山东理工大学 电拖、电机学计算分析题
电机与电力拖动试题以及答案
一、填空题（每空1分，共20分）1、他励直流电动机的机械特性是指在的条件下和的关系。
2、直流电动机的起动方法有：和。
3、一台接到电源频率固定的变压器，在忽略漏磁阻抗压降的条件下，其主磁通的大小决定于的大小，而与磁路的基本无关，其主磁通与励磁电流成关系。
456。
78二、123都会突变。
（）4、一台变压器原边电压U1不变，副边接电阻性负载或接电感性负载，如负载电流相等，则两种情况下，副边电压也相等。
（）5、变压器在原边外加额定电压不变的情况下，副边电流大，导致原边电流也大，因此变压器的主磁通也大。
（）6、交流发电机正常发电以后可以断掉直流励磁电源。
（）7、改变电流相序可以改变三相旋转磁通势的转向。
（）8、不管异步电动机转子是旋转，还是静止，定、转子磁通势都是相对静止的（）9、三相异步电动机的最大磁通势T m的大小与转子电阻r m阻值无关。
（）10、三相异步电动机的变极调速只能用在笼型转子电动机上。
（）三、简答题（每题5分，共20分）1234四、12N=380V，YλT=2.2，2）中的电3、一台三相异步电动机接到50H Z的交流电源上，其额定转速n N=1455r/min，试求：（1）该电动机的极对数p；（2）额定转差S N；（3）额定转速运行时，转子电动势的频率。
电机与电力拖动答案一1.电动机处于稳态运行转速电磁转矩2.电枢回路串电阻降压起动3.输入电压正比4.不变增大5.减小减小6.短矩绕组分布绕组减小7.0~1驱动性质小于1制动性质8.笼型绕线二1.对2.错3.对4.错5.错6.错7.对8.错9.对10.对三 1.答：由于加工、装配过程中存在机械上的不对称及定子磁性材料性能的不一致性，使得测速发电机转速为零时，实际输出电压并不为零，此时的输出的电压叫剩余电压。
剩余电压的存在引起的测量误差称为剩余电压误差。
减小剩余电压误差的方法是选择高质量各方向性一致的磁性材料，在机加工和装配过程中提高2.方向相反，3.x m4.四1.I st/I N（22.st i N所以不能采用直接起动。
电机拖动习题解答.
1.6 图1.10为龙门刨床主传动机构图。
齿轮1与电动机轴直接联接，各齿轮有下列数据：齿轮6与工作台齿条啮合其节距为20mm ，工作台质量m 1=1500kg ，工件质量m 2=1000kg ，电动机飞轮惯量GD 2=200 N·m 2，切削力F =10000N ，切削速度v =40m/min ，总机械拖动效率η=0.8，工作台导轨与床身之间的摩擦系数f =0.1。
试计算：（1）折算到电动机轴上的系统总飞轮惯量及负载转矩； （2）切削时电动机应输出的功率。
解：（1）齿轮折算到电动机轴上的飞轮转矩为： 2462222235221222123()()()M GD GD GD GD GD GD GD j j j ++++++ 22(4020)(7050)130(20010)99(12)()2++=++++ 2223.5Nm =⋅齿轮6的转速：640min25min 800.02m n r m==⨯则电机的转速为：2512300min n r =⨯= 则平移部件折算到电动机轴上的转动惯量为：222406091.291.2(15001000)3001.1L v J m n kg m ⎛⎫⎛⎫⎪==⨯⨯+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=⋅ 图1.10 龙门刨床主传动机构图工作台折算成飞轮矩为：22443.1L L GD gJ N m ==⋅折算到电动机轴上总的飞轮矩为266.6N·m 2折算到电动机轴上负载转矩为：40(100002500)609.559.550.8300330.3L gf FvT n N mη+⨯'==⨯⨯=⋅（2）切削时电动机应输出的功率为：300330.310.49.55L P T kw '=Ω=⨯≈ 1.7 如图1.4所示的电机拖动系统，已知提升重物的质量为2kg ，提升速度为0.4m/s,拖动齿轮的效率η1=η2=0.98，卷筒的效率ηL =0.96,卷筒直径D L =0.4m 。
电机原理及拖动试题及答案
电机原理及拖动试题及答案一、填空(每空1分，共25分)1. 单相异步电动机可分为________、________两大类型。
2. 6极异步电动机电源频率f=50Hz，额定转差率SN=0.04，则额定转速为nN=_____、额定工作时，将电源相序改变，则反接瞬时的转差率S=_____。
