《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)B 8、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
1、说明直流发电机的工作原理。 答：1）用原动机拖动电枢绕组旋转 2）电机内部有磁场存在； 3）电枢绕组旋转切割磁场，产生交变的感应电势（右手定则）； 4）通过电刷将交变感应电势引出变成直流； 5）将机械能变为电能。 2、说明直流电动机的工作原理。 答：1）将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流流过。 2）机内部有磁场存在。 3）载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力f 作用f=Bli a（左手定则） 4）所有导体产生的电磁力作用于转子，使转子以n(转/分)旋转，以便拖 动机械负载。 3、直流电机的额定值有哪些？ 答：额定值有额定功率、额定电压、额定电流和额定转速等 4、 答：直流电机的励磁方式分为他励和自励两大类，其中自励又分为并励、串励和复励三种形式。 1）他励 他励直流电机的励磁绕组由单独直流电源供电，与电枢绕组没有电的联系，励磁电流的大小不受电枢电流影响。 2）并励 发电机：I a=I f+I 电动机：：I =I a+I f 3）串励：I a=I f=I 4）复励 5、直流电机有哪些主要部件？各部件的作用是什么。 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：固定主磁极、换向磁极、端盖等，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：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。由电工钢片叠成。 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：换向用，由换向片围叠而成。 6、直流电机的换向装置由哪些部件构成？它在电机中起什么作用？ 答 ：换向装置由换向片、换向极铁心和换向极绕组构成。主要作用是改善直流电机的换向，尽可能地消除电火花。 7、 直流电枢绕组由哪些部件构成？ 答：电枢绕组是由很多个线圈按照一定的规律连接而成的。 8、 什么是电枢反应？对电机什么影响？ 答：直流电机在空载运行时,气隙磁场仅有励磁磁动势产生,而负载运作时,气隙磁场是由励磁磁动势和电枢磁动势共同产生的,显然与空载时不同，因此把电枢磁动势对主极磁场的影响称为电枢反应. 电枢反应结果可能使气隙磁场畸变，同时还可能使气隙磁场削弱或增强。 9、电机产生的的电动势E a =C e Φn 对于直流发电机和直流电动机来说，所起的作 用有什么不同？ 答； 直流发电机电枢电动势为电源电动势（a a E I 与同向），直流电动机为反电 动势（a a E I 与反方向）。 10、电机产生的的电磁转矩T=C e ΦI a 对于直流发电机和直流电动机来说，所起的 作用有什么不同？ 答：在发电机中，电磁转矩的方向与电枢转向相反，对电枢起制动作用；在电动机中，电磁转矩的方向与电枢转向相同，对电枢起推动作用。 11、 答：电流电动机的输入功率P 1是从电枢两端输入的电功率，P 1=UI ；电磁功率P M 是扣除励磁回路的损耗和电枢回路的损耗后剩余部分的功率， )(1Cuf Cua M p p P P +-=； 输出功率P 2是转轴上输出的机械功率，即电磁功率扣除机械损耗Ωp 、铁损耗Fe p 和附加损耗ad p 后的机械功率，02)(p P p p p P P M ad Fe M -=++-=Ω。
第一章直流电机练习 一、判断题（对的打√，错的打×） 1、并励电机在运行时断开励磁绕组对电机运行没有多大的影响。（×） 2、在直流电动机的调速中，当调节器为PI调节时，表现为转速无静差。（√） 3、直流电机的电枢铁芯由于在直流状态下工作，通过的磁通是不变的，因此完全可以用整块的磁材料构成，不必用硅钢片叠成。（×） 4、降压调速适用于并励直流电动机。（×） 5、机械特性表征转速和电磁转矩的关系，直流电动机的机械特性是一条直线。（×） 6、在直流电动机起动时，采用电枢串电阻起动，在起动中过程为了快速起动和减小电阻引起的损耗，必须将电阻直接切除掉。（×） 7、一台并励直流发电机，空载运行于某一电压下，如将其转速升高10% ，则发电机的端电压升高10%。（×） 8、使用并励电动机时，发现转向不对，应将接到电源的两根线对调以下即可。（×） 9、换向器是直流电机特有的装置。（√） 10、直流发电机线圈中的感应电势是交变的。（√） 二、填空题 1、直流电动机的调速方法有：1）改变电枢两端电压调速、2）改变励磁磁通调速、3）电枢回路串电阻调速等三种。 2、改变直流电动机旋转方向的方法有：（1）将电枢两端电压极性反接，使电枢电流方向改变；（2）将励磁电源电压反接，使励磁电流方向改变。 3、直流电动机按照电枢绕组和励磁绕组的联接方式不同可分为：他励、串励、并励和复励电动机。 4、直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向相反，因此电磁转矩为阻转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向相同，因此电磁转矩为驱动转矩。 5、直流电动机正处于运行状态，若想改变它的旋转方向，可用的方法有通过改变电枢两端电压极性，而改变电枢电流方向，实现反转和带位能性负载时，通过倒拉方式实现反转。
