电机与拖动 第五章 自测题答案
机电传动课后答案（第五章）
第五章5.1 有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50H Z，满载时电有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。
流频率。
n0=60f/p S=(n0-n)/ n0 =60*50/2 0.02=(1500-n)/1500 =1500r/min n=1470r/min 电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470 r/min,转子电流频率.f2=Sf1=0.02*50=1 H Z5.2将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动机是否会反转？为什么？机是否会反转？为什么？如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调,例如将B,C两根线对调,即使B相遇C相绕组中电流的相位对调,此时A相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转,与未对调的旋转方向相反. 5.3 有一台三相异步电动机，其n N=1470r/min,电源频率为50H Z。
设在额定负载下运行，试求：在额定负载下运行，试求：定子旋转磁场对定子的转速；①定子旋转磁场对定子的转速；1500 r/min定子旋转磁场对转子的转速；②定子旋转磁场对转子的转速；30 r/min转子旋转磁场对转子的转速；③转子旋转磁场对转子的转速；型号型号P N /kW U N /V 满载时满载时 I st /I N Tst/T N T max /T N n N /r ·min -1 I N /A ηN ×100 cos φ Y132S-6 3 220/380 960 12.8/7.2 83 0.75 6.5 2.0 2.0 Tst/ T N =2 Tst=2*29.8=59.6 Nm T max / T N =2.0 T max =59.6 Nm I st /I N =6.5 I st =46.8A 一般n N =(0.94-0.98)n 0 n 0=n N /0.96=1000 r/min S N = (n 0-n N )/ n0=(1000-960)/1000=0.04 P=60f/ n0=60*50/1000=3 ③η=P N /P 输入 P 输入=3/0.83=3.61 5.7 三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会如何变化？对电动机有何影响？电流会如何变化？对电动机有何影响？电动机的电流会迅速增加,如果时间稍长电机有可能会烧毁. 5.8 三相异步电动机断了一根电源线后，为什么不能启动？而在运行时断了一线，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？生什么影响？三相异步电动机断了一根电源线后，转子的两个旋转磁场分别作用于转子而产生两个方向相反的转矩，作用于转子而产生两个方向相反的转矩，而且转矩大小相等。
《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。
电机与拖动基础习题答案
y2 y1 y 5 1 4
并联支路对数： a p 2
(2) 单波绕组
Z 2p
19 4
4.75;
y1
4;
yk
k
1 p
9;
y yk 9; y2 yk y1 5; a 1
3-14 直流发电机铭牌：PN=75kW，UN=230V， nN=1500r/min，ηN=90%，求输入功率P1和额定电流IN。
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
(2) 单波绕组 2p=4,Z=S=19
解：(1)单叠绕组
Z 5.5; y1 5; yk 1
2p
合成节距与换向节距为： y yk 1
TL (m2 Hq) g D / 2 12779Nm
折算后负载转矩：
TL
TL
i
710 Nm
电动机转速加速度：
dn i dnm i 60 dv 95.5
dt dt D dt 由运动方程的启动转矩：
Tk
TL
Jeq 9.55
dn dt
710
49.74 9.55
解：每匝电势为：
e1 4.44 f m 4.44 50 0.0022 0.4884V ;
N 36 74匝 0.4884
第二章 电力拖动动力学基础
2-13：计算电机启动时的转矩，H=190m，m1=650Kg，矿物 m2=1000Kg，罐笼m=1600kg，h=18m，每条钢丝长280m， q=1.6kg/m，提升电机nN=975r/min，JM=6.25kg·m2，提升机 Jm=10250kg·m2，滚筒D=2m，传动比i=20，η=0.9，天轮的 J=375kg·m2，a=0.5m/s2.