3. 同步补偿机实际上是一台_________的同步电动机，它接到电网上的目的就是为了___________。
4. 直流电机的励磁方式可分为＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。
＝＿＿＿、每极每相槽数ｑ＝＿＿＿、槽距角＝＿＿＿。
5. 有一台极数2P＝4，槽数Z＝24的三相单层链式绕组电机，它的极距6、变压器空载运行时功率因数很______。
7．________型三相异步电动机可以把外接电阻串联到转子绕组回路中去。
8. 直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向________。
9. 直流电动机的起动方法有____________；______________。
10. 当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。
11. 三相异步电动机的过载能力是指_______________。
12 . 星形—三角形降压起动时，起动电流和起动转矩各降为直接起动时的______倍。
13. 三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则U1应随f1按______规律调节。
14、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。
15、单迭绕组极对数为P时，则并联支路数为_______。
二、判断正误 (对在括号里打√、错则打×，每小题1分，共15分)1.( ) 电动机的额定功率是指额定运行时从电源输入的电功率。
2.( ) 一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变3.( ) 三相异步电动机的旋转方向决定于定子绕组入的三相电流的相序。
4.( ) 与同容量的变压器相比较，异步电动机的空载电流小。
山东理工大学电工习题
B
28. 图示正弦电路中，电源电压相量 U S 100V ; R X L 10; 电源供出的平均功率P为( c )。 (a) 10 W (b) 2.5 W (c) 5 W
+ . US R j XL
－
29. 在图示电路中，SB是按钮，KM是接触器，KM1和KM2均已 通电动作，此时若按动SB4，则( c )。
+ － + US 2 － US 3 － C + B + U S4 － A
US1
-2v
-9v
4v
-4v
(-11V)
2. 试用戴维南定理电流I。
16Ω
24Ω
+ 32V 16Ω 2A 8Ω
I
+ 16v
I 24Ω
_
8Ω
Uab 32 2 8 16V
R0 8
34. 把一个30Ω的电阻和80µ F的电容串联后，接在交流电源 上，电容的容抗为40Ω，该电路功率因数为（ A ） A.0.6 B.0.8 C.0.5 35. 某正弦RC串联电路的电压与电流为关联参考方向， 则相位关系为（ B ） A.电流超前电压90O B.电流超前电压某一小于900的角 C.电流滞后电压某一小于900的角 D.电流滞后电压90O
13. 在R、L、C并联正弦交流电路中，各支路电流有效值 I1＝I2＝I3＝10A，当电压频率增加一倍而保持其有值 不变时，各电流有效值应变为( c )。 (a) I1＝20 A I2＝20 A I3＝20 A (b) I1＝10 A I2＝20 A I3 ＝5 A (c) I1＝10 A I2 ＝5 A I3＝20 A 14. 变压器的铁损耗与负载的关系是( C )。 (a）随负载增加而增大 （b）随负载增加而减小 （c)与负载无关，保持不变
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。
电拖习题解答资料
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，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，以保证电动机能向一个方向旋转。
