电机与拖动2.4.2 三相异步电动机空载运行
《电机与拖动》试题及参考答案
2020秋《电机与拖动》一、单选题1.三相异步电动机空载时气隙磁通大小取决于（A）A.电源电压B.气隙大小C.定、转子铁心材料D.定子绕组漏阻抗2.变压器副边绕组开路,原边电压因故升高时,变压器铁心中产生的铁损耗将（B）A.不变B.增大C.减小D.基本不变3.一台直流发电机,电刷位于几何中性线上,如果磁路不饱和,这时的电枢反应对磁场的影响是（C）A.去磁B.増磁C.不去磁也不増磁4.并励直流电动机的额定电流IN,额定电枢电流IaN和励磁电流IfN三者的关系为（A )A.IN=IAN+IfNB.IN=IAN=IfNC.IN=IAN-IfND.IfN?=IAN+IN5.与固有机械特性相比，人为机械特性上的最大电磁转矩减小，临界转差率没变，则该人为机械特性是异步电动机的：（C）A.定子串接电阻的人为机械特性B.转子串接电阻的人为机械特性C.降低电压的人为机械特性6.一台Ｙ接法的三相异步电动机定子绕组有一相绕组断线时，它所产生的磁动势是(D )A.椭圆形旋转磁动势B.不变的磁动势C.圆形旋转磁动势D.脉动磁动势7.他励直流电动机电枢回路串入附加电阻时,如果负载转矩不变,则此电动机的（B）A.输出功率P2不变B.输入功率P1不变C.电磁功率Pem不变8.一台三角形连接的三相异步电动机在额定电压下起动时的起动电流为300A，现采用星-三角换接接开关降压起动，其起动电流Ist为（A）A.100AB.173AC.212AD.150A9.他励直流电动机带额定负载转矩进行的弱磁调速，其额定转速nN=1500r/min，最高转速nmax=2700r/min，则调速范围D为（B）A.1.2B.1.8C.1200D.12010.在电动机的额定工作区内，转子电流的频率一般（D）A.很高B.为零C.不定D.很低11.他励直流电动机带额定负载时，在电枢回路串接电阻后，电动机的转速将（C）A.升高B.不变C.降低12.一台单相变压器，其它条件不变，只沿铁芯截面开一条缝，主磁通将会（C）A.变大B.基本不变C.变小13.变压器中，不考虑漏阻抗压降和饱和的影响，若原边电压不变，铁心不变，而将匝数增加，则励磁电流（B）A.增加B.减少C.不变D.基本不变14.他励直流电动机若电压U、主磁通φ和负载转矩T不变时，在电枢电路中串联一个适当阻值的电阻Ra，则转速n、电枢电流Ia和反电动势Ea的变化应是(A )A.n下降，IA不变，EA降低B.n上升，IA变小，EA增大C.n不变，IA 变小，EA不变D.n上升，IA变大，EA增大15.电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了（B）A.旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意见B.系统机械惯性的大小，它是一个整体物理量C.系统储能的大小，但它不是一个整体物理量16.三相异步电）动机中，转子的转向取决于旋转磁场的转向，下列有关圆形旋转磁场正确的是（CA.只要在定子绕组中通入三相交流电即可产生圆形旋转磁场B.必须向在空间上相差120度的定子绕组中通入三相交流电就可产生圆形旋转磁场C.只有向在空间上相差120度电角度的对称三相定子绕组中通入时间上相差120度的对称三相交流电才能产生圆形旋转磁场D.以上都不对17.在额定情况下运行的异步电动机，若电源电压突然下降，而负载转矩不变，则异步电动机各量的变化是(B )A.旋转磁场转速下降B.转子转速下降C.定子电流下降D.主磁通增大18.三相异步电动机拖动恒转矩负载，当进行变极调速时，应采用的联结方式为（A）A.Y—YYB.△—YYC.正串Y—反串Y19.变压器一次侧接在额定电压的电源上。
电机与电气控制技术三相异步电动机的空载负载运行及工作特性
5）由损耗分析法求额定负载时的效率
任务小结
1.总结本次课程的重难点和学生实际掌握的情况
2.鼓励学生自主解决问题的意识，养成主动思考独立思考，培养理论联系实际的学习方法。学会电动机的拆装下线。
考核评价
考核方法与工具
采用过程考核和绩效考核两种方法。
教法学法设计
课程的学习方法，理论联系实际，在实训中加深对理论的理解，提升学生课堂参与度，在实践中促进学生主动思考。因此，本课程教学本着以学生为中心，少讲多练多问的原则，以问题为导向，以促使学生自主学习为目的，布置任务。包括学习引入、指导看书、回答问题、分析问题、动手实操5个部分。
学习引入：三相异步电动机的定子和转子之间只有磁的耦合，没有电的直接联系，它是靠电磁感应作用，将能量从定子传递到转子。
能力目标：
1.三相异步电动机的空载、短路（堵转）及负载试验的方法
素质目标：促使学生养成自主的学习习惯；学会电动机实验方法和数据分析的方法
主要教学内容
1.三相异步电动机的空载运行
2.三相异步电动机的负载运行及等效电路
3.三相异步电动机的功率、转矩平衡方程式及工作特性
4.实训：三相异步电动机的空载、短路（堵转）及负载试验
讲解并指导学生看书：三相异步电动机的空载、负载运行的磁通分布及等效电路，总结笔记；教师指导学习方法和答疑；
实操：三相异步电动机的空载、短路（堵转）及负载试验，参数分析
教学实施
1.提出问题，相异步电动机的定子和转子之间只有磁的耦合，没有电的直接联系，它是靠电磁感应作用，将能量从定子传递到转子。磁场是怎么分布的？
重点与难点
重点：
1.三相异步电动负载运行及等效电路
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.3、如果并励直流发电机的转速上升20%,则空载时发电机的端电压U0升高（）。
电机及电力拖动-三相异步电动机的空载运行;负载运行
n1 - n n1
pn1 60
= sf1
转子不转时,n 0, s 1, f2 f1 . 理想空载时, n n1 , s 0, f2 0.
