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 (6)
第三章直流电机原理 (12)
第四章直流电机拖动基础 (14)
第五章变压器 (29)
第六章交流电机的旋转磁场理论 (43)
第七章异步电机原理 (44)
第八章同步电机原理 (51)
第九章交流电机拖动基础 (61)
第十章电力拖动系统电动机的选择 (74)
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。
答：
电与磁存在三个基本关系，分别是
（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
t
ΦN
e d d -= 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。
（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
Blv e =
而感应电动势的方向由右手定则确定。
（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
Bli F =
电磁力的方向可由左手定则确定。
1-2 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。 答：
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。而电路是由金属导线和电气或电子部件组成的导电回路，
也可以说电路是电流所流经的路径。
磁路与电路之间有许多相似性，两者所遵循的基本定律相似，即KCL：在任一节点处都遵守基尔霍夫第一定律约束；KVL：在任一回路中都遵守基尔霍夫第二定律；另外，磁路与电路都有各自的欧姆定律。两者之间相似的物理量主要有：电路中传输的是电流，磁路中相应的为磁通；电路中的电动势、电压与磁路中的磁动势、磁压降类似。
电路中的电阻或电导与磁路中的磁阻或磁导相似。这些对应关系如下表所示：
当然两者之间也有一些不同之处，比如磁通只是描述磁场的物理量，并不像电流那样表示带电质点的运动，磁通通过磁阻时，也不像电流通过电阻那样要消耗功率，因而也不存在与电路中的焦耳定律类似的磁路定律；分析电路时一般不涉及电场问题，不考虑漏电流，而分析磁路时离不开磁场的概念，要考虑漏磁现象；在电路中电动势为零时，电流也为零，但在磁路中往往有剩磁，磁动势为零时，磁通不一定为零；磁路的欧姆定律与电路的欧姆定律也只是形式上的相似，由于铁心的磁导率不是常数，它随励磁电流而变化，因而磁路计算不能应用叠加原理。
1-3如何理解机电能量转换原理？根据这个原理可以解决什么问题？
答：
从能量转换的观点，可以把依靠电磁感应原理运行的机电设备看作是一类机电转换装置，比如，变压器是一种静止的电能转换装置，而旋转电机是一种将机械能转换成电能（发电机）或将电能转换成机械能（电动机）的运动装置。因此，机电能量转换原理是学习和研究电机理论的一个重要工具。根据这个原理，可以求得电机（发电机、电动机）和变压器中的关键物理量感应电动势和电磁转矩的大小，进而分析电机和变压器的运行特性。
1-4旋转电机模型的基本结构由哪些部分组成，其各自有什么作用？气隙又有何作用？
答：
旋转电机模型的基本结构由定子、转子和气隙三个部分组成：定子是固定不动的，
转子是运动的，它们之间隔着一层薄薄的气隙。在定子和转子上分别按需要安装若干线圈，其目的是在气隙中产生磁场。往往要求气隙磁场按一定的形式分布，例如正弦分布磁场。电机作为一种机电能量转换装置，能够将电能转换为机械能，也能将机械能转换为电能。由于机械系统和电气系统是两种不同的系统，其能量转换必须有一个中间媒介，这个任务就是由气隙构成的耦合磁场来完成的。
1-5 以两极原型电机作为旋转电机的物理模型，有何应用意义？
答：
两极原型电机结构简单，原理清晰，易于扩展，可作为旋转电机的物理模型。通过对该模型的研究和分析，便于学习和掌握一般旋转电机的基本原理。
1-6 通过模型电机，是如何建立电机的基本电动势和转矩方程的？又怎样将两极电机的方程
推广到多极电机？ 答：
通过模型电机，根据电磁感应定律，可以求得旋转电机电动势的通用计算公式
t sin cos d d ωωωN Φt t
Φ
N
e +-=。利用该公式可以推导出具体电机的电动势，比如同步电机、异步电机或直流电机。再根据机电能量转换原理，可得两极电机的电磁转矩公式0
f e s r sr sr πsin 2μDl W T F F g
φφ'
?=
=-?。
由于电机的磁极总是成对设置的，常用极对数p n 来表示电机的磁极数，则多极电机的电磁转矩为sr r s 0p e sin 2π?F F g
Dl
μn T -=。
1-7 电机中存在哪些能量损耗？有哪些因素会影响电机发热？电动机与发电机的功率传递
有何不同？ 答：
电机进行机电能量转换时总是存在能量损耗的，能量损耗将引起电机发热和效率降低。一般来说，电机的能量损耗可分为两大类：
（1）机械损耗：由电机的运动部件的机械磨擦和空气阻力产生的损耗，这类损耗与电机的机械构造和转速有关。
（2）电气损耗：主要包括导体损耗、电刷损耗和铁耗等。导体损耗是由于电机的线圈电阻产生的损耗，有时又称为铜耗，通常在电机的定子和转子上都会产生铜耗；电刷损耗是由于电刷的接触电压降引起的能量损耗，因为只有在直流电机中安装电刷，所以电刷损耗仅仅出现在直流电机中；铁耗是由于电机铁磁材料的磁滞效应和涡流效应产生的一种损耗，主要取决于磁通密度、转速和铁磁材料的特性。
电动机与发电机的功率传递过程如下图所示：电动机是将电能转换为机械能，而发动机是将机械能转换为电能。
电功率电磁功率机械功率
P1
机械功率电磁功率电功率
电动机与发电机的功率传递过程
a) 电动机 b) 发电机
a)b)
1-8用硅钢作为导磁材料，现已知T
6.1
=
B，试根据图1-3所示的H
B-曲线求取在此磁
场条件下硅钢的磁导率
r
μ。
解：
根据图1-3所示的硅钢H
B-曲线，查得T
6.1
=
B时，2200A/m
H=
4
1.6
7.2710(H/m)
220
B
H
μ-
==≈?
4
r7
7.2710
578.8
4π10
μ
μ
μ
-
-
?
==≈
?
1-9有一导体，长度m
3
=
l，通以电流A
200
=
i，放在T
5.0
=
B的磁场中，试求：（1）导体与磁场方向垂直时的电磁力；
（2）导体与磁场方向平行时的电磁力；
（3）导体与磁场方向为30o时的电磁力。
解：
载流导体在磁场中电磁力的一般计算公式为
sin F Bli θ=
（1）导体与磁场方向垂直时，o 90θ=，0.53200300(N)F =??= （2）导体与磁场方向平行时，0θ=，0F =
（3）导体与磁场方向为30o时，o 0.53200sin30150(N)F =???=
1-10 有一磁路的铁心形状如图1-20所示，铁心各边的尺寸为：A 、B 两边相等，长度为17cm ，
截面积为7cm 2；C 边长5.5cm ，截面积为14cm 2；气隙长度cm 4.0=g 。两边各有一个线圈，其匝数为10021==N N ，分别通以电流1i 和2i ，所产生的磁动势由A 、B 两边汇入中间的C 边，且方向一致。试求：在气隙中产生T 2.1=B 时所需的电流值，及此时气隙中储存的能量f W ，并计算电感L 。
图1-20 习题1-10图
解：
设12i i i ==，12100N N N ===， 由m1m2g mg F F R Φ+=，得g 0c
2g
Ni S Φμ=?