1-6 一台Z2型直流发电机，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Z2型直流电动机，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 N N N N 08.8089.022*******=⨯⨯==η 1-12 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？解：用E a 与U 的关系来判断：直流发电机的E a >U ，电枢电流I a 与电枢电动势E a 同方向，电磁转矩T 是制动性质的(方向与转向n 相反)，电流是流到电压U 的正端；直流电动机的U > E a ，电枢电流I a 与电枢电动势E a 反方向，电磁转矩T 是驱动性质的(方向与转向n 相同)，电流是从电压U 的正端流出的。
电拖习题答案
电拖习题答案电拖习题答案，这是一个让许多学生头疼的问题。
电拖作为一门理论与实践相结合的学科，需要学生掌握一定的基础知识和解题技巧。
然而，由于电拖习题的复杂性和难度，很多学生在解题过程中遇到了困难。
本文将从几个常见的电拖习题出发，为大家提供一些解题思路和答案。
首先，我们来看一个较为简单的电路图。
假设有一个由电源、电阻和电流表组成的电路，要求计算电阻上的电压和电流。
这是一个基础的电路问题，解题思路如下：1. 根据欧姆定律，电压和电流之间的关系为U=IR，其中U表示电压，I表示电流，R表示电阻。
2. 根据电路图，确定电源的电压和电流表的量程。
3. 根据电流表的量程，确定电路中的总电流。
4. 根据总电流和电阻的关系，计算电阻上的电压。
5. 得出最终答案。
这个问题比较简单，但是在实际解题过程中，可能会遇到一些细节问题。
比如，电路中的电源是否为直流电源，电流表的量程是否合适等等。
因此，在解题过程中，需要注意这些细节问题，以确保答案的准确性。
接下来，我们来看一个稍微复杂一些的电路问题。
假设有一个由电源、电阻、电容和开关组成的电路，要求计算电容器充电的时间。
这是一个涉及到电容器充电过程的问题，解题思路如下：1. 根据电路图，确定电源的电压和电容器的电容量。
2. 根据电路图，确定电路中的电阻。
3. 根据电路中的电阻和电容器的电容量，计算电路的时间常数。
4. 根据电路的时间常数，计算电容器充电的时间。
5. 得出最终答案。
这个问题相对较难，需要学生对电容器充电过程有一定的了解。
在解题过程中，需要注意电路中的时间常数计算和充电过程的特点。
最后，我们来看一个更加复杂的电路问题。
假设有一个由电源、电阻、电感和开关组成的电路，要求计算电感器中的电流。
这是一个涉及到电感器的问题，解题思路如下：1. 根据电路图，确定电源的电压和电感器的电感。
2. 根据电路图，确定电路中的电阻。
3. 根据电路中的电阻、电感器的电感和电源的电压，计算电路的时间常数。
电力系统分析习题2011
ShanDong University of Technology
15
电力系统分析习题
2-19. 已知图2-19所示电力网络，发电机G的容量为171MVA，xd″ (%)=24，变压器T容量为180MVA，Uk%=14，线路L长度为 150kM，r1=0.08Ω/kM，x1=0.406Ω/kM，b1=2.81 S/kM，试按
d=23.7mm，现已知受端的负荷功率为：120+j80MVA，问：
① 若受端母线电压UB=220kV，则送端母线电压UA=？，若 UA=230kV，则UB=？ ② 当UA=230kV且无功负荷不变时，线路受端有功负荷增加 10MW，问UB为多少？
当线路始端电压为225kV，求线路空载时的末端电压；
19:24:28
ShanDong University of Technology 17
电力系统分析习题
当线路始端电压为225kV，末端功率为S2=20+j30MVA时，
求线路末端电压；
当线路末端功率为S2=20+j30MVA时，末端电压为209KV， 求线路首端的电压和功率。
r
1-17. 三绕组变压器的分接头一般设置在（ ）侧；
(a) 高、中侧 (b) 中、低侧 (c) 三侧都有
1-18. 有两台变压器并列运行。 ⑴ 试分析在什么条件下，可以认为并列运行的变压器负 荷分配与他们的容量成正比？ ⑵ 当他们的变比不同时，会出现什么情况？有什么坏处？
19:24:28
ShanDong University of Technology 6
%=14.47，Uk(1-3)%=25.9，
Uk(2-3)%=9.09，试计算变压器的参数，并作出等值电路图（参
电拖期末考试试题及答案