3.1答：直流发电机工作时总是朝一个方向转动，磁极固定不动，所以每个磁极下的导体中流 过的电流和电压方向恒定不变，当导体转到某一磁极下，导体经由换向片和电刷接触输出电能，又由于电刷和磁极相对静止，所以该磁极下的电刷上的电压极性恒定不变，故能发出直流电。 如果没有换向器，就不能把每个磁极下电枢上流过的方向不变的电流引出，电机不能发出直流电流。 3.2答：（1）直流电。电刷与磁极同时旋转，这样就能保证电刷与磁极相对静止，这样电刷引 出的还是与其对应磁极下的方向不变的电流，故发出直流电。 （2）交流电。电刷与电枢同时旋转，电刷与磁极发生相对运动，电刷在N极和S极下不停的变换，这就导致电枢一会儿引出的时N极下的方向不变的电流，一会儿引出的时S极下的方向不变的电流，由于N极和S极下导体中的电流方向相反，所以，电刷引出的是交流电。 3.3答：直流电动机电刷两端接入直流电，换向器与电刷交替接触，这样就保证了所有导体转 动时在每一个磁极下流过的电流方向不变，从而使得每一根导体产生的电磁转矩方向不变，电枢从而产生恒定转矩，拖动负载向一个方向转动。 3.5方向不变：①④⑤⑥ 方向交变：②③⑦ 3.6因为励磁绕组绕在电机的定子上，由其产生的励磁磁通与定子相对静止，所以不能产生感应电动势。而电枢绕组绕在转子上，转子与定子做相对运动，电枢绕组切割励磁磁力线，产生感应电动势。 3.7
3.8电枢的几何中性线：相邻两主极间的中心线称为电枢的几何中性线 换向器上的几何中性线：当元件轴线与主极轴线重合时，元件所接两片换向片间的中心线称为换向器上的几何中性线（电动势为零的元件所接的两换向片间的中心线称为换向器上的几何中性线）。 换向器上几何中性线由元件结构决定：对于对称元件，换向器上的几何中性线与主极轴线重合；对于非对称元件，换向器上的几何中性线偏离主极轴线一个角度，这个角度与元件不对成度相等； 在实际电机中的位置：电刷的中心线上。 3.9解：（2） 120 524i Z y p ε= ±== 1k y y == 21154y y y =-=-=- 绕组展开图如下所示：
八下第一章第4节电动机练习题 一、 1、通电导体在磁场中受到了。通电导体在磁场中受力方向与 和有关。电流方向改变时，通电导体受力方向。磁场方向改变时，通电导体受力方向。但若电流方向和磁场方向同时改变时，通电导体受力方向。 2、通电线圈在磁场中会发生。平衡位置是指线圈平面与磁感线的位置。 当线圈处在平衡位置时，线圈两边受到一对的作用。当线圈平面与磁感线平行时，线圈会发生。 3、直流电动机的工作原理是：利用的原理。直流 电动机主要组成部分：、、、。换向器的作用：能自动改变线圈中，使线圈连续旋转。线圈的转动方向取决于和。线圈的转动速度取决于和。 4、电动机有许多优点：构造、控制、效率、无污染，广泛地应用在 日常生活和各种生产中。例如：、。 二、我理解了 5、如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置，当导 线AB中有某方向电流通过时，它受到的磁场力方向向右。 （1）如果仅将磁极对调位置，导线AB受力方向 ______。 （2）如果磁极位置不变，仅改变AB中的电流方向，导线AB受力方向 ______。 （3）若同时对调磁极位置和改变电流方向，导线AB的受力方向 ______。 （4）此实验表明磁场对通电导体作用力的方向与 __________和 __________方向有关。 6、通电直导体在磁场中受到的力的方向----------------------------------（） A．跟磁感线方向平行，跟电流方向垂直 B．跟磁感线方向垂直，跟电流方向平行 C．跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直 D．跟磁感线方向平行，跟电流方向平行 7、关于直流电动机，小宇和他的同学有不同的看法，其中你认为他们的看法正确的是 A、小宇：直流电动机是利用电磁铁的原理制成的（） B、小丽：直流电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 C、小明：直流电动机实现了机械能转化为电能 D、小强：直流电动机的换向器是用来改变磁场的方向 8、下列器材的工作原理与电动机的工作原理相同的是-----------------------（） A．电炉 B．电铃 C．磁悬浮列车 D．电流表
第二章直流电机的电力拖动 2-1 他励直流电动机的机械特性的斜率与哪些量有关？什么叫硬特性？什么叫软特性？ n称为理想空载转速？ 2-2 为什么 2-3 什么叫人为机械特性？ 2-4 为什么降低电源电压的人为机械特性是互相平行的？为什么减弱气隙每极磁通后机械特性会变软？ 2-5什么是电力拖动系统的稳定运行？能够稳定运行的充分必要条件是什么？ 2-6 他励直流电动机稳定运行时，电枢电流的大小由什么决定？改变电枢回路电阻或改变电源电压的大小时，能否改变电枢电流的大小？ 2-7 他励直流电动机为什么不能直接起动？直接起动会引起什么不良后果？ 2-8 起动他励直流电动机前励磁绕阻断线，没发现就起动了，下面两种情况会引起什么后果？ 2-9 如何判断他励直流电动机是处于电动运行状态还是制动运行状态？ 2-10 他励直流电动机有哪几种调速方法？各有什么特点？ 2-11 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。 2-12 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。 2-13 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，
