直流电机的电力拖动作业题参考答案(第3章)
电机拖动思考题答案
电机拖动思考题答案【篇一：电机与拖动习题答案】1 一台直流电动机的数据为:额定功率pn =25 kw ,额定电压un=220 v ,额定转速 nn =1 500 r /min,额定效率?n =86 .2 %。
试求: ( 1 )额定电流in;( 2 )额定负载时的输入功率p1n 。
解：（1）直流电动机的:额定功率 pn?unin?nin?pnun?n25?103??131.83a 220?0.862（2） p1n?pn?n?25?29kw 0.8621 .2 一台直流发电机的数据为:额定功率pn=12 kw ,额定电压un=230 v ,额定转速 nn=1 450 r /min,额定效率?n=83 .5 %。
试求: ( 1 )额定电流in;( 2 )额定负载时的输入功率p1n 。
解：（1）直流发电机的:额定功率 pn?uninpn12?10352.17ain?un230（2）p1n?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。
pn?n?12?14.37kw 0.835解：（1）第一节距 y1?z2225,为短距绕组。
2p44y?yk?1单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1,即第二节距y2?y1?y?5?1?4(2) 并联支路数等于磁极数,为4。
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, 换向器上放置4个电刷,假设一个电刷短路一个元件, 每一条支路有一个元件被短路,则电刷间的电动势为 ea=29?10=290v ;每一条支路的电阻为 r?29?0.2?5.8?,4条并联支路的电阻,即电刷间的电阻为ra?r5.8??1.45? 44当电枢绕组为单波绕组时, 绕组并联支路数为2,每一条支路串联的元件数为60, 换向器上可以放置4个电刷,至少短路4个元件,则电刷间的电动势为ea?58?10?580v每一条支路的电阻为 r?58?0.2?11.6?电刷间的电阻为 ra?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ia=10 a ,气隙每极磁通?=0 . 21 wb 。
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。
电力拖动自动控制系统-运动控制系统习题解答第2、3章
习题解答（供参考）2.1试分析有制动电流通路的不可逆PWM 变换器进行制动时，两个VT 是如何工作的？解：减小控制电压，使U g1得正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压U d 降低，使得E>U d ，电机流过反向电流，电机进入制动状态。
0≤t< t on 时，通过二极管VD1续流，在t on ≤t<T 期间U g2为正，VT2导通，流过反向制动电流。
因此在制动状态时，VT2和VD1轮流导通，VT1始终关断。
2.2 系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？解：10000.022.04(1)100.98n n n rpm rpm D s ⨯∆===-⨯系统允许的静态速降为2.04rpm 。
2.3 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为min 1500max 0r n =，最低转速特性为 0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落15min N n r ∆=，且在不同转速下额定速降 不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？解：1）调速范围 maxminn D n =(均指额定负载情况下） max 0max 1500151485N n n n rpm =-∆=-=min 0min 15015135N n n n rpm=-∆=-=max min 148511135n D n ===2) 静差率 min 1510%150N n s n ∆===2.4 直流电动机为N P =74kW, N U =220V ，N I =378A ，N n =1430r/min ，Ra=0.023Ω。
相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。
采用降压调速。
当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。