电拖期末考试试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 电动机的工作原理是基于以下哪个物理定律？A. 欧姆定律B. 法拉第电磁感应定律C. 牛顿第二定律D. 基尔霍夫定律答案：B2. 在三相异步电动机中，转子的转速与什么有关？A. 定子电流B. 定子磁场C. 转子电阻D. 转子惯性答案：B3. 直流电动机的调速方法不包括以下哪项？A. 改变电枢电压B. 改变电枢电阻C. 改变励磁电流D. 改变转子位置答案：D4. 以下哪个因素不会影响电动机的效率？A. 负载大小B. 电压大小C. 温度D. 电流大小答案：C5. 电动机的启动方式中，哪种方式的启动电流最大？A. 直接启动B. 星-三角启动C. 自耦变压器启动D. 软启动器启动答案：A6. 以下哪种控制方式不属于电动机控制？A. 变频控制B. 变阻控制C. 变流控制D. 变速控制答案：D7. 电动机的额定功率是指什么？A. 最大功率B. 持续工作时的功率C. 瞬时功率D. 启动时的功率答案：B8. 电动机的额定电压是指什么？A. 电动机的最高工作电压B. 电动机的最低工作电压C. 电动机正常工作时的电压D. 电动机启动时的电压答案：C9. 电动机的额定电流是指什么？A. 电动机的最大电流B. 电动机的最小电流C. 电动机正常工作时的电流D. 电动机启动时的电流答案：C10. 电动机的额定转速是指什么？A. 电动机的最高转速B. 电动机的最低转速C. 电动机正常工作时的转速D. 电动机启动时的转速答案：C二、填空题（每空2分，共20分）11. 电动机的转矩与_______成正比，与_______成反比。
答案：电流；电压12. 异步电动机的转差率是指_______与_______之差与_______的比值。
答案：同步转速；转子转速；同步转速13. 电动机的启动电流一般为额定电流的_______倍。
答案：4～714. 电动机的保护装置包括_______、_______和_______。
电机电力拖动(计算题、名词解释)
直流电动机的电枢铁芯为什么要用硅钢片制
造？能否用铸钢件代替？直流电动机的主磁
极能否用整块的钢加工而成？为什么？
答：直流电动即的电枢铁心采用硅钢片制造
可以有效的较少涡流损耗。不能用铸钢代替
直流电动机的电枢铁芯。也不能采用整块的
钢作为直流电动机的主磁极，因为整块钢作
为电动机主磁极时有交流分量，会产生交流
铜损耗为: 所以空载损耗机，
PN=150Kw，U1n=380v，nn=1460r/min，λ=2。求
：a.该机的固有机械特性表达式；b.该机固有启 动转矩Tst；c.当负载为恒转矩负载且TZ=755N. M
时的转速。
解:
a.由于
所以由上四式联立之： 即： b.令S=1，则得该机固有启动转矩：
以电机作为原动机拖动生产机械运动，来完
成相应的生产任务，这种拖动方式称为电力
拖动。
直流电动机的几个公式： 输入功率等于电磁功率与铜损耗之和，即： 空载损耗等于机械损耗与铁损耗之和，即：
电动势平衡方程式： 转矩平衡方程式：
求电磁功率的公式： 直流电机固有机械特性：
直流电机的认为机械特性：
01
他励直流电机的调速方法有：改变电枢电
02
压调速、改变电枢回路电阻调速和改变励磁
03
回路电阻调速。
的励磁方式的电动机中，电动机电流I与电枢
电流Ia及励磁电流IL有什么关系？
答：励磁方式分为四种，分别是：他励、并
励、串励、复励。在这四种励磁方式下，他
励中电机电流等于电枢电流即：I=Ia，并励中
电机电流等于电枢电流与励磁电流之和即：
I=Ia+IL，串励中电机电流等于电枢电流等于励
磁电流即：I=Ia=IL，复励中电机电流等于电枢
电机与拖动习题解答(部分)
3-3 直流电机由哪几个主要部件构成？这些部件的功能是什么？答 直流电机主要由定子和转子两大基本结构部件组成。
直流电机的定子由主磁极、换向磁极、电刷装置、机座等组成。
（1）主磁极：建立主磁通，包括铁心（由低碳钢片叠成）和绕组（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）和绕组（由铜线绕成）；（3）机座：固定主磁极、换向磁极、端盖等，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：引出（或引入）电流，电刷由石墨等材料制成。
转子由电枢铁芯、电枢绕组和换向器组成。
（1） 电枢铁心：构成主磁路，嵌放电枢绕组，由电工钢片叠成；（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：用于换向，由铜片叠成。
