电力机车电机复习题及参考答案

《电力机车电机》课程复习资料
一、填空题：
1.将机械能转换为直流电能的电机称为；将直流电能转换为机械能的电机称为。

2.直流电机由静止的和旋转的两大部分组成。

3.直流电机具有可逆性，既可作使用，也可作使用。

4.直流电机的励磁方式可分为、、、四类。

5.机车上采用串励牵引电动机存在的缺点主要为：（1）个别传动时，；（2）电气制动
时，需要将励磁绕组改接为。

6.调节电动机转速的方法有三种，即：、、。

7.电枢元件从电枢绕组一条支路经过电刷进入电枢绕组另一条支路，该元件中电流从一个方向变换到另
一个方向的过程，称为。

8.改变电动机转向的方法有两种：一是，二是。

若同时改变磁通方
向及电枢电流的方向，则直流电动机转向。

9.脉流牵引电动机的主磁极由和两部分组成。

10.脉流牵引电动机的换向极由和两部分组成。

11.换向回路电阻主要是决定于的接触电阻。

12.磁桥的作用是，避免由于整体机座对交变磁通的涡流作用。

13.脉流牵引电动机转子由、、和等部件组成。

14.牵引电动机的传动方式通常可分为和两种。

15.牵引电动机的机座一般都采用导磁性能和机械性能良好的制成。

16.电压互感器在使用时副边不许。

17.变压器负载运行就是指的状态。

18.变压器铁心既作为变压器的，又作为变压器的。

19.变压器的电压变化率与它的负载大小成比。

20.变压器的铁心都采用。

21.变压器运行时铁心中的基本上不变。

22.环火时牵引电动机处于运行状态。

23.三相异步电动机常用的降压起动方法有降压起动、降压起动、降压起动、
降压起动。

24.单相异步电动机起动转矩。

25.三相异步电动机由和两个基本部分组成。

26.三相异步电动机机座一般采用制成。

27.当转差率s为负值时，三相异步电机作运行。

28.三相异步电动机的调速方法有、和三种。

29.异步电动机的转子由、及组成。

30.按照转子型式，异步电机可分为转子和转子两大类。

31.三相异步电动机反转的方法是将。

32.异步劈相机自行起动。

33.异步劈相机是一台和的组合体。

34.异步劈相机的起动方法有起动法和起动法两种。

35.当异步劈相机转子以额定转速转动时，可以认为气隙中只有磁场。

二、判断题：
1.在直流电动机中，换向器将外加的直流电流逆变成绕组内的交流电流。

[ ]
2.当牵引电动机采用架承式悬挂时，动力作用大大增加。

[ ]
3.并励牵引电动机的功率利用较好。

[ ]
4.在直流发电机电枢绕组接负载后,感应电动势驱动电流流动,所以电枢电流与感应电动势反方向。

[ ]
5.并励电机励磁绕组和电枢绕组相串联。

[ ]
6.直接加额定电压起动，起动电流很小。

[ ]
7.通常以换向器及电刷表面状态作为确定火花等级的主要依据。

[ ]
8.采用适当的主极极靴形状，可以改善换向器的电位分布。

[ ]
9.串励电动机容易发生空转。

[ ]
10.个别传动时容不易发生空转。

[ ]
11.补偿绕组应与电枢绕组相串联。

[ ]
12.脉流牵引电动机通常采用由电工钢片叠成的换向极铁心。

[ ]
13.当电流从两个同名端流入时，铁心中所产生的磁通方向是相反的。

[ ]
14.主极铁心通常采用钢板叠成，是为了降低电枢旋转时电枢铁心的齿和槽相对磁场移动所引起的磁场脉
动在主极极靴表面产生的涡流损耗。

[ ]
15.变压器的铁心浸在变压器油中，将阻碍铁心的散热。

[ ]
16.变压器与负载连接，给负载输送电能的绕组称原边绕组。

[ ]
17.电流互感器是一个近似短路运行的单相升压变压器。

[ ]
18.变压器的变压比等于原边、副边绕组的匝数之比。

[ ]
19.只要把三相绕组中的任何两个出线端的位置对换，就可以改变旋转磁势方向。

[ ]
20.单相异步电动机的旋转方向由起动时的转动方向而定。

[ ]
21.三相异步电动机定子三相绕组的结构是不对称的。

[ ]
22.三相异步电动机在调速和控制性能上较直流电动机优越。

[ ]
23.变频调速就是改变供电电源的频率来调速。

[ ]
24.通常以换向器及电刷表面状态作为确定火花等级的主要依据。

[ ]
25.三相异步电动机定子三相绕组可接成星形或三角形。

[ ]
三、问答题：
1.直流电机分别作发电机运行和电动机运行时，它们的电磁转矩、转向、电枢电势、电枢电流的方向有
何关系？
2.简述直流电机电刷装置的组成和作用。

