电机与拖动基础课后思考题(1-3章)

电机拖动思考题答案【篇一：电机与拖动习题答案】1 一台直流电动机的数据为:额定功率pn =25 kw ,额定电压un=220 v ,额定转速 nn =1 500 r /min,额定效率?n =86 .2 %。

试求: ( 1 )额定电流in;( 2 )额定负载时的输入功率p1n 。

解：（1）直流电动机的:额定功率 pn?unin?nin?pnun?n25?103??131.83a 220?0.862（2） p1n?pn?n?25?29kw 0.8621 .2 一台直流发电机的数据为:额定功率pn=12 kw ,额定电压un=230 v ,额定转速 nn=1 450 r /min,额定效率?n=83 .5 %。

试求: ( 1 )额定电流in;( 2 )额定负载时的输入功率p1n 。

解：（1）直流发电机的:额定功率 pn?uninpn12?10352.17ain?un230（2）p1n?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。

pn?n?12?14.37kw 0.835解：（1）第一节距 y1?z2225,为短距绕组。

2p44y?yk?1单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1,即第二节距y2?y1?y?5?1?4(2) 并联支路数等于磁极数,为4。

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 ea=29?10=290v ;每一条支路的电阻为 r?29?0.2?5.8?,4条并联支路的电阻,即电刷间的电阻为ra?r5.8??1.45? 44当电枢绕组为单波绕组时, 绕组并联支路数为2,每一条支路串联的元件数为60, 换向器上可以放置4个电刷,至少短路4个元件,则电刷间的电动势为ea?58?10?580v每一条支路的电阻为 r?58?0.2?11.6?电刷间的电阻为 ra?1 . 6 一台直流电机,极数2 p=6 ,电枢绕组总的导体数n=400 ,电枢电流ia=10 a ,气隙每极磁通?=0 . 21 wb 。

第一章作业解答参考1—8．解：)(630230101453A U P I N N N =⨯==)(1619.0145KW P P NN===ηλ 1—20．解：（1）U V n a pN E a <=⨯⨯⨯⨯==)(186150001.0160372260φ 是电动机状态。

∴（2）)(46.163208.0186220A R E U I a a a =-=-=)(63.19315002604.30)(4.3046.163186m N P T KW I E P M a a M ⋅=⨯⨯⨯=Ω==⨯==π （3）)(6.5208.046.16322KW R I p a a cua =⨯==)(79.292403624.30)(366.54.3021KW p p P P KW p P P Fa M cua M =--=--==+=+=Ω%823679.2912===P P η 1—23．解：（1）)(112.54300014.326010172603m N n P P T N N N N N ⋅=⨯⨯⨯⨯=⨯=Ω=π%2.82942201017)(812.557.1112.54)(7.1344014.32608.2)316.08.2220(26030'00000=⨯⨯==⋅=+=+=⋅=⨯⨯⨯⨯⨯-=⨯=Ω=N N N N N a a M I U P m N T T T m N n I E P T ηπ（2）N e e C C Φ=Φ∴0忽略电枢反应影响， 恒定。

0'0Φ-=e a a N C R I U n ， 0636,03440316.08.22200=⨯-=Φe C)min (34590636.022000r C U n e N ==Φ=（3） Φ=Φe M C C 55.9)min (27860636.0)15.0316.0(89.91220)()(89.910636.055.9812.55r C R R I U n I T T A C T I e a a N a Z M a =+⨯-=Φ+-=→==⨯=Φ=Ω不变不变，第二章 习题解答参考2—6．解：（1）T T T n C C R R C U n Nm e a N e N 64.1115819.055.94.006.01158202-=⨯+-='-=Φ+-Φ=Ωβ （2）T T T n C C R C U n N m e a N e 21.057921.019.011002-=-=-'=Φ-Φ=β （3）T T T n C C R C U n m e a e N 35.0146717.006.015.022002-=-=''-''=Φ-Φ=β 19.0=ΦN e C N Φ=Φ8.0 15.019.08.0=⨯=Φ∴e C2N m e C C Φ=()255.9N e C Φ=219.055.9⨯=0.28 2Φm e C C =17.028.08.02=⨯2—16．解：（1）[]V R I U E a N N a 20425.064220=⨯-=-=[]A R R E U I Z a a N a 84.67625.0204220max -=+--=---=29.0700204==-=ΦN a N N N e n R I U C 76.229.055.955.9=⨯=Φ=ΦN e N m C C[]m N I C T anax N m ⋅-=-⨯=Φ=23.187)84.67(76.2max停机时 n=0 0=Φ=n C E N e a[]A R R U I Z a N a 2.35625.0220-=+-=+-=[]m N I C T a N m ⋅-=-⨯=Φ=15.97)2.35(76.2此时反抗性负载 []m N I C T N N m Z⋅-=⨯-=Φ-='64.1766476.2 由于 T T Z>' 故系统不会反向起动。

