《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/m in 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 3 N N N η 3． 一直流电动机，已知，，，，0.89r/m in 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 3 N N N
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
第三章 三相异步电动机的电力拖动 3-1 何谓三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性? 答：固有特性：异步电机在额定电压和频率下，按规定的接线方式接线，定、转子外接 电阻为零时的n 与T 的关系。 人为特性：人为改变电动机参数或电源参数而得到的机械特性。 3-2 三相笼型异步电动机的起动电流一般为额定电流的4～7倍，为什么起动转矩只有额定转矩的0.8～1.2倍? 答：由起动时s=1，由22 2222)(cos x s r s r '+' '= θ很小，约0.2左右； 另一方面，st I 大，引起定子漏阻抗压降大，电动势E 1减小，主磁通m φ减小。 由于这两方面原因所致。 3-3 异步电动机的最大转矩T max 受哪个参数变化的影响最大?试从物理意义上解释其原。 解：m ax T 受电压参数变化影响很大。 3-4 三相异步电动机的机械特性，当0＜s ＜s m 时，电磁转矩T 随转差率s 的增大而增加，当s m ＜s ＜1时，电磁转短随转差率的增大而减小，为什么? 答：由于2 21212221212111) ()()( L L w s r sr r sw w u p m T '++'+'= 当s 很小时，忽略分母中s 各项， s r sw w u p m T ∝' ≈21 2111)( ； 当)1,(m s s ∈时，可以忽略式中分母中的2r '，即 s L L w r s r w w u p m T 1])([)( 22 12121212111∝'++'≈ 3-5 为什么通常把异步电动机机械特性的直线段称为稳定运行区，而把它的曲线段称为不稳定运行区?曲线段是否有稳定运行点? 答：对于恒转矩负载而言，只有特性的直线段满足稳定运行条件，曲线段不满足。但若是对于风机、泵类负载整条特性都满足条件，都是稳定工作区域。
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？
第二章电力拖动系统的动力学 选择以下各题的正确答案。 (1) 电动机经过速比j =5的减速器拖动工作机构, 工作机构的实际转矩为20N·m, 飞轮矩为1N·m,不计传动机构损耗, 折算到电动机轴上的工作机构转矩与飞轮矩依次为。 A. 20N·m,5N·m B. 4N·m,1N·m C. 4N·m,·m D. 4N·m,·m E. ·m,·m F. 100N·m,25N·m (2) 恒速运行的电力拖动系统中, 已知电动机电磁转矩为80N·m,忽略空载转矩, 传动机效率为, 速比为10, 未折算前实际负载转矩应为。 A. 8N·m B. 64N·m C. 80N·m D. 640N·m E. 800N·m F. 1000N·m (3) 电力拖动系统中已知电动机转速为1000r/ min, 工作机构转速为100r/ min, 传动效率为, 工作机构未折算的实际转矩为120N·m, 电动机电磁转矩为20N·m, 忽略电动机空载转矩, 该系统肯定运行于。( ) A. 加速过程 B. 恒速 C. 减速过程 答 (1) 选择D。因为转矩折算应根据功率守恒原则。折算到电动机轴上的工作机构转矩等于工作机构实际转矩除以速比,为4N·m;飞轮矩折算应根据动能守恒原则, 折算到电动机轴上的工作机构飞轮矩等于工作机构实际飞轮矩除以速比的平方, 为·m。 (2) 选择D。因为电力拖动系统处于恒速运行, 所以电动机轴上的负载转矩与电磁转矩相平衡,为80N·m, 根据功率守恒原则,实际负载转矩为80N·m××10=640N·m (3) 选择A。因为工作机构折算到电动机轴上的转矩为120N·m /×100(r/ min)/1000(r/ min)=40/3N·m小于电动机电磁转矩,故电力拖动系统处于加速运行过程。 