1 第八章 同步电机 8.1 同步电机原理和结构 1．同步发电机原理简述 （1）结构模型： 同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。最常用的转场式同步电机的定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场（也称主磁场、转子磁场）。除了转场式同步电机外，还有转枢 式同步发电机，其磁极安装于定子上，而交流 绕组分布于转子表面的槽内，这种同步电机的 转子充当了电枢。图8-1-1给出了典型的转场 式同步发电机的结构模型。图中用AX 、BY ， CZ 共3个在空间错开120°电角度分布的线 圈代表三相对称交流绕组。 （2）工作原理 同步电机电枢绕组是三相对称交流绕组，当 原动拖动转子旋转时，通入三相对称电流后，会产生高速旋转磁场，随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场），会在其中感应出大小和方向按周期性变化的交变电势，每相感应电势的有效值为， E 0＝4.44f N Фf k w （8-1-1） 式中 f ——电源频率；Фf ——每极平均磁通； N ——绕组总导体数；k w ——绕组系数； E 0是由励磁绕组产生的磁通Фf 在电枢绕组中感应而得，称为励磁电势（也称主电势、空载电势、转子电势）。由于三相电枢绕组在空间分布的对称性，决定了三相绕组中的感应电势将在的时间上呈现出对称性，即在时间相位上相互错开1/3周期。通过绕组的出线端将三相感应电势引出后可以作为交流电源。可见，同步发电机可以将原动机提供给转子的旋转机械能转化为三相对称的交变电能。 感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p ，即 图8-1-1 同步电机结构模型 60pn f
3.11为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？ 答：电动机在未启动前n=0,E=0,而R a很小，所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时，启动电流将很大。I st=U N/R a 3.12他励直流电动机启动过程中有哪些要求？如何实现？ 答：他励直流电动机启动过程中的要求是：1启动电流不要过大；2不要有过大的转矩。 可以通过两种方法来实现：1 降压启动2 在电枢回路内串接外加电阻启动 3.13（1）他励直流电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加上？ 答：直流他励电动机启动时，一定要先把励磁电流加上是因为主磁极靠外电源产生磁场。 （2）若忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通，这是会产生什么现象（试从T L=0和T L=T N两种情况加以分析）？ 答：如果忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通，T L=0时理论上电动机转速将趋近于无限大，引起飞车，T L=T N时将使电动机电流大大增加而严重过载。 （3）当电动机运行在额定转速下，若突然将励磁绕组断开，此时又将出现什么情况？ 答：当电动机运行在额定转速下，如果突然将励磁绕组断开，转速为零，导致停车。 3.15一台他励直流电动机的技术数据为：P N=2.2kW, U N=U f=110V, n N=1500r/min, ?N=0.8, R a=0.4?, R f=82.7? ①求额定电枢电流I aN ； P N=U N I aN?N 2200=110×I aN ×0.8 I aN =25A ②求额定励磁电流I fN； U f =R f I fN I fN=110/82.7=1.33A ③求励磁功率P f； P f =UfI fN =146.3W ④求额定转矩T N ； T N=9.55P N/n N=14Nm ⑤求额定电流时的反电动势； E N=U N-I N R a =110V-0.4*25=100V ⑥求直接启动时的启动电流； I st=U N/R a=110/0.4=275A ⑦如果要使启动电流不超过额定电流的2倍，那么启动电阻为多少？此时启动转矩又为多少？ 启动电阻 2I N>U N /(R a+R st) R st>1.68?
浙教版科学八年级下册第一章第4节电动机同步练习D卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单选题 (共15题；共30分) 1. （2分）如图是“混合动力汽车”原理结构的示意图，该车行驶过程中把电能转化为机械能的部件是（） A . 汽油发动机 B . 电池 C . 发电机 D . 电动机 2. （2分）通电导体在磁场中会受到力的作用，这一知识的重要应用是（） A . 电动机 B . 发电机 C . 电磁铁 D . 电热器 3. （2分）下面四幅图中反映电动机工作原理的是（） A . B .
C . D . 4. （2分）如图为直流电动机的工作原理图。以下相关的分析中不正确的是（） A . 电动机工作过程中，电能转化为机械能 B . 电动机工作过程中，对调电源正、负极可以改变转动方向 C . 电动机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变 D . 电动机工作过程中，增大电源电压，可以使转速增大 5. （2分）如图所示,在下列有关电与磁实验的装置图中，能应用于电动机的原理的是（） A . B . C .