3-4 直流电动机的励磁方式有哪几种？每种励磁方式的励磁电流或励磁电压与电枢电流或电枢电压有怎样的关系？答 电流关系如下表所示（复励时，f I 指并励绕组的励磁电流）。
表中，f I 为励磁电流；a I 为电枢电流；I 为输入电流；f U 为励磁电压；a U 为电枢电压。
3-5 何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有何影响？公式a e E C n Φ=和T a T C I Φ=中的Φ应是什么磁通？答 直流电机在空载运行时，气隙磁场仅有励磁磁动势产生。
当电机带上负载后，气隙磁场便由励磁磁动势和电枢磁动势共同建立。
负载时电枢磁动势对主极磁场的影响，称为电枢反应。
电刷在几何中性线时产生交轴电枢反应， 其结果：（1）气隙磁场发生畸变，使磁场的物理中性线偏离几何中性线一个角度α。
被电刷短路的换向线圈中的电动势不为零，增加了换向的困难。
对发电机来说，顺电枢旋转方向移过α角；对电动机来说，则逆电枢旋转方向移过α角。
（2）一半磁极磁通增加，另一半磁极磁通减小。
在磁路不饱和的情况下，增加与减少的磁通相同，每极磁通不变。
磁路饱和时，增加的少，减小的多，每极磁通减少，电动势和电磁转矩随之减小。
山理工电力系统分析试题答案
P2 e2 Q 2 e2
P 0 2 1 f2 Q 2 2 e 2 1 ( 0 ) 2 1 1 2 f2 e 1 2 f2 0
f
(0) 0 2
-1 0 修正方程式为： - 1 - 0 .8
各线段的输送功率（不计线路的功率损耗）。
Z4=3+j6Ω Z1=6+j12Ω S 线路2 Z2=4+j8Ω a Sa=30+j15Ω 图3-15 线路3 Z3=2+j4Ω 线路4 线路1
b Sb=20+j10Ω
12:05:10
ShanDong University of Technology
12
3-15
2
2
100 %
1 . 405
2
1 . 054 6
2
2
1 . 64 1 . 405
100 % 10 %
100 %
1 . 405 1 . 64 1 . 054 0 . 76 6
2
100 % 8 . 6 %
（有功损耗可不必计算，由⑵即可知道）
12:05:10
线路始端充电功率： S
U
2
B 2
115
2
328 . 8 2
10
6
2 . 17 ( MVAR )
运算功率：
S 1 20 j15 j 2 . 17 20 j17 . 17 ( MVA )
U
AB
P1 R Q 1 X U1
20 25 . 2 17 . 17 49 . 92 115
2
3-7
电拖习题与题解
直流电机
1-1 如果将电枢绕组装在定子上，磁极装在转子上，换向器和电刷应怎样 装置，才能使其作为直流电机运行？ 答案
1-2 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？ 答案
电动势小于电枢端电压为电动运行状态
1-3提示：原题 直流电动机：PN=UN·IN·η N
1-4提示：原题 直流发电机：PN=UN·IN
1-5提示：原题 直流电机负载运行时的主磁场由励磁磁势与电枢磁势共同建立，电枢
磁势的存在使主磁场不同于电机的空载磁场，这种影响称为电枢反应。 电枢反应对气隙磁场影响有二：首先使气隙磁场发生畸变，其次存在去 磁效应。φ N 应该是每极合成磁通。
2-13 试用相量图判别附图的联接标号 答案
《电机与拖动基础》解题提示
变压器
2-1提示：原题 三相变压器额定容量SN与额定电压U1N(U2N)、额定电流I1N(I2N) 的关系为：SN=sqrt-2提示：原题 主磁通同时交链原、副绕组，在原副绕组中感应电势并实现能量传输。漏 磁通仅交链原绕组，或者仅交链副绕组。在分析变压器时一般以励磁电抗 与漏电抗分别反映主磁通和漏磁通的作用。主磁通所经过的路径主要是铁 磁材料，表征磁通与励磁电流的关系为非线性，故励磁电抗不是常数。而 漏磁通所经过的磁路可以认为是线性的，所以漏电抗被认为是常数。数值 上励磁电抗远大于漏电抗。
1-7提示：原题 并励直流电动机的起动电流IQ=UN/Ra(Ra电枢回路总电阻)；正常工作
时电枢电流决定于实际负载。 1-8提示：原题 对于直流电动机的电枢电流或励磁电流方向，两者只能改变其一。
电拖习题解答
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，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，以保证电动机能向一个方向旋转。