2. 转子绕组的感应电势 转子旋转时的感应电动势: 转子不转时的感应电动势:
E2s 4.44 f2 N2kw2 E2 4.44 f1N2kw2
二者关系为:
二是转子回路的功率不变。
I2
=
E2 s Z2s
=
E2 s R2 + jX 2s
=
sE2 R2 + jsX 2
=
R2 +
E2
jX
2
+
1
s
s
R2
结论：用一个不转的转子并且在转子绕组中串联一个电阻1
s
s
r2
,
就可以将转子频率折算为定子频率
4.6三相异步电动机的负载运行
2. 绕组折算
绕组折算就是用一个和定子
功分量I0 p.
I0 Iop Ioq.
由于 I 0 q
I
0
p
,
所以I
基本为一无功性质电流
0
, 即I 0
I0q.
2.空载电流的大小--------约为额定电流的20%~50%
与变压器相比较, 异步电动机的主磁路中有气隙存在
3.空载磁势----励磁磁势 空载运行时,转子转速很高,接近同步转速,定、 转子之间相对速度几 乎为零， 于是E2 0， I2 0， F2 0.磁场完全由空载磁势产生，空
E2s = sE2
4.6三相异步电动机的负载运行
3. 转子绕组的漏抗
转子旋时转子漏电抗:
X 2s 2 πf 2 L2
电机及拖动复习题
电机及拖动基础复习题一、单项选择题1．直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）中。
A．电枢绕组 B．励磁绕组 C．电枢绕组和励磁绕组2．当直流电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于( )状态。
A．能耗制动 B．反接制动 C．回馈制动3．三相异步电动机在运行中，把定子两相反接，则转子的转速会（）。
A．升高 B．下降一直到停转C．下降至零后再反向旋转 D．下降到某一稳定转速4．一台三相笼型异步电动机的数据为P N = 20kW，U N = 380V，λT=1.15，k i=6,定子绕组为三角形联结。
当拖动额定负载转矩起动时，若供电变压器允许起动电流不超过12I N，最好的起动方法是（）。
A．直接起动 B．Y—△降压起动 C．自耦变压器降压起动5．三相绕线转子异步电动机拖动起重机的主钩，提升重物时电动机运行于正向电动状态，若在转子回路串接三相对称电阻下放重物时，电动机运行状态是（）。
A．能耗制动运行 B．反向回馈制动运行 C．倒拉反转运行6．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．为了减小起动电流 C．为了减小起动转矩7．三相异步电动机带恒转矩负载运行，如果电源电压下降，当电动机稳定运行后，此时电动机的电磁转矩（）。
A．下降 B．增大 C．不变 D．不定8．与固有机械特性相比，人为机械特性上的最大电磁转矩减小，临界转差率没变，则该人为机械特性是异步电动机的（）。
A．定子串接电阻的人为机械特性B．转子串接电阻的人为机械特性C．降低电压的人为机械特性9．一台三相异步电动机拖动额定转矩负载运行时，若电源电压下降10%，这时电动机的电磁转矩（）。
A．T em=T N B．T em=0.81T N C．T em=0.9T N10．三相异步电动机拖动恒转矩负载，当进行变极调速时，应采用的联结方式为（）。
A．Y—YY B．△—YY C．正串Y—反串Y二、填空题11．直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。
(完整版)电机拖动与控制-教案
2。他励直流电动机的反接制动
1
3。他励直流电动机的回馈制动
1
重 点
他励直流电动机的回馈制动
难 点
掌握他励直流电动机的能耗制动
教学过程
设 计
1.简单复习下上一节的内容
2.介绍为什么要用这几种制动,它们与机械制动相比有哪些优点
3.讲解能耗制动
4。两种反接制动的讲解, 各自的特点与应用
3.讨论变压器空载运行时的电磁关系, 介绍感应电动势和空载电流的意义
4.解算例题
5。等效电路的讲解
6。重点讲解变压器的负载运行,折算和等效电路
7.变压器参数的测定
8.总结本节课的内容,提出要求
9。布置预习下一节
教学手段
板书和多媒体、视频录像相结合的教学方法
作业
3-——6.7、8
教研室
主 任
（签字）
课程: 电机拖动与控制 班级: 13矿机3班
教学过程
设 计
1。简单复习下上一节的内容
2.讲解他励直流电动机的直接启动
3.讲解他励直流电动机的降压启动
4。讲解他励直流电动机的串电阻启动
5。谈一谈这几种启动在实际中的应用, 尤其是在我们煤矿中的应用
6。例题提讲解
7。总结本节课的内容, 提出要求
8。布置预习下一节
教学手段
板书和多媒体、视频录像相结合的教学方法
5.变压器的并联运行
理想情况
不满足条件时的并联情况
6.总结本节
7.布置预习下一节
教学手段
板书和多媒体、视频录像相结合的教学方法
作业
3-—-10、12.19、20、
教研室
主 任
（签字）
电机与拖动试题题库1
《电机与拖动》试题题库一、填空题1.直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向相反，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向。
（填相同或相反）2.直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向，因此电磁转矩为转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向，因此电磁转矩为转矩。