《电机与拖动基础》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/m in 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/m in 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。
《电机原理及拖动》交流部分习题答案要点
第五章 三相异步电动机原理5-1 什么是空间电角度，它与空间几何角度有什么关系？答：一个圆的空间几何角度（也称机械角度）是360度。
但从电磁的观点来说：电机转子在旋转时每经过一对磁极，其绕组感应的电量（如感应电动势）就相应地变化一个周期，因此，将一对磁极对应的空间几何角度定义为360度电角度。
空间电角度与电机的极对数P 有关，即：空间电角度=空间几何角度⨯P 。
例：一台6极异步电机（P=3），其转子转一周就经过3对磁极，转子绕组中感应电动势交变3个周期，即：空间电角度=360⨯3=1080度电角度。
5-2 绕组的短矩和分布为什么能消减高次谐波？ 答：短距系数：基波： ⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⋅=90sin τy k y 谐波：⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⋅⋅=90sin τννyk y 短距对于基波电动势的影响很小，但对于高次谐波的短距系数可能很小，甚至为零，因此，短距能有效地消减高次谐波。
分布系数：基波：⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=2sin 2sin ααq q k p谐波：⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=2sin 2sin νααννq q k p相临元件所夹空间电角度对基波来说是α，对于ν次谐波则为να，因此相临元件的ν次谐波电动势相位差很大，完全可能使相量和大为减小，甚至为零。
所以，分布能有效地消减高次谐波。
5-3 何谓相带，在三相电机绕组中为什么常采用600相带，而很少采用1200相带？ 答：按每相绕组在圆周上连续占有空间的电角度（俗称相带）分类：有120°相带、60°相带和30°相带等绕组。
通常三相交流电机采用 60°相带绕组。
在相同串联导体数下,60°相带绕组感应电动势约比120°相带绕组的感应电动势大 15％以上。
30°相带绕组虽然可以进一步提高绕组利用率，但由于其绕组制造复杂，而感应电动势提高不多，故仅用在一些有特殊要求的场合，例如用于高效率电动机中。
《电机与拖动基础》试题库及答案
《电机与拖动基础》试题库及答案选择题11、异步电动机气隙较大，则电动机的（C ）。
A励磁电流较小，功率因数较底；B 励磁电流较大，功率因数较高；C励磁电流较大，功率因数较低D励磁电流较小，功率因数较高；2、直流电动机的换向级的作用是（C）A 产生主磁通B产生换向电流 C 改变电流方向D以上都不对3、直流电动机的换向电流愈大，换向时火花（A）A 愈强B愈弱 C 不便D以上都不对4、频率为50Hz的四十八极交流电机，旋转磁势的转速为（D）r/min。
A．48 B．62.5 C．250 D．1255、频率为40Hz的二十极交流电机，旋转磁势的同步转速为（D）r/min。
A．2400 B．2000 C．120 D．2406、串励直流电动机在一定的负载下运行，若电源电压有所降低，则转子的转速将会（A）A 变大B 保持不变C变小D以上都不对7、直流电动机带上负载后，气隙中的磁场是（C）A 由主级磁场和电枢磁场叠加而成的B 由主级磁场和换向磁场叠加而成的C 由主级磁场，换向磁场和电枢磁场叠加而成的8、直流电动机中电枢的主要作用是（B）A 改善直流电动机的换向B 实现电能和机械能的转换C 在气隙中产生磁通D 产生气隙9、改变电枢回路的电阻调速，只能使直流电动机的转速（B）A 上升B 下降C 保持不变D以上都不对10、三相异步电动机当转差率为1时，此电动机为（C）状态A 制动状态B 同步运行状态C 启动状态D 以上都不是11、变压器带感性负载，从轻载到满载，其输出电压将会（B）A 升高B 降低C 不变D以上都不对12、异步电动机要实现回馈制动，则应满足如下条件（D）A 转子转速应小于旋转磁场转速，且同向B转子转速应等于旋转磁场转速，且同向C转子转速应小于旋转磁场转速，且反向D转子转速应大于旋转磁场转速，且同向13、三相异步电动机转子电阻增大时，电动机临界转差率Sm和临界转矩Tm应为（B）A Sm减小，Tm增大B Sm增大，Tm 不变C Sm增大，Tm减小D Sm减小，Tm减小14、三相异步电动机定子电压下降时，电动机临界转差率Sm和临界转矩Tm应为（C）A Sm不变，Tm不变B Sm减小，Tm增大C Sm不变，Tm减小D Sm不变，Tm增大15、三相异步电动机当转差率小于0时，此电动机为（D）状态A 制动状态B 电动状态C 启动状态D 发电状态16、电力变压器的励磁阻抗表示下面哪一物理量（D）A 输入功率B 输出功率C 铜耗D 铁耗17、单相绕组通以交流电时，其磁势为（D ）A 圆形旋转磁势B 椭圆磁势C 无法确定D 脉动磁势18、电力变压器的作用是下面哪一物理量（B）A 改变交流电电压和功率B 改变交流电电压和交流电电流C 改变交流电电压和频率D 改变直流电电压和交流电电流19、变压器的空载损耗（D ），短路损耗（C ）。
