电机与拖动习题及解答讲解学习
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《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\JE (I N =U N + I aN R a =230+ 71.13x0.128 =239.1 VPcua = /^2 /?a = 71.132 x0.128=647.6W E 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=402x0.213=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 W C9550 也~=9550 冬丝=27N -mzz v 3000 7; =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 1685.5% 85.5%7; =9550厶 5 =9550x^-=24/V ?加3000 Rf220-0.683= 322Q矩绝对值大小恒定不变,而作用方向也保持不变。
《电机与拖动基础》习题详细解答解析
《电机与拖动基础》习题详细解答绪论0.8解:(1)F1=I1N1-I2N2(2)F2=I1N1+I2N2(3)F3=I1N1-I2N2,因为加入气隙并不改变磁路总磁动势大小(4)由于(3)中大部分磁动势都降落在气隙中,因此加在铁芯上的磁动势远小于(1)中铁芯上的磁动势,又因为两种情况下的铁芯长度大致相等,所以H1≫H3,B1>>B3。
因此在(3)中气隙和铁芯中的B相同,由B=μH,可知由于气隙中的μ远小于铁芯中的μ,所以H气隙≫H铁芯。
0.10解:铁芯中的铁耗为P Fe=P1-P R=22-2=20W输入端的功率因素cosφ=P1/S1=22/(110×1)=0.2第一章变压器的工作原理和结构1.6 解:原边额定电流为I N1=N√3U =√3×35=82.5A副边额定电流为I N2=N3U =3×10.5=274.9A第二章变压器的运行原理与特性2.4解:由U1≈E1=4.44fN1Φm可知,变压器外加电压U1不变,若减少原绕组的匝数N1,则Φm增大,变压器的铁芯的饱和程度上升,空载电流上升,铁芯损耗上升,原边电动势E1基本不变,由于E2=E1×N2/N1,因此副边电动势E2应上升。
2.10解:N1=E1N4.44fΦm ≈U1N4.44fΦm=35×1034.44×50×1.45×1120×10−4≈971N2=E2N4.44fΦm≈U2N4.44fΦm=6×1034.44×50×1.45×1120×10−4≈166k=E1NE2N=N1N2=5.82.11 解:(1)k=U1NU2N =6000230=26.1R k=R1+R2′=4.32+26.22×0.0063=8.61Ωx k=x1σ+x2σ′=8.9+26.22×0.013=17.76ΩZ k=√R k2+x k2=19.74Ω(2)R k′=R1′+R2=0.0261Ωx k′=x1σ′+x2σ=0.0261ΩZ k′=√R k′2+x k′2=0.029Ω(3)Z1N=U1NI1N =U1NS N2=360ΩR k∗=R kZ1N=0.0239x k∗=x kZ1N=0.0493Z k∗=Z k1N=0.0548Z2N=U2NI2N=U2NS N2=0.529ΩR k′∗=R k′Z2N=0.0239x k′∗=x k′Z2N=0.0493Z k′∗=Z k′Z2N=0.0548计算结果说明原副边短路参数的标幺值是相等的。
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。
电机拖动课后题答案《电机与拖动》习题解答.docx
变压器部分习題与鮮答1、为了得到正弦感应电势,当铁心不饱和吋,空载电流各成何种波形?为什么?答:为了得到正弦感应电势,根据E = -W业知,就必须使磁通也是正弦量,当铁心dt不饱和时0*/(),故,此时空载电流也是正弦变化量,即呈正弦波。
当铁心饱和时,空载电流比磁通变化大,此时空载电流呈尖顶波形。
2、为什么对以把变压器的空载损耗近似看成是铁耗,而把短路损耗看成是铜耗?变压器实际负载时实际的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无区别?为什么?答:因为空载时电流很小,在空载损耗屮铁耗占绝大多数,所以空载损耗近似看成铁耗。