电动机拖动金属切削机床切削金属时, 传动机构的损耗由电动机负担还是由负载负担? 答电动机拖动金属切削机床切削金属时, 传动机构的损耗由电动机负担,传动机构损耗转矩ΔT与切削转矩对电动机来讲是同一方向的, 恒速时, 电动机输出转矩T2 应等于它们二者之和。 起重机提升重物与下放重物时, 传动机构损耗由电动机负担还是由重物负担?提升或下放同一重物时,传动机构损耗的转矩一样大吗?传动机构的效率一样高吗? 答起重机提升重物时, 传动机构损耗转矩ΔT由电动机负担;下放重物时,由于系统各轴转向相反, 性质为摩擦转矩的ΔT方向改变了,而电动机电磁转矩T及重物形成的负载转矩方向都没变,因此ΔT由重物负担。提升或下放同一重物时,可以认为传动机构损耗转矩的大小ΔT是相等的。若把损耗ΔT的作用用效率来表示,提升重物时为η, 下放重物时为η′, 由于提升重物与下放重物时ΔT分别由电动机和负载负担, 因此使η≠η′, 二者之间的关系为η′=2-1/η。 表所列生产机械在电动机拖动下稳定运行时的部分数据,根据表中所给数据, 忽电动机的空载转矩, 计算表内未知数据并填入表中。 如图所示，已知切削力F=2000N,工件的直径d=150mm，电动机转速n=1450r/min,减速箱的三级速比j1 =2,j2 =,j3 =2, 各转轴的飞轮矩为GDa =·m(指电动机轴), GDb =2N·m, GDc =·m, GDd =9N·m, 各级传动效率都是η=, 求: (1) 切削功率;(2) 电动机输出功率;(3) 系统总飞轮矩;(4) 忽略电动机空载转矩时, 电动机电磁转矩;(5) 车床开车但未切削时,若电动机加速度dn/dt=800r/ (min·s),忽略电动机空载转矩但不忽略传动机构的转矩损耗, 求电动机电磁转矩 解 (1) 切削功率。切削负载转矩Tf = F·d/2= 2000×2= 150N·m 负载转速nf =n/j1j2j3=1450/(2××2)= min
桂林电子科技大学职业技术学院三相异步电动机接触器和按钮双重联锁正反转控制 学院（系）：ccccccccccccc 专业：cccccccccccccccc 学号： ccccccccccc 学生姓名： cccccc 指导教师： ccccccc
摘要 近几十年来，随着电力电子技术、微电子技术以及现代控制理论的发展，小功率电动机具有极其广泛的应用。三相异步电动机是世界上最常见的电动马达。它的流行是因其坚固耐用，结构简单，易保护，尺寸规范并且成本较低。三相异步电动机的种类很多，但各类三相异步电动机的基本结构是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。其转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。 本实验采取三相异步电动机接触器和按钮双重联锁正反转控制。由于采取了接触器常闭辅助触头的联锁功能，有采用了按钮联锁的功能，故电路具有双重连锁功能。这种控制线路集中了接触器联锁和按钮联锁的两种正反转电路的优点，此电路不仅具有操作简单方便的特点，而且能安全可靠地实现正反转运行，是机床电气控制中经常采用的线路 关键词：三相异步电动机；正反转；按钮联锁；触点联锁；双重连锁；
目录 摘要 (1) 引言 (2) 1. 三相异步电机的概述 (2) 1.1 三相异步电机的工作原理 (2) 1.2 三相异步电机的结构 (3) 1.3三相异步电机的分类 (4) 2.三相电机的正反转控制 (4) 2.1 方案选择 (5) 2.2 三相电动机的正反转控制线路 (7) 2.3 启动时应注意的问题 (7) 3、实训心得 (8) 4、参考文献 (8) 5、谢辞 (8)
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。