电机与拖动第五章自测题答案
电机与拖动第五章⾃测题答案（⼀）填空题：1. 当s在0～1范围内，三相异步电动机运⾏于电动机状态，此时电磁转矩性质为驱动转矩，电动势的性质为反电动势；在 -∞～0范围内运⾏于发电机状态，此时电磁转矩性质为制动转矩，电动势的性质为电源电动势。
2. 三相异步电动机根据转⼦结构不同可分为笼型异步电动机和绕线型异步电动机两类。
3. ⼀台六极三相异步电动机接于50H z的三相对称电源，其s=0.05，则此时转⼦转速为950r/min，定⼦旋转磁动势相对于转⼦的转速为50r/min，定⼦旋转磁动势相对于转⼦旋转磁动势的转速为0r/min。
4. ⼀个三相对称交流绕组，2p=2，通⼊f=50H z的对称交流电流，其合成磁动势为圆形旋转磁动势，该磁动势的转速为3000r/min。
5. ⼀个脉动磁动势可以分解为两个幅值和转速相同⽽转向相反的旋转磁动势。
6. 为消除交流绕组的五次谐波电动势，若⽤短距绕组，其节距y应选为4/5τ，此时基波短距系数为0.951。
7. 三相异步电动机等效电路中的附加电阻为是模拟总机械功率的等值电阻。
8. 三相异步电动机在额定负载运⾏时，其转差率s⼀般在1. 不管异步电动机转⼦是旋转还是静⽌，定⼦旋转磁动势和转⼦旋转磁动势之间都是相对静⽌的。
（√）2. 三相异步电动机转⼦不动时，经由空⽓隙传递到转⼦侧的电磁功率全部转化为转⼦铜损耗。
（√）3. 改变电流相序，可以改变三相旋转磁动势的转向。
（√）4. 通常，三相笼型异步电动机定⼦绕组和转⼦绕组的相数不相等，⽽三相绕线转⼦异步电动机的定、转⼦相数则相等。
（√）5. 三相异步电动机转⼦不动时，转⼦绕组电流的频率与定⼦电流的频率相同。
（√）（三）选择题：1. 若在三相对称绕组中通⼊i u=I m sinωt，i v=I m sin(ωt+120o)， i w=I m sin(ωt-120o)的三相电流，当ωt=210o时，其三相基波合成磁动势的幅值位于：（③）① u相绕组轴线上；② v相绕组轴线上；③ w相绕组轴线上；④在三相绕组轴线之外的某⼀位置。
电机与拖动第5-6章习题答案
60 f 60 × 50 = = 1500r / min ，可得电机的极对数 p＝2 × 2 × 3 = 36 （槽）
p × 360o 2 × 360o = = 20o Q 36
sin q
2 = sin 3 × 10° = 0.9598 α 3 × sin 10° q sin 2 π 8 π k p1 = sin( y ) = sin( ⋅ ) = 0.9848 2 9 2 kd1 =
iA = 2 I sin(ωt − 10o ) 和 iB = 2 I sin(ωt − 100o ) ，试在图中画出 A、B 两相的相轴，并分析两相合成的
基波磁动势的性质。 解：A、B 两相的相轴如图 5-36 所示。
f A1 = Fm1 sin(ωt − 10o ) cos α f B1 = Fm1 sin(ωt − 100o ) cos(α + 90o )
q=
Q 24 p × 360o 360o = = 4 ，α = = = 15o 2 pm 2 × 3 Q 24
o 2 = sin( 5 × π ) × sin( 4 × 7.5 ) = 0.925 k dp1 = sin( y ) × 2 q sin α 6 2 4 × sin 7.5o 2
π
sin q
A
•
+A
•
α = 0o
B
×X
α = −90 o
+B
×Y
图5-36
由上式可知，两相合成基波磁动势是一个空间上反转的圆形旋转磁动势。 5-10. 如 图 5-37 所 示 的 三 相 对 称 绕 组 ， 现 在 绕 组 中 分 别 通 入 以 下 电 流 ： i A = 2 I cos ωt ， （1）试在图中画出 A、B、C 三相的相轴，求出三 iB = 2 I cos(ωt − 120o ) ， iC = 2 I cos(ωt − 240o ) 。 相合成基波磁动势的表达式并说明其性质； （2） 在图中画出 ωt =150o 时三相合成基波磁动势的幅值位置。 解： （1）A、B、C 三相的相轴如图 5-37 所示。
电力拖动自动控制系统-运动控制系统课后参考答案第五六七章
第五章思考题5-1 对于恒转矩负载，为什么调压调速的调速范围不大电动机机械特性越软，调速范围越大吗答：对于恒转矩负载，普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为0<S<S m 所以调速范围不大。
电动机机械特性越软，调速范围不变，因为S m 不变。
5-2 异步电动机变频调速时，为何要电压协调控制在整个调速范围内，保持电压恒定是否可行为何在基频以下时，采用恒压频比控制，而在基频以上保存电压恒定答：当异步电动机在基频以下运行时，如果磁通太弱，没有充分利用电动机的铁心，是一种浪费；如果磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时还会因绕组过热而损坏电动机。
由此可见，最好是保持每极磁通量为额定值不变。