而短路吋,短路电压很低,因而磁通很小,铁耗也很小,短路损耗中铜耗占绝大多数,所以近似把短路损耗看成铜耗。
实际负载时铁耗和铜耗与空载时的铁耗和铜耗有差别,因为后一个是包含有其它损耗。
3、变压器的其它条件不变,仅将原、副边线圈匝数变化±10%,试问对兀”和无川的影响怎样?如果仅将外施电压变化±10%,其影响怎样?如果仅将频率变化±10%,其影响又怎样?答:因为心=2〃w2 » £ = 4.44用0” - U ,所以当原、副边匝数变化土10% 吋,兀w变化±20%。
由于w变化±10%,而U不变,使0”变化不10%。
又因为Xm = 2/tf w2磁通0”变化±10%时于饱和影响,A加变化土k%,所以兀”的变化大于±20%。
将外施电压变化± 10%时,0”也将变化干10%,使兀⑹不变,Xm的变化大于刁10%。
这是因为0〃”变化+10%,由于磁路饱和影响,变化大于+10%0如果将频率变化±10%, oc /,所以兀2变化±10%,而f变化±10%,则因为U不变,使0,”变化+10%o同样使兀加的变化大于±10%。
4、一台变压器,原设计频率为50赫兹,现将它接到60赫兹的电网上运行,额定电压不变。
《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。
电机及拖动基础第四版下册课后练习题含答案
电机及拖动基础第四版下册课后练习题含答案第一章绪论1.1 电机的分类1.按电源类型分类,电机可分为哪些类型?•直流电动机(DC motor)•交流电动机(AC motor)2.按电机转子类型分类,电机可分为哪些类型?•直流电机•交流异步电机•交流同步电机3.按电机应用领域分类,电机可分为哪些类型?•工业电机•家庭电机•电动汽车电机•航空航天电机•军用电机•机器人电机•其他特殊用途电机1.2 电动机的基本结构4.电机的主要部分有哪些?•定子(stator)•转子(rotor)•空气隙(r gap)•轴承(bearing)•机壳(frame)•端盖(end cover)•端子盒(terminal box)•端子板(terminal board)•弹簧板(spring plate)•电缆(cable)5.电机的主要参数有哪些?•额定电压(rated voltage)•额定功率(rated power)•额定转速(rated speed)•额定电流(rated current)•起动电流(starting current)•停车时间(stopping time)•静态转矩(static torque)•动态转矩(dynamic torque)•效率(efficiency)•功率因数(power factor)•转速变化(speed variation)•外形尺寸(dimensions)•重量(weight)1.3 电机的运行原理6.电机的运行原理是什么?电机的运行原理是电能转换为机械能的过程。
当电机通电时,电流通过定子线圈产生旋转磁场,与转子上的永磁体或电流产生的磁场相互作用,使转子转动。
由于转子是不断地受到旋转磁场的作用,所以转子就以一定的速度旋转。
这样,电能就转化为了机械能,实现了电机的运转。
7.电机的效率公式是什么?电机的效率公式为:$$\\eta = \\frac{P_o}{P_i} \\times 100\\%$$其中,P o是电机输出的机械功率,P i是电机输入的电功率。
《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。
电机与拖动基础 课件课后习题答案
260 Ea 85 110.5V 200
电压方程为: 110.5 Ia (50 4.3); Ia 2.035 A
2 负载功率为: P 2 Ia RL 207W
电机与拖动
3-21 并励直流发电机PN=16kW,UN=230V,IN=69.3A, nN=1600r/min,ηN =88.5%,Ra=0.128Ω,励磁回路 Rf=150Ω。求额定状态下If,Ia,Ea,pCua,pCuf,p0,输 入转矩T1,Tem,T0。 解:
m共 2 (m m1) m2 2 280 1.6 6396Kg
2 D 2 6396kg m 2 转动惯量为: JL m m共 4
电动机
系统折算后总转动惯量:
Jeq JL 2J Jm 2 J M 49.74kg m i2
H
4-9 一台500V直流发电机,nN=1000r/min,输出功率 50kW,Ia=0.4Ω。接至200V电网做电动机,磁通及Ia额定, 求:(1) 电动机转速。(2) Ia额定,n=1000r/min,磁通及 电磁转矩为额定时的多少倍?