3.直流电动机的励磁方式有、、、四种。
4.直流电机是一种能量转换装置，具有可逆性，既可作发电机用，又可作电动机用。
作发电机使用时，输入功率，输出功率；作电动机使用时，输入功率，输出功率。
5.直流电机定子主磁极的作用是。
6.直流电动机的电磁制动有、、三种。
7.串励直流电动机的特点是：负载变化时励磁电流及主磁通同时改变，故负载变化时变化很大，电磁转距则近似正比于变化。
8.直流电动机的静差率越小，表明电动机转速的相对稳定性越，也表明机械特性越。
9.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。
（填写,;U E E U>>）10.直流电机的电磁转矩是由和共同作用产生的。
11.变压器主要由和两部分组成。
12.变压器空载试验一般在侧进行，而短路试验一般在侧进行。
13.变压器空载运行时功率因数很低，这是由于。
14.变压器的可以近似看成铁耗，可以近似看成铜耗。
15.按照磁滞回线的形状不同，铁磁材料可分为和材料两大类。
16.铁心中的和之和称。
这部分损耗都将消耗有功功率，使铁心发热。
17.电流互感器运行时，在任何情况下都不允许副边，它可以看作是；而电压互感器使用时，副边不允许。
18.额定电压为440V/110V的单相变压器，高压边漏电抗16Ω，这算到二次侧后大小为。
19.当三相异步电动机的转差率1s=时，电动机处于状态；当0s<时，电动机处于状态；当1s>时，电动机处于状态。
当电动机拖动恒转矩负载，当满足运行条件时，拖动负载获得稳定运行状态。
20.三相交流电机电枢绕组产生基波旋转磁势的条件是，其转速与通入电流频率及电机极对数的关系是，若改变电流的相序，其转向。
电机与拖动考试题
如果电源电压为正弦波形，将此电压施加于一个单相变压器，则该变压器的磁化电流波形为A：正弦波B：平顶波C：尖顶波D：余弦波单相绕组流过单相交流时，产生的磁势是_脉动__磁势，三相对称绕组流过三相对称交流电流时，产生的磁势是_旋转磁动势___磁势。
电压互感器使用时副边不允许__短路__,电流互感器使用时副边不允许___开路___。
......................................................一、判断下列说法是否正确1、异步电动机nN=1470rpm，则其转差率S为0.01。
（）2、两相对称绕组，通入两相对称交流电流，其合成磁通势为旋转磁通势。
（）3、不管异步电机转子是旋转还是静止，定、转子磁通势都是相对静止的。
（）4、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（）。
5、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。
（）6、感应电动机空载运行时的功率因数很高。
（）二、选择题1、如果异步电动机的转差率s>1，则它的运行状态为（）A、发电机状态；B、电动机状态；C、制动状态2、异步电动机等效电阻中附加电阻上消耗的功率为（）A、电磁功率B、总机械功率C、输入功率3、空间按矩形分布的磁场以n（r/min）转速切割一短距线圈感应的电动势与切割整距线圈时相比，感应电势（）A、无变化；B、基波增加，谐波减小；C、基波略下降，谐波下降明显；D、基波与谐波按相同的比例下降。
4、一台50Hz三相感应电动机的转速为n=720r/min 该电机的级数和同步转速为（）。
Ａ４极；Ｂ６极；Ｃ８极；Ｄ１０极，5、如果有一台三相感应电动机运行在转差率为s=0.25，此时通过气隙传递的功率有（）。
A25%的转子铜耗；B75%是转子铜耗；C75%是输出功率；D75%是机械损耗。
三、填空1、在电机中，参数rm称为。
异步电机空载运行 2
3.2 三相异步电动机的空载运行 出的机械能。因此，主磁通是实现异步电动机机电能量转换的关键。
主磁通和槽漏磁通
端部漏磁通
2、定子漏磁通
仅与定子绕组交链，只在定子绕组中产生漏电动势，故不能起能量转 换的媒介作用，只能起电压降的作用。
3.2.2 空载电流和空载磁动势
•
空载电流 I（0 励磁电流）
•
•
小结:
（1）空载运行时，电动机输出机械功率P2=0,吸收少量有功 功率，满足电动机损耗。 （2）主磁通大小由电源电压、电源频率和定子线圈匝数决定， 与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。 （3）空载电流I0是建立旋转磁场的感性无功电流，cosφ0<0.2。
（4）与变压器相比，异步电动机存在气隙，磁阻较大，I0较 大，漏抗较大。
•
I 0 I 0r I 0h
•
有功分量 I 0r
•
无功分量I 0h
用来供给空载损耗，包括空载 时的定子铜损耗、定子铁芯损 耗和机械损耗
用来产生气隙磁场，也称磁化 电流，它是空载电流的主要部 分
三相空载电流所产生的合成磁动势的基波分量的幅值为：
F0
1.35
I0 N1 p
kw1
n 它以同步转速 旋1 转。
2、空载时电动势平衡关系与等值电路
电动机空载时每相的定子电动势平衡方程式为
•
••
•
••
••
U 1 E1 E1 I 0 r1 E1 I 0 (r1 jx1) E1 I 0 Z1
由于 Z很1 小，为了简化分析，可以忽略。因而近似地认为
•
•
U1 E1