直流电机部分 一．填空题 1.直流电机电枢绕组元件流过的电流是___________电流,流过正负电刷的电流是_________电流，直流发电机中电枢绕组产生的电磁转矩是_____ __性质的转矩,直流电动机电枢绕组电势的方向与电枢电流的方向__________。 2.直流电机的____________损耗等于___________损耗时效率最高。 3.他励直流发电机的外特性下降的原因有___________和__________，与之相比并励直流发电机的外特性，并励直流发电机电压变化率他励直流发电机。 4.并励直流发电机自励建压的条件有三个,它们是____ ___,________ __和_____________。 5. 一台并励直流电机Ea＞U时运行于_____ ____状态，此时电机I、Ia和I f 之间的关系_____________， Ea＜U时运行在_____ ___状态，电机I、Ia和I 之间的关系_____________。 f 6. 直流电机空载时气隙磁密分布波形为___________波,电枢磁势分布的波形为___________波,电枢磁场空间分布波形为____________波。 7. 直流电机的电枢反应是，电刷放在几何中性线上，磁路处于饱和状态时,电枢反应的影响为(1)_________ _(2)__________。 8.按负载转矩的大小随转速变化的规律分类,负载可以分为 _________,__________和________三类；位能性负载的机械特性位于____ _象限,反抗性负载的机械特性位于_________象限。 9.他励直流电动机恒转矩调速的方法有___________________,恒功率调速方法有________________。 10.他励直流电动机的励磁和负载转矩不变时,如降低电枢电压,则稳定后电枢电流将_________,电磁转矩将_________,转速将__________。 11.他励直流电动机高速下放重物,应用________制动,低速下放重物,应用 _________和________制动，其中消耗能量最多的方法_________。 12.为了经济合理的利用材料，直流电机的额定磁通通常设定在磁化特性曲线上膝点处，若额定磁通设定在膝点以上，则，若额定磁通设定在膝点以下，则。 13.欲改变直流电动机的转向，可以_____________或_______________；三相异步电动机反转的方法为。 14.并励直流电动机,负载转矩保持不变,如将励磁回路的调节电阻增大,则稳定运行后的转速将________,电枢电流将_______,如只将电枢电路中的调节电阻增
《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 )。
电力系统成人中等专业教育2007级期末考试 《电机与电力拖动基础》试卷 姓名成绩 一、填空题（每空0.5分，共25分） I.变压器是根据 _____ 原理工作的。 2.. ____________________________ 变压器的主要结构部件是和。 3..变压器油的作用，一是________ ；二是________ o 4.变压器分接开关有 ____ 和________ 两种，分接开关的作用是 ______ o 5.变压器空载运行时，由 _____ 建立主磁通，主磁通在一次，二次绕组感应电动势为El= E2= _____ o 6.变压器空载电流的大小约为额定电流的_________ 倍，其性质是________ o 7.变压器负载运行时，一次电流包括_________ 和__________ 两个分量。 &变压器负载运行时的电压变化率与________ 和________ 有关。 9.三相变压器的连接组别取决于—，_______ 和_________ 三个因素。 10.变压器的励磁阻抗由_______ 试验测得，短路阻抗由_________ 试验测得。 II.自耦变压器的一、二次绕组之间既有______ 联系，乂有______ 连接。 12.三相变压器并联运行的条件是、 13.电焊变压器具有______ 的外特性，常采用______ 和_________ 方法增人漏抗。 14.按能量转换方式不同，同步电机可分为、___________ 、 15.同步电机的转了励磁电流由________ 电源供给，通过________ 和_______ 的滑动接触通入转了励磁电流。 16._______________________________ 同步电机的励磁方式分为和两人类。 17.同步发电机的并列运行条件是_____ ；_____ ； ___ 1&同步发电机的并列方法有__________ 和_________ 两种。 19._______________________________________________ 改变同步发电机输出的有功功率，
