《电机与电力拖动》（第三版）习题参考答案 第1章思考题和习题 一、填空题 1．直流电动机主磁极的作用是产生，它由和两大部分组成。气隙磁场、主磁极铁心和主磁极绕组 2．直流电动机的电刷装置主要由、、、和等部件组成。 电刷、刷握、刷杆、刷杆架、弹簧、铜辫 3．电枢绕组的作用是产生或流过而产生电磁转矩实现机电能量转换。感应电动势、电枢电流 4．电动机按励磁方式分类，有、、和等。 他励、并励、串励、复励 5．在直流电动机中产生的电枢电动势Ea方向与外加电源电压及电流方向，称为，用来与外加电压相平衡。 相反、反电势 6．直流电动机吸取电能在电动机内部产生的电磁转矩，一小部分用来克服摩擦及铁耗所引起的转矩，主要部分就是轴上的有效转矩，它们之间的平衡关系可用表示。 输出、电磁转矩=损耗转矩+输出转矩 二、判断题(在括号内打“√”或打“×”) 1．直流发电机和直流电动机作用不同，所以其基本结构也不同。（×） 2．直流电动机励磁绕组和电枢绕组中流过的都是直流电流。（×） 3．串励直流电动机和并励直流电动机都具有很大的启动转矩，所以它们具有相似的机械特性曲线。（×） 4．电枢反应不仅使合成磁场发生畸变，还使得合成磁场减小。（√） 5．直流电机的电枢电动势的大小与电机结构、磁场强弱、转速有关。（×） 6．直流电动机的换向是指电枢绕组中电流方向的改变。（√） 三、选择题(将正确答案的序号填入括号内) 1．直流电动机在旋转一周的过程中，某一个绕组元件(线圈)中通过的电流是( B )。 A．直流电流B．交流电流 C．互相抵消，正好为零 2．在并励直流电动机中，为改善电动机换向而装设的换向极，其换向绕组( B )。 A．应与主极绕组串联B．应与电枢绕组串联 C．应由两组绕组组成，一组与电枢绕组串联，另一组与电枢绕组并联 3．直流电动机的额定功率P N是指电动机在额定工况下长期运行所允许的( A )。 A．从转轴上输出的机械功率B．输入电功率 C．电磁功率 4．直流电动机铭牌上的额定电流是。( C )。 A．额定电枢电流B．额定励磁电流 C．电源输入电动机的电流 5．在—个4极直流电动机中，N、S表示主磁极的极性，n、s表示换向极的极性。顺着转子的旋转方向，各磁极的排列顺序应为( C )。
电机及电力拖动选择题目试题目库答案
《电机及电力拖动》选择题试题库答案 1.交流接触器的 B 发热是主要的。 A、线圈 B、铁心 C、.触头 2.直流接触器通常采用的灭弧方法是 C 。 A、栅片灭弧 B、电动力灭弧 C、磁吹灭弧 3.由于电弧的存在将导致A 。A、电路分断时间加长B、电路分断时间 缩短C、电路分断时间不变 4.某交流接触器在额定电压380V时的额定工作电流为100A，故它能控制的电 机功率约为 B 。（1KW为2A电流）A、50KW B、20KW C、100KW 5.在延时精度要求不高，电源电压波动较大的场合，应使用 C 时间继电器。 A、空气阻尼式 B、电动式 C、晶体管式 6.下列电器中不能实现短路保护的是B 。 A、熔断器 B、热继电器 C、空气开关 D、过电流继电器 7.按下复合按钮时 B 。 A、动断点先断开 B、动合点先闭合 C、动断动合点同时动作 8.热继电器过载时双金属片弯曲是由于双金属片的B 。 A、机械强度不同 B、热膨胀系数不同 C、温差效应 9.在螺旋式熔断器的熔管内要填充石英沙，石英沙的作用是A 。 A、灭弧 B、导电 C、固定熔体使其不摇动绝缘 10.在下列型号中，行程开关的型号为 B 。 A、LA19—2H B、LX19—111 C、LW6—3 11.某三相变压器的一次二次绕组联结如图，则它的联结组是（A ） A，Y，d1；B，Y，d7； C，Y，d11；D，Y，d5。 12、若变压器带感性负载，从轻载到重载，其输出电压将会（B）。A、升高；B、降低；C、基本不变；D、不能确定。 13、欲增大电压继电器的返回系数，应采取的方法是：（ B ） A、减小非磁性垫片厚度 B、增加非磁性垫片厚度 C、增加衔铁释放后的气隙 14、X62W万能铣床主轴要求正反转，不用接触器控制，而用组合开关控制，是因为（ B ）。 A、节省接触器 B、改变转向不频繁 C、操作方便
1.他励直流电动机的固有机械特性是指在U=UN、Φ= ΦN，电枢回路不串电阻的条件下，n 和Tem的关系。 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能耗制动瞬间电枢电流的2倍。 4. 当电动机的转速超过理想空载转速时，出现回馈制动。 5. 拖动恒转矩负载进行调速时，应采用降压或电枢回路串电阻调速方法，而拖动恒功率负载时应采用弱磁调速方法。 （二）判断题： 1. 直流电动机的人为特性都比固有特性软。（×） 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时，电枢电流都将突变。