U 1 E1 4.44kw1N1 f1m
3.2 三相异步电动机的空载运行
《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。
2010-2011-2电机与拖动期末试卷
期---------------------------密 ----------- 封 ------------ 线------------ 内 ------------不-------------得--------------答---------------题-------------------考场： 班级： 姓名： 学号：A.空气冷却B.氢气冷却C.自然风冷却D.水冷却9.一台48极的同步电动机，其同步转速为（）min/r。
A.250B.125C.62.5D.50010.同步电机的转子磁场是（）。
A.恒定磁场B.脉振磁场C.旋转磁场D.交变磁场（）1.一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。
（）2.再生制动可以使电动机停止运转。
（）3.一台直流电机按照发电机确定了换向极绕组与电枢绕组的连接方法后，运行于电动机状态不必改换接法。
（）4.电动机铭牌上标注的额定功率是指电动机的输出功率。
（）5.变压器的空载损耗近似铁损耗。
（）6.他励直流电机降低电枢电压调速和减弱磁通调速，都可以做到无极调速。
（）7.变压器既能变换交流电压，又能变换直流电压。
（）8.同步电机常用的制动方法是反接制动。
（）9.改变电流相序可以改变旋转磁场的方向。
（）10.三相异步电动机空载运行,若有一相断线,则电动机会立即停转。
1.机械特性2.转差率3.起动4.同步转速5.极距1.改变直流电动机的机械特性的方法有哪些？２.直流电动机的日常检查包括哪些方面？３.阐述异步电动机的工作原理。
4.同步发电机并列运行的条件有哪些？四、名词解释(每小题 3分，共 15分)五、简答题(每小题4分，共16分)１.判断下图直流电动机的励磁方式。
（a ）图励磁方式为 （b ）图励磁方式为２.下图为直流电动机改变机械特性后的图。
根据图示：可以知道图为 的人为机械特性，这种方法的机械特性的表达式为 。
1.直流发电机是根据左手定则工作的。
电机与拖动基础试题及答案
第二部分 直流电动机的电力拖动一、填空题： 1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下，_______和_______的关系。
（U=UN 、φ=ΦN ，电枢回路不串电阻；n ；Tem2、直流电动机的起动方法有____ ___。
（降压起动、电枢回路串电阻起动）3、如果不串联制动电阻，反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_______倍。
（2）4、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。
（理想空载转速）5、拖动恒转转负载进行调速时，应采_______调速方法，而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。
（降压或电枢回路串电阻；弱磁）1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。
（ ）（F ）2、直流电动机串多级电阻起动。
在起动过程中，每切除一级起动电阻，电枢电流都将突变。
（ ） （T ）3、提升位能负载时的工作点在第一象限内，而下放位能负载时的工作点在第四象限内。
（ ） （T ）4、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。
（ ） （F ）5、他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调速范围也越大。
（ ） （T ）三、选择题 1、电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了：（2）（1）旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意见；（2）系统机械惯性的大小，它是一个整体物理量；（3）系统储能的大小，但它不是一个整体物理量。
2、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是：（3）（1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性；（3）弱磁的人为特性。
3、直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（2）（1）为了使起动过程平稳；（2）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。
4、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于：（2）（1）能耗制动状态；（2）反接制动状态；（3）回馈制动状态。
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。
三相异步电动机的空载运行
定子漏磁通φ1σ在定子绕组中产生的漏抗电动势E1σ,常用漏 . 抗电动势来表示； k N φ = − jx I '
. . .