所以，所需的电流值2
g 7
0c 0 1.20.41019.1(A)222100410
g Bg i N S N Φμμ--??===≈??π? 气隙磁通4
g c 1.214100.00168(Wb)BS Φ-==??=
根据电感的定义，1000.50.00168
0.0044(H)19.1
N L i
i ψ
Φ??=
=
=≈
气隙中储存的能量2
2f L 1220.004419.1 1.61(J)2
W W Li ==?=?≈
第二章 电力拖动系统的动力学基础
2-1 什么是电力拖动系统？它包括哪些部分？
答：
拖动就是由原动机带动生产机械产生运动，以电动机作为原动机拖动生产机械运动的拖动方式，称为电力拖动。如图2-1所示，电力拖动系统一般由电动机、生产机械的传动机构、工作机构、控制设备和电源组成，通常又把传动机构和工作机构称为电动机的机械负载。
图2-1 电力拖动系统组成
2-2 电力拖动系统旋转运动方程式中各量的物理意义是什么？它们的正负号如何确定？
答：
电力拖动系统经过化简，都可视为如图2-2a 所示的电动机转轴与生产机械的工作机构直接相连的单轴电力拖动系统，各物理量的方向（正负号）标示如图2-2b 所示。
T e T L
生产机械
电动机
a)
b)
图2-2 单轴电力拖动系统
a) 单轴电力拖动系统 b) 系统各物理量的方向标示
根据牛顿力学定律，该系统的运动方程为
t
J
T T d d L e ω=- 式中，各量的物理意义分别是：e T ——电动机的电磁转矩（N ·m ），L T ——生产机械的阻转矩（N ·m ），J ——电动机轴上的总转动惯量（kg ·m 2），ω——电动机的角速度（rad / s ）。
2-3 转矩的动态平衡关系与静态平衡关系有什么不同？
答：
转矩的静态平衡是指电力拖动系统稳定运行时，电动机的电磁转矩e T 与生产机械的阻转矩L T 相平衡，即e L T T =。而转矩的动态平衡是指电力拖动系统在扰动作用下，从原来的平衡状态达到新的平衡状态的过渡过程中，电动机的电磁转矩e T 与生产机械的阻转矩L T 以及加速度转矩d d J
t ω相平衡，即t
J T T d d L e ω
=-。由于过渡过程中转速ω是变化的，电磁转矩e T 也是随时变化的，以保持转矩的动态平衡关系。
2-4 拖动系统的飞轮惯量2
GD 与转动惯量J 是什么关系？
答：
在拖动系统的工程计算中，习惯用飞轮惯量2
GD 代替转动惯量J ，2
GD 与J 的关系为
g GD mr J 42
2
=
=
式中，m ——系统转动部分的质量（kg ），G ——系统转动部分的重力（N ），r ——系统转动部分的回转半径（m ），D ——系统转动部分的回转直径（m ），g ——重力加速度（可取g = 9.81m/s 2）。
2-5 把多轴电力拖动系统简化为单轴电力拖动系统时，负载转矩的折算原则是什么？各轴飞
轮惯量的折算原则是什么？ 答：
对于一个复杂的多轴电力拖动系统，比较简单而且实用的分析方法是用折算的方法把它等效成一个简单的单轴拖动系统来处理，并使两者的动力学性能保持不变，其基本思想是通过传动机构的力学折算把实际的多轴系统表示成等效的单轴系统。
在电力拖动系统中折算一般是把负载转矩和各轴飞轮惯量折算到电动机轴上，而中间传动机构的传送比在折算中就相当于变压器的匝数比。系统等效的的原则是：保持两个系统传递的功率及储存的动能相同。
2-6 起重机提升和下放重物时，传动机构的损耗是由电动机还是重物负担？提升和下放同一
重物时，传动机构损耗的大小是否相同？传动机构的效率是否相等？ 答：
起重机提升重物时，传动机构的损耗由电动机负担；下放重物时，则由重物负担。提升和下放同一重物时，可以认为传动机构的损耗是相同的，但其效率不相等。设提升
重物时的效率为c η，下放重物时的效率为c
η'，两者之间的关系为 c c
1
2ηη-='
2-7 生产机械的负载转矩特性归纳起来，可以分为哪几种基本类型？
答：
生产机械的负载转矩特性归纳起来可以分为三种基本类型：
（1）恒转矩负载特性：负载转矩L T 与转速n 无关，当转速变化时，负载转矩L T 保持常值。恒转矩负载特性又可分为反抗性负载特性和位能性负载特性两种，如下图所示。
图2-3 反抗性恒转矩负载特性
图2-4 位能性恒转矩负载特性
（2）通风机负载特性：负载转矩L T 与转速n 大小有关，基本上与转速n 的平方成正比，
即2L T kn =。属于通风机负载的生产机械有通风机、水泵、油泵等，其中空气、水、油等介质对机器叶片的阻力基本上和转速的平方成正比，如下图所示。
L
图2-5 通风机负载特性
T L
图2-6 恒功率负载特性
（3）恒功率负载特性：有些生产机械（比如车床），在粗加工时，切削量大，切削阻力大，此时开低速；在精加工时，切削量小，切削阻力小，往往开高速。因此，在不同转速下，负载转矩L T 与基本上与转速n 成反比，即L k
T n
=
。由于负载功率L L P T ω=，表明在不同转速下，电力拖动系统的功率保持不变，负载转矩L T 与转速n 的持性曲线呈现恒功率的性质，如上图所示。
2-8 电力拖动系统稳定运行的条件是什么？请举例说明。
答：
对于一个电力拖动系统，稳定运行的充分必要条件是
??
?
??<-=-0d d d d 0L
e L e n T n T T T 其中，e L 0T T -=表示电动机的机械特性与负载转矩特性必须存在交点，是系统稳定运行的必要条件；而
e L
d d 0d d T T n n
-<表示电动机机械特性的硬度必须小于负载转矩特性的硬度，是系统稳定运行的充分条件。
例如，对于带恒转矩负载的电力拖动系统，只要电动机机械特性的硬度是负值，系统就能稳定运行。而各类电动机机械特性的硬度大都是负值或具有负的区段，因此，在一定范围内电力拖动系统带恒转矩负载都能稳定运行。
2-9 在图2-16所示的电力拖动系统中，已知飞轮惯量m N 1522
e ?=GD ，
m N 16221?=GD ，m N 10022
L ?=GD ，传动效率9.0c1=η，8.0c2=η，负载转矩
m N 72'L ?=T ，转速r/min 1500
e =n ，r/min 7501=n ，r/min 150L =n 。试求：折算到电动机轴上的系统总飞轮惯量2GD 和负载转矩L T 。 解：
图2-16 三轴拖动系统
折算到电动机轴上的系统总飞轮惯量为
222222
1L e 1L e e
22
2(
)()75015015()16()1001500150020(N m )
n n GD GD GD GD n n =++=+?+?=?
折算到电动机轴上的负载转矩为
L L L c 1L c1c272
5(N m)150015000.90.8
750150
T T T j j j ηηη''=
===????
2-10 有一起重机的电力拖动系统如图2-18所示，电动机转速1000r/min ，齿轮减速箱的传
动比221==j j ；卷筒直径m 2.0=D ；滑轮的减速比53=j ；空钩重量N 1000=G ；起重负荷N 1500=G ；电动机的飞轮惯量22e m N 10?=GD ，传动系统的总传动效率8.0c =η，放大系数2.1=δ。试求提升速度L v 和折算到电动机轴上的静转矩L T 以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量2
GD 。 解：
n
图2-18 提升机构
（1）提升速度L v
依照电动机转速n 经过三级减速后，再转换成直线速度的关系，得
L
n
j n =，321j j j j =，L 123
n n
n j
j j j ==
L L πv Dn =
L L 123π 3.140.21000
π31.4(m /min)225
D v Dn n j j j ??==
==?? （2）折算到电动机轴上的静转矩L T
根据功率平衡原则，折算到电动机轴上的静转矩为
L L
L c
F v T ωη=
这里，0L L G G G F +==，L π60D n
v j =
， 2π60
n ω=，所以 0L c
()
(1500100)0.1210(N m)2250.8
D
G G T j η++?=
==????
（3）折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量2
GD
题中未给出系统中间传动轴和卷筒的飞轮惯量，可用放大系数δ近似估计。今取
1.2δ=，则折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量为
222
L e 02
2365()(
)31.41.210365(1500100)()601000
12.16(N m )
v GD GD G G n
δ=?++=?+?+??≈?