第六章 同步电动机 同步电机可以分为同步发电机、同步电动机和同步补偿机三大类。同步发电机应用十分广泛，现在世界上几乎所有的发电厂都用同步发电机发电，也就是说现在几乎所有的电能都是由同步发电机发出来的。同步电动机过去虽然有启动比较困难、不易调速等缺点，限制了它的应用，但由于它可以通过调节励磁电流改善电网功率因数，所以多数用在大型不调速设备中。近年来，由于交流变频技术的发展，解决了它的变频电源问题，从而使同步电动机的启动和调速问题都得到了解决，因此，同步电动机的应用场合大为增加，在矿井卷扬机、可逆轧机这样一些要求非常高的电力拖动系统中得到了广泛的应用，并且相当成功。小功率的永磁同步电动机，由变频电源供电，组成了新一代的交流伺服系统，在数控机床和机器人等领域也越来越显示出它的优越性。同步补偿机实际上是空载运行的同步电动机，只用来向电网发出电感性或电容性无功功率，以满足电网对无功功率的需求，从而改善电网的功率因数。微型同步电动机则由于具有结构简单、成本低廉、运行可靠、体积小和同步特性，在控制领域中得到广泛应用。 第一节 同步电机的基本结构与工作原理 一、同步电机的基本结构 同步发电机、同步电动机和同步补偿机的基本结构完全一样，都是由定子和转子两大部分组成。 (一) 定子 同步电机定子与异步电机定子结构基本相同，也是由铁心、定子绕组、机座和端盖等部分组成。铁心也是由硅钢片叠成。大型同步电机由于尺寸太大，硅钢片常制成扇形，然后对成圆形。定子绕组也是三相对称绕组。大型高压同步电机定子绕组绝缘性能要求较高，常用云母绝缘。机座和端盖的作用也与异步电机相同，主要起支撑和固定作用。 (二) 转子 同步电机转子与异步电机转子有所不同，它的转子有固定的磁极，是通过电刷和滑环送入的直流励磁电流励磁，产生固定极性的磁极。同步电机转子结构有两种类型，即凸极式和隐极式。 凸极式转子如图6-1 (a)所示。磁极的形状与直流机磁极相似，铁心常由普通薄钢片冲压后叠成，磁极上装有成形的集中直流励磁绕组。绕组的连接应使N 极和S 极在电机圆周上交替排列。凸极式转子结构简单，制造方便，制成多极比较容易，但机械强度较低，所以它适用于低速、多极同步电机。在发电机中，水轮机属低速机械，由p f n /6011 可知，当工业频率为50H Z (个别国家为60H Z )时，低速必然多极，所以水轮发电机都是低速、多极的凸极式同步发电机。同步电动机大多数也是容量较大、转速较低的凸极同步电机。 凸极电机的特点是气隙不均匀，转子磁极中心附近气隙最小，磁阻也小。而在转子磁极的几何中线处气隙最大，磁阻也大，磁导最小。因此，磁通所走路径不同，所遇磁导不同，对应的电抗参数也不一致，这是凸极电机结构决定的。 隐极式转子如图6-1 (b)所示，转子呈圆柱形，无明显磁极，通常由整块铸钢制成，在圆周的三分之二部分铣有槽和齿，槽中有分布式直流励磁绕组，转子圆周没开槽的三分之一部分称为大齿，是磁极的中心区域。隐极式转子制造工艺比较复杂，但它的机械强度较好，适用于极数少、速度高的同步电机。汽轮机本身是高速机械，所以汽轮发电机都是极数较少、转速较高的隐极同步电机。隐极电机的气隙均匀，所以磁通无论走哪一条路径，不管是在磁
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
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：T GD 2 dn T L 375 dt dn （1）当T＞T L，0 时，系统作加速运动，电动机把从电网吸收的电能 dt 转变为旋转系统的动能，使系统的动能增加。 dn （2）当T＜T L，＜0 时，系统作减速运动，系统将放出的动能转变为电 dt 能反馈回电网，使系统的动能减少。 （3）当T＝T L， dn dt 0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？ 答：他励直流电动机的固有机械特性是指在额定电压和额定磁通下，电枢电路没有外接电阻时，电动机转速与电磁转矩的关系。 一般是改变固有特性三个条件中（U U N , N , R R a ）任何一个条件后得到的机械特性称为人为机械特性 7、试说明他励直流电动机三种人为机械特性的特点。 答：1．电枢串电阻人为特性的特点是：