当频率从额定值向下调节时，必须同时降低E g 使14.44常值SgS N mN E N K f ϕ=⨯⨯=，即在基频以下应采用电动势频率比为恒值的控制方式。
然而，异步电动机绕组中的电动势是难以直接检测与控制的。
当电动势值较高时，可忽略定子电阻和漏感压降，而认为定子相电压s g U E ≈。
在整个调速范围内，保持电压恒定是不可行的。
在基频以上调速时，频率从额定值向上升高，受到电动机绝缘耐压和磁路饱和的限制，定子电压不能随之升高，最多只能保持额定电压不变，这将导致磁通与频率成反比地降低，使得异步电动机工作在弱磁状态。
5-3 异步电动机变频调速时，基频以下和基频以上分别属于恒功率还是恒转矩调速方式为什么所谓恒功率或恒转矩调速方式，是否指输出功率或转矩恒定若不是，那么恒功率或恒转矩调速究竟是指什么答：在基频以下，由于磁通恒定，允许输出转矩也恒定，属于“恒转矩调速”方式；在基频以上，转速升高时磁通减小，允许输出转矩也随之降低，输出功率基本不变，属于“近似的恒功率调速”方式。
5-4基频以下调速可以是恒压频比控制、恒定子磁通、恒气隙磁通和恒转子磁通的控制方式，从机械特性和系统实现两个方面分析与比较四种控制方法的优缺点。
电机与拖动基础及MATALB仿真(陈亚爱 周京华编著)习题答案第5章
直流电机拖动5-6什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。
答：他励直流电动机的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 =ƒ(T )的机械特性，2N ae N e T NU R n TC C C 。
人为机械特性：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。
（1）电枢回路串电阻时的人为机械特性。
理想空载点n 0与固有机械特性的相同；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。
与固有机械特性比，斜率b 不变，即特性硬度没变；特性的理想空载转速n 0随电压的下降而变小，是一簇平行特性。
（3）减弱气隙磁通时的人为机械特性。
与固有机械特性比，斜率β随磁通Ф减少而增大，特性变软；特性的理想空载转速n 0随气隙磁通Ф减弱而增大，特性上移。
5-7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？答：直流电动机起动要求：①起动电流的大小合适，(1.5 2.0)s N I I ；②起动转矩的大小合适,(1.1 1.2)T s L T ；③起动时间的长短合适；④起动过程的平稳性好；⑤起动过程的经济性好。
直流电动机常用起动方法：1）直接起动。
起动电流大，为额定电流I N 的10～20倍，造成换向困难，严重时出现环火；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；过大的起动电流产生过大的起动转矩，使传动机构受冲击，易造成设备损坏。
故不宜直接起动。
2）减压起动。
起动平稳，起动过程中能量损耗小，可实现软起动，实现无级起动；缺点：需一套专用调压设备，投资大。
3）电枢回路串电阻起动。
设备简单，操作方便；缺点：起动过程中能量损耗大，是有级起动，不适用于频繁起动的场合。
电机与拖动基础习题解答第五章
武汉纺织大学第五章5 . 1 什么是直流伺服电机的电枢控制方式?什么是磁场控制方式?答: 将直流伺服电机的电枢绕组接控制电压,励磁绕组接恒定电压的控制方式称为电枢控制方式;将励磁绕组接控制电压, 电枢绕组接恒定电压的控制方式称为磁场控制方式。
5 . 2 为什么直流伺服电机常采用电枢控制方式而不采用磁场控制方式?答: 直流伺服电机采用电枢控制方式时, 控制电压加在电枢绕组上, 励磁绕组接恒定电压,控制精度高,线性度好; 采用磁场控制方式时, 电枢绕组接恒定电压, 控制电压加在励磁绕组上,由于磁路的非线性, 控制精度较差,性能较差,所以直流伺服电机常采用电枢控制方式而不采用磁场控制方式5 . 3 直流伺服电机采用电枢控制方式时,始动电压是多少?与负载大小有什么关系?答: 直流伺服电机采用电枢控制方式时,始动电压 0C U =T C RT ,与负载大小成正比。
5 . 4 常有哪些控制方式可以对交流伺服电机的转速进行控制?答: 或通过改变控制电压的幅值,或改变控制电压的相位,或同时改变控制电压的幅值和相位,都可以对交流伺服电机的转速进行控制,所以常有幅值控制、相位控制和幅值—相位控制等三种控制方式对交流伺服电机的转速进行控制。
5 . 5 何谓交流伺服电机的自转现象?怎样消除自转现象?直流伺服电机有自转现象吗?答: 转动中的交流伺服电机在控制电压为零时继续转动而不停止转动的现象,称为交流伺服电机的自转现象。
增加交流伺服电机的转子电阻可以消除自转现象。
直流伺服电机没有自转现象。
5 .6 幅值控制和相位控制的交流伺服电机,什么条件下电机气隙磁动势为圆形旋转磁动势?答: 当控制电压CU 与励磁电压f U 大小相等、相位差为090时, 幅值控制和相位控制的交流伺服电机,其气隙磁动势为圆形旋转磁动势。
5 . 7 为什么交流伺服电机常采用幅值-相位控制方式?答: 幅值-相位控制方式只需要电容器和电位器,不需要复杂的移相装置, 控制设备简单;而幅值控制方式或者相位控制方式都需要移相装置,所以交流伺服电机常采用幅值-相位控制方式。