如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？？解： 2203780.0230.1478/1430N N a e N U I R C V rpm n --⨯===378(0.0230.022)1150.1478N e I R n rpm C ⨯+∆===当s=20%时 14300.23.1(1)115(10.2)N n s D n s ⨯===∆-⨯-当s=30%时 14300.35.33(1)115(10.3)N n s D n s ⨯===∆-⨯-2.5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。
电机及拖动第三次作业题及答案.doc
第3次作业一、作图题（本大题共30分，共2小题，每小题15分）1.试用相量图判定下图所示变压器的连接组别。
2,试用相量图判定下图所示变压器的连接组别。
二、计算题（本大题共30分，共3小题，每小题10分）1.一台他励直流电动机，P、= 30 kW, Ux=220V, I N= 158.5 A, n、= 1000 r/ min, R a = 0. 1 Q ,在额定负载转矩下，L = 0.8 T、，试求：（1）电抠外加电压降到180V时电动机的稳定转速；（2）磁通减弱到中=0.8中、时电动机的稳定转速。
2.一台他励直流电动机，Px= 17 kW,化=110V, I N = 185 A, n、= 1000 r / min, R L 0. 036 Q。
电动机最大允许电流为1. 81、，拖动L二0. 8T、负载电动运行时进行制动。
试求：（1）能耗制动、反接制动方法在制动开始瞬间的电磁转短各为多少？（2）能耗制动、反接制动方法在制动到n二0时的电磁转短各是多大？3.一台他励直流电动机，P、= 18kW, Ux =220V, I N = 94A, m = 1000 r/ min, R a = 0. 15 Q,在额定负载转矩下，试求：（1）欲使转速降至800 r / min稳定运行，电枢回路应串入多大电阻？（2）欲使转速降至800 r/min稳定运行，电抠电压应降为多少伏？（3）欲使转速升高至1100 r/min 定运行，弱磁系数中/中'应为多少？三、简答题（本大题共40分，共5小题，每小题8分）1.将变压器的二次绕组折算到一次绕组，假设变压器的变比大于1,则二次绕组电流的折算值将减小，这与“保持折算前后二次绕组的磁通势不变”矛盾吗？为什么？2.三相异步电动机的机械特性分为固有机械特性和人为机械特性。
降低序、定子回路串电阻、定子回路串电抗、转子串接对称电阻的人为机械特性，哪一种的最大电磁转矩不变？3.直流电动机的机械特性如图曲线1所示，负载特性如图曲线2所示，C点是否能够稳定运行？4.直流电动机降低电枢电压时，机械特性之硬度如何变化？5.三相鼠笼式异步电动机，为了改善电动机的启动性能，可以改变转子槽形, 利用“集肤效应”使起动时转子电阻增大，从而增大起动转矩并减小起动电流，在正常运行时转子电阻又能自动变小，基本上不影响运行性能。
电机与电力拖动基础教程第3章(3)
(0，-n0)，斜率为b，与电动状态时 电枢串入电阻RW时的人为机械特性 相平行的直线。
b
Ra RW CeCT Φ 2
第3章
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(3)电压反接制动过程 电压反接时，n不能突变，工 作点由第一象限A点平移至第 二象限B点。T＝-TB＜0，T与 TL共同作用使电机减速，直至 n＝0。反接制动过程结束。 如果电机拖动反抗性负载，n＝0时， T＝-TC＞-TL，电动机反向电动(第三 象限)直至T＝-TL(D点)，电动机稳定 运行。
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2.电动势反接的反接制动 电动势反接的反接制动仅 适用于位能性恒转矩负载， 又称倒拉反接制动或转速 反向反接制动。 (1)电动势反接制动的实现
当开关K闭合，电动机运行
于电动状态。 当开关K断开，电枢回路串 入较大电阻RW，使n＝0时， 电磁转矩小于负载转矩，电动 机反向加速，T与n反向，进 入电动势反接的反接制动运行。
Ra RW n T nC 2 CeCT ΦN
T=TL
CeCT Φ n RW Ra TL
2 N C
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5.能耗制动பைடு நூலகம்点
(1)制动时 U=0，n0=0 ，直流电动机脱离电网变成直流发电 机单独运行，把系统存储的动能或位能性负载的位能转变 成 电能( EaIa)消耗在电枢电路的总电阻上I2(Ra+RW)。 (2)制动时， n与T成正比 ,所以转速n 下降时，T也下降，故 低速时制动效果差，为加强制动效果，可减少RW，以增大 制动转矩T ，此即多级能耗制动 C Φ n T CT ΦN I a CT ΦN e N , T n Ra RW
电力拖动与控制课后答案
第二章 直流电机的电力拖动2-23 一台他励直流电动机，铭牌数据为P N =60kW ，U N =220V ，I N =305A ，n N =1000r/min ，试求：（1） 固有机械特性并画在坐标纸上。
（2） T =0.75T N 时的转速。
（3） 转速n =1100r/min 时的电枢电流。