1-6 一台Z2型直流发电机，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Z2型直流电动机，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 N N N N 08.8089.022*******=⨯⨯==η 1-12 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？解：用E a 与U 的关系来判断：直流发电机的E a >U ，电枢电流I a 与电枢电动势E a 同方向，电磁转矩T 是制动性质的(方向与转向n 相反)，电流是流到电压U 的正端；直流电动机的U > E a ，电枢电流I a 与电枢电动势E a 反方向，电磁转矩T 是驱动性质的(方向与转向n 相同)，电流是从电压U 的正端流出的。
电机拖动计算题及参考答案
四、计算题 1.一台并励直流电动机，90NP kW =，440N U =V ，245,5N fN I A I A ==，750/min N n r =，0.08a R =Ω，试求：（1）电动机的额定输出转矩； （2）在额定电流时的电磁转矩； （3）当0aI =时电机的转速；（4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入0.1Ω电阻而达稳定时的转速。
答：1）电动机的额定输出转矩 (2455)240aN fN I I I A =-=-= 222,609.55N N NN n nP T π=ΩΩ== 32290109.559.55.1146.750N NN P T N m N m n ⨯===2）在额定电流时的电磁转矩 ()4402400.08420.8aN a a E U I R V V =-=-⨯= 420.8240101ema a P E I W KW ==⨯=3101109.551286.07.750em em P T N m ⨯===Ω 3）当0aI ≈时电机的转速420.80.5611/750a e N E C V r n Φ=== 0440/min 784.20.5611N e U n r C ==≈Φ 4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入0.1Ω电阻而达稳定时的转速为：()()4402400.080.1/min 707.2/min 0.5611N a a e U I R R n r r C Ω-+-⨯+==≈Φ2.某三相铝线变压器，12750,/10000/400NN N S kV A U U V =∙=，0Yyn 联接。
有如下实验数据：试求：折算到高压侧的变压器T 形等效电路参数并画出等效电路图（设''1212,R R X X ==，不需考虑温度换算）。
解：（1）由空载试验数据求励磁参数00 3.8560mU Z I ===Ω 0220/33800/30.3560mP R I ===Ω3.83m X ===Ω折算到高压侧有：25k==='2225 3.852406.25mm Z k Z ==⨯=Ω'22250.35218.75m m R k R ==⨯=Ω '2225 3.832393.75m m X k X ==⨯=Ω（2）由短路试验数据求短路参数：5.87s s Z ===Ω 22/310900/3 1.9443.3s s s P R I ===Ω5.54s X ===Ω'12/2 1.94/20.97s R R R ====Ω'12/2 5.54/2 2.77s X X X ====Ω3.已知一台三相四极异步电动机的额定数据为10,380,11NN N P kW U V I A ===，定子绕组为Y接法，额定运行时，12557,314,276,77,200cu cu Fe mec p W p W p W p W p W ∆=====。
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= 1 × (0.01 × 0.8 + 0.046 × 0.6) = 0.035 = 3.5%
η = (1 −
P0 + β 2 PK ) × 100% β ⋅ S N cos ϕ 2 + P0 + β 2 PK 18 + 56 = (1 − ) × 100% = 98.4% 5600 × 0.8 + 18 + 56
∴ tgϕ 2 = −
rk* 0.009 =− = −0.1216 * 0.074 xk