D . 6. （2分）下列设备与电动机工作原理相同的是（） A . 扬声器 B . 电铃 C . 动圈式话筒 D . 发电机 7. （2分）在科学研究时，科学家往往可以根据现象推理出相应的结论，为科学的发展打下基础。下列几种现象对应的结论正确的是（） 选项现象结论 A用α 射线轰击金箔，发现大部分没有改变方向原子核几乎集中了原子全部的质量 B用磁体的 S 极来回摩擦铁棒，会使铁棒变成一个新的磁体磁体都存在南北极 C磁体靠近灯泡的时候发现灯丝轻轻摇动通电导体在磁场中受到力的作用 D白炽灯开久了会温度升高电磁感应现象 A . A B . B C . C D . D 8. （2分）如图所示各器具中，与电流表工作原理相同的是（） A . 电圈式话筒
第三章 直流电机 习题解答 3-1 直流电机铭牌上的额定功率是指输出功率还是输入功率？对发电机和电动机有什么不同？ 答：输出功率；对于电动机指轴上的输出机械功率，对于发电机指线段输出的电功率。 3-2. 一台p 对极的直流电机，采用单叠绕组，其电枢电阻为R ，若用同等数目的同样元件接成单波绕组时，电枢电阻应为多少？ 答：P 2R . 解析：设单叠绕组时支路电阻为R 1 ，考虑到并联支路数2a =2p ，故有： 1 2R R P = ,则12R PR = ，单波绕组时，并联支路数2a=2,每条支路有p 个R 1 , 则每条支路电阻为22p R ，并联电阻为2p R 。 3-3.直流电机主磁路包括哪几部分？磁路未饱和时，励磁磁通势主要消耗在哪一部分？ 答：(N 极)，气隙，电枢齿，电枢磁轭，下一电枢齿，气隙，（S 极），定子磁轭，（N 极）； 主要消耗在气隙。 3-4. 在直流发电机中，电刷顺电枢旋转方向移动一角度后，电枢反应的性质怎 样？当电刷逆电枢旋转方向移动一角度，电枢反应的性质又是怎样？如果是电动机，在这两种情况下，电枢反应的性质怎样？ 答：当电刷偏离几何中性线时，除产生交轴电枢磁动势外，还会产生直轴磁动势。对于发电机，当电刷顺电枢旋转方向移动一角度后，产生的交轴磁动势F aq 对主磁场的影响与电刷位于中性线时的电枢反应磁动势相同，产生的直轴电动势F ad 有去磁作用。当电刷逆电枢旋转方向移动一角度后，产生的交轴磁动势F aq 对主磁场的影响与电刷位于中性线时的电枢反应磁动势相同，产生的直轴电动势F ad 有助磁作用。如果是电动机，两种情况下的影响与发电机恰好相反。 3-5. 直流电机电枢绕组元件内的电动势和电流是交流还是直流？为什么在稳态 电压方程中不考虑元件本身的电感电动势？
第一章第四节电动机 知识点梳理： 1.通电导线在磁场中会受到力的作用,力的方向与方向及方向有关。当电流方向或磁场方向发生改变时,导线的方向也发生改变。 2.直流电动机能把能转化为能。直流电动机的工作原理: 能在中转动。电动机的线圈之所以能持续地转动,是因为线圈转到平衡位置时, 改变了线圈中的，使线圈不停地转动。 知识点一：磁场对通电导体的作用 1、如图是探究“通电导线在磁场中受力”的实验装置。瞬间接通电路，原来静止的导线ab 向右运动。要使导线ab向左运动，可行的措施是（） A．将磁体的N、S极对调 B．增大电源电压 C．换用磁性更强的磁体 D．将磁体的N、S极对调，同时改变电流的方向 2、如图所示，在“研究影响通电导体所受磁场力的因素”的实验中，要使导体棒的悬线向右的摆角增大，以下操作中可行的是（） A．增大导体棒中的电流 B．减少磁铁的数量 C．颠倒磁铁磁极的上下位置 D．改变导体棒中的电流方向 知识点二：直流电动机 3、如图所示，通电线圈在磁场中发生扭转，说明对通电导线有力的作用。利用这个原理可以制作（填“电动机”或“发电机”）。
4、如图是“混合动力汽车”原理结构的示意图，该车行驶过程中把电能转化为机械能的部件是（） A．汽油发动机B．电池C．发电机D．电动机 5、要使直流电动机的线圈连续转动，要加换向器，它的作用是（） A．自动改变线圈里的电流方向 B．自动改变磁场方向 C．改变磁场方向和电流方向 D．改变电源的正负极 1．（2019?鄂城区模拟）如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是（） A．电动机是利用电磁感应的原理工作的 B．电动机工作过程中，消耗的电能转化为机械能 C．使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的 D．同时改变磁感线方向和电流方向可以改变线圈转动的方向 2．如图所示，是简易电动机物理规律的应用实例，其中下图中为探究物理规律的四个实验，与其对应关系正确的是（）
第九章 控制电机 习题参考答案 1．什么叫步进电动机？步进电动机的转速是由哪些因素决定的？ 答：步进电动机是一种将脉冲信号转为相应的角位移或线位移的机电元件。一般由专门的脉冲电源（步进电机驱动器）供电，当输入一个电脉冲信号时，它就前进一步，电动机轴上输出角位移量或线位移量与输入脉冲数成正比，而转速与脉冲频率成正比。 2．什么是步进电动机的步距角？什么是单三拍、六拍和双三拍工作方式？ 答：将定子绕组每改变一次通电方式，称为“一拍”。步进电动机的每一拍转子所转过的角位移称为步距角 。循环往复按A →B →C →A 或相反的顺序为控制绕组供电，是单三拍。循环往复按A →AB →B →BC →C →CA →A 或相反的顺序为控制绕组供电，是六拍。循环往复按AB →BC →CA →AB 或相反的顺序为控制绕组供电，是双三拍。 3．什么是伺服电动机的自转现象？如何消除？ 答：伺服电动机在控制电压为零时出现转动的现象被称为自转现象。