第三章 直流电机原理
3-1 换向器在直流电机中起什么作用？
答：
换向器是直流电机最重要的部件之一，对于直流发电机，是将电枢绕组元件中的交变电动势转换为电刷间的直流电动势；对于直流电动机，则是将输入的直流电流转换为电枢绕组元件中的交变电流，以产生恒定方向的电磁转矩。
3-2 说明下列情况下空载电动势的变化：
（1）每极磁通减少10%，其他不变； （2）励磁电流增大10%，其他不变； （3）电机转速增加20%，其他不变。 答：
根据直流电机感应电动势（即空载电动势）的基本计算公式
a e E C n Φ=
（1）若每极磁通Φ减少10%，则空载电动势a E 减小10%；
（2）若励磁电流f I 增大10%，因电机磁路存在非线性的磁饱和效应，空载电动势
a E 将增大，但低于10%；
（3）如电机转速n 增加20%，则空载电动势a E 增大20%。
3-3 主磁通既链着电枢绕组又链着励磁绕组，为什么却只在电枢绕组里感应电动势？
答：
因为主磁通是由定子励磁绕组通入直流励磁电流而产生，是一恒定的磁场，它与励磁绕组间没有相对运动，所以只在转子电枢绕组里感应电动势。
3-4 他励直流电动机的电磁功率指什么？
答：
他励直流电动机的电磁功率em P 是指由定子方通过气隙传入转子方的功率，可以由
定子方的输入电功率1P 扣除定子铜耗Cua p ?来计算，也可以由转子方的输出机械功率
2P 加上铁心损耗Fe p ?、机械摩擦损耗m p ?和附加损耗add p ?来计算，即 em 1Cua 2Fe m add P P p P p p p =-?=+?+?+?
3-5 他励直流电动机运行在额定状态，负载为恒转矩负载，如果减小磁通，电枢电流是增大、
减小还是不变？ 答：
根据他励直流电动机的电压平衡方程和转矩平衡方程
a a a a e a a U E I R C n I R Φ=+=+，e L T a T T C I Φ==
如果减小磁通Φ，则感应电动势a E 减小，电枢电流a I 将增大，以保持转矩e L T T =的平衡关系。
3-6 某他励直流电动机的额定数据为N 17kW P =，
N 220V U =，N 1500r min n =/，N 83%η=。计算额定电枢电流、额定转矩和额定负载时的输入电功率。 解：
额定负载时的输入电功率 N
1N 17
20.48(kW)0.83
P P η
=
=
≈ 额定电枢电流
31N
N N 20.481093.09(A)220
P I U ?==≈
额定转矩
3
N N N 17109.559.55108.23(N m)1500
P T n ?==?≈?
3-7 有一他励直流电动机的额定数据为N 5kW P =，N 220V U =，N 1000r min n =/，
W 500ΔCua =p ，0395W P =，计算额定运行时电动机的e T ，L T ，0T ，1P ，N η，a R 。 解：
负载转矩3
N L N 5109.559.5547.75(N m)1000
P T n ?==?=? 空载转矩00N 3959.55
9.55 3.77(N m)1000
P T n ==?≈? 电磁转矩e L 047.75 3.7751.52(N m)T T T =+=+=?
输入功率1em Cua N 0Cua 50.3950.5 5.895(kW)P P p P P p =+?=++?=++= 额定效率N N 1
5100%100%84.8%5.895P P η=
?=?≈ 电枢电阻Cua Cua a 2
22
1N 500
0.696()5895()()
220N
p p R P I U ??=
==≈Ω
3-8 有一他励直流发电机的额定数据为：N 46kW P =，N 230V U =，N 1000r min n =/，
a 0.1R =Ω，已知kW 10=P ，N P p 01.0Δadd =，求额定负载下的1em P P 、及N η。
解：
电枢电流N N N 46
0.2(A)230
P I U =
== 定子铜耗2
2Cua N
a 0.20.14(kW)p I R ?==?= 输入功率1N Cua 0add 46410.014651.46(kW)P P p P p =+?++?=+++?= 电磁功率em N Cua 46450(kW)P P p =+?=+=
第四章 直流电机拖动基础
4-1 直流电动机一般为什么不允许直接起动？可采用什么方法起动比较好？
答：
所谓起动就是指电动机接通电源后，由静止状态加速到某一稳态转速的过程。他励直流电动机起动时，必须先加额定励磁电流建立磁场，然后再加电枢电压。他励直流电动机当忽略电枢电感时，电枢电流为
a
a N a R E U I -=
在起动瞬间，电动机的转速0n =，感应电动势a e N 0E C Φn ==，电枢回路只有电枢绕组电阻a R ，此时电枢电流为起动电流st I ，对应的电磁转矩为起动转矩st T ，并有
a
N
st R U I =
，st N T st I ΦC T = 由于电枢绕组电阻a R 很小，因此起动电流st N I I ，约为(10~20)N I ，这么大的起动电流使电机换向困难，在换向片表面产生强烈的火花，甚至形成环火；同时电枢绕组也会因过热而损坏；另外，由于大电流产生的转矩过大，将损坏拖动系统的传动机构，这都是不允许的。因此除了微型直流电动机由于a R 较大、惯量较小可以直接起动外，一般直流电动机都不允许直接起动。这样，就需要增加起动设备和采取措施来控制电机的起动过程。
由st N a /I U R =可知，限制起动电流的措施有两个：一是增加电枢回路电阻，二是降低电源电压，即直流电动机的起动方法有电枢串电阻和降压两种。串电阻起动操作较简单、可靠，但起动电阻要消耗大量电能，效率较低。因此，目前已较少使用，只在应用串电阻调速的电力拖动系统中才使用这种起动方法；降压起动需要可调的直流电源，可采用基于电力电子器件的可控整流器向直流电机供电。采用降压起动方法，可使整个起动过程既快又平稳，同时能量损耗也小。此外，可控直流电源还可用于调速，因而在电机拖动系统中得到广泛应用。
4-2 为什么要考虑调速方法与负载类型的配合？怎样配合才合理？试分析恒转矩调速拖动
恒功率负载，以及恒功率调速拖动恒转矩负载两种情况的机械特性。 答：
为了使电机得到充分利用，根据不同的负载，应选用相应的调速方式。通常，恒转矩负载应采用恒转矩调速方式，恒功率负载应采用恒功率调速方式，这样可使调速方式与负载类型相匹配，电动机可以被充分利用。
例如初轧机主传动机构，在转速比较低时，压下量较大，即负载转矩大，可采用恒转矩调速方式；转速高时，压下量减小，即负载转矩随转速的升高而减小，为恒功
率负载，因此，要与恒功率调速方式相配合。所以，在采用他励直流电动机拖动的初轧机主传动系统中，在额定转速N n 以下一般用改变供电电压调速，在N n 以上用弱磁调速，这样的配合较恰当。如图4-13所示。
变电压调速
弱磁调速
P
n
O 图4-13 他励直流电动机调速时的容许输出转矩和功率
反之，假如恒转矩负载采用恒功率调速方式，或者恒功率负载采用恒转矩调速方式，则调速方式与负载类型就不匹配，电动机不能被充分利用。
例如用转矩调速方法去拖动恒功率负载（如下图），因调速时负载转矩L T 在a c ~T T 范围内变化，故电机的电磁转矩也相应地变化。由于励磁磁通并不变，那么电枢电流就随之在a c ~I I 范围内变化。如果令b N I I =，则低速时c N I I >，电机过载、过热；高速时，a N I I <，电机为轻载，没被充分利用。
T
T L
又如用恒功率调速方法去拖动恒转矩负载（如下图），因为调速时负载转矩L T 为常值，所以电机的电磁转矩e T 也为常值，从电磁转矩公式e T T C ΦI =可知，随着磁通Φ的减小，电枢电流I 一定会变大。如果令b N I I =，则弱磁高速时a N I I >，电机会过热；强磁低速时，c N I I <，电机没被充分利用。
T
T L
4-3 如何区别电动机是处于电动状态还是制动状态？
答：
直流电动机的运行状态主要分为电动状态和制动状态两大类。
电动状态是电动机运行时的基本工作状态。电动状态运行时，电动机的电磁转矩e T 与转速n 方向相同，此时e T 为拖动转矩，电机从电源吸收电功率，向负载传递机械功率。电动机电动状态运行时的机械特性如图4-14所示。