解：（1）Ω=⨯-⨯=-=038.0)30530560000305220(21)(212N N N N a I P I u R ， =-=ΦNa N N N e n R I U C min 208.01000038.0305220⋅=⨯-r V min 1058208.02200r C U n N e N ===φ m N I C T N N e N ⋅=⨯⨯==8.605305208.055.955.9φ∴通过（1058，0）及（1000，605.8）可以作出固有机械特性（2）时N NT N e Na N e N T T C C T R C U n 75.0=∴-=φφφ min 1016208.0208.055.98.60575.0038.0208.0220r n =⨯⨯⨯⨯-=（3）n=1100r/minN Ne a N e N I C RC U n φφ-=A R C n C U I a N e N e N N 9.229038.0208.0)11001058()(-=-=-=∴φφ 2-24 电动机的数据同上题，试计算并画出下列机械特性：（1） 电枢回路总电阻为0.5R N 时的人为机械特性。
（2） 电枢回路总电阻为2R N 的人为机械特性。
（3） 电源电压为0.5U N ，电枢回路不串电阻时的人为机械特性。
（4） 电源电压为U N ，电枢不串电阻，ф=0.5фN 时的人为机械特性。
注：R N =U N /I N 称为额定电阻，它相当于电动机额定运行时从电枢两端看进去的等效电阻。
解：（1）Ω===721.0305220N N N I U R 当外串后总电阻为0.5R n 时：T T C C R C U n NT N e nN e N 874.010585.0-=⋅-=φφφ （2）当电枢总电阻为Ω=442.12n R 时：T T C C R C U n NT N e nN e N 49.310582-=⋅-=φφφ （3）N U U 5.0=T T C C R C U n N T e aN e N 092.0529)(5.02-=-=φφ （4）N φφ5.0=T T C C R C U n N T e aN e N 368.02116)(25.05.02-=-=φφ2-25 Z2—71型他励直流电动机,P N =7.5kW ， U N =110V ， I N =85.2A ， n N =750r/min ，R a =0.129Ω。
电机与电力拖动(第三版)习题参考答案~1
《电机与电力拖动》（第三版）习题及答案第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。
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。
电力拖动自动控制系统-运动控制系统课后参考答案第三四章
3-1 在恒流起动过程中，电枢电流能否达到最大值 I dm为什么答：不能达到最大值，因为在恒流升速阶段，电流闭环调节的扰动是电动机的反电动势，它正是一个线性渐增的斜坡扰动量，所以系统做不到无静差，而是I d 略低于I dm 。
3-2 由于机械原因，造成转轴堵死，分析双闭环直流调速系统的工作状态。
答：转轴堵死，则n=0,比较大,导致比较大,也比较大,然后输出电压较大，最终可能导致电机烧坏。
3-3 双闭环直流调速系统中，给定电压 Un*不变，增加转速负反馈系数α，系统稳定后转速反馈电压 Un 和实际转速 n 是增加、减小还是不变答：反馈系数增加使得增大，减小，减小，减小，输出电压减小，转速n减小，然后会有所减小，但是由于α增大了，总体还是增大的。
3-4 双闭环直流调速系统调试时，遇到下列情况会出现什么现象答：（1）转速一直上升，ASR不会饱和，转速调节有静差。
（2）转速上升时，电流不能维持恒值，有静差。
3-5某双闭环调速系统，ASR、均采用 PI 调节器，ACR 调试中怎样才能做到Uim*=6V时，Idm=20A；如欲使 Un*=10V 时，n=1000rpm，应调什么参数答：前者应调节，后者应调节。
3-6 在转速、电流双闭环直流调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参数改变转速调节器的放大倍数Kn行不行改变电力电子变换器的放大倍数 Ks 行不行改变转速反馈系数α行不行若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数答：转速n是由给定电压决定的，若要改变电动机转速，应调节给定电压。
改变Kn和Ks不行。
改变转速反馈系数α行。
若要改变电动机的堵转电流，应调节或者。
3-7 转速电流双闭环直流调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是多少为什么答：均为零。
因为双闭环调速系统在稳态工作中，当两个调节器都不饱和时，PI调节器工作在线性调节状态，作用是使输入偏差电压在稳态时为零。
各变量之间关系如下：3-8 在双闭环系统中，若速度调节器改为比例调节器，或电流调节器改为比例调节器，对系统的稳态性能影响如何答：稳态运行时有静差，不能实现无静差。