一般通过增大转子电阻等严格的电机参数设计可以彻底实现线性的调节特性，消除自转现象。 4．步进电动机驱动电源有什么作用？ 答：步进电动机的驱动电源。主要包括变频信号源、脉冲分配器和脉冲放大器等三个部分，作为频率可变的专用的驱动电源来给步进电动机的各个定子绕组供电。 5．一台交流伺服电动机，额定转速为min /725r ，额定频率为50Hz ，空载转差率为0.0067，试求：极对数、同步转速、空载转速、额定转差率和转子电动势频率。 该电机为8极电机，p=4。同步转速为750rpm 。 s=0.0067时，空载转速为744.975rpm 。 故感应电动势频率为Hz Hz f s f N 665.1500333.012=?== 6．同步电动机的自控式变频和他控式变频有什么区别？ 答：它控式同步电动机变频调速，指采用独立的变频器直接拖动同步电动机开环调速方法，通过改变变频器的频率调节同步电动机的转速。自控式同步电动机变频调速系统，是通过变频装置进行闭环控制来拖动同步电动机，避免了它控式同步机变频调速运行中会失步的缺点。 7．什么是伺服系统？一套伺服系统由那些控制部件构成？ 答：伺服系统指精确的位置闭环控制系统 。一套伺服系统伺服驱动器和伺服电动机组成。 8．说明交流测速发电机的基本工作原理，为什么交流测速发电机的输出电压与转速成正比？ 答：当转子转动后，因转子导体切割励磁磁通d Φ，因而转子表面出现感应电动势n C E d q q Φ=，在转子中引起感生电流q I .，该电流所产生的磁通q q KE =Φ，在定子输出绕组中感应出电动势q N K N f E Φ=221244.4，于是，输出电压n C E 12=，与转速成正比。
第一章直流电机 实验一直流电机 一．实验目的 1．学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。 2．认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。 3．熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机方向与调速的方法。 二．预习要点 1．如何正确选择使用仪器仪表。特别是电压表、电流表的量程。 2．直流他励电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串联起动变阻器？不连接会产生什么严重后果？ 3．直流电动机起动时，励磁回路连接的磁场变阻器应调至什么位置？为什么？若励磁回路断开造成失磁时，会产生什么严重后果？ 4．直流电动机调速及改变转向的方法。 三．实验项目 1．了解MEL系列电机系统教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表及直流电动机的使用方法。 2．用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。 3．直流他励电动机的起动，调速及改变转向。 四．实验设备及仪器 1．MEL-I系列电机系统教学实验台主控制屏 2．电机导轨及测功机(或电机导轨及校正直流发电机)、转速转矩测量挂箱(MEL-13) 3．直流并励电动机(M03) 4．220V直流可调稳压电源（位于实验台主控制屏的下部） 5．电机起动箱(MEL-09。 6．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。
五．实验说明及操作步骤 1．由实验指导人员讲解电机实验的基本要求，实验台各面板的布置及使用方法，注意事项。 万用 源的船形开关及按下复位开关就已经建立了80V 左右的电压） 调节R 使电枢电流达到0.2A （如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行，如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压U M 和电流I a 。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取U M 、I a ，填入表1-1。 （3）增大R （逆时针旋转）使电流分别达到0.15A 和0.1A ，用上述方法测取六组数据，填入表1-1。 取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值Ra=3 13 2a a a R R R ++。
第三章 直流电机 一、填空 1. 直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是 。 答：交流的。 2. ★★一台四极直流发电机采用单叠绕组，若取下一支或相邻的两支电刷，其电流和功率 ，而电刷电压 。 答：减小，不变。 3. ★一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流f I 不变，当加上一恒定转矩的负载后，发现电枢电流超过额定值，有人试在电枢回路中接一电阻来限制电流，此方法 。串入电阻后，电动机的输入功率1P 将 ，电枢电流a I ，转速n 将 ，电动机的效率η将 。 答：不行，不变，不变，下降，下降。 4. ★一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩，做额定运行时，如果将电源电压降低了20℅，则稳定后电机的电流为 倍的额定电流（假设磁路不饱和）。 答：1.25倍。 5. 并励直流电动机，当电源反接时，其中I a 的方向 ，转速方向 。 答：反向，不变。 