E 1σ = − j 4 . 44 f1
N1
1
1σ
10Βιβλιοθήκη 式中；x1 — 定子绕组每相漏阻抗，
x1 = 2π f1 L1σ
二、转子旋转时异步电动机（空载）的电磁过程 转子绕组开路时，转子电流为零，当转子绕组短路时，转子 电流不为零，转子电流与磁场作用产生电磁转矩使转子旋转，与 转子绕组开路相比，转子电动势的大小、频率的变化； 转子不转时，转子电势频率和定子电势频率、电源电压频率 相等：设转子转速为n，则定子旋转磁场切割转子导体的相对速 度下降为 ∆ n = n 0 - n , ,转子导体扫过一对磁极空间的时间变长，使 转子电势频率减小为； f 2 = p ∆ n = spn 1 = sf 1 ， s定义为异步电动 60 60 机的转差率； S = n 0 - n
• • 1V 1W 1U
• • • 1U 1V 1W
• • •
•
•
2U
2V
2W
2V
2W
2U
励磁磁动势产生的磁通绝大部分同时与定转子绕 组交链,这部分称为主磁通，用φm表示,主磁通参与 能量转换，在电动机中产生有用的电磁转矩。主磁通 的磁路由定转子铁心和气隙组成，它受饱和的影响， 为非线性磁路。此外有一小部分磁通仅与定子绕组相 交链，称为定子漏磁通φ1σ。漏磁通不参与能量转换 并且主要通过空气闭合，受磁路饱和的影响较小，在 一定条件下漏磁通的磁路可以看做是线性磁路。 为了方便分析定子、转子的各个物理量，其下标 为“1”者是定子方，“2”者为转子方。 异步电动机在正常工作时的一些电磁关系在转子 不转时就存在，利用转子不动时分析有助于理解其电 磁过程。
电机与拖动_北京信息科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
电机与拖动_北京信息科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.当变压器带容性负载时，二次侧输出电压可能会随着负载电流的增加而升高。
参考答案:正确2.一台他励直流电动机，U=220V，I=75A，Ra=0.1Ω，Rf=88Ω。
电动机的输入功率为（）kW。
参考答案:16.53.一台并励直流电动机，U=220V，I=72.5A，Ra=0.1Ω，Rf =88Ω。
电枢回路铜损耗为（）kW。
参考答案:0.494.一台并励直流发电机，U=230V，I=80A，Ra=0.1Ω，Rf = 92Ω。
电机的电枢电流为（）A。
参考答案:82.55.并励直流发电机电枢回路的电压方程式为（）。
参考答案:U=Ea-IaRa6.下列选项为变压器铁芯主要作用的是（）。
参考答案:磁路部分7.三相异步电机变频调速时，机械特性曲线硬度（），稳定性好。
参考答案:C．不变8.直流发电机把电枢线圈中感应产生的（），依靠换向器和电刷配合的换向作用，使之从电刷端引出时变为（）。
直流电动机把加在电刷两端的（），依靠电刷和换向器配合的换向作用，使电枢线圈中产生（）。
参考答案:交变电动势，直流电动势，直流电压，交变电动势9.直流电动机的工作原理是基于（），电枢线圈导体中产生的电磁力方向由（）定则判定。
直流发电机的工作原理是基于（），电枢线圈导体中产生的感应电动势方向由（）定则判定。
参考答案:电磁力定律，左手，电磁感应定律，右手10.当他励直流电机电枢电压、主磁通、电枢回路电阻一定时，机械特性表达式为（）。
参考答案:A．直线方程11.下列选项不属于变压器基本结构的是（）。
参考答案:电枢12.一台直流电机既可作发电机运行，由可作电动机运行，这个理论被称为（）。
参考答案:直流电机可逆原理13.直流电机（）又称电枢，电枢绕组在磁场中旋转，会产生（）。
电枢绕组中通入电流，会产生（）。
所以，电枢是电能转换成机械能的载体。
参考答案:转子，感应电动势，电磁转矩14.在直流电机中，常用槽数Z、元件数S、换向片数K来表征电枢绕组的特点，三者之间的关系为（）。
智慧树答案船舶电机与拖动(山东联盟)知到课后答案章节测试2022年
第一章1.关于磁场和磁力线的描述，下面说法错误的是（）。
答案:在距磁铁很远处，其磁力线可能会交叉2.软磁材料的特点是（）。
答案:磁滞回线面积较小，剩磁较小3.为减小涡流损失，通常采取的方法是（）。
答案:增大涡流回路的电阻4.电动机能够转动的理论依据是（）。
答案:C．载流导体中的电流处于自身产生的磁场中，受力的作用5.当变化的磁场穿过线圈，会在线圈两端引起感应电动势，可用公式e描述它们之间量和方向的关系该式中e的参考方向是这样规定的：（）。
答案:与Φ的参考方向符合右手螺旋关系6.应用左手定则来判断以下导体受力方向，其中正确的图示（箭头表示导体受力方向、⊗⊙表示导体中的电流方向）为（）。
答案:b7.试用左手定则判断图中矩形线圈的运动方向，正确答案是（）。
答案:顺时针转动8.载流导体在垂直于纸面的均匀磁场中受力的作用，如图所示。
确定磁场，电流和受力方向之间关系要应用（）；而受力的大小为（）。