《电机与拖动基础》习题解答.docx
《电机与抱助基珊》习题解答第一章直流电机原理P33 1-21-台并励肓流发电机P V = 16W, S=230V,/厂69.6A,g=1600r/min,电枢冋路电阻R 厂0.128Q,励磁冋路电阻心=1500,额定效率仏=85.5%. 试求额定T 作状态下的励磁电流、电枢电流、电枢电动势、电枢铜耗、输入功率、电磁功率。
解：/炉=字=瞥R.53A仃厂/斗+/外=69.6+1.53=71.13/1K （ 1J\J E (I N =U N + I aN R a =230+ 71.13x0.128 =239.1 VPcua = /^2 /?a = 71.132 x0.128=647.6WE aN 7,jV = 239.1 x 71.13 = 17kW1-29并励有流发电机P N =7.5kW, U N =220V, I n =40.GA, n N =3000r/min,Ra=0.213定励磁电流/刖=0.683A,不计附加损耗，求电机工作在额定 状态下的电枢电流、额定效率、输出转矩、电枢铜耗、励磁铜耗、空载损耗、电磁功率、电磁转矩及空载转矩。
解：I a = I N ・ /刖=40.6-0.683=40/1Pi=U N g = 220 X 40.6 =8932W^=7X 100%=^X ,00%=84% p (^=//Ra=402 x0.213=341 IVp cuf =［建• R 『=U “= 220 x 0.683 =1501^ P O = P\—P N — %厂 P 呵=8932 - 7500-341-150 = 941P 厂 P\— P cua 一 Pc U f = 8932 - 341 -150 = 8441 WC9550 也~=9550 冬丝=27N -m zz v 30007； =T-T 2 =27-24=3 N • m第二章电力拖动系统的动力学P482-9负载的机械特性又哪几种主要类型？各有什么特点？答：负载的机械特性有：恒转矩负载特性、风机、泵类负载特性以及恒功率负载特性，其中恒转矩负载特性又有反抗性恒转矩负载与位能性恒转 矩负载，反抗性负载转矩的特点是它的绝对值大小不变，但作用方向总是与旋转方向相反，是阻碍运动的制动性转矩，而位能性转矩的特点是转输出功率p 1N = ^L16 16 85.5% 85.5%7； =9550厶 5 =9550x^-=24/V •加 3000 R f 220 -0.683= 322Q矩绝对值大小恒定不变，而作用方向也保持不变。
电机拖动第三章答案
电机拖动第三章答案【篇一：电机与拖动作业答案】p class=txt>姓名：年级：学号：学习中心：1-13 已知直流电机的极对数p=2，槽数z=22，元件数及换向片数s=k=22，试画出单迭绕组展开图、磁极和电刷位置，并画出并联支路图。
解：（1）计算绕组数据：y?yk?1,y1?（2）绕组展开图z221?????5 为短距绕组。
2p42（3）并联支路图电枢电流ia=800［a］，问此时电磁转矩为多少？如改为单波绕组，保持支路电流不变，其电磁转矩为多少？mem?cm???ia?pn2?216???ia??2.2?10?2?800?605.35(n?m) 2?a2???2ia800??200(a) 2a2?2单波绕组a=1，支路电流ia?电枢电流 ia?2a?ia?2?200?400(a) 电磁转矩 mem?cm???ia??pn???ia?605.35(n?m) 2?a1-21 某他励直流电动机额定电压un =220［v］，额定电流in =10［a］，额定转速nn =1500（2）保持额定时励磁电流及总负载转矩不变而端电压降为190［v］，则稳定后的电枢电流与转速为多少？（电枢反应忽略不计）。
解：（1）由于他励ian?in, 所以ean?un?inra?220?10?0.5?215(v) pm?eaia?215?10?2150(w)t?pmp?602150?60?m??13.7(n?m) ?n2?nn2??1500（2）由于if?ifn不变且电枢反应忽略不计，则有???n；又因tz不变，所以有ia?tzntz??ian?in?10(a) cm?cm?nea?u?iara?190?10?0.5?185(v)由于 ???n，所以eannn?eae?nn185?1500?n?a??1291(r/min) nean2151-22 某并励直流电动机额定电压un =220［v］，额定电流in =75［a］，额定转速nn =1000（3）实际空载电流i0及实际空载转速。
电机与拖动基础第三章答案
电机与拖动基础第三章答案第八章8 . 1 何谓同步电动机异步起动法?为什么同步电动机要采用异步起动法起动?答: 利用异步电动机的工作原理来起动同步电动机的方法,称为同步电动机的异步起动法。
同步电动机没有起动转矩,为了起动的需要,一般在转子磁极的极靴上装有类似于异步电动机的笼型绕组,称为起动绕组,利用起动绕组产生的电磁转矩来起动同步电动机,所以同步电动机要采用异步起动法起动。