单选题 1. 一台他励直流发电机转速为额定运行状态下降到原来的60%，而励磁电流，电枢电流都不变，则_______.(5分) (A) E a下降到原来的60% (B) T下降到原来的60% (C) E a和T都下降到原来的60% (D) 端电压下降到原来的60% 参考答案：A 2. 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_______。(5分) (A) 等于20% (B) 大于20% (C) 小于20% (D) 不确定 参考答案：B 3. 直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于_______中。(5分) (A) 电枢绕组 (B) 励磁绕组 (C) 电枢绕组和励磁绕组 (D) 都不存在 参考答案：A 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______ _。(5分) (A) 能耗制动状态 (B) 反接制动状态 (C) 倒拉反转状态 (D) 回馈制动状态 参考答案：C 5. 直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是_______。(5分) (A) 为了使起动过程平稳 (B) 为了减小起动电流 (C) 为了减小起动时电枢感应电势 (D) 为了减小起动电压 参考答案：B 6. 恒速运行的电力拖动系统中，已知电动机电磁转矩为80N?m，忽略空载转矩，传动机构效率为0.8，速比为10，未折算前实际负载转矩为_______。(5分) (A) 8N?m
(C) 80N?m (D) 640N?m 参考答案：D 判断题 7. 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。(5分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 8. 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。(5分) 正确错误 参考答案：正确 解题思路： 9. 一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。(5分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 10. 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。(5分) 正确错误 参考答案：正确 解题思路： 11. 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。(5分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 12. 一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。(5分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 13. 直流电动机的人为特性都比固有特性软。(5分) 正确错误 参考答案：错误 解题思路： 14. 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。(5分)
电机与电力拖动复习材料 一、填空题 1．电动机按其功能可分为动力电动机和控制电动机。 2．电动机按用电类型可分为交流电动机和直流电动机。 3．电动机按其转速与电网电源频率之间的关系可分为同步电动机和异步电动机。 4．电动机的工作原理是建立在电磁感应定律通电导体在磁场中受电动力定律、电路定律和电磁力定律等基础上的。 5．产生旋转磁场的必要条件是在三相对称绕组中通入对称三相交流电。 6．电动机的转动方向与旋转磁场的转动方向相同，它由通入三相定子绕组的交流电流 的相序决定。 7．电动机工作在额定状态时，铁心中的磁通处于临界饱和状态，这样可以减少电动机铁心的磁滞和涡流损耗。 8．工作制是指三相电动机的运转状态，即允许连续使用的时间，分为连续、短时和周期断续三种。 9．三相电动机定子绕组的连接方法有星形和三角形两种。 10．根据获得启动转矩的方法不同，电动机的结构也存在较大差异，主要分为笼型电动机和绕线式电动机两大类。 11．三相异步电动机固有机械特性是在额定电压、额定频率、按规定方法接线条件下的特性。 