解:发电机时电枢电压方程为: Eag U IaRa 540V 电动机时电枢电压方程为:Eam U IaRa 160V
100 10 10 r 2 Z 2 cos 1 10 0.5 5; x 2 Z 2 sin 1 8.66; Z2
(2)
电机与拖动
1-7:若1-6中漏磁可忽略,且铁心磁通Φ=0.0022sin314tWb, 计算线圈每匝感应电势?要获得36V的电压电源,铁心应绕 一个多少匝的线圈? 解:每匝电势为:
220 78.79 350 (0.032 Rc)
电机与拖动期末考试题库单选题100道及答案解析
电机与拖动期末考试题库单选题100道及答案解析1. 直流电机的电枢绕组的作用是()A. 产生磁场B. 产生感应电动势和通过电流C. 改善电机的换向D. 以上都不对答案:B解析:电枢绕组的作用是产生感应电动势和通过电流,实现机电能量转换。
2. 直流电机中装设换向极的目的主要是为了()A. 抵消电枢磁场B. 减小电枢回路电阻C. 改善换向D. 增强主磁场答案:C解析:换向极的作用是改善换向。
3. 直流电动机工作在电动状态时,电磁转矩的方向与电机的旋转方向()A. 相同B. 相反C. 无关D. 有时相同有时相反答案:A解析:电动状态时,电磁转矩为驱动转矩,方向与电机旋转方向相同。
4. 他励直流电动机的人为机械特性与固有机械特性相比,其理想空载转速和斜率均发生了变化,那么这条人为机械特性是()A. 电枢串电阻的人为特性B. 降低电压的人为特性C. 减弱磁通的人为特性D. 以上都不对答案:C解析:减弱磁通时,理想空载转速升高,斜率变大。
5. 直流电机的主磁极是由()组成。
A. 铁芯和绕组B. 铁芯C. 绕组D. 以上都不对答案:A解析:主磁极由铁芯和绕组构成。
6. 直流电机电枢绕组中的电动势是()A. 交流电动势B. 直流电动势C. 脉冲电动势D. 以上都不对答案:A解析:电枢绕组中感应的是交流电动势,通过换向器和电刷变成直流。
7. 一台并励直流电动机,在保持转矩不变时,如果电源电压U 降为0.5 倍,忽略电枢反应和磁路饱和的影响,此时电机的转速()A. 不变B. 降低为原来转速的0.5 倍C. 下降D. 无法判定答案:C解析:根据转速公式,电压降低,转速下降。
8. 直流电动机采用降低电源电压的方法起动,其目的是()A. 为了使起动过程平稳B. 减小起动电流C. 减小起动转矩D. 以上都不对答案:B解析:降低电源电压起动可减小起动电流。
9. 并励直流发电机正转时不能自励,反转可以自励,是因为()A. 电机的剩磁太弱B. 励磁绕组与电枢绕组的接法及电机的转向配合不当C. 励磁回路中的电阻太大D. 以上都不对答案:B解析:这种情况通常是由于接法和转向配合不当。
电机及拖动基础第4版思考题与习题解答
思考题与习题解答《电机及拖动基础》(4版)第一章直流电机1-1 在直流电机中,电刷之间的电动势与电枢绕组某一根导体中的感应电动势有何不同?解:前者是方向不变的直流电动势,后者是交变电动势;前者由多个电枢元件(线圈)串联而成,电动势相对后者的绝对值要大。
1-2 如果将电枢绕组装在定子上,磁极装在转子上,则换向器和电刷应怎样放置,才能作直流电机运行?解:换向器放置在定子上,电刷放置在转子上,才能作直流电机运行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,以保证电动机能向同一个方向旋转。
1-6 一台直流发电机,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Z4-250-42他励直流电动机,min,/1000%,46.90,440,160r n V U kW P N N N N ===-η求其额定电流和额定负载时的输入功率。
电机与拖动技术 第四版 电机与拖动习题解答 (本章节完整)
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: 中大型由低碳钢片叠成。
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内部的交流电,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,把发电机电枢绕组内部的交流电流引出到外电路.N S a +_AB . N S a-+AB变为直流电。
