 电枢反应电抗对应什么磁通？它的物理意义是什么？ 同步电抗对应什么磁通？它的物理意义是什么？答：电枢反应电抗对应电枢反应磁通，这个磁通是由电枢磁动势产生的主磁通,它穿过气隙经转子铁心构成闭合回路，它反映了电枢反应磁通的大小；同步电抗对应电枢磁动势产生的总磁通（即电枢反应磁通和定子漏磁通之和），它是表征电枢反应磁场和电枢漏磁场对电枢电路作用的一个综合参数。
同步电抗的大小直接影响同步发电机的电压变化率和运行稳定性，也影响同步发电机短路电流的大小。
12。
4 什么是双反应理论？为什么分析凸极同步电机时要用双反应理论?答:由于凸极同步电机的气隙不均匀,直轴处气隙小，磁阻小,交轴处气隙大，磁阻大，同样的电枢磁动势作用在不同位置时，遇到的磁阻不同,产生的电枢反应磁通不同，对应的电枢反应电抗也不同,即电枢磁动势（电枢电流)与电枢反应磁通(电枢电动势）之间不是单值函数关系，因此分析凸极同步电机时,要采用双反应理论.分析凸极同步电机时，不论电枢反应磁动势a F 作用在什么位置，总是先把它分解为直轴电枢反应磁动势ad F 和交轴电枢反应磁动势aq F ，这两个分量分别固定地作用在直轴和交轴磁路上，分别对应固定的直轴和交轴磁阻，各自产生直轴和交轴电枢反应磁通,它们分别在绕组中产生直轴和交轴电动势，这种分析方法称为双反应理论。
(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。
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第一节
转子静止时的三相异步电动机
根据磁路的不同， 根据磁路的不同，无论是定子漏磁通还是转子漏磁通都可分 为三种：槽漏磁、端部漏磁和谐波漏磁。 为三种：槽漏磁、端部漏磁和谐波漏磁。 （1）槽漏磁：指横穿定子（或转子）槽而闭合的磁通，如图 ）槽漏磁：指横穿定子（或转子）槽而闭合的磁通， 12-1（a）所示。 （ ）所示。 （2）端部漏磁：交链伸出铁心外线圈端接部分的磁通，如 ）端部漏磁：交链伸出铁心外线圈端接部分的磁通， 图12-1（b）所示。 （ ）所示。 （3）谐波漏磁：定子绕组磁动势除产生基波磁通外，还产 ）谐波漏磁：定子绕组磁动势除产生基波磁通外， 生一系列的谐波磁通。谐波漏磁通不能产生有用的转矩， 生一系列的谐波磁通。谐波漏磁通不能产生有用的转矩，因此 应与主磁通分开考虑， ，应与主磁通分开考虑，把谐波漏通感应的电动势看作漏抗压 并把谐波磁通作为漏磁通处理，所以称为谐波漏磁通。 降，并把谐波磁通作为漏磁通处理，所以称为谐波漏磁通。
第一节
转子静止时的三相异步电动机
它同时在定、转子绕组中感应电动势并进行能量转换。 它同时在定、转子绕组中感应电动势并进行能量转换。在转子 没有电流时，主磁通由定子电流单独产生；当转子有电流时， 没有电流时，主磁通由定子电流单独产生；当转子有电流时，主 磁通由定、转子电流共同产生。 磁通由定、转子电流共同产生。 异步电动机主磁通的路径包括定子齿、定子轭、气隙、转子齿 异步电动机主磁通的路径包括定子齿、定子轭、气隙、 和转子轭五部分。 表示， 和转子轭五部分。主磁通用 表示，在数值上为气隙每极主磁通 量。 （二）漏磁通 异步电动机的磁场除主磁通外， 异步电动机的磁场除主磁通外，定、转子电流还产生仅与定子 或转子绕组本身交链的磁通， 或转子绕组本身交链的磁通，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 。
第四节 三相异步电动机的功率和转矩
第四节 三相异步电动机的功率和转矩
第四节 三相异步电动机的功率和转矩
第五节 三相异步电动机的工作特性
第五节 三相异步电动机的工作特性
第五节 三相异步电动机的工作特性
第五节 三相异步电动机的工作特性
第五节 三相异步电动机的工作特性
第五节 三相异步电动机的工作特性
电机与拖动
——异步电动机的运行原理 异步电动机的运行原理
第一节
转子静止时的三相异步电动机
一、三相异步电动机的主磁通和漏磁通 当三相异步电动机的定子绕组接通对称三相电源时， 当三相异步电动机的定子绕组接通对称三相电源时，无论止还是旋转，定子绕组中都会流过三相对称电流，产生磁动势 在气隙中建立磁场。 ，在气隙中建立磁场。 根据磁通经过的路径和性质的不同， 根据磁通经过的路径和性质的不同，将磁通分为主磁通和漏磁 通。 （一）主磁通 所谓主磁通，就是同时与定、转子绕组交链， 所谓主磁通，就是同时与定、转子绕组交链，在气隙中以同步 转速旋转的基波磁通。 转速旋转的基波磁通。
第二节
转子旋转时的三相异步电动机 转子旋转时的三相异步电动机 旋转
第四节 三相异步电动机的功率和转矩
第四节 三相异步电动机的功率和转矩
第四节 三相异步电动机的功率和转矩
第四节 三相异步电动机的功率和转矩
第四节 三相异步电动机的功率和转矩
第四节 三相异步电动机的功率和转矩
第四节 三相异步电动机的功率和转矩
第一节
转子静止时的三相异步电动机
第一节
转子静止时的三相异步电动机
主磁通和漏磁通的磁路特点和作用不同， 主磁通和漏磁通的磁路特点和作用不同，主磁通的磁路受铁 心饱和的影响，是非线性的，主磁通参与机电能量转换， 心饱和的影响，是非线性的，主磁通参与机电能量转换，产生 有用转矩；漏磁通的磁路一般无饱和现象，是线性的， 有用转矩；漏磁通的磁路一般无饱和现象，是线性的，漏磁通 不参与机电能量转换，只在电路中产生压降。 不参与机电能量转换，只在电路中产生压降。 需要说明的是，在变压器中， 是脉振磁通， 需要说明的是，在变压器中，主磁通 是脉振磁通， 是 其振幅；而在异步电机中， 是旋转磁通， 其振幅；而在异步电机中，主磁通 是旋转磁通，其磁通密度 沿气隙圆周按正弦分布， 旋转， 沿气隙圆周按正弦分布，并以同步转速 旋转， 为每极的基波 磁通量。 磁通量。