12．固有机械特性曲线上的四个特殊点是额定点、理想空载点、启动点、临界点。13．常用的人为机械特性曲线是转子串电阻和降低定子电压。 14．常用的降压启动方法有定子串电阻、星形-三角形降压、自耦降压等。 15．降压启动在启动电流减小的同时启动转矩也减小了。 16．绕线式异步电动机启动方法有转子串电阻和转子串频敏变阻器两种，其中控制简单的是转子串频敏变阻器方法。 17．能耗制动实现时应断开定子的三相电源电源，在定子两相上加上直流电源，同时串电阻。 18．电源两相反接反接制动的制动能源来自于电源和转子转动的动能，其制动力较能耗制动更大。 19．最常见的出现回馈制动的情况是限速下放重物和降低电压调速。 20．变极调速的调速范围大，调速的平滑性差，最突出的优点是低速时转矩大，所以常被用于重载启动。 21．变频调速的优点有调速范围宽、静差率小，稳定性好、平滑性好，能实现无级调速、可适应各种负载、效率较高。 22．单相罩极电动机的主要特点是结构简单、方便、成本低、运行时噪声小、维护方便。罩极电动机的主要缺点是启动性能及运行性能较差，效率和功率因数都较低，方向不能改变。23．如果在单相异步电动机的定子铁心上仅嵌有一组绕组，那么通入单相正弦交流电时，电动机气隙中仅产生脉振磁场，该磁场是没有启动转矩的。 24．单相电容运行电动机的结构简单，使用维护方便，堵转电流小，有较高的效率和功率因数；但启动转矩较小，多用于电风扇、吸尘器等。 25．电容启动电动机具有较大的启动转矩(一般为额定转矩的1.5～3.5倍)，但启动电流相应增大，适用于重载启动的机械，如小型空压机、洗衣机、空调器等。 26.电动机种类选择时应考虑的主要内容有：种类、结构形式、额定电压、额定转速、额定功率等方面。
教师教案 ( 2006 —2007 学年第1 学期) 课程名称：电机与拖动基础 授课学时：54 授课班级：电气04123 任课教师：段振刚 教师职称：副教授 教师所在学院：信息工程学院
北京工商大学
第一章直流电机原理 授课时数：9 一、教学目的 1 .掌握直流电机的基本工作原理、电枢电势与电磁转矩、他励直流电动机的机械特性 2 .了解直流电机的结构、磁路与磁化特性、电枢绕组 3 .了解串励和复励直流电动机 二、教学内容 1. 直流电机的结构 2. 直流电机的用途及基本工作原理 3. 直流电机的磁路与磁化特性 4．直流电机的电枢绕组 5．电枢电势与电磁转矩 6．直流发电机 7．直流电动机运行原理 8. 他励直流电动机的机械特性 9. 串励和复励直流电动机 三、教学重点和难点 重点：直流电机的基本工作原理 电枢电势与电磁转矩 他励直流电动机的机械特性
难点：直流电机的结构、磁路与电枢绕组 四、教学方法 板书和多媒体、视频录像相结合的教学方法。形象地讲解直流电机的的结构、基本工作原理、电枢电势与电磁转矩、他励直流电动机的机械特性。讲解磁路与磁化特性、电枢绕组的特点、应用和发展。介绍串励和复励直流电动机。 第一讲(2学时) 第一节直流电机的结构 1.观看直流电机制造过程录像片(50分钟) 2.简单介绍直流电机的结构 问题:A.定子主要包括那些部分? B. 转子主要包括那些部分? 第二节直流电机的用途及基本工作原理 1.简单介绍直流电机的用途 2.讲解直流电机的物理模型 3.讲解直流发电机的工作原理 .对照直流电机的物理模型重点讲解判断感应电势的右手定则及感应电势e = B l v .对照直流电机的物理模型重点讲解电刷和换向器的作用 .讲解直流发电机机械能变成直流电能的原理和过程 问题: A. 判断在磁场中运动的导体中感应电势方向应使用什么定则? B. 直流发电机中电刷和换向器的作用是什么?
《电机及拖动》课程项目 课程名称：电机及拖动 指导教师：肖莹 项目名称：异步电机的结构及绕线式异步电机制动特性分析班级、组次：15级过控二班第五组 课题组的分工或贡献： 2017年12月