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电机与拖动习题及解答收集于网络,如有侵权请联系管理员删除第1章 电磁学基础知识1.1 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?1.2 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?收集于网络,如有侵权请联系管理员删除收集于网络,如有侵权请联系管理员删除(2)当电流I s 增加时,标出这时N 1 及N 2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>dt d 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。
第2章直流电机2.1 简答题1. 直流电动机的电枢绕组中为什么也有感应电动势?其方向与电流方向有何关系?他励直流发电机空载即电枢电流为零时,有没有电磁转矩?为什么?答:直流电动机的电枢绕组旋转时,电枢导体切割气隙磁场,在电枢绕组产生感应电动势,其方向与电枢电流方向相反,称为反电动势。
他励直流发电机空载即电枢电流为零(Ia=0)时,根据T=CtФIa,故电磁转矩T=0.2. 直流电机的电枢铁芯为什么必须采用硅钢片叠成,而机座和主磁极可以采用整块铁?为什么有的主磁极也采用薄钢板叠成?收集于网络,如有侵权请联系管理员删除答:电枢铁芯旋转,电枢铁芯内的磁场是交变的,为了减少铁耗,用硅钢片叠成。
机座和主磁极的磁场是恒定的,故可以采用整块铁。
但是,由于电枢齿槽的影响,电枢旋转时主磁极极靴表面的磁场发生脉动,引起附加损耗,为了降低表面损耗,主磁极有时采用薄钢板叠成。
3. 什么是电机的可逆原理?接在直流电源上运行的直流电机,如何判别它是运行于发电机状态还是电动机状态?答:同一台电机(直流、交流)由于外界使用条件不同,既可以作发电机运行,也可以作电动机运行。
这个电机理论中普适的原理称为电机的可逆原理。
当端电压U<电枢电动势Ea,电枢电流Ia与Ea方向一致时,为发电机状态;当端电压U>电枢电动势Ea,电枢电流Ia与Ea方向相反时,为电动机状态;4. 如果将电枢装在定子上,主磁极装在转子上,换向器和电刷如何安装,才能作直流电机运行?答:这种结构是旋转磁极式,因电刷必须与主极相对静止,所以电刷也应装在转子上;而换向器必须与电枢相对静止,所以换向器应装在定子上。
5.直流电机电枢绕组是旋转的,而电枢绕组中的电流又是交流电,试问电枢电流所建立的磁场在空间上是恒定的还是交变或旋转的,为什么?收集于网络,如有侵权请联系管理员删除答:是恒定的。
因为主磁极N或S下的电枢导体的电流方向不变。
6.直流电机的主磁通既交链电枢绕组,又交链励磁绕组,为什么只有电枢绕组中有感应电动势,而在励磁绕组中没有感应电动势?答:主磁通对励磁绕组来说是恒定不变的,因此励磁绕组中没有感应电动势;主磁通对电枢绕组来说是交变的,故在电枢绕组中会产生感应电动势。
7. 如何改变他励和并励直流发电机的端电压极性?答:他励:使电机反转;或将励磁电压反接;并励:励磁绕组反接,同时将电机反转。
8. 什么是电枢反应?对电机有什么影响?答:直流电机带上负载运行后,电枢里有电流流过,电枢电流产生电枢磁场,电枢磁场的出现有可能对主极磁场产生影响,这种影响称为电枢反应。
电枢反应的结果是负载后每极下总的磁通量比空载时要少。
而且电枢电流越大,这个现象越严重。
收集于网络,如有侵权请联系管理员删除收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 2.2 计算题1. 某直流发电机的额定功率P N =145KW ,额定电压U N =230V ,额定转速n N =1450r/min ,额定效率η=90%,求该发电机的额定电流、额定运行时的输入功率?解: )(630230145000A U P I I U P N N N N N N ===⇒= )(1619.0145000kW P P N N IN ===η2. 某直流电动机的额定功率P N =22KW ,额定电压U N =220V ,额定效率η=83%,求该电动机的额定电流、额定运行时的输入功率?解: )(48.12083.022022000A U P I I U P N N NN N N N N =⨯==⇒=ηη )(5.26)(2650548.120220kW W I U P N N IN ==⨯==3. 