6. 直流发电机的电磁转矩是 转矩，直流电动机的电磁转矩是 转矩。 答：制动，驱动。 7. 一台串励直流电动机与一台并励直流电动机，都在满载下运行，它们的额定功率和额定电流都相等，若它们的负载转矩同样增加0.5，则可知： 电动机转速下降得多，而 电动机的电流增加得多。 答：串励，并励。 8. ★电枢反应对并励电动机转速特性和转矩特性有一定的影响，当电枢电流I a 增加时，转速n 将 ，转矩T e 将 。 答：下降，增加。 9. 直流电动机电刷放置的原则是： 。 答：空载时正、负电刷之间获得最大的电动势，这时被电刷短路的元件的电动势为零。 10. 直流电动机调速时，在励磁回路中增加调节电阻，可使转速 ，而在电枢回路中增加调节电阻，可使转速 。 答：升高，降低。 11. 电磁功率与输入功率之差，对于直流发电机包括 损耗；对于直流电动机包括 损耗。 答：空载损耗功率，绕组铜损耗。 12. ★串励直流电动机在负载较小时，a I ；当负载增加时，T e ，a I ；n 随着负载增加下降程度比并励电动机要 。 答：小，增加，增加，严重。
第4节电动机 1教学目标 知识与技能 1. 通过实验,认识磁场对电流有力的作用。 2. 通过实验,认识通电导体在磁场中受力方向与磁场方向、电流方向有关。 3. 通过实验,知道通电线圈在磁场中的转动情况。 4.了解直流电动机的构造和工作原理，理解换向器的作用 5.知道电动机工作过程中的能量转化。 过程与方法 通过操作、观察、思考，培养学生发现问题，分析问题，解决问题的能力。 情感、态度与价值观 通过对直流电动机工作过程的分析以及内部构造的了解，体验科学知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学知识的兴趣。 2学情分析 通过前几节的学习，学生已经初步具备与本节内容学习相关的知识，知道直线电流（通电导体）产生磁场，磁场之间的作用本质上是力（磁力）的作用，电磁铁的应用进一步验证了电与磁之间存在着紧密的关系。学生在劳技课上已经接触和使用过小电动机，知道通电后能连续转动，同学对电动机的内部构造和工作原理有深入了解的渴望，但由于缺乏相应的指导，知识，经验和能力等相对缺乏，尤其缺乏发现问题，分析问题和解决问题的能力。我校学生都来自农村，经过多次筛选，总体认识和能力水平不高，学习较为被动。结合本节内容特点，老师讲得过多，照本宣科的教学方式只能使学生加重理解上的负担，宜采用启发式教学，引导学生发现问题，启发激活思维分析问题，从而获得解决实际问题的方法，体验成功的喜悦。3重点难点 重点：
磁场对电流的作用; 直流电动机的构造和工作原理; 换向器的作用 难点： 平衡位置转动特点，换向器换向的过程。 课程资源：电动机模型，整套磁场对电流的作用实验器材，直流电动机模型，课件 4教学过程 教学目标 学时重点 学时难点 教学活动 活动1【导入】设问导入 【导入】生活中有许多电器，通电后就能转动起来正常工作，请你列举一些这样的电器。 那么这些电器通电后为什么能转动吗？原来，这些电器里面都装有“马达”——电动机，可能你已经知道，在劳技课上组装小塞车就用到电动机，这有可能是你见过的最小的电动机。这节课我们就来研究一下电动机的构造和工作原理，并大家努力一起来设计一台通电会连续转动的电动机模型。 活动2【讲授】一、磁场对通电直导体的作用 我们已经知道，磁场对放入其中的磁体有力（磁力）的作用，通电导体周围会产生磁场，那么磁场对放入其中的通电导体会否产生磁力的作用呢？先用直导线做一个实验。 1．磁场对通电直导体的作用： 【实验】磁场对通电直导体的作用 (1)当合上开关使导线AB通电时，观察现象 实验现象：原来静止在导轨上的导体AB会沿导轨运动。 实验表明：通电导体在磁场中要受到磁力的作用。
第三章直流电机 习题解答 3-1 直流电机铭牌上的额定功率是指输出功率还是输入功率？对发电机和电动机有什么不同？ 答：输出功率；对于电动机指轴上的输出机械功率，对于发电机指线段输出的电功率。3-2. 一台p对极的直流电机，采用单叠绕组，其电枢电阻为R，若用同等数目的同样元件接成单波绕组时，电枢电阻应为多少？答：P2R. 解析：设单叠绕组时支路电阻为R1 ，考虑到并联支路数2a=2p，故有： R 2R P1 , 则R1 2PR ，单波绕组时，并联支路数2a=2,每条支路有p 个R1 , 则每条支路电阻为 2p2R ，并联电阻为p2R 。 3-3.直流电机主磁路包括哪几部分？磁路未饱和时，励磁磁通势主要消耗在哪一部分？答：（N 极），气隙，电枢齿，电枢磁轭，下一电枢齿，气隙，（S 极），定子磁轭，（N 极）； 主要消耗在气隙。 3-4. 在直流发电机中，电刷顺电枢旋转方向移动一角度后，电枢反应的性质怎样？当电刷逆电枢旋转方向移动一角度，电枢反应的性质又是怎样？如果是电动机，在这两种情况下，电枢反应的性质怎样？ 答：当电刷偏离几何中性线时，除产生交轴电枢磁动势外，还会产生直轴磁动势。对于发电机，当电刷顺电枢旋转方向移动一角度后，产生的交轴磁动势F aq 对主磁场的影响与电刷位于中性线时的电枢反应磁动势相同，产生的直轴电动势F ad 有去磁作用。当电刷逆电枢旋转方向移动一角度后，产生的交轴磁动势F aq 对主磁场的影响与电刷位于中性线时的电枢反应磁动势相同，产生的直轴电动势F ad 有助磁作用。如果是电动机，两种情况下的影响与发电机恰好相反。 3-5. 直流电机电枢绕组元件内的电动势和电流是交流还是直流？为什么在稳态电压方程中不考虑元件本身的电感电动势？ 答：交流；因为在元件短距时，元件的两个边的电动势在一段时间内方向相反，使得元件的平均电动势稍有降低。但直流电机中不允许元件短距太大，所以这个影响极小，故一般不考虑。 3-6.一台直流电动机运行在电动机状态时换向极能改善换向，运行在发电机状态