8 . 2 为什么异步起动时,同步电动机转子励磁绕组既不能开路,又不能短路,而要串接约为励磁绕组电阻值的5 ～10倍的电阻?答: 同步电动机起动时转差率为s=1, 励磁绕组匝数很多,如果将励磁绕组开路,就会在其中感应出高电压,可能会危及设备和人身安全; 如果将励磁绕组短路, 会在其中产生较大电流, 对起动有不利影响,所以同步电动机起动时转子励磁绕组既不能开路,又不能短路,而要串接约为励磁绕组电阻值的5 ～10倍的电阻。
8 . 3 装在同步电动机磁极极靴中类似于感应电动机的笼型绕组有什么作用?答: 装在同步电动机磁极极靴中类似于感应电动机的笼型绕组作用有二:一是在起动时产生起动转矩;二是在同步电动机振荡时产生阻尼作用,使之能稳定运行。
8 . 4 何谓投励?投励的最佳时间在什么时候?为什么?答: 同步电动机起动时转子励磁绕组不接直流电源,而是串接电阻,等到转速上升到接近同步转速时才将励磁绕组接直流电源励磁,称为投励; 投励的最佳时间是在电动机转速上升到接近同步转速即亚同步转速时,约为同步转速95%左右时投励; 投励过早, 即在转速比较低时就投励,同步转矩有可能不能将电动机牵入同步,使起动失败; 投励过晚,使同步电动机异步运行时间增长,会使过流保护装置动作,主回路跳闸, 同步电动机断电停转,所以在转速上升到接近同步转速95%左右时投励为最佳。
8 . 5 为什么用变频器来起动同步电动机的时候要限制频率的上升率?答: 由1n =p f 160可知, 同步电动机定子磁场的同步转速与变频器输出频率成正比,如果变频器输出频率的上升率太大,即频率上升太快,则定子磁场的同步转速上升也很快,而转子是有惯性的, 转子转速跟不上定子磁场的同步转速而使起动失败, 所以用变频器来起动同步电动机的时候要限制频率的上升率。
《电机原理及拖动(彭鸿才)》习题集-第三章 直流电动机的电力拖动 题及答案
《电拖》直流电力拖动部分1、电力拖动系统的原动机是___。
a)电动机 b)发电机 c)水轮机 d)汽轮机2、直流电动机的固有机械特性是一条略向下倾斜的___线。
a)双曲 b) 曲 c)直3、改变直流电动机电枢回路电阻，可得到一簇___不变、___随电阻增大而增大的人为特性。
a) n 0 b)斜率4、改变直流电动机端电压,可得到一簇___不变、___随电压下降而减小的人为特性。
a) n 0 b)斜率5、当改变直流电动机励磁电流时，机械特性的n 0是___的，斜率是___的。
a)不变 b)可变6、电力拖动系统稳态运行时, T L ___T ，故稳态工作点为负载特性与电动机机械特性的交点。
a)大于 b)小于 c)等于7、如图电力拖动系统___点是稳定运行点,___点是不稳定运行点。
a)A b)B8、设T= T L 处,转速为n A ，则当扰动使拖动系统n>n A 时,T 应___ T L.当扰动使拖动系统n<n A 时, T 应___ T L, 系统才能稳定运行。
a)等于 b)大于 c)小于9、电力拖动系统稳定运行的充要条件是:在T= T L 处,___。
a)L dT dT dn dn = b) L dT dT dn dn < c) L dT dT dn dn> 10、直流电动机起动时，为了产生尽可能大的起动转矩，应把励磁电流调至 。
a)最大 b)最小11、直流电动机直接起动电流可以达到额定电流的 倍。
a)4~7 b)10~2012、当电动机的电磁转矩T 与转速n 同向时,运行在___状态；反向时,运行在___状态。
a)电动 b)制动13、能耗制动的特点是___；反接制动的特点是___；回馈制动的特点是___。
a)|n|>|n 0| b)U=0 c)n 与n 0反向14、能耗制动机械特性在第___象限；电压反接制动机械特性在___象限；转速反向（电动势反向）反转制动机械特性在___象限；回馈制动机械特性在___象限；电动状态机械特性在___象限。
电机与拖动基础答案(第四版)1-5章
提升速
度给定为
绳索的速度
卷筒外圆线速度
卷筒转速
π
π
电动机转速
于是得
直线运动部分飞轮矩
=3
所以折算到电动机轴上系统总飞轮矩
重物吊起及下放时折算到电动机轴上的负载转矩计算。
重物吊起时，负载转矩折算值
η
重物、导轮 8 及吊钩三者转矩折算值为
算值
所以传动机构损耗转矩为 -Δ
上的负载转矩计算。 空钩吊起时负载转矩
21生产机械切削力或重物重力切削速度或升降速度电动机转速n传动效率负载转矩传动损耗电磁转矩刨床3400042975080起重机9800提升141200075下降14电梯提升10950042下降1022生产机械切削力或重物重力切削速度或升降速度电动机转速n传动效率负载转矩传动损耗电磁转矩刨床340004297508017483491748续表生产机械切削力或重物重力切削速度或升降速度电动机转速n传动效率负载转矩传动损耗电磁转矩起重机9800提升14120007514558363914558下降14120006677283639728电梯提升10950042359022082335902下降1095003815744208235744习题解答21如图21所示的某车床电力拖动系统已知切削力工件直径电动机转速减速箱的三级速比各转轴的飞轮矩为指电动机轴各级传动效率都是09求
等于 1.