电动机在制动状态运行时，其电磁转矩e T 与转速n 方向相反，此时e T 为制动性阻转矩，电动机吸收机械能并转化为电能，该电能或消耗在电阻上，或回馈电网。电动机制动状态的机械特性处在第二、四象限。
e
图4-14 他励直流电动机的电动运行状态
4-4 一台他励直流电动机拖动的卷扬机，当电枢所接电源电压为额定电压、电枢回路串入
电阻时拖动着重物匀速上升，若把电源电压突然倒换极性，电动机最后稳定运行于什么状态？重物提升还是下放？画出机械特性图，并说明中间经过了什么运行状态？
答：
电机开始运行于正向电动状态。若把电源电压突然倒换极性，电动机最后稳定运行于反向回馈制动状态，重物匀速下放，其机械特性如下图所示。
图中曲线1为固有机械特性，曲线2为电枢电压等于额定值、电枢回路串电阻的人为机械特性，曲线3为电枢电压反接后电枢回路串电阻的人为机械特性。反接电压之前，匀速提升重物的工作点为A ，反接后稳定运行的工作点为E 。从A 到E 中间经过：
（1）B —C ，反接制动过程；
（2）C —D ，反向升速，属反向电动运行状态； （3）D —E ，继续反向升速，属反向回馈制动运行状态。
4-5 一台他励直流电动机拖动一台电动车行驶，前进时电动机转速为正。当电动车行驶在
斜坡上时，负载的摩擦转矩比位能性转矩小，电动车在斜坡上前进和后退时电动机可能工作在什么运行状态？请在机械特性上标出工作点。 答：
如图4-22所示，当电动车在斜坡上前进时，负载转矩L1T 为摩擦转矩与位能性转矩之和，此时电动机电磁转矩e T 克服负载转矩L1T ，使电动车前进，电动机工作在第一象限的正向电动运行状态，如图中的A 点。当电动车在斜坡上后退时，负载转矩L2T 为摩擦转矩与位能性转矩之差，由于摩擦转矩比位能性转矩小，所以L2T 与转速n 方向相同，
L2T 实质上成为驱动转矩，而电动机电磁转矩e T 与n 方向相反，为制动转矩，抑制电动
车后退速度，同时将电能回馈给电网，电动机工作在第二象限的正向回馈制动运行状
态，如图中的B 点。
e
图4-22 正向回馈制动运行
4-6 有一他励直流电动机的额定数据为：
N 60kW P =，N 220V U =，N 305A I =，N 1000r/min n =，估算额定运行时的aN E ，e N C Φ，N T ，0n ，最后画出固有机械特性。 解：
认为额定运行时电枢铜耗近似等于总损耗的50%，即
2
N a N N N 0.5()I R U I P =-
这样电枢电阻
3N N N a 2
2
N 22030560100.50.50.038()305U I P R I -?-?==?≈Ω aN N N a 2203050.038208.41(V)E U I R =-=-?=
aN e N N 208.410.208(V min/r)1000
E C n Φ=
=≈? 3
N N N 60109.559.55573(N m)1000
P T n ?==?=?
N 0e N 2201057.7(r /min)0.208
U n C Φ=
=≈ 固有机械特性方程为
a 0a a a e N 0.038
1057.71057.70.18270.208
R n n I I I C Φ=-
=-≈- 因为T N e N 9.559.550.208 1.986(N m /A)C C ΦΦ==?≈?，所以该方程又可写成
a e 0e e e N T N 0.1827
1057.71057.70.0921.986
R T n n T T C C ΦΦ=-
=-≈-
由此可画出固有机械特性，如下图所示
第一章 随机过程的基本概念 1．设随机过程 +∞<<-∞=t t X t X ,cos )(0ω，其中0ω是正常数，而X 是标准正态变量。试求X （t ）的一维概率分布 解：∵ 当0cos 0=t ω 即 πω)2 1 (0+ =k t 即 πω)21(10+=k t 时 {}10)(==t x p 若 0cos 0≠t ω 即 πω)2 1 (1 0+≠ k t 时 {}{}x t X P x x X P t x F ≤=≤=0cos )(),(ω 当 0cos 0>t ω时 ξπ ωωξd e t x X P t x F t x ? - = ??? ? ??≤=02 cos 0 2 021cos ),( 此时 ()t e x t x F t x f t x 0cos 2cos 1 21,),(022ωπ ω? =??=- 若 0cos 0 ?? ?= ,2 ,cos )(出现反面出现正面t t t X π 假定“出现正面”和“出现反面”的概率各为21。试确定)(t X 的一维分布函数)2 1 ,(x F 和)1,(x F ，以及二维分布函数)1,2 1;,(21x x F 解：（1）先求)21,(x F 显然???=?? ???-=??? ??出现反面出现正面 出现反面出现正面10,212,2cos 21π X 随机变量?? ? ??21X 的可能取值只有0，1两种可能，于是 21 021= ??????=?? ? ??X P 2 1121=??????=??? ??X P 所以 ?????≥<≤<=??? ?? 11102 1 0021,x x x x F 再求F （x ,1） 显然? ??-=???=出现反面出现正面出现反面出现正面 2 1 2 cos (1)πX {}{}2 1 2)1(-1 (1)====X p X p 所以 ???? ???≥<≤<=2 121- 2 1-1 0,1)(x x x x F (2) 计算)1,2 1 ;,(21x x F ???-=???=出现反面出现正面出现反面出现正面 2 1)1(, 1 0)2 1 ( X X 于是 第十七章总需求—总供给模型 1. 总需求曲线的理论来源是什么为什么在IS—LM模型中，由P(价格)自由变动，即可得到总需求曲线 解答：(1)总需求是经济社会对产品和劳务的需求总量，这一需求总量通常以产出水平来表示。一个经济社会的总需求包括消费需求、投资需求、政府购买和国外需求。总需求量受多种因素的影响，其中价格水平是一个重要的因素。在宏观经济学中，为了说明价格水平对总需求量的影响，引入了总需求曲线的概念，即总需求量与价格水平之间关系的几何表示。在凯恩斯主义的总需求理论中，总需求曲线的理论来源主要由产品市场均衡理论和货币市场均衡理论来反映。 (2)在IS—LM模型中，一般价格水平被假定为一个常数(参数)。在价格水平固定不变且货币供给为已知的情况下，IS曲线和LM曲线的交点决定均衡的收入(产量)水平。现用图17—1来说明怎样根据IS—LM图形来推导总需求曲线。 图17—1分上下两个部分。上图为IS—LM图。下图表示价格水平和需求总量之间的关系，即总需求曲线。当价格P的数值为P1时，此时的LM曲线LM(P1)与IS曲线相交于E1点，E1点所表示的国民收入和利率分别为y1和r1。将P1和y1标在下图中便得到总需求曲线上的一点D1。 现在假设P由P1下降到P2。由于P的下降，LM曲线移动到LM(P2)的位置，它与IS曲线的交点为E2点。E2点所表示的国民收入和利率分别为y2和r2。对应于上图中的点E2，又可在下图中找到D2点。按照同样的程序，随着P的变化，LM曲线和IS曲线可以有许多交点，每一个交点都代表着一个特定的y和P。于是就有许多P与y的组合，从而构成了下图中一系列的点。把这些点连在一起所得到的曲线AD便是总需求曲线。 从以上关于总需求曲线的推导中可以看到，总需求曲线表示社会的需求总量和价格水平之间的反向关系。即总需求曲线是向右下方倾斜的。向右下方倾斜的总需求曲线表示，价格水平越高，需求总量越小；价格水平越低，需求总量越大。 图17—1 2.为什么进行宏观调控的财政政策和货币政策一般被称为需求管理的政策 解答：财政政策是指政府变动税收和支出，以便影响总需求，进而影响就业和国民收入的政策。货币政策是指货币当局即中央银行通过银行体系变动货币供应量来调节总需求的政策。无论财政政策还是货币政策，都是通过影响利率、消费和投资进而影响总需求，使就业和国民收入得到调节的。通过对总需求的调节来调控宏观经济，所以财政政策和货币政策被称为需求管理政策。 3.总供给曲线的理论来源是什么 随机过程考试试题及答案详解 1、（15分）设随机过程C t R t X +?=)(，),0(∞∈t ，C 为常数，R 服从]1,0[区间上的均 匀分布。 （1）求)(t X 的一维概率密度和一维分布函数； （2）求)(t X 的均值函数、相关函数和协方差函数。 【理论基础】 （1）? ∞ -= x dt t f x F )()(，则)(t f 为密度函数； （2）)(t X 为),(b a 上的均匀分布，概率密度函数?? ???<<-=其他,0,1 )(b x a a b x f ，分布函数 ?? ??? >≤≤--<=b x b x a a b a x a x x F ,1,,0)(，2)(b a x E += ，12)()(2a b x D -=； （3）参数为λ的指数分布，概率密度函数???<≥=-0,00 ,)(x x e x f x λλ，分布函数 ?? ?<≥-=-0 ,00,1)(x x e x F x λ，λ1)(=x E ，21 )(λ=x D ； （4）2 )(,)(σμ==x D x E 的正态分布，概率密度函数∞<<-∞= -- x e x f x ,21 )(2 22)(σμπ σ， 分布函数∞<<-∞= ? ∞ --- x dt e x F x t ,21)(2 22)(σμπ σ，若1,0==σμ时，其为标准正态分布。 【解答】本题可参加课本习题2.1及2.2题。 （1）因R 为]1,0[上的均匀分布，C 为常数，故)(t X 亦为均匀分布。由R 的取值范围可知， )(t X 为],[t C C +上的均匀分布，因此其一维概率密度?? ???+≤≤=其他,0,1 )(t C x C t x f ，一维分布 函数?? ??? +>+≤≤-<=t C x t C X C t C x C x x F ,1,,0)(； 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 ；Tem 2、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。 5、他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为I 1和I 2，那么：（2）（1）I 1I 2。 四、简答题： 1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？（电动机的机械特性与负 载的转矩特性必须有交点，且在交点处，满足em L dT dT dn dn ） 2、何谓电动机的充分利用？(所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速下运行,还是调速过程中处于不同转速下运行,其电枢电流都等于额定值。) 一台他励直流电动机数据为：P N =，U N =110V ，I N =，n N =1500r/min ，电枢回路电阻R a =Ω，求：（1）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，电枢电流I a =60A 时转速是多少？（2） U=U N 条件下，主磁通减少15%，负载转矩为T N 不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（3）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，负载转矩为，转速为（—800）r/min ，电枢回路应串入多大电阻？ 1．设随机变量X 服从参数为λ的泊松分布，则X 的特征函数为 。 2．设随机过程X(t)=Acos( t+),- 《电机及其应用》自测题 一、填空题 1、变压器的作用是将某一等级的交流( )变换成另一等级的交流( )。 2、变压器一次电势和二次电势之比等于( )和( )之比。 3、电力变压器中的变压器油主要起( )、( )和( )作用。 4、电力变压器的分接开关是用来改变变压器电压( )的装置，以便达到调节副边( )的目的。 5、变压器的额定电压和额定电流均指变压器的( )电压和( )电流。 6、变压器空载时的损耗主要是由于( )的磁化所引起的( )和( )损耗。 7、在测试变压器参数时，须做空载试验和短路试验。为了便于试验和安全，变压器的空载试验一般在( )加压；短路试验一般在 ( )加压。 8、变压器铁芯饱和程度愈高，其励磁电抗Xm就愈( )。 9、若将变压器低压侧参数折算到高压侧时，其电势(或电压)应( )、电流应( )、电阻(或电抗)应( )。10、三相组式变压器各相磁路( )，三相芯式变压器各相磁路( )。 11、三相变压器组不能采用( )连接方法，而三相芯式变压器可以采用。 12、变压器并联运行的条件是( )、( )、( )。 13、当三相变压器接成星形(Y)时，其线电压是相电压的( )倍，线电流与相电流( )。 14、当三相变压器接成三角形(D)时，其线电压与相电压( )，线电流是相电流的( )倍。 15、变压器在运行时，当( )和( )损耗相等时，效率最高。 16、有两台变压器，额定电压分别为10kV／和／，两台变压器的变比差值△K为( )，若其它条件满足并联运行，根据计算结果， 这两台变压器( )并联运行。 17、三绕组变压器的额定容量是指( )。 18、自耦变压器与同容量的两绕组变压器比较，它的空载电流( )。 19、自耦变压器适用于一、二次侧( )相差不大的场合，一般在设计时，变比Ka( )。 20、电焊变压器实际上是一台( )的降压变压器，它的外特性( )，短路电流( )。 21、整流变压器的容量一般取一、二次绕组容量的( )，又称为( )。 22、单相绕组的感应电势与( )、( )和( )成正比。 23、线圈的短距系数表示了短距线圈比整距线圈产生的电势( )的程度。 24、线圈的分布系数表示线圈分布放置后，其合成电势比线圈集中放置时电势( )的程度。 25、主极磁场非正弦分布引起的( )，对相电势的大小影响( )，主要影响了电势的( )。 随机过程习题解答（一） 第一讲作业： 1、设随机向量的两个分量相互独立，且均服从标准正态分布。 （a）分别写出随机变量和的分布密度 （b）试问：与是否独立？说明理由。 解：（a） （b）由于： 因此是服从正态分布的二维随机向量，其协方差矩阵为： 因此与独立。 2、设和为独立的随机变量，期望和方差分别为和。 （a）试求和的相关系数； （b）与能否不相关？能否有严格线性函数关系？若能，试分别写出条件。 解：（a）利用的独立性，由计算有： （b）当的时候，和线性相关，即 3、设是一个实的均值为零，二阶矩存在的随机过程，其相关函数为 ，且是一个周期为T的函数，即，试求方差 函数。 解：由定义，有： 4、考察两个谐波随机信号和，其中： 式中和为正的常数；是内均匀分布的随机变量，是标准正态分布的随机变量。 （a）求的均值、方差和相关函数； （b）若与独立，求与Y的互相关函数。 解：（a） （b） 第二讲作业： P33/2．解： 其中为整数，为脉宽 从而有一维分布密度： P33/3．解：由周期性及三角关系，有： 反函数，因此有一维分布： P35/4. 解：(1) 其中 由题意可知，的联合概率密度为： 利用变换：，及雅克比行列式： 我们有的联合分布密度为： 因此有： 且V和相互独立独立。 （2）典型样本函数是一条正弦曲线。 （3）给定一时刻，由于独立、服从正态分布，因此也服从正态分布，且 所以。 （4）由于： 所以因此 当时， 当时， 由（1）中的结论，有： P36/7．证明： (1) (2) 由协方差函数的定义，有： P37/10. 解：（1） 当i =j 时；否则 令 ，则有 第三讲作业： P111/7．解： （1）是齐次马氏链。经过次交换后，甲袋中白球数仅仅与次交换后的状态有关，和之前的状态和交换次数无关。 （2）由题意，我们有一步转移矩阵： P111/8．解：（1）由马氏链的马氏性，我们有： （2）由齐次马氏链的性质，有： （2） 第17章 光的衍射答案 17-2. 衍射的本质是什么？衍射和干涉有什么联系和区别？ 答：光波的衍射现象是光波在传播过程中经过障碍物边缘或孔隙时发生的展衍现象，其实质是由被障碍物或孔隙的边缘限制的波振面上各点发出的子波相互叠加而产生。而干涉则是由同频率、同方向、相位差恒定的两束光波的叠加而成。 17-7. 光栅衍射和单缝衍射有何区别？为何光栅衍射的明条纹特别明亮而暗区很宽？ 答：光栅衍射是多光束干涉和单缝衍射的总效果。