（√） 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。（√） 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。（×） 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。（√）（三）选择题： 1. 电力拖动系统运行方程工中的GD2反映了：（②） ①旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意义； 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。 1.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I1和I2，那么：（②） ① I1
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，
第二章 直流电动机的电力拖动 2.1 答：由电动机作为原动机来拖动生产机械的系统为电力拖动系 统。一般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控制设备及电源几部分组成。电力拖动系统到处可见，例如金属切削机床、桥式起动机、电气机车、通风机、洗衣机、电风扇等。 2.5 答：电动机的理想空载转速是指电枢电流I a =0时的转速， 即 。实际上若I a =0，电动机的电磁转矩T em =0，这 时电动机根本转不起来，因为即使电动机轴上不带任何负载,电机本身也存在一定的机械摩擦等阻力转矩（空载转矩）。要使电动机本身转动起来，必须提供一定的电枢电流I a0（称为空载电流），以产生一定的电磁转矩来克服这些机械摩擦等阻力转矩。由于电动机本身的空载摩擦阻力转矩很小，克服它所需要的电枢电流I a0及电磁转矩T 0很小，此所对应的转速略低于理想空载转速，这就是实际空载转速。实际空载转速为简单地说，I a =0是理想空载，对应的转速n 0称为理想空载转速；是I a = I a0实际空载，对应的转速n 0’的称为实 际空载转速，实际空载转速略低于理想空载转速。 Φ=N e N C U n 0T C C R C U I C R C U n N T e a N e N a N e a N e N 0 200ΦΦΦΦ-=-='
2.7答：固有机械特性与额定负载转矩特性的交点为额定工作点，额 定工作点对应的转矩为额定转矩，对应的转速为额定转速。理想空载转速与额定转速之差称为额定转速降，即： 2.8 答：电力拖动系统稳定运行的条件有两个，一是电动机的机械 特性与负载的转矩特性必须有交点；二是在交点（T em =T L ）处， 满足 ，或者说，在交点以上（转速增加时）,T em 电机与电力拖动复习题 一、 填空题 1. 直流电机的结构由 定子 、 转子 、 气隙 等组成。 2. 如果感应电动势与磁通的正方向符合右手螺旋关系，则感应电动势的表达式为：τ φd d -e N = 。 3. 直流电机中电磁转矩的表达式为： d I C T T φ= 。 4. 三相交流异步电动机的的定子槽有三种形状，分别为开口槽、半开口槽和_半闭口槽__。 5. 恒转矩负载分为两类，分别为： 反抗性 恒转矩负载和 位能性 恒转矩负载。 6. 铁芯在变压器的作用是构成变压器的 主磁路 。 7. 在自动控制系统中和计算装置中用做检测、放大、执行、校正和解算的电机，称为 控制 电机。 8. 他励直流电动机的起动方法有： 直接 起动、 减压 起动和 电枢回路串电阻 起动。 9.欲改变一台感应电动机的转速方向，通过 电源导线的连接顺序 改变定子电流相序；欲改变一台直流 电动机的转向，通过 励磁电流 和电枢电流方向实现。 10. 在电力拖动系统的基本运动方程式中，当电磁转矩T 大于负载转矩T L 时，电动机将做_加速_（加速、 减速、稳态）运动。 11. 电动机功率选择时，需要考虑电动机的发热和允许的 过载 能力。 12. 感应电动机的调速方法有：感应电动机的 变级调速 、感应电动机的 变频调速 、感应电动机的 定 子调压调速、绕线式感应电动机 转子串电阻调 、绕线式感应电动机的 和感应电动机的 串级调速 、和感应电动机的 电磁转差离合器调速 。 13. 直流电动机中电磁转矩是 驱动 转矩，直流发电机中电磁转矩是 制动 转矩。（驱动、制动） 14. 电压互感器用于测量 高电压 。 15. 变压器的空载试验可以测定变比k 、铁损耗P Fe 和 励磁阻抗 等参数，变压器的短路试验可以测定 损耗和 短路 阻抗。 16. 电力拖动系统的基本运动方程式为 t n 2d d 375D C T T T L =- 。 17.通过改变他励直流电动机的_电压 、 励磁电流 和 电枢回路电阻 等参数可以获得人为的机械特性。 18. 