第九章第十章知识 点
电热的利用：加热（电饭锅、电熨斗） 电热的防止：温度过高，损坏电器，引起火灾（散热窗、散热片、散热风扇） 五、电功率和安全用电 电流过大的危害：烧保险丝、甚至引起火灾。 电流过大的原因：1、短路；2、用电器总功率过大。 保险丝：保险丝是用铅锑合金制作的，电阻比较大，熔点比较低（材料特点）。当电流过大时，它的温度升高而熔断，切断电路，起到保护电路的作用（作用） 空气开关：当电流过大时，开关中的电磁铁起作用，开关断开，切断电路。 注意：1、不能用铜丝、铁丝等代替保险丝。2、当电路中的保险装置切断时，不要急于更换保险丝或使空气开关复位，要先找出故障的原因，排除故障之后再恢复供电。 六、生活用电常识 家庭电路的组成：火线与零线——电能表——总开关——保险装置（保险丝或空气开关）——插座、用电器、开关等。 电源：发电厂发出的220V交流电，有两根电线。 火线：相对于大地（零线）有220V的电压。 零线：在发电厂接地，在户外接地。 电能表：计量用户消耗电能的多少；单位是千瓦时（kW.h），两次读数之差就是这段时间消耗电能的多少。
总开关：为检修更换电路的安全。（空气开关还能起到保险作用）保险装置：保险丝（盒）——电流过大时熔断，切断电路。空气开关——电流过大时跳闸，切断电路。 三线插头（座）：一线接火线（L），一线接零线（N），另一线（E）接用电器的外壳（大地）；为安全用电。 注：家庭电路中各用电器都是并联（包括插座），被控制的用电器和开关是串联的。 试电笔：作用——辨别火线、零线。使用——手指按住笔卡，用笔尖接触被测的导线，发光的是火线。 触电：1、单线触电：站在地上的人接触到火线。2、人同时接触到火线和零线。 触电的急救：首先切断电源；再救触电的人。 第九章电与磁 一、磁现象 我国最早的指南针——司南 磁性:磁铁吸引铁、钴、镍等物质的性质。 磁体：具有磁性的物体，磁体具有吸铁性和指向性。 磁极:磁体上磁性最强的部分（两个磁极）。南极：自由转动的小磁针静止时指南（地理南极）的磁极（S）；北极：静止时指北的磁极（N） 磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
一、填空题 1. 直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是 。 答：交流的。 2. 一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流f I 不变，当加上一恒定转矩的负载后， 发现电枢电流超过额定值，有人试在电枢回路中接一电阻来限制电流，此方法 。 串入电阻后，电动机的输入功率1P 将 ，电枢电流a I ，转速n 将 ， 电动机的效率η将 。 答：不行，不变，不变，下降，下降。 3．电枢反应对并励电动机转速特性和转矩特性有一定的影响，当电枢电流a I 增加时，转速 n 将 ，转矩T e 将 。 答：下降，增加。 4. 电磁功率与输入功率之差，对于直流发电机包括 损耗；对于直 流电动机包括 损耗。 答：空载损耗功率，绕组铜损耗。 5．一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩，做额定运行时，如果将电源电压降低了20℅， 则稳定后电机的电流为 倍的额定电流（假设磁路不饱和）。 答：1.25倍。 二、选择题 1． 把直流发电机的转速升高２０℅，他励方式运行空载电压为01U ，并励方式空载电压为 02U ,则 。 Ａ：01U = 02U ， Ｂ：01U < 02U ， Ｃ：01U > 02U 。 答：B 2．一台并励直流电动机，在保持转矩不变时，如果电源电压U 降为0.5N U ,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 ：转速降低到原来转速的0.5倍， C ：转速下降， D ：无法判定。 答：C 3． 在直流电机中，公式n C E e a Φ=Ф和a T I C T Φ=中的Φ指的是 。 A ：每极合成磁通 ， B ：所有磁极的总磁通， C ：主磁通每极磁通 ， D ：以上都不是 。 答：A 4．在直流电机中，右行单叠绕组的合成节距c y y == 。
1、某直流电机拆开后，发现主磁极上的励磁绕组有两种：一为匝数多而绕组导线较细；另一为匝数少但绕组导线较粗。可断定该电机的励磁方式为______。A．他励 B．并励 C．串励 D．复励 2、直流电机的电磁转矩与每极磁通成______关系，与电枢电流______关系。A．正比／反比 B．反比／反比 C．正比／正比 D．反比／正比 3、一直流电动机，铭牌参数：P N =10 kW，η=0.9。若该电机额定运行30 min，则所消耗的电能为______。 A．5° B．300° C．5.6° D．333° 4、直流电机中电枢电势的大小与______成正比。 A．电枢电流 B．主磁通和电枢电流 C．主磁通和转速 D．转速和电枢电流 5、下列关于直流电机的说法，正确的是______。 A．发电机运行时转子没有电磁转矩，而电动机运行时才有 B．电动机运行时电枢没有电动势，而发电机运行时才有 C．无论发电机还是电动机，运行时都具有相同性质的电动势 D．无论发电机还是电动机，运行时都有电磁转矩，但性质不同 6、直流电机换向极作用主要是______。 A．增加电机气隙磁通 B．改善换向，减少换向时火花 C．没有换向极，就成为交流电机 D．稳定电枢电流 7、使直流电动机反转的方法是______。 A．改变电源电压大小 B．改变励磁电流的大小 C．改变电源极性 D．改变电枢电流的方向或改变励磁电流的方向 8、他（并励）电动机与串励直流电动机的机械特性各属于______特性。 A．硬／硬 B．硬／软 C．软／硬 D．软／软