某四极直流电机,电枢槽数z=36,单叠绕组,每槽导体数为6,每极磁通为2.2×10-2Wb ,电枢电流为Ia=800A ,试问:电磁转矩和支路电流分别是多少?解: 395.342236622=⨯⨯⨯==ππa pN C T)(35.605800102.2395.342m N I C T a T em ⋅=⨯⨯⨯==-Φ收集于网络,如有侵权请联系管理员删除支路电流:A a I i a a 20048002=== 4. 某他励直流电动机的额定电压U N =220V ,额定电流电流为I N =10A ,额定转速n N =1500r/min ,电枢回路总电阻R a =0.5Ω,试求:(1)额定负载时的电磁功率和电磁转矩;(2)保持额定时励磁电流及总负载转矩不变时,端电压降为190V ,则稳定后的电枢电流和转速是多少?(忽略电枢反应)解: (1)由于他励Ia N = I N =10A ,所以VR I U E a N N aN 2155.010220=⨯-=-= )(215010215W I E P a a M =⨯==)(7.1315002602150260m N n P P T N M N M⋅=⨯⨯=⨯==ππΩ(2)由于fN f I I =不变,忽略电枢反应,则有N ΦΦ=,又因总负载转矩不变 则10=====N aN NT N T a I I C T C T I ΦΦ A 1855.010190=⨯-=-=a a a R I U E V由于N ΦΦ=,所以收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 12912151500185=⨯=⨯=⇒=aN N a a N aN E n E n n E n E r/min 5. 某并励直流电动机在某负载时的转速为n=1000r/min ,电枢电流为Ia=40A ,端电压为U=110V ,电枢回路总电阻为R a =0.045Ω,其他条件不变,但总负载转矩T L 增大为原来的4倍,试求:稳定后的电枢电流及转速分别为多少?(忽略电枢反应)解:当负载为T L 时,2.108045.040110=⨯-=-=a a a R I U E V当负载为L L T T 4='时, 稳定后16040444=⨯==='='a T L T L a I C T C T I ΦΦ A 8.102045.0160110=⨯-='-='a a aR I U E V 由于Ф不变,1.9502.10810008.102=⨯='='⇒''=a a a a E n E n n E n E r/min 第3章 直流电动机的电力拖动3.1 简答题1. 写出他励直流电动机的固有机械特性方程式,说明各物理量的含义,并绘制机械特性曲线。
答: em NT e a N e T C C R C n 2N U Φ-Φ=;其中,n---转速;U N ---额定电压;Ce---电动势常数; Ct---转矩常数;ΦN ---每极磁通;Tem---电磁转矩。
2. 一般的他励直流电动机为什么不能直接启动?采用什么启动方法较好? 答:直接启动由于电枢电动势0=Φ=n C E e a ,最初启动电流aS R U I =,若直接启动,由于a R 很小,S I 会十几倍甚至几十倍于额定电流,无法换向,也会过热,因此,不能直接启动;较好的启动方法是降低电源电压启动,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max a S I I ≤,直到N U U =,启动便结束。
3.直流电动机的电磁转矩是拖动性的转矩,电磁转矩增大时,转速似乎应该上升,但从直流电动机的转速和转矩特性看,电磁转矩增大时,转速反而下降,这是什么原因?答: 电磁转矩a T I C Φ=em T ; 当T em 增大,则电枢电流I a 增大,反电动势a a a a R I U E -=降低,而反电动势n C E e a Φ=,所以转速n 下降。
4. 请例举几种直流电动机的制动方法,并简要说明其工作原理。
答:1)能耗制动:当需要制动时,将开关S 投向制动电阻RB 上,电动机便进入能耗制动状态。
2)反接制动:反接制动分为电压反接制动和倒拉反接制动两种。
3)回馈制动:电动状态下运行的电动机,在某种条件下(如电动机拖动的机车下坡时)会出现运行转速n 高于理想空载转速n0的情况,此时Ea>U ,电枢电流反向,电磁转矩的方向也随之改变:由驱动转矩变成制动转矩。