答案:左手定则/BlI9.线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势一定越大。
（）答案:对10.线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大。
（）答案:错第二章1.有一台单相变压器，额定容量为3.8 kVA，原、副边额定电压380 V／220 V。
其原、副边的额定电流为（）。
答案:10 A／17.3 A2.关于变压器的下列说法，正确的是（）。
答案:只要保证了额定电压和额定容量，无所谓降压或升压使用3.如图，利用直流法测量单相变压器的同名端。
1、2为原绕组的抽头，3、4为副绕组的抽头。
当开关闭合时，直流电流表正偏。
这说明（）。
答案:1、4同名4.一台Y／△接法的三相电力变压器。
副绕组在经过检修后欲接回△。
在将副绕组接成闭合的△前，先测了一下三角形的开口电压，其值为2倍的相电压，这说明（）。
答案:副绕组中有一绕组极性接反5.下面关于仪用互感器的介绍说法中，说法正确的是（）。
答案:电流互感器在使用时，原绕组与负载串联6.变压器名牌上标有额定电压U1N、U2N，其中U2N表示（）。
三相异步电动机的空载运行
旋转磁场
当三相异步电动机的三相绕组接通三相电源后，电流在三相对称的绕组中产生旋转 磁场。
旋转磁场的极数与电源的相数相等，在电源频率不变的情况下，旋转磁场的转速恒 定。
旋转磁场的转向与电流的相序有关，当电流的相序改变时，旋转磁场的转向也随之 改变。
03 空载运行状态
空载电流
空载电流是指电动机在空载情况下，即没有任何负载时的电 流。这个电流通常比额定电流小，因为电动机在没有负载的 情况下运转，不需要克服机械阻力，所以运转电流较小。
空载电流的大小取决于电动机的设计和制造质量，以及电动 机的额定电压和频率。一般来说，电动机的空载电流不应该 超过额定电流的30%。
空载损耗
空载损耗是指电动机在空载运行时的能量损耗，主要包括 铁损和铜损。铁损是指电动机在空载时，由于磁场的存在 而产生的铁芯损耗；铜损是指电动机在空载时，由于电流 流过绕组而产生的电阻损耗。
空载运行的重要性
检查电动机的安装和接线是否正 确
通过空载运行可以检查电动机的安装是否 稳固，接线是否正确，确保电动机能够正 常启动和运转。
确定电动机的机械性能
空载运行可以初步了解电动机的机械性能 ，如转动是否灵活、是否有异常声音等， 有助于及时发现并排除潜在的机械故障。
验证电动机的电气性能
保护电动机和电网
系统的稳定性。
缺点
1 2 3
效率低
在空载状态下，电动机的效率较低，因为此时电 动机的损耗较大，而输出功率较小。
启动困难
对于重载启动的电动机，如果处于空载状态，启 动可能会变得困难，因为此时电动机的启动转矩 较小。
温升过高
在长时间的空载运行中，电动机的绕组温度可能 会升高，如果长时间处于高温状态，可能会影响 电动机的性能和使用寿命。
3.异步电机的空载运行
三相异步电动机空载运行数据
型号
；PN ；接法
；UN
；IN ；nN
。
电源电压 空载电流 空载损耗
U(V)
Hale Waihona Puke I (A) 0p (W) 0
150
转速n (r/min)
cosΦ0
220
300
380
注：电动机起动后，正常运转时监视电流表指示（不能超过5A)， 不对称度小于10%。
任务二：改接线操作（不接功率表）
（风向） 380 380 220 220
注：三角形连接用粗线
任务要求
断电后改变异步电动机的接线方法，总结不 同接线时的电动机空载运行状态。
出现的问题
1.转速超过额定转速 2.调压调速效果不明显 3.电压低时，转速低，电流大，甚至超过额定电流 4.任意对调两根电源线，电动机反转 5.不管转向如何，风向一样 6.角接比星接电流大 7.缺相
作业
异步电动机的铭牌数据含义。
原理简介
1.定子绕组通电后电机内部产生一个旋转磁场，在旋转磁场的
作用下电动机转子受力同向旋转。旋转磁场的转速又称同步转
速，大小为
n1
60 f p
2.电动机工作时转子转速n≠n1。所以称为异步电动机。
3.转差率s。 s n1 n n1
转差率的大小表明异步的程度。
❖电动机带额定负载时，转差率sN约为0.01~0.06；空载时，
s≈0。
总结:异步电动机空载运行的特点
❖空载转速接近同步转速，转差率S接近0，电流很小。 ❖空载电流（励磁电流）：大小为20%～50%倍额定电 流（因为磁路闭合要经过气隙，所以空载电流百分比比 变压器大），基本是无功电流，主要作用是建立主磁场。 ❖空载损耗：铁损耗、定子铜损耗、机械损耗等。 ❖空载转矩：驱动作用的电磁转矩与制动作用的空载阻 转矩相平衡，空载转矩较小。 ❖功率因数很低。
《电机技术应用》课件 2.2.1 三相异步电动机的空载运行
电抗性质不同：主磁通路径的磁导率随饱和程度而变化，其励磁电抗不是常数。
漏磁4 通路径的磁导率为常数，其定子漏电抗、转子漏电抗是常数。
空载电流
空载电流为空载运行时的定子电流
大小
是额定电流的20~30%
构成
•
•
•