电力拖动自动控制系统运动控制系统课后参考答案第五六七章
思考题5-1对于恒转矩负载，为什么调压调速的调速范围不大？电动机机械特性越软，调速范围越大吗？答：对于恒转矩负载，普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为o<s<s m 所以调速范围不大。
电动机机械特性越软，调速范围不变，因为S m不变。
5-2异步电动机变频调速时，为何要电压协调控制？在整个调速范围内，保持电压恒定是否可行？为何在基频以下时，采用恒压频比控制，而在基频以上保存电压恒定？答：当异步电动机在基频以下运行时，如果磁通太弱，没有充分利用电动机的铁心，是一种浪费；如果磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时还会因绕组过热而损坏电动机。
由此可见，最好是保持每极磁通量为额定值不变。
当频率从额定值向下调节时，必须同时降低E g使) 4.44 N S金讪常值，即在基频以下应采用电动势频率比为恒值的控f 1制方式。
然而，异步电动机绕组中的电动势是难以直接检测与控制的。
当电动势值较高时，可忽略定子电阻和漏感压降，而认为定子相电压U s E g。
在整个调速范围内，保持电压恒定是不可行的。
在基频以上调速时，频率从额定值向上升高，受到电动机绝缘耐压和磁路饱和的限制，定子电压不能随之升高，最多只能保持额定电压不变，这将导致磁通与频率成反比地降低，使得异步电动机工作在弱磁状态5-3 异步电动机变频调速时，基频以下和基频以上分别属于恒功率还是恒转矩调速方式？为什么？所谓恒功率或恒转矩调速方式，是否指输出功率或转矩恒定？若不是，那么恒功率或恒转矩调速究竟是指什么？答：在基频以下，由于磁通恒定，允许输出转矩也恒定，属于“恒转矩调速” 方式；在基频以上，转速升高时磁通减小，允许输出转矩也随之降低，输出功率基本不变，属于“近似的恒功率调速”方式。
5-4 基频以下调速可以是恒压频比控制、恒定子磁通、恒气隙磁通和恒转子磁通的控制方式，从机械特性和系统实现两个方面分析与比较四种控制方法的优缺点。
答：恒压频比控制：恒压频比控制最容易实现，它的变频机械特性基本上是平行下移，硬度也较好，能够满足一般的调速要求，低速时需适当提高定子电压，以近似补偿定子阻抗压降。
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
电机与拖动第五章习题解答
第五章 变压器 5-10 解：（1）变压器的电压比为）变压器的电压比为'1L 2L 6008.668NR k N R ==== 回路电流回路电流'0L 1200.1(A)600600E I R R ===++ 负载上获得的功率负载上获得的功率2'2L L 0.16006(W)P I R ==´=信号源的输出功率信号源的输出功率2'20L ()0.1(600600)12(W)P I R R =+=´+=效率效率L 6100%100%50%12P Ph =´=´= （2）如果负载直接接至信号源，回路电流为）如果负载直接接至信号源，回路电流为0L 1200.197(A)6008E I R R ==»++ 负载上获得的功率负载上获得的功率22L L 0.19780.31(W)P I R ==´=信号源的输出功率信号源的输出功率220L ()0.197(6008)23.6(W)P I R R =+=´+»效率效率L 0.31100%100% 1.31%23.6P P h =´=´» 5-11 有一台单相变压器，已知1 2.19R =W ，115.4X =W ，20.15R =W ，20.964X =W ，f 1250R =W ，f 12600X =W ，1876N =匝，2260N =匝，26000V U =，2180A I =，2cos 0.8j =（滞后），试用T 型等效电路和简化等效电路求1U 和1I 。
解：电压比12876 3.37260N k N ==»（1）T 型等效电路如下图所示等效电路如下图所示'2222 3.370.15 1.70(Ω)R k R ==´»'2222 3.370.96410.95(Ω)X k X ==´» 以2U 为参考向量，设260000V U =Ð，则218036.87A I =Ð-'22 3.3760000)202200(V)U kU ==´Ð=Ð.2'218036.8753.4136.87(A )k 3.37I I Ð-==»Ð-''''22220f f ()20220053.4136.87(1.710.95) 1.6396.89(A)+125012600U I R jX j I R jX j --+-Ð-Ð-+==»Ð+'1021.6396.8953.4136.8754.1737.5854.17142.42(A )I I I =-=Ð-Ð-»-Ð-=Ð''111122221110f f (j )(j )(j )(j )54.1737.58(2.19j15.4) 1.6396.89(1250j12600)21243.66 2.77(V)U I R X U I R X I R X I R X =+--+=+++=-Ð-´++д+»-Б’（2）简化等效电路如下图所示，将相关参数折算到高压侧来计算）简化等效电路如下图所示，将相关参数折算到高压侧来计算'sh 