附录:第1章 思考题及答案1-1 变压器的电动势的产生原理是哪一个定律？说明其原理。

答：变压器的电动势的产生原理是法拉第电磁感应定律，即设N 匝线圈处在磁场中，它所交链的磁链Φ⋅=N ψ,当磁链ψ发生变化时，会产生电场，并在线圈内产生感应电动势。

即：dtd dt d Ne ψ-=Φ-= 1-2 根据功能与用途，电机可以分为哪几类？答：根据功能与用途电机可以分为：动力电机和控制电机。

动力电机又分为：静止的电机（变压器）和旋转电机（直流电机和交流电机）。

控制电机是信号转换和信号传递的装置，容量和体积一般都比较小，在自动控制系统中常用于检测、放大、执行和校正等元件。

1-3 一个电力拖动系统的组成有哪些组成部分，各部分的作用是什么？答：电力拖动系统包括：电动机、传动机构、生产机械、控制设备和电源等组成。

生产机械是执行某一生产任务的机械设备，是电力拖动的对象；电源给动力机构——电动机以及控制设备提供电能，电动机把电能转换为机械能，通过传动机构经过中间变速或变换运动方式后，拖动生产机械工作；控制设备是由各种控制电机、电器、电子元电机 动力电机控制电机直流电机 交流电机静止电机：变压器旋转电机件及控制计算机组成，用以控制电动机的运动，实现对生产机械运动的自动控制。

1-4 电机中涉及到哪些基本电磁定律？试说明它们在电机中的主要作用。

答：全电流定律：电生磁的定律，实现电磁转换；电磁感应定律：磁生电的定律，电磁转换；电磁力定律：电磁产生运动的定律，电动机原理。

1-5 如果感应电势的正方向与磁通的正方向符合左手螺旋关系，则电磁感应定律应写成dtd Ne Φ=，试说明原因。

答：应为电磁感应定律的描述是感应电动势的正方向与磁通方向符合右手螺旋关系时：dtd Ne Φ-=，即电动势总是阻碍磁通的变换。

因此当感应电动势的正方向与磁通方向符合右左手螺旋关系时，则产生的感应电动势为：dt d N e Φ=。

第1章 练习题题解及答案1-1 在求取感应电动势时，式dt di L e L -=、式dt d e L ψ-=、式dtd Ne L Φ-=,以及Blv e =等式中，哪一个式子具有普遍的形式？这些式子分别适用什么条件？解：式dtd e L ψ-=是普遍的形式，此时是在感应电动势的正方向与磁链的正方向符合右手螺旋关系条件下； 式dtdi L e L -=适用于自感电动势，表示由于线圈中电流i 的变化使由i 产生的交链该线圈的磁链发生变化时所产生的电动势； 式dtd Ne L Φ-=适用于线圈所有N 匝的磁通相同，均为Φ时，即Φ=N ψ的情况； 式Blv e =适用于运动电动势，且B 、l 、v 三者相互垂直，且符合右手定则。

第1章 思考题与习题1-1直流电机由哪些主要部件构成?各部分的主要作用是什么? 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： 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．机座和端盖：固定、支撑、保护，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：与换向器配合，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。

由硅钢片叠成。

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：与电刷配合，引入、引出电流，由换向片围叠而成。

4． 转轴和轴承：使电枢和换向器灵活转动。

1-2简述直流发电机的工作原理答：直流发电机主磁极通电产生主磁场，电枢绕组被原动机拖动旋转切割主磁场感应电动势实为交变电动势(如图示瞬间以导体a 为例), 电枢绕组的a 导体处于N 极底下, 由“右手发电机”定则判得电动势方向为⊙，转半圈后，a 处于S 极下，电动势方向变为⊕，再转半圈，又回到原来位置，电动势又为⊙……,它通过电刷和换向器，把电枢绕组的交流变为外电路的直流。

这就是直流发电机的工作原理。

1-3简述直流电动机的工作原理答：直流电动机主磁极通电产生主磁场，电枢绕组通过电刷引入直流电，（如图示瞬间以导体a 为例），电枢绕组的a 导体处于N 极底下，电流方向为⊙，由“电磁生力”定则判得产生电磁转矩势方向为逆时针，转半圈后，a 处于S 极下，电流方向变为⊕，产生电磁转矩势方向仍为逆时针，再转半圈，又回到原来位置……,它通过电刷和换向器，把外电路的直流电变为电枢绕组部的交流电，从而产生恒定方向的电磁转矩，使直流电动机沿着一个方向旋转。