直流电机的电枢绕组按绕组和换向器的连接方式不同，分为三类，分别为： 叠 绕组、 波 绕组和 混合 绕组。 19. 他励直流电动机的调速方法有改变 电枢电压 调速、改变 电枢回路电阻 调速和改变励磁 回路电阻调速 三种。 20. 直流电机的励磁方式有 他励 、 并励 、 串励 、 复励 等四种。 21. 伺服电机的作用是把所接受的电信号转换为电机转轴的角位移或 角速度 。 22. 根据负载转矩特性的不同，电力拖动系统的负载主要分为 恒转矩 负载、 恒功率 负载和 泵类通风 机 负载。 23. 变压器的器身由 铁芯 和 绕阻 组成。 24. 变压器在电路中起传递和 变换 能量的作用。 25. 三相感应电动机的同步转速n 1与电网频率f 1和电机的极对数p 的关系为： p f 1160n = 。 天津铁道职业技术学院 2007―2008学年度第一学期 2006级电气化铁道技术专业《电机及电力拖动》课程期末考试A卷 命题教师系主任 审批签字 考试班级 考试 人数 开闭卷或 其他要求 李继文电气化0601、0602 开卷 题号一二三四五六七总分 得分 核分教师复核教师 1. 并励直流电动机在起动时应将电枢回路所串电阻调到，励磁回路所串电阻调到。 2. 直流电机电枢导体中流过的电流是性质，从电刷中流过的电流是性质。 3.改变并励直流电动机转向的方法 是。 4．三相电力变压器二次侧额定电压U2N是指。 5．变压器空载试验通常在边进行，短路试验通常在边进行。 6．三相变压器Yd11联结组的含义是 。 7．直流电机励磁磁极与电刷应保持相对关系，而与电枢绕组应保持相对关系。 8．变压器铁心一般采用0.27mm、0.3mm厚的硅钢片叠压而成，是为了减少和 。 9．把一台三相交流电机定子绕组的三个首端和三个末端分别连在一起，再通以交流电流，则合成磁动势基波是，如将三相绕组依次串联起来后通以交流电流，则合成磁动势基波又是。 10．同步电机转速为75r/min，频率为50Hz，则该电机是极的。 1．试判断下列情况下，电刷两端电压性质 (1)磁极固定，电刷与电枢同时旋转（）； (2)电枢固定，电刷与磁极同时旋转（） A、直流 B、交流 C、交直流都可能 D、无电流 2．若一台直流发电机的额定空载电动势是230V，试判定在下列情况下电动势的变化如何? (1)磁通减少10% ；（） (2)励磁电流减少10%；（） (3)磁通不变，速度增加20%；（） (4)磁通减少10%，同时速度增加20%。（） A、228V B、207V； C、276V； D、207V＜E＜230V 3．一台三角形联接的定子绕组，当绕组内有一相断线时，产生的磁动势是（）磁动势. A、圆形旋转磁场 B、椭圆形旋转磁场 C、无 4．把三相感应电动机接到电源的三个接线头对调两根后，电动机的转向（） 得分评卷人 一、填空题（每空1分，共16分）得分评卷人 二、选择题（每空1分，共14分） 考生姓名 学号 系别 班级 密 封 线 内 答 题 无 第1 页共页 成都理工大学《电机与电力拖动》复习资料 一、填空题 1. 变压器的主要结构部件是_________________和_________________。 2. 变压器油的作用，一是_________________；二是_________________。 3.变压器空载电流的大小约为额定电流的_________________倍，其性质是_________________。 4. 变压器负载运行时，一次电流包括_________________和_________________两个分量。 5.三相变压器的连接组别取决于_________________，_________________和_________________三个因素。 6. 变压器的励磁阻抗由__________试验测得，短路阻抗由_________试验测得。 7. 自耦变压器的一、二次绕组之间既有_________联系，又有_________连接。 8. 电焊变压器具有_________的外特性，常采用_________和_________方法增大漏抗。 二、判断题 1、变压器既能变换电压，又能变换电流。（） 2、变压器既能变换交流电压，又能变换直流电压。（） 3、变压器铁心中的主磁通幅值大小是由一、二次电流决定的。（） 4、由于变压器一、二次电流的相位相反，所以二次电流越大，一次电流越小。（） 5、变压器的空载损耗主要是铁损耗。（） 6、做变压器短路试验时，在高压侧加短路电压或在低压侧加短路电压测得的结果是一样的。（） 7、三相变压器并联运行时，短路阻抗大的变压器分担的负载小。（） 8、三绕组变压器的额定容量就是每个绕组的额定容量。（） 9、电压互感器运行时，近似于空载状态。（） 10、电流互感器的铁心和二次绕组的一端必须可靠接地。（） 15、调节同步发电机的励磁电流时，输出有功功率和无功功率都将发生变化。（） 16、同步电动机本身没有启动转矩，所以它不能自行启动。