12 2.19 1.70 3.89()R R R =+=+=W'sh 1215.410.9526.35()X X X =+=+=W sh sh sh j 3.89j26.3526.6481.6()Z R X =+=+=аW 以'2U 为参考向量，设'26000 3.370202200(V)U =´Ð°=а'2218036.8753.41-36.87(A)3.37I I k Ð-°==»Ð°'1253.41-36.8753.41143.13(A)I I =-=-а=а'121sh202200(-53.41-36.8726.6481.6)-20220-1422.8444.7221254.59 2.7(V)U U I Z =-+=-а+а´Ð°=а=-а5-13 解：（1）归算到高压侧的参数）归算到高压侧的参数1N 2N /43.3A/1082.6A I I =1N 2N1000025400U k U ===由空载试验数据，先求低压侧的励磁参数由空载试验数据，先求低压侧的励磁参数'2f 00400 3.85(3.85(Ω)Ω)360UZ Z I »==»´'Fe 0f 222Δ38000.35(0.35(Ω)Ω)360p P R I I =»=»´''2'222f f f 3.850.35 3.83(3.83(Ω)Ω)X Z R =-=-»折算到高压侧的励磁参数为折算到高压侧的励磁参数为2'2f f 25 3.852406.25(2406.25(Ω)Ω)Z k Z ==´=2'2f f 250.35218.75(218.75(Ω)Ω)R k R ==´=2'2ff25 3.832393.75(2393.75(Ω)Ω)X k X ==´=由短路试验数据，计算高压侧室温下的短路参数由短路试验数据，计算高压侧室温下的短路参数sh sh sh440 5.87(5.87(Ω)Ω)343.3U Z I ==»´Cu sh sh 222sh1NΔ10900 1.94(1.94(Ω)Ω)343.3p P R I I =»=»´2222sh sh sh 5.87 1.94 5.54(5.54(Ω)Ω)X Z R =-=-» 换算到基准工作温度o75C 时的数值时的数值o shsh75C2287522875 1.94 2.37(2.37(Ω)Ω)22822820R R q ++==´»++o o2222sh sh75C sh75C2.37 5.54 6.03(6.03(Ω)Ω)Z R X =+=+» 额定短路损耗为额定短路损耗为o o 221N shN75C sh75C 3343.3 2.3713330.5(W)P I R ==´´= 短路电压（阻抗电压）为短路电压（阻抗电压）为o o 1N shN75C sh75C 43.3 6.03261.1(V)U I Z =´=´»o shN75C sh 1N 261.1100%100% 4.52%10000/3U u U =´=´» （2）满载（1b =）及2cos 0.8j =（滞后）时（滞后）时o 1N 2sh 2sh75C 1NΔ%(cos sin )100%43.3(2.370.8 5.540.6)100%10000/33.91%I U R XU b j j =+´=´´+´´»22N (1Δ)(1 3.91%)400384.4(V)U U U =-=-´»o o20shN75C2N 20shN75C3(1)100%cos 380013330.5(1)100%750100.8380013330.597.2%P P S P P b h b j b +=-´+++=-´´´++»（3）当o 0m shN75C38000.5313330.5P P b b ===»时maxN 2032(1)100%cos 223800(1)100%0.53750100.82380097.7%PS P h hb j ==-´+´=-´´´´+´»5-14 解：（1）归算到高压侧的短路参数）归算到高压侧的短路参数 变比1N 2N 600026.1230U k U ==» '22sh 1212 4.3226.10.006318.62(8.62(Ω)Ω)R R R R k R =+=+=+´»'22sh 12128.926.10.01317.76(17.76(Ω)Ω)X X X X k X =+=+=+´»2222sh sh sh 8.6217.7619.74(19.74(Ω)Ω)Z R X =+=+» （2）满载时，1b =。
电机学答案第5章
第五章 异步电机5．1 什么叫转差率如何根据转差率来判断异步机的运行状态转差率为转子转速n 与同步转速1n 之差对同步转速1n 之比值11n n n s-=0s <为发电机状态。
01s <<为电动机状态，1s >为电磁制动状态。
5．2 异步电机作发电机运行和作电磁制动运行时，电磁转矩和转子转向之间的关系是否一样怎样区分这两种运行状态发电机运行和电磁制动运行时，电磁转矩方向都与转向相反，是制动转矩；但发电机的转向与旋转磁场转向相同，转子转速大于同步速，电磁制动运行时，转子转向与旋转磁场转向相反。
5．3 有一绕线转子感应电动机，定子绕组短路，在转子绕组中通入三相交流电流，其频率为1f ，旋转磁场相对于转子以p f n /6011=（p 为定、转子绕组极对数）沿顺时针方向旋转，问此时转子转向如何转差率如何计算假如定子是可转动的，那么定子应为顺时针旋转（与旋转磁场方向相同）但因定子固定不动不能旋转，所以转子为逆时针旋转。