异步电机的结构及绕线式异步电机制动特性分析 吴永康 （燕山大学电气工程学院） 摘要：主要目的是拆解和观察绕线式异步电机的基本组成部分，熟悉绕线式异步电机的结构、类型及铭牌数据。强调学生动手操作能力；增强学生对异步电机结构的感性认识，掌握异步电机内部结构及工作原理；掌握异步电机绕组组成、绕制、嵌线及异步电机装配过程。了解异步电机测试、检修方法，并能对异步电动机进行初步的维护保养及常见故障排除与检修；分析异步电机的基本工作原理，分析异步电机的制动特性。最终，对电机的结构及工作特性进一步熟悉并掌握。 前言： (1）背景及目的:为了深入了解并掌握电机及其拖动的相关知识，深入分析交流电机的结构及其交流电机的制动特性，提高解决工程实际问题的能力和独立思考问题的基本能力，本组以交流电机为例进行了相关的项目研究。 (2）范围所研究的范围包括对于交流电机的拆解并记录相关数据；调查交流电动机在实际生化中的应用；研究鼠笼异步电机的结构和四象限运行的特性分析。 (3）相关领域所做的工作特色：交流电机适用范围广，工作效率高，并向节能环保方向发展，电动机行业成为节能潜力最大的产业之一。同时随着机电一体化的发展，国际上技术领先的国家已经大量采用电力电子技术、计算机技术、传感器技术改造电机产品，新技术的应用给电机行业带来了新出的发展机遇。 (4）项目切入点：主要研究异步电机的结构及绕线式异步电机制动特性。 1 任务实施及内容记录 1.1拆解电机步骤及数据记录 （1）复习鼠笼异步电机的结构及工作原理，了解内部基本结构，各部分所起的作用； (2) 观察鼠笼异步电机的结构，记录异步电机的铭牌数据，将有关数据填入下表中。根据名牌数据计算额定转矩并判断电机的极数和同步转速。 鼠笼式异步电机的铭牌数据记录表
《电机与电力拖动基础》实验教学大纲 课程设计名称：电机与电力拖动综合实验 课程设计编号：03050512 课程设计学分：1 课程设计周：1周 授课单位：信息与通信工程学院电气工程系 指导方式：集中指导,分散答疑 课程设计适用专业：自动化专业、电气工程及其自动化 服务课程名称：电机与电力拖动基础 服务课程编号：02050503 服务课程讲课学时：56 服务课程学分：3.5 课程设计教材及主要参考资料：电机与电力拖动基础、电机学 一、课程设计教学目的及基本要求： 1.本课程设计是为了培养学生的动手能力，对学生的综合运用所学知识进行 分析研究和设计也有较高要求，同时也能培养和锻炼学生的动手能力。 2.应掌握直流电机、交流电机和变压器的基本结构、工作原理、分析计算、 运行性能、实验方法以及在电力拖动系统中选择电机的原理和方法，了解电机和电力拖动系统今后的发展方向。考虑到这是一门实践性很强的课程，因此将本课程的实验单列，为学习《自动控制系统》等课程准备必要的基础知识和打下坚实的基础。 二、课程设计的内容及安排 本设计的内容涉及到自动控制原理、电力电子技术、电机与电力拖动基础、自动控制系统等课程的内容。具体的内容包括以下几个方面 1. 了解直流电机的电枢绕组和直流电机的磁场。掌握直流电机的基本运 行原理和直流电机的基本结构。 2. 理解他励直流电动机的启动过程，熟练掌握他励直流电动机启动过程的 计算方法，特别是串电阻启动过程的计算方法；理解他励直流电动机的几种制动过程，熟练掌握他励直流电动机几种制动过程的计算方法，以及能量传递过程；
熟练掌握他励直流电动机四象限运行的情况。 3. 了解变压器的分类、基本结构、额定值；理解变压器的空载运行、变压 器的负载运行；掌握变压器的等效电路；变压器的参数测定、标幺值、变压器的运行特性；理解三相变压器和三相变压器的不对称运行；掌握变压器的瞬变过程分析；了解特殊变压器.统的设计。 4.了解异步电动机的电枢绕组和磁场。掌握异步电动机的基本运行原理和 异步电动机的基本结构。 5. 理解异步电动机的启动过程，熟练掌握异步电动机启动过程的计算方法， 特别是串频敏变阻器启动过程的计算方法；理解异步电动机的几种制动过程，熟练掌握异步电动机几种制动过程的计算方法，以及能量传递过程；熟练掌握异步电动机四象限运行的情况。 6. 理解同步电动机的启动过程，熟练掌握同步电动机启动过程的计算方法， 特别是牵入同步启动过程的计算方法；理解同步电动机的几种制动过程，熟练掌握同步电动机几种制动过程的计算方法，以及能量传递过程。 实验项目 1.直流电机的基本原理与结构 2.他励直流电动机的电力拖动 3.变压器 4.异步电动机 5.异步电动机的电力拖动 6.同步电动机及其电力拖动 三、课程设计的考核方法及成绩评定 本课程设计采用书面与口试结合的考试方法：即首先由学生提供书面的设计说明书，在详细阅读完学生的设计说明书后，由指导教师组织学生进行答辩，就设计说明书中的各项内容进行询问。最后根据学生提交的设计说明书以及在学生在答辩中的问答情况最后综合评定学生的设计成绩。 四、课程设计的时间安排 本课程设计安排在第七学期进行。