其明条纹主要取决于多光束干涉，光强与狭缝数成正比，所以明纹很亮；又因为相邻明条纹间有个暗条纹，而且一般较宽，所以实际上在两条明条纹之间形成一片黑暗背景。 17-8. 试指出当衍射光栅常数为下述三种情况时，哪些级次的衍射明条纹缺级？（1）a+b=2a; （2）a+b=3a; （3）a+b=4a. 答：当（1）a+b=2a 时，±2，±4，±6…2k…(k=±1,±2,…)级缺级; 当（2）a+b=3a 时，±3，±6，±9…3k…(k=±1,±2,…)级缺级; 当（3）a+b=4a 时，±4，±8，±12…4k…(k=±1,±2,…)级缺级。 17-9. 一单色平行光垂直照射一单缝，若其第三级明条纹位置正好与600nm 的单色平行光的第二级明条纹位置相重合，求前一种单色光的波长。 解：单缝衍射的公式为： 2)12(sin λ θ+=k a 当nm 600=λ时，k=2， ' λλ=时，k=3， 当其第三级明条纹位置正好与600nm 的单色平行光的第二级明条纹位置相重合时，θ相同，所以有： 2 )132(2600)122(sin ' λθ+?=+?=a 由上式可以解得 nm 6.428'=λ 17-10. 单缝宽0.10mm ，透镜焦距为50cm ，用5000=λ埃的绿光垂直照射单缝，求：（1）位于透镜焦平面处的屏幕上中央明条纹的宽度和半角宽度各为多少？ （2）若把此装置浸入水中（），中央明条纹的半角宽度又为多少？ 解：中央明纹的宽度为f na x λ 2=?，半角宽度为na λ θ1sin -= （1）在空气中，1=n ，所以有 3310100.55.01010.010500022---?=????==?f na x λ m 3310 1 1100.51010.0105000sin sin -----?=??==na λθrad 《电机与拖动基础》试题库及答案 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（）。（2） （1）20%；（2）大于20%；（3）小于20%。 四、简答题 1、直流发电机的励磁方式有哪几种？ （他励；自励（包括并励，串励和复励）） 2、如何确定换向极的极性，换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联？ （使换向极产生的磁通与电枢反应磁通方向相反。对于直流发电机而言，换向极性和电枢要进入的主磁极性相同；而对于直流电动机，则换向极极性和电枢要进入的主磁极极性相反。 第十七章索赔 一、思考题 1．简述在国际货物买卖中争议产生的原因。 答：国际货物买卖中，争议的产生往往是因买卖双方的各自的权利、义务问题而引起的，甚至导致发生仲裁、诉讼等情况。买卖双方发生争议的原因有很多，主要可归结为以下三种情况： （1）卖方不履行或不完全履行合同规定的义务。例如，不交付货物或虽然交货但所交货物的品质、数量、包装等不符合合同规定。 （2）买方不履行或不完全履行合同规定的义务。例如，不能按照合同规定派船接货、指定承运人、支付货款或开出信用证，无理拒收货物等。 （3）合同中所订条款欠明确。例如，“立即装运”、“即期装运”，在国际贸易中无统一解释，买卖双方对此理解不一致或从本身的利益出发各执一词。 2．各国法律对于违约行为的区分方法有哪些区别？对于不同违约行为的违约责任又是如何规定的？ 答：（1）我国《合同法》的相关规定 我国《合同法》第8条规定：“依法成立的合同，对当事人具有法律约束力。当事人应当按照约定履行自己的义务，不得擅自变更或者解除合同。”第107条规定：“当事人一方不履行合同义务或者履行合同义务不符合约定的，应当承担继续履行、采取补救措施或者赔偿损失等违约责任。” 我国《合同法》规定：当事人一方迟延履行合同义务或者有其他违约行为致使不能实现合同目的，对方当事人可以解除合同；当事人一方迟延履行主要债务，经催告后在合同期间内仍未履行的，对方当事人可以解除合同。《合同法》又规定，合同解除后，尚未履行的，终止履行；已经履行的，根据履行情况和合同性质，当事人可以要求恢复原状、采取其他补救措施，并有权要求赔偿损失。 （2）英国法律的相关规定 英国的法律规定，当事人一方“违反要件”，受损害一方除可要求损害赔偿外，还有权解除合同；当事人一方“违反担保”或“违反随附条件”，受损害一方有权请求违约的一方给予损害赔偿，但不能解除合同；当事人一方“违反中间性条款或无名条款”，违约方应承担的责任须视违约的性质及其后果是否严重而定。 （3）美国法律的相关规定 美国法律规定，一方当事人违约，以致使另一方无法取得该交易的主要利益，则是“重大违约”。在此情况下，受损害的一方有权解除合同，并要求损害赔偿。如果一方违约，情况较为轻微，并未影响对方在该交易中取得的主要利益，则为“轻微违约”，受损害的一方只能要求损害赔偿，而无权解除合同。 （4）《联合国国际货物销售合同公约》的相关规定 按《联合国国际货物销售合同公约》规定，一方当事人违反合同的结果，如使另一方当事人蒙受损害，以至于实际上剥夺了他根据合同规定有权期待得到的东西，即为根本违反合同。若一方违反合同构成根本违反合同时，受损害的一方就可以宣告合同无效，同时有权向违约方提出损害赔偿的要求。如违约的情况尚未达到根本违反合同的程度，则受损害方只能要求损害赔偿而不能宣告合同无效。 3．何谓索赔期限？为什么在国际货物买卖合同的索赔条款中通常应规定索赔期限？ 答：（1）索赔期限的含义 北京邮电大学2012——2013学年第1学期 《概率论与随机过程》期末考试试题答案 考试注意事项：学生必须将答题内容（包括填空题）做在试题答题纸上，做在试卷纸上一律无效。在答题纸上写上你的班号和选课单上的学号，班内序号! 一. 单项选择题和填空题：（每空3分，共30分） 1.设A 是定义在非空集合Ω上的集代数,则下面正确的是 .A （A ）若A B ∈∈A,A ,则A B -∈A ; （B ）若A A B ∈?A,,则B ∈A ; （C ）若12n A n =∈?A,,,,则 1 n n A ∞=∈A ; （D ）若12n A n =∈?A,,,,且123A A A ??? ,则 1 n n A ∞ =∈A . 2. 设(),ΩF 为一可测空间，P 为定义在其上的有限可加测度，则下面正确的是 .c （A ）若A B ∈∈F,F ,则()()()P A B P A P B -=-； （B ）若12n A n =∈?F,,,,,且123A A A ??? ，则1 li ( )()m n n n n P A A P ∞→∞ ==； （C ）若A B C ∈∈∈F,F,F,，则()()()()P A B C P A P AB P A BC =++； （D ）若12n A n =∈?F,,,,,且,i j A i j A =??=/，1 1 ( )()n n n n P P A A ∞ ∞===∑. 3.设f 为从概率空间(),P ΩF,到Borel 可测空间(),R B 上的实可测函数，表达式为100 0()k A k f kI ω==∑，其中1000 ,, i j n n i j A A A ==??=Ω/=，则fdP Ω=? ； 电机与拖动基础试题及答案(简答题) 简答题 1．变压器铁心为什么要用涂有绝缘的薄硅钢片叠成？若在铁心磁回路中出现较大的间隙，对变压器有何影响？ 答：铁心中交变的磁通会在铁心中引起铁损耗，用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠成铁心，可以大大减少铁损耗。若在铁心磁回路中出现较大的间隙，则主磁通所经过的铁心磁回路的磁阻就比较大，产生同样的主磁通所需要的励磁磁动势和励磁电流就大大增加，即变压器的空载电流会大大增加。 2．画出单相变压器负载时的各种磁通及其产生的感应电动势的关系图。 答：变压器负载时各种磁通及其产生的感应电动势的关系如下图： 3．为什么变压器的空载损耗可以近似看成铁损耗？为什么短路损耗可以近似看成铜损耗？ 答：变压器铁损耗的大小决定于铁心中磁通密度的大小，铜损耗的大小决定决定于绕组中电流的大小。 变压器空载和短路时，输出功率都为零。输入功率全部变为变压器的损耗。即铜损耗与铁损耗之和。空载时，电源电压为额定值，铁心中磁通密度达到正常运行的数值，铁损耗也为正常运行时的数值。而此时二次绕组中的电流为零，没有铜损耗，一次绕组中电流仅为励磁电流，远小于正常运行的数值，它产生的铜损耗相对于这时的铁损耗可以忽略不计，因而空载损耗可近似看成为铁损耗。