11n n n s +=（n 为转子转速）5．4 为什么三相异步电动机励磁电流的标幺值比变压器的大得多在额定电压时异步机空在电流标么值为30﹪左右，而变压器的空载电流标么值为50﹪左右。
这是因为异步机在定子和转子之间必须有空隙，使转子能在定子内圆内自动转动，这样异步机的磁路磁阻就较大，而变压器磁路中没有气隙，磁阻小，因此，相对变压器而言，异步电动机所需励磁磁动势大，励磁电流大。
5．5 三相异步电机的极对数p 、同步转速1n 、转子转速n 、定子频率1f 、转子频率2f 、转差率s 及转子磁动势2F 相对于转子的转速2n 之间的相互关系如何试填写下表中1601f Pn =11n n n s -=21f sf =2F &相对于转子的转速21n n n =- 2F &相对于定子的转速1n 5．6 试证明转子磁动势相对于定子的转速为同步速度1n 。
转子磁势是由转子三相（或多相）对称绕组感应的三相（或多相）对称电流产生的一个旋转磁势，这个磁势相对转子的转速由转子电流的频率决定，当转子的转速为2F &相对于转子的转速n ，转差率为s 时，转子电流的频率21f sf =，则这个磁动势相对转子的转速为1sn ，它相对定子的转向永远相同，相对定子的转速为11111n nn sn n n n n -+=+=，即永远为同步速。
电机与拖动考试试题及答案
《电机与拖动》试题库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_______;_______；_______。
(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.（E a〈U；E a>U）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。
（叠绕组;波绕组；叠）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_______。
(相反;相同）5、单迭和单波绕组,极对数均为p时，并联支路数分别是_______,_______。
（2p；2)6、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。
（每极气隙磁通量;电枢电流）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。
（电枢磁动势对励磁磁动势的作用；交磁；气隙磁场产生畸变；对主磁场起附加去磁作用)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。
( )（F)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。
（）（T)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。
(F）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.( ）（F)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）(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。
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（一）填空题：
1. 当s在0～1范围内，三相异步电动机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为驱动转矩，电动势的性质为反电动势；在 -∞～0范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为制动转矩，电动势的性质为电源电动势。
2. 三相异步电动机根据转子结构不同可分为笼型异步电动机和绕线型异步电动机两类。
3. 一台六极三相异步电动机接于50H z的三相对称电源，其s=0.05，则此时转子
转速为950r/min，定子旋转磁动势相对于转子的转速为50r/min，定子旋转磁动势相对于转子旋转磁动势的转速为0r/min。
4. 一个三相对称交流绕组，2p=2，通入f=50H z的对称交流电流，其合成磁动势为
圆形旋转磁动势，该磁动势的转速为3000r/min。
5. 一个脉动磁动势可以分解为两个幅值和转速相同而转向相反的旋转磁动势。
6. 为消除交流绕组的五次谐波电动势，若用短距绕组，其节距y应选为4/5τ，此时基波短距系数为0.951。
7. 三相异步电动机等效电路中的附加电阻为是模拟总机械功率的等
值电阻。
1. 不管异步电动机转子是旋转还是静止，定子旋转磁动势和转子旋转磁动势之间都是相对静止的。
（√）
2. 三相异步电动机转子不动时，经由空气隙传递到转子侧的电磁功率全部转化为转子铜损耗。
（√）
3. 改变电流相序，可以改变三相旋转磁动势的转向。
（√）
4. 通常，三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数不相等，而三相绕线转子异步电动机的定、转子相数则相等。
（√）