(2) 为了使直流电机正、负电刷间的感应电动势最大，只考虑励磁磁场时，
ww 式的直流电动机改变转向时，都要加以考虑。
5. 他励直流发电机稳态运行时的基本方程式与功率关系。 6. 直流电机的可
逆原理。
7. 他励直流电动机稳态运行时的基本方程式与功率关系。
8. 他励直流电动机固有机械特性： 表达式、特性曲线及其特点。这是本章重
(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。
电机与拖动MATALB习题答案
0—1 基本磁化曲线与初始磁化曲线有何区别？磁路计算时用哪种磁化曲线?基本磁化曲线是铁磁材料被反复磁化时，B —H 曲线不是单值，而是一条磁滞回线，磁滞回线平均后几位基本磁化曲线；将未经磁化的铁磁材料进行磁化，磁场强度H 由零增大时,磁通密度B 随之增大，所得B =ƒ（H )曲线称为起始磁化曲线在进行磁路计算时，为了简化计算,不考虑磁滞现象，而用基本磁化曲线来表示B 与H 之间的关系，故通常所说的铁磁材料的磁化曲线是指基本磁化曲线.0-2 铁心中有哪些损耗?这些损耗是如何产生的？又与哪些因素有关？ 交流磁路中存在着铁心损耗,铁心损耗又分为磁滞损耗和涡流损耗。
磁滞损耗:指铁磁材料在交变的磁场中反复磁化,磁畴间相互摩擦，产生的损耗。
h h m np k fB V =，磁滞损耗与交变磁场的频率f 、铁心的体积V 、磁滞回线的面积成正比。
涡流损耗:指涡流产生的损耗。
222w w m p k f B V =∆，k w 为与材料有关的比例系数,∆为铁磁材料的厚度。
0—3 电机的磁路通常采用什么材料制成？这些材料有什么特点？铁磁材料是组成磁路的主要部分，其特点是能在外磁场中呈现很强的磁性，磁化曲线具有饱和性，其磁导率远大于非铁磁材料磁导率，且不是常数，随磁场强度的变化而变化.铁磁材料具有剩磁和矫顽力，磁滞现象是其基本特性之一。
0—4 磁路与电路在物理本质上有何区别?在物理本质上磁路与电路的区别：电路中存在的漏电现象通常是极小的，可忽略不计；磁路中存在的漏磁现象较漏电现象严重，一般在电机和变压器设计中,为了提高计算精度，需要考虑漏磁的影响，只有在不需精确计算或为了简化计算时,才不考虑漏磁影响。
直流电机原理4。
1试说出直流电机定、转子由哪些部件组成以及各部件的作用？4.2直流电机换向器和电刷起什么作用？答:对直流电动机来说，换向器和电刷的共同作用：①将刷间的直流电逆变成线圈中的交流电；②把外面不转的电路与转动的电路连接起来.对直流发电机来说，换向器和电刷的共同作用：①将线圈中的交流电动势整流成刷间的直流电动势;②把转动的电路与外面不转的电路联接。
电力拖动与控制课后答案
第二章 直流电机的电力拖动2-23 一台他励直流电动机，铭牌数据为P N =60kW ，U N =220V ，I N =305A ，n N =1000r/min ，试求：（1） 固有机械特性并画在坐标纸上。
（2） TT N 时的转速。
（3） 转速n =1100r/min 时的电枢电流。
解：（1）Ω=⨯-⨯=-=038.0)30530560000305220(21)(212N N N N a I P I u R ， =-=ΦN a N N N e n R I U C min 208.01000038.0305220⋅=⨯-r Vmin 1058208.02200r C U n N e N ===φ m N I C T N N e N ⋅=⨯⨯==8.605305208.055.955.9φ ∴通过（1058，0）及（1000，605.8）可以作出固有机械特性（2）时N NT N e Na N e N T T C C T R C U n 75.0=∴-=φφφ min 1016208.0208.055.98.60575.0038.0208.0220r n =⨯⨯⨯⨯-=（3）n=1100r/minN Ne a N e N I C RC U n φφ-=A R C n C U I a N e N e N N 9.229038.0208.0)11001058()(-=-=-=∴φφ 2-24 电动机的数据同上题，试计算并画出下列机械特性：（1） 电枢回路总电阻为R N 时的人为机械特性。
（2） 电枢回路总电阻为2R N 的人为机械特性。
（3） 电源电压为U N ，电枢回路不串电阻时的人为机械特性。
（4） 电源电压为U N ，电枢不串电阻，ффN 时的人为机械特性。
注：R N =U N /I N 称为额定电阻，它相当于电动机额定运行时从电枢两端看进去的等效电阻。