9、某直流发电机的空载电压U 0=400 V ，如在转速不变的情况下，将其主磁通减少15%，则此时的空载电压为______。 A ．60 V B ．300 V C ．340 V D ．460 V 10、直流串励电动机空载时的转速比额定负载时的转速______。 A ．略高一点 B ．相同 C ．略低一点 D ．高很多，出现飞车现象 11、直流电动机的起动电流（刚起动那一瞬间的电流）大小只与______有关；与______无关。 A ．负载大小／电枢电路电阻 B ．电枢电路电阻／负载大小 C ．负载大小／主磁场强弱 D ．主磁场强弱／负载大小 12、图示的直流电动机机械特性曲线，是何种励磁方式的电动机______。 A ．串励 B ．他励 C ．并励 D ．复励 13、下列措施中，______不能用于直流电动机的调速。 A ．在电枢回路串联可调电阻 B ．改变励磁回路中的励磁电阻 C ．改变电枢的电压 D ．改变定子磁极对数 14、某直流电动机铭牌值：U N =220 V ，N n =1 000 r /min ，I N =40 A ，电枢电路电阻R a =0.5 Ω。假若电枢回路不串起动电阻在额定电压下直接起动，则起动电流为______。 A ．480 A B ．440 A C ．5～7倍的额定电流 D ．80 A
第九章电器元件的选择和电动机的保护 本章要求了解有关电器元件选择方法基本概念；了解有关电机各种非正常情况下的保护措施。 本章重点电动机的保护措施 本章简述正确合理地选择电器元件，是使控制线路安全、可靠工作的重要保证。电器元件的选择,主要是根据电器产品目录上的各项技术指标来进行的。电动机除了能满足生产机械的加工工艺要求外，要想长期安全地正常运行，必须有各种保护措施。保护环节是电气控制系统不可缺少的组成部分，可靠的保护装置可以防止对电动机、电网、电气控制设备以及人身安全的损害。电动机的安全保护环节有短路保护、过载保护、过流保护、欠压保护及弱磁保护等。 本章学时2学时 第一节电器元件的选择 本节学时1学时 本节重点接触器、继电器、熔断器、开关、控制变压器、主令电器的选择教学方法结合电器元件理论，得出各种电器常用元件的选择原则 教学手段以传统教学手段与电子课件相结合的手段，让学生在有限的时间内掌握更多的相关知识。 教学内容： 正确合理地选择电器元件，是使控制线路安全、可靠工作的重要保证。电器元件的选择,主要是根据电器产品目录上的各项技术指标来进行的。下面对常用电器的选用做一简单的介绍。 一.、接触器的选择 正确选择接触器就是要使所选用的接触器的技术数据应能满足控制线路对它提出的要求。选择接触器可按下列步骤进行： （一）接触器种类 根据接触器所控制的负载性质来选择：直流负载用直流接触器，交流负载用交流接触器，对频繁动作的交流负载，可选用带直流电磁线圈的交流接触器。
（二）接触器额定电压 接触器主触点的额定电压要根据主触点所控制负载电路的额定电压来确定。例如，所控制的负载为380V 的三相鼠笼型异步电动机，则应选用额定电压为380V 以上的交流接触器。 （三）接触器额定电流 一般情况下，接触器主触点的额定电流应大于等于负载或电动机的额定电流，计算公式 为 式中 I N — 接触器主触点额定电流； K — 经验常数，一般取1～1.4； P N — 被控电动机额定功率； U N — 被控电动机额定线电压。 如果接触器用于电动机的频繁起动、制动或正反转的场合，一般可将其额定电流降一个等级来选用。常用的额定电流等级为：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 等，具体电流等级随选用的系列不同而不同。 （四）接触器电磁线圈的额定电压 接触器电磁线圈的额定电压应等于控制回路的电源电压。其电压等级为：交流线圈36、110、127、220、380V ；直流线圈24、48、110、220、440V 等。 为了保证安全，一般接触器电磁线圈均选用较低的电压值，如110V 、127V ，并由控制变压器供电。但如果控制电路比较简单，所用接触器的数量较少时，为了省去变压器，可选用380V 、220V 电压。 （五）接触器触点数目 根据控制线路的要求而定。交流接触器通常有三对常开主触点和四至六对辅助触点，直流接触器通常有两对常开主触点和四对辅助触点。 （六）接触器额定操作频率 一般交流接触器为600次/小时，直流接触器为1200次/小时。 二.、继电器的选择 选择继电器时，应主要考虑电源种类、触点的额定电压和额定电流、线圈的额定电压或额定电流。触点组合方式及数量、吸合时间及释放时间等因素。下面介绍几种常用继电器的选择原则： （一）电磁式继电器的选择 ⒈ 电流继电器 根据负载所要求的保护作用，电流继电器分为过电流继电器和欠电流继电器两种类型。 过电流继电器选择的主要参数是额定电流和动作电流，其额定电流应大于或等于被保护电动机的额定电流，动作电流应根据电动机工作情况按其起动电流的1.1～1.3倍整定。一般绕线型异步电动机的起动电流按2.5倍额定电流考虑，笼型异步电动机的起动电流按（5～7）倍额定电流考虑。选择过电流继电器的动作电流时，应留有一定的调节余地。 欠电流继电器一般用于直流电动机及电磁吸盘的弱磁保护。选择的主要参数是额定电流N N N KU P I 3 10?≥