ϕ 2 = −6.93°
cos ϕ 2 = 0.993 （容性负载） 5 、 两 台 变 压 器 并 联 运 行 ， 均 为 Y ， d11 接 法 ， U 1N / U 2 N = 35 / 10.5 KV , S NΙ = 1250 KVA ，
n′ = 0.915 × 1500 = 1372.2 r / min
′ =U′ Ea N − I N Ra = 220 − 100 × 0.1 = 210 V ′ = Ea ′ I N = 210 × 100 = 21 KW PM ′ = 9550 TM ′ PM 21 = 9550 × = 146.2 N ⋅ m n′ 1372.2
故 S ΙΙ = 0.857 × 2000 = 1714.3 KVA 总输出容量： S = S Ι + S ΙΙ = 1250 + 1714.3 = 2964.3 KVA 利用率：
S 2964.3 = = 91.21% S N 1250 + 2000
直 流 电 机
四、计算题 1、一台他励直流电动机额定数据为： PN = 96 KW , U N = 440 V , I N = 255 A, I f = 5 A ，
n N = 1550 r / min ，电枢回路总电阻 Ra = 0.078 Ω 。试求：①额定负载时电枢电势和电磁转矩。②额
定输出转矩和空载转矩。③理想空载转速和实际空载转速。
E aN = U N − I aN Ra = 440 − 255 × 0.078 = 420.11 V 解：① PM = E aN I aN = 420.11 × 255 = 107128 W P 107.128 TM = 9500 M = 9550 × = 660 N ⋅ m nN 1550 PN 96 = 9550 × = 591.5 N ⋅ m nN 1550 ② T0 = TM − TN = 660 − 591.5 = 68.5 N ⋅ m TN = 9550 C eφ N =
rK 2.074 = = 0.009 Z 1N 218.93
* xK =
2 2 xK = Z K − rK = 16.326 2 − 2.074 2 = 16.194
xK 16.194 = = 0.074 Z 1N 218.93
* （2） ∆U * = β ⋅ (rK cos ϕ 2 + x * K sin ϕ 2 ) = 0
ZK =
U K 280 / 3 = = 0.3 Ω I1N 538.86
* ZK =
ZK = 0.047 Z1N x* K = xK = 0.046 Z 1N
2 2 xK = Z K − rK = 0.3 2 − 0.064 2 = 0.293
（2）
* ∆U * = β ⋅ (rK cos ϕ 2 + x * K sin ϕ 2 )
3、设有两台变压器并联运行，第一台的容量为 1000KVA，第二台的容量为 2000KVA，在不允许任何 一台变压器过载的情况下，试就下列两种情况求变压器组可能供给的最大负载？（ 1）当第一台变 压器的短路电压为第二台变压器短路电压的 90%时，即设 u kΙ = 0.9u kΙΙ ； （2）当第二台变压器的短路 电压为第一台变压器短路电压的 90%时，即设 u kΙΙ = 0.9u kΙ 。 解： （1）
I 1NP = I 1N = 92.3 A
ZK =
U KP 2610 = = 16.326 Ω I KP 3 × 92.3
* rK =
* ZK =
Z K 16.326 = = 0.075 Z 1N 218.93
rK =
PKP 53 × 10 3 = = 2.074 Ω 2 I KP 3 × 92.3 2
* 令 I ΙΙ =1 ，
则 I Ι* = 0.9
故最大输出容量： S = S Ι + S ΙΙ = 0.9 × 1000 + 1 × 2000 = 2900 KVA 4、一台三相变压器 S N = 5600 KVA , U 1 N / U 2 N = 35 / 6.3 KV , Y , d11 连接，在高压侧做短路试验，所 测数据为： U K = 2610 V , I K = 92.3 A , p K = 53 KW 。当电源电压为额定值时，副方满载，测得副边 电压恰好为额定值，求： （1）短路参数的标么值； （2）此时负载的性质及功率因数角的大小（不计 温度影响） 。 SN 5600 I1N = = = 92.3 A 3U 1 N 3 × 35 解： （1） U 1 Nϕ 35 × 10 3 Z 1N = = = 218.93 Ω I 1 Nϕ 3 × 92.3