解：（1）Ω===721.0305220N N N I U R n 时：T T C C R C U n NT N e nN e N 874.010585.0-=⋅-=φφφ （2）当电枢总电阻为Ω=442.12n R 时：T T C C R C U n NT N e nN e N 49.310582-=⋅-=φφφ （3）N U U 5.0=T T C C R C U n N T e aN e N 092.0529)(5.02-=-=φφ （4）N φφ5.0=T T C C R C U n N T e aN e N 368.02116)(25.05.02-=-=φφ2-25 Z2—71型他励直流电动机,P N =7.5kW ， U N =110V ， I N =， n N =750r/min ，R a =Ω。
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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。
导致电机发热和换向问题。
3.6 他励直流电动机拖动恒转矩负载调速，其机械特性和负载转矩特性如图3.53所示，试分析当工作点由A1向A 点运行过程中，电动机经过哪些不同的运行状态？图3.53 题3.6图答： 增磁减速运行。
电机依次经过正向回馈制动状态最后工作于正向电动状态。
3.7 他励直流电动机弱磁升速时，其拖动系统的机电时间常数是否保持不变？说明理由。
答： 拖动系统的时间常数发生变化。
因为机电时间常数为22375Φ=TeMC C R GD T ，弱磁调速过程中磁通发生变化故机电时间常数也发生变化。
3.8 一台他励直流电动机拖动卷扬机运行，当电枢回路外接电源电压为额定电压、且电枢回路外串电阻拖动重物匀速上升时，突然将外加电源电压的极性颠倒，电动机将最终稳定运行在什么状态？重物是提升还是下放？画出相应的机械特性曲线，并说明期间所经历的运行状态。
答： 电动机最终运行于发电回馈制动状态；重物此时高速下放；电动机依次经历反接制动状态、反向电动状态最终运行于回馈制动状态。
3.9 采用弱磁升速的他励直流电动机，为什么在负载转矩较大时不但不能实现弱磁升速，而且还出现弱磁降速的现象，试说明理由。
答：根据他励直流电动机改变励磁时的人工机械特性绘出弱磁时他励直流电动机典型的人工机械特性曲线如图3.54所示。
图3.54 思考题3.9图由图3.54可见，一般情况下，即负载转矩低于一定程度（如图中的）时，随着励磁电流的减小，转速升高，即弱磁升速。
但当当负载转矩大于一定程度（如图中的）时，则随着励磁电流的减小，转速不但不升高，反而降低。
二．练习题3.2 某他励直流电动机的额定数据为：，，，。
电枢回路的总电阻为0. 8 Ω。
试求：（1）为使拖动系统在额定状态下能够能耗制动停机，要求最大制动电流不超过，求制动电阻值；（2）若制动电阻与（1）相同，位能性负载转矩为，求拖动系统能耗制动后的稳定转速；（能耗制动考点）解：求解此类题目时，最好首先根据以知条件绘出相应运行状态的机械特性与运行点，然后再根据解析几何知识求解所需的物理量或参数。
通过这种方法可将电机与拖动的问题转换为解析几何的求解问题。
（1） 根据题意，绘出直流电机的机械特性如图3.54所示。
图3.54 题3.2 图根据额定负载时的数据得能耗制动时的机械特性(或转速特性)为将图3.54中 点的数据代入上式得（2）对于位能性负载，根据题意，所求稳态转速即是图3.54中C点的转速。
根据 以及得电枢电流为。
这样，将C点的数据代入能耗制动时的机械特性得稳态转速为3.3 某他励直流电动机，，电枢回路的总电阻为0. 032，由该电机拖动起重机。
当重物上升时，，，。
若希望将同一重物以的转速下放，保持电枢电压和励磁电流不变，问此时电枢回路应串入多大的电阻？ （转速反向的反接制动）解：根据题意，绘出直流电机的机械特性如图3.55所示。
很显然，转速的反转是通过转速反向的反接制动来实现的。
图3.55 题3.3 图由电压平衡方程式可得当电枢回路串电阻实现转速反向的反接制动时，相应的机械特性为（利用转速反向的反接制动的电压平衡方程式）考虑到负载转矩不变，由 可得：。
于是min /3002626.0350)032.0(220r R −=×+−Ω即3.4 一台他励直流电动机的额定数据如下：，，，，电枢回路的总电阻为0.3 Ω。
（1）电动机拖动一位能性负载在反接时作回馈制动下放，，下放转速为1200rpm ，问电枢回路应串联多大的电阻？（2）若串联同（1）一样的电阻，电动机拖动反抗性负载，负载电流如（1）相同，求反接制动时，其下放的稳定速度为多少？ （这一问答案矛盾删去不做）（3）对位能性负载，采用能耗制动，要确保最大制动电流不超过，制动电阻应选多大？转速为零时，若让拖动继续反转，其下放的稳定转速为多少？解：根据题意，绘出直流电机的机械特性如图3.56所示。