5. 三相异步电动机转子不动时，转子绕组电流的频率与定
子电流的频率相同。
（√）
（三）选择题：
1. 若在三相对称绕组中通入i u=I m sinωt，i v=I m sin(ωt+120o)， i w=I m sin(ωt-120o)的三相电流，当ωt=210o时，其三相基波合成磁动势的幅值位于：（③）
① u相绕组轴线上；② v相绕组轴线上；
③ w相绕组轴线上；④在三相绕组轴线之外的某一位置。
2. 三相异步电动机的空载电流比同容量变压器大的原因是：（③）
①异步电动机是旋转的；②异步电动机的损耗大；
③异步电动机有气隙；④异步电动机有漏抗。
3. 三相异步电动机空载时气隙磁通的大小主要取决于：（①）
①电源电压；②气隙大小；
③定、转子铁心材质；④定子绕组的漏阻抗。
4. 三相异步电动机能画出像变压器那样的等效电路是由于 （ ② ）
① 它们的定子或一次侧电流都滞后于电源电压；
② 气隙磁场在定、转子或主磁通在一次、二次侧都感应电动势；
③ 它们都有主磁通和漏磁通；
④ 它们都是由电网取得励磁电流。
（四）简答题：
1. 三相异步电动机空载运行时，电动机的功率因数为什么很低？
答：空载时， ，而 ，其中， 为有功分量电流，
用来供给空载损耗； 为无功分量电流，用来建立磁场。
由于
，所以空载电流基本是一无功性质的电流，因而电动机功率因数 很低。
2. 三相圆形旋转磁动势的特点有哪些？ 答：（1）幅值恒定，幅值为 ； （2）转速为 ； （3）旋转磁动势的转向与电流相序一致，由载有超前电流相转向载有滞后电流相； （4）旋转磁场的位置：当某相电流达到最大值时，旋转磁动势的幅值恰好转到该相绕组的轴线上。
3. 一台异步电动机，将转子卡住不转，而定子绕组上加额定电压，此时电动机的
定子、转子绕组中的电流及电动机的温度将如何变化？为什么？
答：转子不转时，n=0，s=1，此时旋转磁场将以最大速度截切转子导体，转子绕组中将产生较大的感应电流，据磁动势平衡关系可知，定子也将产生较大的电流，定、转子电流都将超出额定值的数倍，电动机的温度也将大大增加。
4. 异步电动机的定、转子电路之间并无电的直接联系，当
负载增加时，为什么定子电流和输入功率会自动增加？
答：当负载增加时，转子转速n 下降，则转差率上升，转子绕组切割磁力线的速度
增加，转子的感应电动势E 2s 和感应电流I 2相应增加，转子磁动势F 2也增加，由磁动势平
衡关系知，定子磁动势也要相应增加，则定子电流I 1上升，即从电网输入的电功率增加。
（四）简答题：
1. 一台交流发电机，定子绕组为双层叠绕组，定子槽数
Z=36，极数2p=2，节距y 1=14，线圈匝数N c =1，每相绕组并联支路
数a=1，频率为50H z ，每极基波磁通Φ1=2.63Wb ，试求相电动势的大
小。
解：极距：
每极每相槽数： I I 01=I I I r a 000+=I
r 0I I a r 00>>ϕ1
cos I k p w p N 135.1p f n 601=182
362===p Z τ63
2362=⨯==pm Z q
槽距角：
用空间电角度表示节距： 基波矩距系数：
基波分布系数：
基波绕组系数：
每相串联匝数：
基波电动势：
2. 已知一台三相50H z 绕线式异步电动机，额定数据为:P N = 100kW ，U N =380V ，n N =950r/min 。
在额定转速下运行时，机械损耗P mec =0.7kW ，附加损耗P ad =0.3kW 。
求额定运行时的:（1）额定转差率s N ；电磁功率P em ；（3）转子铜损耗P Cu2；（4）输出转矩T 2；（5）空载转矩T 0；（6）电磁转矩T em 。
解：（1）额定转差率s N
由 ，得： 取p=3
所以 1036
3601360=⨯=⋅=Z p α 1401014=⨯==αγy 94.02sin 1==γk y 956.0210sin 62106sin 2sin 2sin 7=⨯⨯== a q qa k q 匝12116122=⨯⨯⨯==a Pq N N c 899.0956.094.0111=⨯=⋅=k k k q y w V
V
fN k E w p 16.629663.2899.0125044.444.411=⨯⨯⨯⨯=Φ=p f n n N 601=≈16.39505060601=⨯=≈n N
f p min
/1000min /350601r r n =⨯=05.0100095010001
1=-=-=n n n s N N
（2）电磁功率P em 所以 （3）转子铜损耗P Cu2 （4）输出转矩T 2
（5）空载转矩T 0
（6）电磁转矩T em
P s P P P P P P P P em N ad mec Cu ad mec em +++=+++=222kW kW s P P P P N ad mec em 3.10605
.013.07.010012=-++=-++=kW kW P s P em
N Cu 3.53.10605.02=⨯==m N m N n P P T N N N ⋅=⋅⨯===Ω2.100560950
210100602322ππ()m N m N P P T ad mec ⋅=⋅⨯+=Ω+=05.10609502103.07.030π()m N m N T T T em ⋅=⋅+=+=25.101505.102.100502。