短路试验时，输入功率为短路损耗。此时一次、二次绕组电流均为额定值，铜损耗也达到正常运行时的数值，而电压大大低于额定电压，铁心中磁通密度也大大低于正常运行时的数值，此时铁损耗与铜损耗相比可忽略不计。因此短路损耗可近似看成铜损耗。 4．变压器的Rm、Xm各代表什么物理意义？磁路饱和与否对Rm、Xm有什么影响？为什么要求Xm大、Rm小？答：Rm：变压器的励磁电阻，它是反应变压器铁耗大小的等效电阻，不能用伏安法测量。Xm：变压器的励磁电抗，反应了主磁通对电路的电磁效应。Rm、Xm都随磁路饱和程度增加而下降。 Xm越大、Rm越小时，主磁通一定时，铁耗越小，所以希望Xm大、Rm小。为此变压器铁心材料都用导磁性能好（磁阻小）、铁损小、0.35mm厚冷轧硅钢片叠成。 5．根据电流互感器副边短路后的电磁关系，说明为什么不能开路。 答：开路后副边电流的去磁作用消失，原边电流全部用来励磁，使得铁心磁通过度饱和，畸变，铁心发热，原边副边感应出高电压，危险。 6．如果考虑变压器铁心饱和，变压器的励磁电流是什么波形？为什么？ 答：尖顶波。变压器电压为正弦波，这就要求磁通也应该是正弦波，才会使得电压和电势大约相等。即U≈E=4.44fNφ。当磁路饱和时，正弦波的励磁电流只能产生平顶波铁心的磁通，只有尖顶波的励磁电流才能产生正弦波铁心磁通。7．简述并励直流发电机自励建压的条件 答：1）必须有剩磁。否则要充磁。2）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。3）励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。4）转速不能太低，转速应该达到额定转速。 8．并励电动机起动时，为什么电枢回路中串联的电阻取较大的值？而励磁回路中串联的电阻取较小的值？ 答：直流电动机起动时，由于转速为0，Ea=0，电枢绕组的电阻很小。如电枢回路不串联电阻，全压起动时，起动电流I=U/Ra可达额定电流的几十倍，损坏电机。电枢回路中串联较大的电阻可使起动电流较低。起动过程中又要求有足够大的起动电磁转矩，T=CTΦIa，励磁回路电阻较小，励磁电流较大，磁通较大，将产生足够大的电磁转矩，电机很快转动起动，感应电势很快建立起来，使起动电流很快减小。 9．试分别画出他励直流电动机在改变电枢电压时和在转子回路中串电阻时的人为机械特性曲线。 答：改变电枢电压时的机械特性 随机过程复习题 一、填空题： 1．对于随机变量序列}{n X 和常数a ，若对于任意0>ε，有 ______}|{|lim =<-∞ >-εa X P n n ，则称}{n X 依概率收敛于a 。 2．设}),({0≥t t X 是泊松过程，且对于任意012≥>t t ， ，则 15 92}6)5(,4)3(,2)1({-??= ===e X X X P , 618}4)3(|6)5({-===e X X P 15 32 62 32 92! 23!2)23(!23}2)3()5({}2)1()3({}2)0()1({} 2)3()5(,2)1()3(,2)0()1({} 6)5(,4)3(,2)1({----??=???==-=-=-==-=-=-====e e e e X X P X X P X X P X X X X X X P X X X P 66 218! 26}2)3()5({}4)3(|6)5({--===-===e e X X P X X P 3．已知马尔可夫链的状态空间为},,{321=I ，初始分布为),,(4 1 2141， ?????? ?? ????????? ?=434 103 13131043 411)(P ，则167)2(12=P ，161}2,2,1{210====X X X P ???????? ?????? ????=48 31481348 436133616367 164167165)1()2(2P P 16 7 )2(12=P 16 1 314341}2|2{}1|2{}1{}2,1|2{}1|2{}1{} 2,2,1{12010102010210=??=================X X P X X P X P X X X P X X P X P X X X P 4．强度λ的泊松过程的协方差函数),min(),(t s t s C λ= 5．已知平稳过程)(t X 的自相关函数为πττcos )(=X R ， )]()([)(π?δπ?δπω-++=X S 6. 对于平稳过程)(t X ，若)()()(ττX R t X t X >=+<，以概率1成立，则称)(t X 的自相关函数具有各态历经性。 7.已知平稳过程)(t X 的谱密度为2 3)(2 42 ++=ωωωωS ，则)(t X 的均方值= 2 121- 222 2221 1221)2(22211122)(+??-+??=+-+= ωωωωωS ττ τ-- -=e e R X 2 12 1)(2 第十七章第一节《电流与电压和电阻的关系》 在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小明得到的实验数据如下表所示。 （1）为分析电流与电压的定量关系，请你在图17.1-2 的方格中建立有关坐标轴并制定其标度，把表中的数据 在坐标系中描点。 （2）小英说，从图中可以看出，这些数据中有一组是 明显错误的，跟其他数据的规律完全不同，可能是读取 这组数据时粗心所引起的，分析时需要把它剔除掉。这 是哪组数据？ 2. 在电阻一定时探究电流与电压关系的实验中，小凯把 定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源 连接成了图17.1-3 所示的电路，正准备闭合开关时，旁 边的小兰急忙拦住他，说接线错了。 请你检查一下电路，错在哪里？小兰发现只要改接一根导线就可以，请把接错的那一根导线找出来，打上“×”，再画线把它改到正确的位置上。 第一节《电流与电压和电阻的关系》课后习题答案 1.（1）图略 (2)“1.2V 0.40A”这组数据跟其他数据的规律完全不同，需要剔除。 2.如图所示 × 第十七章第二节《欧姆定律》 1. 一个电熨斗的电阻是80 Ω，接在220 V 的电压上，流过它的电流是多少？ 2. 一个定值电阻的阻值是10 Ω，使用时流过的电流是200 mA ，加在这个定值电 阻两端的电压是多大？ 3. 某小灯泡工作时两端的电压是2.5 V ，用电流表测得此时的电流是300 mA ，此 灯泡工作时的电阻是多少？ 4. 某同学认为：“由I = U/R 变形可得R = U/I 。这就表明，导体的电阻R 跟它两端的电压成正比，跟电流成反比。”这种说法对吗？为什么？ 第二节《欧姆定律》课后习题答案 1. 2.75A 2. 2V 3. 8.3Ω 解析：1.根据公式I=R U 2.根据公式U=IR 3.根据公式R = U/I 4.这种说法不对，因为导体的电阻是导体本身的一种性质，它只与导体的材料、长度、横截面积有关，还受温度影响，而与导体两端的电压及通过导体的电流大小无关，公式R = U/I 只是一个电阻的计算式，通过此公式可以求出导体的电阻，但不能决定导体电阻的大小，当导体不接入电路时，其阻值不会改变。 第十七章第三节《电阻的测量》 1. 一个小灯泡上标着“ 2.2 V 0.25 A ”，表明这个小灯泡工作时的电 阻是8.8 Ω。图17.3-2 是一位同学为检 验小灯泡的标称电阻是否准确而连接的 实验线路。他的连接有三个错误。请你 指出这三个错误分别错在哪里。应怎样 改成正确的连接？ 2. 已知流过一只电阻为242 Ω 的灯泡的电流是0.91 A 。如果在灯泡两端再并联一个电阻为165 Ω 的电烙铁，并联电路的总电流变为多大？ 3. 图17.3-3 是用伏安法测量某未知电阻的电路图。 （1）根据电路图将图17.3-4 所示的实物图连接起来； （2）读出图17.3-5 所示电流表和电压表的示数； （3）算出被测电阻本次的测量值。 北京工业大学2009-20010学年第一学期期末数理统计与随机过程(研) 课程试卷一、随机抽取某班28名学生的英语考试成绩，算得平均分数为80=x 分，样本标准差8=s 分，若全年级的英语成绩服从正态分布，且平均成绩为85分，问：能否认为该班的英语成绩与全年级学生的英语平均成绩有显著差异（取显著性水平）？