3.简述直流电机主磁极的组成和作用。

4.直流牵引电动机换向分几种情况？
5.直流电动机有几种起动方法？分析各种方法的优缺点。

6.直流电动机有几种调速方法？电力机车常采用哪些方法调速？
7.如何改变旋转磁势的转向？
8.何谓电机的定额？牵引电动机为什么规定两种定额？
9.何谓额定数据？牵引电动机有哪些额定数据？
10.补偿绕组的作用是什么？对补偿绕组有何要求？
11.何谓磁场削弱？牵引电动机磁场削弱的方法和作用是什么？
12.为什么要对换向片倒角？对云母片下刻？
13.异步电动机为什么又叫感应电动机？
14.何谓降压起动？常用的降压起动方法有哪些？
15.三相异步电动机铭牌上有哪几个重要的数据？
16.三相异步电动机中的定子旋转磁场是怎样产生的？
17.三相异步电动机有哪些起动方法？
18.试述三相异步电动机的工作原理。

19.说明变压器的工作原理。

20.什么叫抱轴式悬挂和架承式悬挂？各有哪些优缺点？
21.什么叫转差和转差率？如何由转差率的大小范围来判断异步电动机的运行情况？
22.说明直流电机的基本结构和各部件的作用。

参考答案
一、填空题：
1.直流发电机，直流电动机
2.定子，转子
3.电动机，发电机
4.他励、并励、串励、复励
5.容易发生空转，他励
6.改变电源电压U 、改变电枢回路串接的电阻pa R 、改变气隙主磁通Φ
7.换向
8.改变磁通（即励磁电流）的方向，改变电枢电流的方向，维持不变
9.主极铁心，主极线圈
10.换向极铁心，换向极线圈
11.电刷与换向片之间
12.让流经机座的换向极交变磁通~.
∆Φ从其中流通
13.转轴、电枢铁心、电枢绕组，换向器
14.个别传动，组合传动
15.铸钢
16.短路
17.变压器的原边绕组接在电源上，副边绕组接上负载后输出电流
18.磁路，机械骨架
19.正
20.电工钢片叠装而成
21.主磁通
22.发电机
23.星三角、自耦变压器、定子绕组串电阻或电抗、延边三角形
24.无
25.定子，转子
26.铸铁
27.发电机
28.改变定子绕组的极对数、改变电源频率，改变转差率
29.转子铁心、转子绕组、转轴
30.鼠笼型，绕线型
31.三相接线端中的任意两相接线端对调
32.不能
33.单相异步电动机，三相异步发电机
34.辅助电动机，分相
35.正序
二、判断题：
1.×
2.×
3.×
4.×
5.√
6.×
7.√
8.√
9.√ 10.× 11.√ 12.√ 13.× 14.√ 15.× 16.× 17.√ 18.√
19.√ 20.√ 21.× 22.× 23.√ 24.√ 25.√
三、问答题：（答题要点）
1.答：电动机状态：电磁转矩和转向相同，电枢电势与电枢电流的方向相反。