③ n0 =
E aN 420.11 = = 0.2715 nN 1550
UN 440 = = 1620.8 r / min C eφ N 0.2715 Ra 0.078 ′ = n0 − n0 ⋅ T0 = 1620.8 − × 68.5 = 1613 r / min 2 C e CT φ N 9.55 × (0.2715) 2
x* K = 0.0549
（2）
* ∆U * = β ⋅ (rK cos ϕ 2 + x * K sin ϕ 2 )
= 1 × (0.0032 × 0.8 − 0.0549 × 0.6) = −0.03 = −3%
P0 + β 2 PKN η = (1 − ) × 100% β ⋅ S N cos ϕ 2 + P0 + β 2 PKN 6800 + 18000 = (1 − ) × 100% = 99.45% 5600 × 10 3 × 0.8 + 6800 + 18000
I1N =
解： （1）
SN
3U 1 N
=
5600 × 10 3 3 × 6000
= 538.86 A
Z 1N = rK =
U 1 Nϕ I 1 Nϕ
=
6000 / 3 = 6.43 Ω 538.86
* rK =
PK 56 × 10 3 = = 0.064 Ω I 12N 3 × 538.86 2
rK = 0.01 Z 1N
* I Ι* Z k u 1 ΙΙ = = kΙΙ = * * u kΙ 0.9 I ΙΙ Z kΙ
令 I Ι* = 1 ，
* 则 I ΙΙ = 0.9
故最大输出容量： S = S Ι + S ΙΙ = 1 × 1000 + 0.9 × 2000 = 2800 KVA
I Ι* u kΙΙ （2） * = = 0.9 I ΙΙ u kΙ
* * （1）总输出为 3250 KVA 时，每台变压器的负载是 ZK Ι = 0.06 ; S NΙΙ = 2000 KVA , Z KΙΙ = 0.07 。试求：
多少？（2）在两台变压器均不过载的情况下，并联组的最大输出为多少？利用率是多少？ 解： （1）每相总负载电流： I P = 3250 × 10 3 = 103.17 A 3 × 10.5 × 10 3 1250 × 10 3 = 39.68 A 3 × 10.5 × 10 3 2000 × 10 3 = 63.49 A 3 × 10.5 × 10 3 即有，
每相副方额定电流： I N 1 =
I N2 =
* * * 并联时： I 1* ⋅ Z K Ι = I 2 ⋅ Z KΙΙ
I ⎧ I P1 * * ⋅ Z KΙ = P 2 ⋅ Z K ⎪ ΙΙ IN2 ⎨ I N1 ⎪I = I + I ⎩ P P1 P2
解方程得： I P1 = 43.5 A
I P 2 = 59.67 A
S Ι = β 1 S NΙ = S ΙΙ = β 2 S NΙΙ
* （2）当 I 1* = 1 时， I 2 =
43.5 × 1250 = 1370.3 KVA 39.68 59.67 = × 2000 = 1879.7 KVA 63.49
* ZK 0.06 1 ⋅ I 1* = × 1 = 0.857 * 0.07 ZK2
PN 23 × 10 3 解： （1）作发电机运行时： I N = = = 100 A UN 230
（2）作电动机运行时： ′ (U ′ U ′ − I N Ra U N n′ N − I N R a ) /(C eφ ) = = N ⋅ ′ n N (U N + I N Ra ) /(C eφ N ) U N + I N Ra U N 220 − 100 × 0.1 230 = × = 0.915 230 + 100 × 0.1 220
（3） β max =
P0 6800 = = 0.615 PKN 18000
2、某三相变压器的技术数据为： S N = 5600 KVA , U 1 N / U 2 N = 6000 / 400 V , Y , d11 接法，在原边做短 路试验，当短路电流为额定值时，测得 U K = 280 V , p K = 56 KW ，空载试验测得 p 0 = 18 KW 。试 求：①短路电阻、短路电抗和短路阻抗的标么值。②额定负载且 cos ϕ 2 = 0.8 （滞后）时的电压调整 率和效率。
PN 7.2 × 10 3 解： I N = = = 77 A η N U N 0.85 × 110 C eφ N =