图3.56 题3.4 图由电压平衡方程式可得当电动机拖动位能性负载作反接回馈下放，即拖动系统运行在图 3.56中的 点时，相应的机械特性为min /12003795.050)3.0(440)(r R C I R R U n N e a a N −=×+−−=Φ+−−=ΩΩ于是得电枢回路应串联的电阻为（2）当电动机拖动反抗性负载，且采用反接制动时，系统稳定下放的速度为（3）对于位能性负载，若采用能耗制动，其机械特性如图3.57所示。
图3.57题3.4 图图3.57中,现已知 点的数值为: 。
其中, 点的转速为对应于能耗制动时的机械特性为将 点的数值代入上式得即若系统反转，则下放的稳定转速为min /3.3733795.050)5356.23.0(r n c −=×+−=3.5 某他励直流电动机的额定数据如下：，，，，电枢回路的总电阻为0. 18 Ω，最高转速应限制在。
电动机拖动生产机械，采用弱磁调速。
试分析：（1） 若拖动系统运行在恒转矩负载（ ）区，当磁通减少至 时，求电动机稳态运行的转速和电枢电流，并说明电动机能否长期运行？（2）若拖动系统运行在恒功率负载（ ）区，当磁通减少至 时，求电动机稳态运行的转速和电枢电流，并说明电动机能否长期运行？解：（1） 若直流电机拖动恒转矩负载，，当 时，考虑到转矩不变，并根据可得则稳态运行的转速为由于，则电机容易发热，故不能长期运行。
（2 ）若直流电机拖动恒功率负载，，考虑到电磁功率为：，由此可见，若忽略空载损耗，则恒功率负载弱磁升速时电枢电流保持不变，即根据电压平衡方程式以及，于是得稳态转速为由于，因此电动机可以长期运行。
3.6他励直流电动机的数据为：，，，，电枢回路的总电阻为0. 376 Ω，忽略空载转矩。
（1）电动机以转速500r/min吊起的重物，求此时电枢回路应外串的电阻值；（2）采用哪几种方法可使负载以500r/min的速度下放？求每种方法电枢回路应串入的电阻值；（3）在负载以500r/min吊起时，突然将电枢反接，并使电枢电流不超过额定电流，求系统最终稳定的下放速度。
（4）试用MATLAB绘出上述各种情况下直流电动机的机械特性。
解：由电压平衡方程式可得根据和可知,根据题意，绘出直流电机的机械特性如图3.58所示。
图3.58 题3.6 图(1) 他励直流电动机吊起重物上升时的机械特性为由此得电枢回路的外串电阻为(2) 可采用下列两种方法使重物下放：a. 若采用转速反向的反接制动，则直流电动机的机械特性为由此得电枢回路的外串电阻为b. 若采用能耗制动，则直流电动机的机械特性为由此得电枢回路的外串电阻为（3）根据题意，绘出直流电机的机械特性如图3.59所示。
图3.59 题3.6 图图3.59中，已知 点的数据为，其中， 。
写出直流电机的机械特性表达式为将 点的数据代入上式得由此得反接制动时电枢回路的外串电阻为系统最终稳定的下放速度为3.8 一台并励直流电动机的数据为：,，，，电枢回路的总电阻为1.813，额定励磁电流。
当电动机运行在时，系统转入能耗制动状态自动停车。
（1）试问若保证起始制动电流不超过，电枢回路应串入的电阻值为多少？（2）当负载为位能性负载，若负载的总阻力转矩为额定转矩的0.9倍。
现采用能耗制动方法使电动机以的转速匀速下放重物，试问所需制动电阻为多少？解：(1) 额定电流额定电枢电流由电压平衡方程式可得根据题意，绘出直流电机的机械特性如图3.58所示（注意能耗制动时励磁电压保持为额定励磁电压）。
图3.58 题3.8 图图3.58中,现已知 点的数值为: 。
其中, 。
将 点的数据代入能耗制动时的机械特性得即（2）当拖动位能性负载时，由题意知：又根据得：根据能耗制动时的机械特性得于是得能耗制动时所需制动电阻为：注意并励直流电动机在制动过程中励磁电流保持不变。
补充题某直流调速系统要求调速范围D=5，静差率δmax =20%，在电动机额定功率及额定转速都满足要求的条件下，请问这台它励直流电动机采用降压调速的方法是否满足调速要求?电动机数据为：,220V U N =KW P N 5.2=，A I N 5.12=，min /1500r n N =，Ω=07.1a R 。
解：首先计算出直流电动机的额定转速降落N n Δ，然后计算当静差率%20max =δ时的调速范围D，再看调速范围是否满足要求。
138.0150007.15.12220=×−=−=ΦN a N N N e n R I U C额定转速降落N n Δ=rpm C U n n N e N N 2.941500138.022015000=−=−Φ=−因为对最低转速也有要求'0max %20n n NΔ==δ rpm n n N4712.02.94max'0==Δ=δ则最低转速rpm n n n N 8.3762.94471'0min =−=Δ−= 则调速范围598.38.3761500min max <===n n D 不满足要求。