（） 17、同步电动机空载运行时，调节转子励磁电流大小，仅能改变从电网吸取的无功功率。（） 18、同步电动机的转子励磁电流过小时，会导致失步运行。（） 19、为了改善电网功率因数，同步电动机常常运行在欠励磁状态。（） 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指的是什么？是根据那几个方程式推倒出来的？ 答：T C C R R C u n T e c a e φ φφ+-= 据以下三个方程：)(c a a a R R I E u ++= n C E e a φ= a T I C T φ= 2-2 他励直流电动机的机械特性的斜率与那些量有关？什么叫硬特性？什么叫软特性？ 答：β与所串电阻R C 及励磁磁场Φ有关； β值较小的机械特性称硬特性，反之为软特性 2-3 为什么0n 称为理想空载转速？堵转点是否只意味着电动机转速为零？为什么？ 答：因为实际中空载转矩T 0不可避免，故n 0达不到。 堵转就是n=0的点。 2-4 什么叫人为机械特性？从物理概念上说明为什么电枢外串电阻越大，机械特性越软？ 答：人为机械特性指通过改变u 、φ、R 参数得到的机械特性。 2-5 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？ 答：u 与β值无关；因为φφ β∴∝ 1 减小，β增大，特性边软。 2-6 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？ 答：系统在某种外界扰动下离开原的平衡状态，在新的条件下获得的新的平衡；或当扰动消失后系统能自动恢复到原来的平衡状态。满足上述条件，系统就是稳定的。 系统稳定运行的充分必要条件是： 1）电机的机械特性与负载转矩特性必须有交点，在交点处L T T =； 2）在交点附近应有 dn dT dn dT L <。 2-7 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？ 答：I a 由负载T L 决定。不能。 2-8 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？ 答：起动开始瞬间，由于机械惯性的影响，电动机转速,0,0==a E n 这时起动电流为 a N st R U I =，因电枢电阻数值很小，因此，st I 很大，可达额定电流的（10~20）倍。 因此不能直接起动。 直接起动可能产生如下后果：1、大电流使电枢绕组受到过大的电磁力，易损坏绕组；2、使换向困难，主要是在换向器表面产生火花及环火，少坏电刷与换向器；3、过大的起动电流还会产生过大的起动转矩，从而使传动机构受到很大的冲击力，加速过快，易损坏传动变速机构；4、过大的起动电流会引起电网电压的波动，影响电网上其他用户的正常用电。 2-9 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？(1)空载起动；(2)负载起动，T L ＝T N 。 答：（1）电机飞车，转速太高，容易造成事故。 （2）电机电枢中电流很大，却很可能起动不了，由于C T I C T φ=， 此时磁场只有点剩磁很小。 2-10 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？ 答：电机所发出的电磁转矩与转速方向相同，即为电动状态。 若电磁转矩与转动方向相反，则为制动状态。 2-11 电动机在电动状态和制动状态下运行时机械特性位于哪个象限？ 答：电动状态机械特性位于一、三象限； 制动状态机械特性位于二、四象限。 2-12 能耗制动过程和能耗制动运行有何异同点？ 答：相同点：两种状态下，电磁转矩都与电机转向相反。 不同点：能耗制动中负载转矩与电磁转矩同向； 而能耗运行中负载转矩与电磁转矩反向。 2-13 电压反接制动与电动势反接制动有何异同点？ 答：相同点：两种状态都是制动状态，即电磁转矩都与转向相反。 第二章直流电动机的电力拖动 答：由电动机作为原动机来拖动生产机械的系统为电力拖动系统。 般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控制设备及电源几部分组成。电力拖动系统到处可见，例如金属切削机床、 桥式起动机、电气机车、通风机、洗衣机、电风扇等。 答：电动机的理想空载转速是指电枢电流I a=0时的转速, 。实际上若I a=0，电动机的电磁转矩Tem=O，这时电动机根本转不起来，因为即使电动机轴上不带 任何负载，电机本身也存在一定的机械摩擦等阻力转矩（空载 转矩）。要使电动机本身转动起来，必须提供一定的电枢电流 laO（称为空载电流），以产生一定的电磁转矩来克服这些机械 摩擦等阻力转矩。由于电动机本身的空载摩擦阻力转矩很小, 克服它所需要的电枢电流laO及电磁转矩T0很小，此所对应 的转速略低于理想空载转速，这就是实际空载转速。