050.=α解：这是单个正态总体),(~2σμN X ，方差2σ未知时关于均值μ的假设检验问题，用T 检验法. 解 85:0=μH ，85:1≠μH 选统计量 n s x T /0μ-=已知80=x ，8=s ，n ＝28，850=μ，计算得n s x T /0μ-=31.328/88580=-=查t 分布表，05.0=α，自由度27，临界值.052.2)27(025.0=t 由于，故拒绝0H ，即在显著水平05.0=α下不能认为该班的英语 052.2>T 2622.2>成绩为85分.二、某图书馆每分钟借出的图书数有如下记录:借出图书数 k 0 1 2 3 4 5 6≥7频数 f 8 16 17 10 6 2 1 0试检验每分钟内借出的图书数是否服从泊松分布? （取显著性水平） 050.=α解：由极大似然估计得.2?==x λ在X 服从泊松分布的假设下，X 的所有可能的取值对应分成两两不相交的子集A 0, A 1,…, A 8。则有估计 }{k X P ==i p ? ,7,0,!2}{?2===-k k e k X P k =0?p 三、某公司在为期10年内的年利润表如下： 年份 1 2 3 4 5 6 7 8910利润 1.89 2.19 2.06 2.31 2.26 2.39 2.61 2.58 2.82 2.9 通过管线敷设技术，不仅可以解决有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机 2016随机过程（A ）解答 1、（15分）设随机过程V t U t X +?=)(，),0(∞∈t ，U ，V 是相互独立服从正态分布(2,9)N 的随机变量。 1) 求)(t X 的一维概率密度函数； 2) 求)(t X 的均值函数、相关函数和协方差函数。 3) 求)(t X 的二维概率密度函数； 解： 由于U ，V 是相互独立服从正态分布(2,9)N 的随机变量，所以V t U t X +?=)(也服从正态分布， 且： {}{}{}{}()()22m t E X t E U t V t E U E V t ==?+=?+=+ {}{}{}{}22()()99D t D X t D U t V t D U D V t ==?+=+=+ 故： (1) )(t X 的一维概率密度函数为：()2 22218(1) (),x t t t f x e x --- += -∞≤≤∞ (2) )(t X 的均值函数为：()22m t t =+；相关函数为： {}{} (,)()()()()R s t E X s X t E U s V U t V =?=?+??+ {}{}{} 22()13()413 st E U s t E U V E V st s t =?++??+=?++?+ 协方差函数为：(,)(,)()()99B s t R s t m s m t st =-?=+ （3）相关系数： (,)s t ρρ== == )(t X 的二维概率密度函数为： 2212222(22)(22)12(1)9(1)4(1),12(,)x s x t s t s t f x x e ρ????-----?? +????-++???????? = 2、（12分）某商店8时开始营业，在8时顾客平均到达率为每小时4人，在12时顾客的 平均到达率线性增长到最高峰每小时80人，从12时到15时顾客平均到达率维持不变为每小时80人。问在10:00—14:00之间无顾客到达商店的概率是多少？在10:00—14:00之间到达商店顾客数的数学期望和方差是多少？ 解： 到达商店顾客数服从非齐次泊松过程。 将8时至15时平移到0—7时，则顾客的到达速率函数为： 419,04 ()80,47t t t t λ+≤≤?=? <≤? 在10:00—14:00之间到达商店顾客数(6)(2)X X -服从泊松分布，其均值： 6 4 6 2 2 4 (6)(2)()(419)80282m m t dt t dt dt λ-==++=??? 第一章 1 . 2 一台直流发电机的数据为:额定功率N P =12 kW ,额定电压N U =230 V ,额定转速 N n =1 450 r /min,额定效率N η=83 .5 %。试求: ( 1 )额定电流N I ; ( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。 解：（1）直流发电机的:额定功率 N N N I U P = A U P I N N N 17.52230 10123=?== （2）KW P P N N N 37.14835 .012 1== = η 1 . 3 一台直流电机,已知极对数p= 2 ,槽数Z 和换向片数K 均等于22 ,采用单叠绕组。 ( 1 )计算绕组各节距; ( 2 )求并联支路数。 解：（1）第一节距 54 242221=-=±= εp Z y ,为短距绕组。 单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1,即1==K y y 第二节距41512=-=-=y y y (2) 并联支路数等于磁极数,为4。 1 . 4 一台直流电机的数据为:极数 2 p=4 ,元件数S=120 ,每个元件的电阻为0 . 2 Ω。当转速为1 000 r /min 时,每个元件的平均感应电动势为10 V ,问当电枢绕组为单叠或单波绕组时,电刷间的电动势和电阻各为多少 解：当电枢绕组为单叠绕组时, 绕组并联支路数等于磁极数,为4,每一条支路串联的元件数为30, 换向器上放置4个电刷,假设一个电刷短路一个元件, 每一条支路有一个元件被短路,则电刷间的电动势为 a E =29?10=290V ; 每一条支路的电阻为 Ω=?=8.52.029R ,4条并联支路的电阻,即电刷间的电阻为 Ω=== 45.14 8 .54R R a 习题4 以下如果没有指明变量t 的取值范围，一般视为R t ∈，平稳过程指宽平稳过程。 1. 设Ut t X sin )(=，这里U 为)2,0(π上的均匀分布. （a ） 若Λ,2,1=t ，证明},2,1),({Λ=t t X 是宽平稳但不是严平稳， （b ） 设),0[∞∈t ，证明}0),({≥t t X 既不是严平稳也不是宽平稳过程. 证明：（a ）验证宽平稳的性质 Λ,2,1,0)cos (2121)sin()sin()(2020==-=? ==?t Ut t dU Ut Ut E t EX π π ππ ))cos()(cos(2 1 )sin (sin ))(),((U s t U s t E Us Ut E s X t X COV ---=?= t U s t s t U s t s t ππ π21}])[cos(1])[cos(1{212020? +++--= s t ≠=,0 2 1 Ut Esin ))(),((2= =t X t X COV (b) ,)),2cos(1(21 )(有关与t t t t EX ππ-= .)2sin(81 21DX(t)有关，不平稳，与t t t ππ-= 2. 设},2,1,{Λ=n X n 是平稳序列，定义Λ Λ,2,1},,2,1,{) (==i n X i n 为 Λ,,)1(1)1()2(1)1(---=-=n n n n n n X X X X X X ，证明：这些序列仍是平稳的. 证明：已知，)(),(,,2 t X X COV DX m EX t t n n n γσ===+ 2 121)1(1)1()1(2)(,0σγσ≡+=-==-=--n n n n n n X X D DX EX EX EX ) 1()1()(2),(),() ,(),(),(),(111111) 1()1(++--=+--=--=--+-+-++--+++t t t X X COV X X COV X X COV X X COV X X X X COV X X COV n t n n t n n t n n t n n n t n t n n t n γγγ显然，) 1(n X 为平稳过程. 同理可证，Λ,,) 3()2(n n X X 亦为平稳过程.高鸿业《宏观经济学》课后习题答案第十七章习题答案
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