I 0 I 0W I 0Y
•
I 0W 为无功分量，用来产生主磁通
•
I 0Y 为有功分量，用来供给铁芯损耗
思考与练习
5、异步电动机中的空气隙为什么做得很小？ 答：异步电动机气隙小的目的是为了减小励磁电流（空载电流），从而提高电 动机功率因数。因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。而励磁电流有属于感性无功性质，故减小励磁电流，相 应就能提高电机的功率因数。
6、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？
5）感应电动势不同：变压器空载时E2不等于0，异步电动机空载时E2约等于 0
思考与练习
1、三相异步电动机中，主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同？ 答：主磁通通过气隙沿铁心闭合，与定、转子绕组同时交链，它是实现能量转 换的媒介，它占总磁通的绝大部分。主磁通可以由定子电流单独产生。也可以 由定、转子电流共同产生。主磁通路径的磁导率随饱和程度而变化，与之对应 的励磁电抗不是常数。 除主磁通以外的磁通统称为漏磁通，它包括槽漏磁通。端部漏磁通和谐波漏磁 通。仅与定子交链的称为定子漏磁通，仅与转子交链的称为转子漏磁通。漏磁 通在数量上只占总磁通的很小的一部分，没有传递能量作用。漏磁通路径的磁 导率为常数，与之对应的定子漏电抗、转子漏电抗是常数。
思考与练习
2、为什么相同容量的三相异步电动机的空载电流比变压器的大很多？ 答 变压器的主磁路全部用导磁性能良好的硅钢片构成，感应电机的主磁路除了 用硅钢片构成的定、转子铁心外，还有空气隙。气隙的长度尽管很小，但磁阻 很大，使得感应电机主磁路的磁阻比相应的变压器大，感应电机空载电流标么 值为0.2-0.5，变压器空载电流的标么值为0.02-0.1。
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异步电动机中，主磁通是以n1旋转的磁通，气隙磁通密度在空间
按正弦分布，计算时用每极的基波总磁通m。
Page 13
2.4.2 三相异步电动机空载运行
本小节重点
三相异步电动机空载运行 - 转差率，由转差率判断电动机的运行状态 - 主磁通路径、漏磁通种类 - 感生电势的幅值、频率 - 等效电路图 - 功率平衡方程
A1 E1
I2=0
A2
E2=0
Y1 C1 0
B1
C1 B2
C2
与变压器一样，励磁电流由两部分组成：一部分产生主磁通
m0为无功分量Ìm，另一部分反应铁损的铁损电流，为有功分量
ÌFe，则
I0 Im Iμ IFe
，
因磁场切割转子速度为零，则转子电压方程为
U 2 E2 0
Page 10
2.4三相异步电动机
值，与变压器情况相同。
，
与变压器相似， － È1用励磁电流Ìm在励磁阻抗zm上的压降表 示时，则有
E1 Im zm Im (rm jxm )
式中，rm为励磁电阻，xm为励磁电抗。
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2.4三相异步电动机
B1
Z1
I0
2．2空#43;+运AAY12A2Z2行12 A2 1 U1
电动机空载时主磁通与漏磁通的路径
漏磁通包括：槽漏磁 通、端部漏磁通和谐波漏 磁通，槽漏磁通和端部漏 磁通如图2-20所示。
a）槽漏磁通
b）端部漏磁通
图2-20 槽漏磁通和端部漏磁通
Page 5
2.4三相异步电动机
2.4.2三相异步电动机空载运行
1．空载时的电磁关系
谐波漏磁通是由定子三相合成磁动势中的高次谐波磁动势产生 的，严格来说，它是通过气隙与转子绕组相链绕的磁通，与槽漏磁 通和端部漏磁通是有差别的。为了表明这种差别，谐波漏磁通又称 差别漏磁通，将谐波磁通归为漏磁通中是为了计算上的方便。
U1
B1
A1 E1
I2=0
A2
E2=0
C1 B2
C2
定子一相电路的电压方程为
U1 E1 Es1 I0r1 E1 jI0 x1 I0r1 E1 jI0 z1
式中，z1为定子漏阻抗，。由于E1>>I0z1，可认为Ù1≈－È1，当电
源电压和频率f1一定时，U1∝m，即主磁通m基本上也为一定
B1
C1 B2
C2
则电磁关系为：
s1
es1
u1
i0
imN1kw1=Fm m
i0r1
图2-18 异步电动机空载时的电磁关系
e1 e2=0
i2=0
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2.4三相异步电动机 2.4.2三相异步电动机空载运行
1．空载时的电磁关系
u（1 相电压）
i（0 相电流）
e1，e2 0(i2 0)
im N1kw1 Fm Φ（ m 主磁通）
Φ（ s1 定子漏磁通） es1 i0r1
Page 4
2.4三相异步电动机
2.4.2三相异步电动机空载运行 1．空载时的电磁关系
主磁通m是指同时链绕定、
转子绕组的磁通，磁路路径包括
气隙（2）、定子齿（2）、定子