实际空载 转速为简单地说，Ia=0是理想空载，对应的转速no称为理想 空载转速；是la二I aO实际空载，对应的转速no'的称为实 际空载转速，实际空载转速略低于理想空载转速。 答：固有机械特性与额定负载转矩特性的交点为额定工作点，额定工作点对应的转矩为额定转矩，对应的转速为额定转速。理想 空载转速与额定转速之差称为额定转速降，即： 答：电力拖动系统稳定运行的条件有两个，一是电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点；二是在交点（Tem=TL）处, 满足 ，或者说，在交点以上（转速增加时）,Tem 《电机与电力拖动》试题库 绪论 一、填空 1、在电力拖动系统中，电机是_____________设备。 机电能量转换 2、在电力系统中，传动机构是在电机和生产机械的工作机构之间____________的装置。 传递动力 3、电力拖动的特点是：方便经济、___________、调节性能好、易于实现生产自动化。 效率高 4、电力拖动的特点是：方便经济、效率高、______________、易于实现生产自动化。 调节性能好 5、在电力拖动系统中，__________是机电能量转换设备。 电机 6、电力拖动的发展过程经历了成组拖动、单机拖动和_________________三个过程。 多机拖动 7、电力拖动的发展过程经历了______________、单机拖动和多机拖动三个过程。 成组拖动 8、电力拖动的发展过程经历了成组拖动、_____________和多机拖动三个过程。 单机拖动 9、从电力拖动的控制方式来分，可以分为______________和连续控制系统两种。 断续控制系统 10、从电力拖动的控制方式来分，可以分为断续控制系统和_______________两种。 连续控制系统 二、选择题 11、电力拖动的发展过程经历了成组拖动、_____________和多机拖动三个过程。 A、单机拖动 B、双机拖动 C、复合拖动 D、水力拖动 答：A 12、电力拖动的特点是：方便经济、___________、调节性能好、易于实现生产自动化。 A、制造简单 B、技术简单 C、效率高 D、转矩大 答：C 13、从电力拖动的控制方式来分，可以分为_______________和_______________两种。 A、连续控制系统和断续控制系统 B、直流拖动系统和交流拖动系统 第二章 直流电动机的电力拖动 答：由电动机作为原动机来拖动生产机械的系统为电力拖动系统。 一般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控制设备及电源几部分组成。电力拖动系统到处可见，例如金属切削机床、桥式起动机、电气机车、通风机、洗衣机、电风扇等。 答：电动机的理想空载转速是指电枢电流I a =0时的转速， 即 。实际上若I a =0，电动机的电磁转矩 T em =0，这 时电动机根本转不起来，因为即使电动机轴上不带任何负载,电机本身也存在一定的机械摩擦等阻力转矩（空载转矩）。要使电动机本身转动起来，必须提供一定的电枢电流I a0（称为空载电流），以产生一定的电磁转矩来克服这些机械摩擦等阻力转矩。由于电动机本身的空载摩擦阻力转矩很小，克服它所需要的电枢电流I a0及电磁转矩T 0很小，此所对应的转速略低于理想空载转速，这就是实际空载转速。实际空载转速为简单地说，I a =0是理想空载，对应的转速n 0称为理想空载转速；是I a = I a0实际空载，对应的转速n 0’的称为实际空载转速，实际空载转速略低于理想空载转速。 Φ =N e N C U n 0T C C R C U I C R C U n N T e a N e N a N e a N e N 2 Φ ΦΦ Φ-=-=' 答：固有机械特性与额定负载转矩特性的交点为额定工作点，额 定工作点对应的转矩为额定转矩，对应的转速为额定转速。理想空载转速与额定转速之差称为额定转速降，即： 答：电力拖动系统稳定运行的条件有两个，一是电动机的机械特 性与负载的转矩特性必须有交点；二是在交点（T em =T L ）处， 满足 ，或者说，在交点以上（转速增加时）,T em 2-1 他励直流电动机的机械特性指的是什么？是根据那几个方程式推倒出来的？ 答：T C C R R C u n T e c a e φ φφ+-= 据以下三个方程：)(c a a a R R I E u ++= n C E e a φ= a T I C T φ= 2-2 他励直流电动机的机械特性的斜率与那些量有关？什么叫硬特性？什么叫软特性？ 答：β与所串电阻R C 及励磁磁场Φ有关； β值较小的机械特性称硬特性，反之为软特性 2-3 为什么0n 称为理想空载转速？堵转点是否只意味着电动机转速为零？为什么？ 答：因为实际中空载转矩T 0不可避免，故n 0达不到。 