发电机状态：电磁转矩和转向相反，电枢电势与电枢电流的方向相同。

2.答：电刷装置由电刷、刷握、刷握架、刷杆和刷架圈等构成。

电刷装置的作用是使转动的电枢绕组与外电路相连。

3.答：主磁极是由主极铁心和主极线圈两部分组成，其作用是产生主磁场。

4.答：分为电阻换向、延迟换向和超越换向三种。

5.答：降压起动、变阻起动；降压起动的优点是在起动过程中无电阻损耗，并可达到平稳升速，但需要
专用电源设备。

所需起动设备简单, 但变阻起动过程中能量消耗大。

6.答：直流电动机的调速方法：电枢回路串接电阻调速，改变电源电压调速和改变主磁通调速。

电力机
车常采用改变电压和弱磁调速。

7.答：只要把三相绕组中的任何两个出线端的位置对换就可以改变旋转磁势的转向。

8.答：电机的定额是由电机制造厂规定的电机全部电量和机械量的数值。

根据机车运行特点，牵引电动
机负载的性质基本上是连续的和短时重复的。

因此，牵引电动机规定了两个定额，即连续定额和小时定额。

9.答：在规定定额下，制造厂对电机的每个电量或机械量所规定的数值，称为电机的额定数据。

额定数
据：额定小时功率、额定电压、额定电流、额定转速。

10.答：作用：消除由于电枢反应引起的磁场畸变，防止环火。

要求：要求补偿绕组嵌放在主极铁心槽内，
与电枢绕组串联，其磁势与电枢磁势相反。

11.答：采用某种方法，将电动机的励磁磁势减少，称为磁场削弱。

牵引电动机常用的磁场削弱的方法是
在电动机主极绕组两端并联一级或数级分路电阻。

牵引电动机磁场削弱的作用是：1)提高高速时电机的功率利用率。

2)扩大牵引电动机的调速范围。

12.答：换向片的磨损比云母片快，故在组装好的换向器上，必须将云母片下刻0.8～1.5mm，同时换向片
两侧要倒角，以保证电机运行时电刷和换向器良好接触。

13.答：由于异步电机的转子绕组并不直接与电源相接，而是依靠电磁感应的原理来产生感应电势和电流，
从而产生电磁转矩使电动机旋转，因而异步电机又称为感应电机。

14.答：降压起动是指电动机在起动时降低加在定子绕组上的电压，起动结束后再加上额定电压运行。

常
用的降压起动方法有星三角降压起动、自耦变压器降压起动、定子绕组串电阻或电抗降压起动、延边三角形降压起动。

15.答：（1）额定功率；（2）定子额定电压；（3）定子额定电流；（4）额定转速；（5）额定频率。

16.答：当三相对称电流流过三相对称绕组时，三相绕组的合成磁势为一个圆形旋转磁势。

17.答：异步电动机的起动主要有以下四种方法：（1）直接起动；（2）降压起动；（3）小容量电动机重载
启动采用鼠笼电机；（4）绕线电动机起动：绕线电机常用转子串接电阻或转子串接频敏变阻器的方法来改善起动性能。

18.答：当三相对称绕组通入三相对称电流时，在空间产生一个圆形旋转磁场。

当旋转磁场切割转子导体
时，在其中产生感应电势，使转子导体中有电流流过。

转子电流与旋转磁场作用而产生电磁转矩，使转子以转速n旋转，从而把电能转换成机械能，作电动机运行。

转子方向与磁场旋转方向相同。

而且三相异步电动机的转速n总是略低于同步转速n1，以便气隙中的旋转磁场能够切割转子导体而在其中产生感应电势和感应电流，从而能够产生足够的电磁转矩来拖动转子旋转。

19.答：在绕组N1上外施交流电压
.
1
U，便有交流电流
.
1
I流入，因而在铁心中激励出交变磁通
.
Φ。

根据电
磁感应定律可知，磁通
.
Φ的交变会在绕组N2中感应出电势
.
2
E，此时若绕组N2接上负载，就会有电能
输出。

由于绕组的感应电势正比于它的匝数，因此只要改变绕组N2的匝数，就能改变感应电势
.
2
E的大
小，这就是变压器的工作原理。

20.答：抱轴式悬挂是指牵引电动机一侧通过滑动轴承抱在机车动轮轴上，另一侧通过弹性缓冲装置悬挂
在机车转向架的横梁上。

优点：抱轴式悬挂结构简单、检修方便、成本较低。

缺点：动力作用大，换向困难，结构尺寸受限，功率和速度受到限制。

架承式悬挂就是将牵引电动机完全固定在转向架上。

优点：动力作用大大减小，缺点：结构复杂。

21.答：把同步转速n1和转子转速n的差值称为转差。

转差与同步转速n1的比值称为转差率。

转差率s =1时，电机刚起动，转子转速n =0；
转差率则在1～0的范围内变化，作异步电动机运行时，转速n在0～n1的范围内变化；
转差率s为负值时，作异步发电机运行时；
转差率s ＞1时，异步电机在制动状态下运行，由于转子逆着磁场方向旋转，n ＜0。

在额定状态下，转差率s的数值通常都是很小的，中小型异步电动机的转差率约为0.01～0.07。

22.答：直流电机由静止的定子和旋转的转子两大部分组成，在定子和转子之间有一定大小的间隙，称为
气隙。

定子的作用是产生磁场和作为电机的机械支撑。

主要包括机座、主磁极、换向极和电刷装置。

机座的作用是机械支撑和作为电机的导磁磁路；主磁极的作用是产生磁场；换向极的作用是改善直流电机的换向；电刷装置的作用是通过电刷与换向器表面的滑动接触，把转动的电枢绕组与外电路相连。

转子主要包括转轴、电枢铁芯、电枢绕组和换向器。

转轴用来传递转矩；电枢铁芯是电机磁路的一部分，也是承受电磁力作用的部件；电枢绕组的作用是产生感应电动势和通过电流产生电磁转矩，实现机电能量转换；换向器是进行机械整流，在直流电动机中，将外加的直流电流逆变成绕组内的交流电流，在直流发电机中，将绕组内的交流电动势整流成电刷两端的直流电动势。