轭、转子齿（2）、转子轭。定
子漏磁通s1是指只链绕定子绕组
而不链绕转子绕组的磁通。
图2-19
将其看成定子电流I0在定子漏电抗x1上的压降，则有
Es1 jI0 x1
式中，x1 1Ls1 2f1Ls1 ，Ls1 为定子漏电感。
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2.4三相异步电动机
B1
Z1
I0
2．2.4空.2载三时相的异步电电压动方机程空X1载BX运C2220++AA行Y12A2Z21Y2 1A2 1 C1 0
2.4三相异步电动机
2.4.2三相异步电动机空载运行 2．空载时的电压方程
定子绕组每相基波感应电动势为
E1 j4.44 f1N1kw1 Φm
定子绕组每相漏磁通感应电动势
，
定子漏磁通s1在定子绕组中产生的感应电动势为定子漏
感电动势Es1，由于漏磁通走的磁路主要是气隙，故它基本不
受磁饱和影响，只与定子电流I0成正比，与变压器分析相似，
s<0:发电机，0<s<1：电动机，s>1:电磁制动。
B1
Z1
I0
X1
B2 ++AA12 Z2
X2 C2
YA221
0
A1 2
U1
Y1 C1 0
B1
A1 E1
I2=0
A2
E2=0
C1 B2
a）电机轴向剖面
b）定、转子绕组接线示意
图2-17 异步电动机的空载运行示意图
将定、转子空间坐标纵
轴选在A相绕组的轴线上，
的励磁磁动势Fm，由Fm产生的主磁通m同时切割定、转子绕
组，则在定、转子绕组中分别产生感应电动势E1、E2。
空载时的定子电流I0近似等于励磁电流Im，三相励磁电流 产生的合成磁动势基波分量幅值为
Fm
m1 2
* 0.9
N1kw1 p
Im
3 2
* 0.9
N1kw1 p
Im
1.35
N1kw1 p
Im
N1、kw1分别为定子每相绕组的串联匝数和基波绕组系数。 Page 7
并使+A1与+A2重合，这样
C2
+A1、+A2也是定、转子A相 磁通的正方向。
Page 2
2.4三相异步电动机
2.4.2三相异步电动机空载运行 1．空载时的电磁关系
假定各物理量的参考方向，
B1
Z1
I0
X1
B2 ++AA12 Z2
X2 C2
YA221
0
A1 2
U1
A1 E1
I2=0
A2
E2=0
Y1 C1 0
图2-23 空载时的时空相量图
2.4三相异步电动机 2.4.2三相异步电动机空载运行 5．空载功率关系
输出功率：P2=0 输入功率P1：
铁损
定子 铜损
空载 损耗
机械 损耗
杂散 损耗
P1 3U1I0cos0 pFe pCu1 p0 3Im2 rm 3I02r1 pm pad
电动机空载时的物理现象与变压器空载运行情况相似，但应
2.4.2 三相异步电动机空载运行
本小 节内 容
三相异步电动机空载运行 - 电磁关系 - 电压方程 - 等效电路图 - 时空向量图（难点） - 功率关系
1
2.4三相异步电动机 2.4.2三相异步电动机空载运行
假定：忽略机械损耗，n≈n1，s≈0，I2≈0。 转差率： s =(n1-n)/n1。表征电动机运行状态的一个量，指气隙 中旋转磁场的同步转速和转子转速之差与同步转速的比值。
B1
Z1
I0
3．2.4空.2载三等相效异电步路电动机空X1 载BXC运2220++AAY行12A2Z21Y2 1A2 1 C1 0
U1
B1
A1 E1
I2=0
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E2=0
C1 B2
C2
根据空载时电压方程，可画出异步电动机空载时的等效电路。
U1 E1 I0 (r1 jx1)
E 1 Im z m Im ( rm jx m )
a）槽漏磁通
b）端部漏磁通
图2-20 槽漏磁通和端部漏磁通
Page 6
2.4三相异步电动机 2.4.2三相异步电动机空载运行
2．空载时的电压方程
定子绕组每相基波感应电动势
三相异步电动机的定子绕组内通入三相对称电流后，在 气隙中产生三相基波合成旋转磁动势F0，它以同步转速 n1=60f1/p旋转，空载运行时，磁动势F0基本上等于气隙主磁场
I0 Im Iμ IFe
U 2 E2 0
r1 jx1
I0 U1
rm E1
jxm
图2-21 异步电动机空载时等效电路
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2.4三相异步电动机
B1
Z1
I0
2.4.2三相异步电动机空载运行 X1
B2 ++AA12 Z2
X2 C2
YA221
0
A1 2
U1
Y1
4．空载时空相量(相量矢量)图 C1 0
B1
A1 E1
I2=0
A2
E2=0
C1 B2
C2
相量：时间相量 E, I 矢量：空间矢量 F, B,
选取瞬间磁动势坐 标轴在+A轴线上，则空 间相量关系如图所示。
若再选取时间与空间参考轴一致，
则时间相量Ìμ与空间相量m具有同相位
性质，即可将时间相量与空间相量画在 一起，称为时空相量图如图2-23所示。
14