堵转就是n=0的点。 2-4 什么叫人为机械特性？从物理概念上说明为什么电枢外串电阻越大，机械特性越软？ 答：人为机械特性指通过改变u 、φ、R 参数得到的机械特性。 2-5 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？ 答：u 与β值无关；因为φφ β∴∝ 1 减小，β增大，特性边软。 2-6 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？ 答：系统在某种外界扰动下离开原的平衡状态，在新的条件下获得的新的平衡；或当扰动消失后系统能自动恢复到原来的平衡状态。满足上述条件，系统就是稳定的。 系统稳定运行的充分必要条件是： 1）电机的机械特性与负载转矩特性必须有交点，在交点处L T T =； 2）在交点附近应有 dn dT dn dT L <。 2-7 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？ 《电机与电力拖动》班级：姓名：学号： 第一章一、填空题 1．直流电动机主磁极的作用是产生，它由和两大部分组成。 2．直流电动机的电刷装置主要由、、、和等部件组成。 3．电枢绕组的作用是产生或流过而产生电磁转矩实现机电能量转换。 4．电动机按励磁方式分类，有、、和等。 5．在直流电动机中产生的电枢电动势Ea方向与外加电源电压及电流方向，称为，用来与外加电压相平衡。 6．直流电动机吸取电能在电动机内部产生的电磁转矩，一小部分用来克服摩擦及铁耗所引起的转矩，主要部分就是轴上的有效转矩，它们之间的平衡关系可用____________表示。 二、判断题(在括号内打“√”或打“×”) 1．直流发电机和直流电动机作用不同，所以其基本结构也不同。（） 2．直流电动机励磁绕组和电枢绕组中流过的都是直流电流。（） 3．串励直流电动机和并励直流电动机都具有很大的启动转矩，所以它们具有相似的机械特性曲线。（） 4．电枢反应不仅使合成磁场发生畸变，还使得合成磁场减小。（） 5．直流电机的电枢电动势的大小与电机结构、磁场强弱、转速有关。（） 6．直流电动机的换向是指电枢绕组中电流方向的改变。（） 三、选择题(将正确答案的序号填入括号内) 1．直流电动机在旋转一周的过程中，某一个绕组元件(线圈)中通过的电流是( )。 2．在并励直流电动机中，为改善电动机换向而装设的换向极，其换向绕组( )。 3．直流电动机的额定功率P N是指电动机在额定工况下长期运行所允许的()。 4．直流电动机铭牌上的额定电流是。( )。 5．在—个4极直流电动机中，N、S表示主磁极的极性，n、s表示换向极的极性。顺着转子的旋转方向，各磁极的排列顺序应为()。 四、简答题 1．有一台复励直流电动机，其出线盒标志已模糊不清，试问如何用简单的方法来判别电枢绕组、并励绕组和串励绕组? 2．为什么直流电动机的定子铁心用整块钢材料制成，而转子铁心却用硅钢片叠成? 3．写出直流电动机的功率平衡方程式，并说明方程式中各符号所代表的意义。式中哪几部分的数值与负载大小基本无关? 4．直流电机电枢绕组中的电动势和电流是直流吗？励磁绕组中的电流是直流还是交流？为什么将这种电机叫直流电机？ 5．什么是电枢反应？电枢反应对电机气隙磁场有什么影响？ 6．什么是直流电机的换向？研究换向有何实际意义？根据换向时电流变化的特点有哪几种形式的换向？哪种形式较理想？有哪些方法可以改善换向以达到理想的换向？ 五、计算题 1．有一台100 kW的他励电动机，U N=220 V，I N=517 A，n N=1200 r／min，R t=0．05 欧姆，空载损耗△P0=2 kW。试求： (1)电动机的效率η；(2)电磁功率P；(3)输出转矩T2。 一、填空题 1、直流电机由__________与__________两大部分组成，定子与转子之间 有空隙,称为__________。定子部分包括_________、_________、_________、_________、电刷等装置。 2、低压电器是指工作在交流电压___________V，或直流电压 __________V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。 3、电枢绕组是由结构、形状相同的线圈组成，线圈有________、 ___________之分。直流电机磁场由___________、___________合成。 4、低压电器按用途可分为_____________、_____________、 _____________ 、配电电器和执行电器。 5、接触器是一种接通或切断电动机或其他负载主电路的 _______________电器。接触器通常分为_____________和_____________。其文字符号是___________。 6、简述交流接触器的动作过程：线圈通电_____________ _ ___________ 电机接通电源。 7、____________是指直流电机正、负电刷之间的感应电动势，也就是每 条支路里的感应电动势。 8、接触器主触头用于主电路，接触器辅助触头用于__________电路，接 触器线圈连接于_________电路。 9、______________是一种利用电流、电压、时间、温度等信号的变化来 接通或断开所控制的电路，以实现自动控制或完成保护任务的自动电 器。 10、根据直流电动机励磁绕组和电枢绕组与电源连接关系的不同，直流 电动机可分为_________、_________、_________、_________电动机 等类型。 11、电力拖动系统一般由________、________、________、________和 电源5部分组成。 12、他励直流电动机的电气制动：___________、___________、 1、 什么叫电力拖动系统？ 答：电力拖动系统是指由各种电动机作为原动机，拖动各种生产机械（如起重机的大车和小车、龙门刨床的工作台等），完成一定生产任务的系统。 2、 什么叫单轴系统？什么叫多轴系统？为什么要把多轴系统折算成单轴系统？ 答：在电力拖动系统中，若电动机和工作机构直接相连，这种系统称为单轴系统。若电动机和工作机构通过传动机构相连，这种系统我们称为多轴系统。 多轴电力拖动系统的运动情况比单轴系统就复杂多了。若按多轴，要列出每根轴自身的运动方程式，再列出各轴之间互相联系的方程式，最后联立求解这些方程，才能分析研究整个系统的运动比较复杂。为了简化分析计算，通常把传动机构和工作机构看成一个整体，且等效成一个负载，直接作用在电动机轴上，变多轴系统为单轴系统，再用运动方程式来研究分析，这样简单方便。 3、 常见的生产机械的负载特性有哪几种？位能性恒转矩负载与反抗性恒转矩负载有何区别？ 答：常见的生产机械的负载特性有恒转矩负载特性、恒功率负载特性及转矩随转速而变的其它负载特性。其中恒转矩负载特性分为反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载，反抗性恒转矩负载的大小恒定不变，而方向总是与转速的方向相反，即负载转矩始终是阻碍运动的。位能性恒转矩负载的大小和方向都不随转速而发生变化。 4、 运用拖动系统的运动方程式，说明系统旋转运动的三种状态。 答： dt dn GD T T L 3752=- （1）当T ＞T L ，0>dt dn 时，系统作加速运动，电动机把从电网吸收的电能转变为旋转系统的动能，使系统的动能增加。 （2）当T ＜T L ，dt dn ＜0时，系统作减速运动，系统将放出的动能转变为电能反馈回电网，使系统的动能减少。 （3）当T ＝T L ，0=dt dn 时，n =常数（或n =0），系统处于恒转速运行（或静止）状态。系统既不放出动能，也不吸收动能。 5、 他励直流电动机的机械特性指的是什么？ 答：直流电动机的机械特性是指电动机在电枢电压，励磁电流、电枢回路电阻为恒定值的条件下，即电动机处于稳定运行时，电动机的转速n 与电磁转矩T 之间的关系：n =f (T )。 6、 什么叫他励直流电动机的固有机械特性？什么叫人为机械特性？ 《电机与拖动基础》课后习题 第一章 习题答案 1．直流电机有哪些主要部件？各用什么材料制成？起什么作用？ 答：主要部件：（1）定子部分：主磁极，换向极，机座，电刷装置。 （2）转子部分：电枢铁心，电枢绕组，换向器。 直流电机的主磁极一般采用电磁铁，包括主极铁心和套在铁心上主极绕组（励磁绕组）主磁极的作用是建立主磁通。 换向极也是由铁心和套在上面的换向绕组构成，作用是用来改善换向。机座通常采用铸钢件或用钢板卷焊而成，作用两个：一是用来固定主磁极，换向极和端盖，并借助底脚将电机固定在机座上；另一个作用是构成电机磁路的一部分。 电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆座和汇流条等组成，作用是把转动的电枢与外电路相连接，并通过与换向器的配合，在电刷两端获得直流电压。 电枢铁心一般用原0.5mm 的涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠加而成。有两个作用，一是作为磁的通路，一是用来嵌放电枢绕组。 电枢绕组是用带有绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成的线圈按一定的规律联接而成，作用是感应电动势和通过电流，使电机实现机电能量装换，是直流电机的主要电路部分。 换向器是由许多带有鸠尾的梯形铜片组成的一个圆筒，它和电刷装置配合，在电刷两端获得直流电压。 2．一直流电动机，已知， ，，，0.85r/min 1500n V 220U kw 13P N N N ====η求额定电流N I 。 解：电动机η?=N N N I U P ， 故 A =??=?=5.6985.02201013U P I 3N N N η 3． 一直流电动机，已知， ，，，0.89r/min 1450n V 230U kw 90P N N N ====η求额定电流N I 。 解：发电机N N N I U P =， 故 A ?==391230 1090U P I 3N N N 电机复习提纲 第一章 磁路 磁场是电机实现机械能与电能相互转换的媒介，本章的内容提要 1、基本物理量：磁感应强度B，磁通，磁场强度，它们相互之间的公式应熟练掌握； 2、铁磁材料根据磁滞回线的形状分类，我们的电机铁芯用的是什么材料，有的电机铁芯还是用硅钢片，其目的又是什么。 3、铁芯损耗包括哪两部分，在电机结构中是如何减小铁损耗的。 4、磁路：在我们的电机学中，通常是励磁线圈（有时又称为绕组）中通入励磁电流来产生磁场的。励磁电流——磁动势——磁通（包括主磁通和漏磁通） 5、磁路的基本定律：安培环路定律，磁路的基尔霍夫定律，电磁力定律，电磁感应定律 6、简单串联磁路的计算。 第2章电力拖动系统的动力学基础 1、公式2-13、飞轮矩的物理意义是表示旋转部件的惯性，2-14、2-15，并由该公式分析电力拖动系统的运动状态； 2、生产机械的负载转矩特性，有哪几类负载特性。 第3章 直流电机基本理论 直流电机是实现直流电能和机械能相互转换的一种旋转电机，分为直流发电机和直流电动机。 1、 直流发电机和直流电动机的工作原理，其中需要知道电枢绕组 元件流的是交流电，流过正负电刷的电流是直流电流。 2、 直流电机的额定值、励磁方式； 3、 什么是电枢反应，电枢反应的作用 4、 直流电机的感应电动势和电磁转矩，直流电动机的电压平衡方 程、功率方程、转矩方程 机械特性是重点，要求概念清晰，公 式熟练理解的掌握。考题类型是计算题，请参考作业题以及课 件中例题。 5、 直流电机的可逆性原理 第4章 直流电动机的电力拖动 1、他励、并励电动机的固有机械特性和人工机械特性； 2、对直流电动机起动的要求、起动方法以及如何实现直流电动机的反转； 3、他励直流电动机的调速方法、例4-3关于调速的计算。 4、他励直流电动机制动的含义、制动方法及过程， 5、本章课件中习题、作业题。 《电机与电力拖动基础》试卷一 一、填空题（每空1分，共20分） 1、他励直流电动机的机械特性是指在的 条件下和的关系。 2、直流电动机的起动方法有：和。 3、一台接到电源频率固定的变压器，在忽略漏磁阻抗压降的条件 下，其主磁通的大小决定于的大小，而与磁路的基本无关，其主磁通与励磁电流成关系。 4、变压器带负载运行时，若负载增大，其铁损耗将，铜 损耗（忽略漏磁阻抗压降的影响）。 5、当变压器负载（φ2>0?）一定，电源电压下降，则空载电流I0 ，铁损耗P Fe。 6、采用绕组和绕组可以有效的削弱谐波分量， 同时使基波分量（增大和减小）。 7、当s在范围内，三相异步电动机运行于电动状态，此 时电磁转矩性质为；在的范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为。 8、三相异步电动机根据转子不同可分为和两类。 二、判断题（每题2分，共20分） 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、直流电动机的人为特性都比固有特性软（） 3、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时，电枢电流都会突变。（） 4、一台变压器原边电压U1不变，副边接电阻性负载或接电感性负载，如负载电流相等，则两种情况下，副边电压也相等。（） 5、变压器在原边外加额定电压不变的情况下，副边电流大，导致原边电流也大，因此变压器的主磁通也大。（） 6、交流发电机正常发电以后可以断掉直流励磁电源。（） 7、改变电流相序可以改变三相旋转磁通势的转向。（） 8、不管异步电动机转子是旋转，还是静止，定、转子磁通势都是相对静止的（）9、三相异步电动机的最大磁通势T m的大小与转子电阻r m阻值无关。（） 10、三相异步电动机的变极调速只能用在笼型转子电动机上。（） 三、简答题（每题5分，共20分） 1、简述异步测速发电机的剩余电压误差产生原因及解决办法？ 2、为什么采用短矩绕组可以改变电动势波形？ 3、试绘出单相变压器“T”型等效电路图。 4、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？ 四、计算题（第一题10分，第二、三题每题15分，共40分） 1、他励直流电动机的U N=220V,I N=207.5A,Ra=0.067Ω,试问：（1）电机与电力拖动复习题[1]
电机及电力拖动期末考试A卷
《电机与电力拖动》
第二章 直流电机的电力拖动
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