这就是直流电动机的工作原理。

1-4在直流电机中，为什么要用电刷和换向器，它们各自起什么作用？答：在直流电机中，用电刷和换向器配合，把发电机电枢绕组部的交流电流引出到外电路变为直流电。

第1章 思考题与习题1-1直流电机由哪些主要部件构成?各部分的主要作用是什么? 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．机座和端盖：固定、支撑、保护，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：与换向器配合，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。

由硅钢片叠成。

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：与电刷配合，引入、引出电流，由换向片围叠而成。

4． 转轴和轴承：使电枢和换向器灵活转动。

1-2简述直流发电机的工作原理答：直流发电机主磁极通电产生主磁场，电枢绕组被原动机拖动旋转切割主磁场感应电动势实为交变电动势(如图示瞬间以导体a 为例), 电枢绕组的a 导体处于N 极底下, 由“右手发电机”定则判得电动势方向为⊙，转半圈后，a 处于S 极下，电动势方向变为⊕，再转半圈，又回到原来位置，电动势又为⊙……,它通过电刷和换向器，把电枢绕组的交流变为外电路的直流。

这就是直流发电机的工作原理。

1-3简述直流电动机的工作原理答：直流电动机主磁极通电产生主磁场，电枢绕组通过电刷引入直流电，（如图示瞬间以导体a 为例），电枢绕组的a 导体处于N 极底下，电流方向为⊙，由“电磁生力”定则判得产生电磁转矩势方向为逆时针，转半圈后，a 处于S 极下，电流方向变为⊕，产生电磁转矩势方向仍为逆时针，再转半圈，又回到原来位置……,它通过电刷和换向器，把外电路的直流电变为电枢绕组内部的交流电，从而产生恒定方向的电磁转矩，使直流电动机沿着一个方向旋转。

这就是直流电动机的工作原理。

1-4在直流电机中，为什么要用电刷和换向器，它们各自起什么作用？答：在直流电机中，用电刷和换向器配合，把发电机电枢绕组内部的交流电流引出到外电路变为直流电。

《电机与拖动》_刘锦波版清华出版社_课后答案课后答案网 //0>.第一章习题解答思考题1.1 电机中涉及到哪些基本电磁定律?试说明它们在电机中的主要作用。

答:电机与变压器中涉及到: (1)安培环路定律; (2)法拉第电磁感应定律;(3)电磁力定律;(4)磁路的欧姆定律。

其中,安培环路定律反映了一定磁势(或安匝数)所产生磁场的强弱。

在电机中,磁场在机电能量转换过程中起到了媒介的作用;法拉第电磁感应定律反映了交变的磁场所产生电势的情况。

在电机中,电磁感应定律体现了机电能量转换过程中所转换为电能的大小;电磁力定律反映了通电导体在磁场中的受力情况,它体现了机电能量转换过程中所转换为机械能的大小;磁路的欧姆定律类似于电路的欧姆定律,它体现了一定磁势作用到磁路中所产生的磁通大小,亦即耦合磁场的大小。

1.2 永久磁铁与软磁材料的磁滞回线有何不同?其相应的铁耗有何差异?答:永久磁铁又称为硬磁材料,其磁滞回线与软磁材料的不同主要体现在形状上。

硬磁材料的磁滞回线较“肥胖” ;而软磁材料则“瘦弱”。

硬磁材料的面积反映了铁磁材料磁滞损耗的大小,因而软磁材料的铁耗较小。

1.3 什么是磁路饱和现象?磁路饱和对磁路的等效电感有何影响?答:当励磁安匝(或磁势)较小时,随着磁势的增加,磁路中所产生的磁通也线性增加;当磁势增加到一定程度时,随着磁势的增加,磁路中所产生的磁通增加较小,甚至不再增加,这一现象称为磁路的饱和。

与磁路线性时相比,磁路饱和后的磁导率和等效电感有所减小。

1.4 铁心中的磁滞损耗与涡流损耗是如何产生的?它们与哪些因素有关答:铁心中的磁滞损耗是由铁磁材料在交变磁场作用下的磁化过程中,内部的磁畴相互摩擦所引起的铁心发热造成的;而涡流损耗则是由于交变的磁场在铁2心中感应电势并产生涡流,从而引起铁心发热。

由 p K f HdB C fB V 可h h h m∫见,磁滞损耗正比于磁场交变的频率、磁密的平方以及铁心的体积;由22 2pΔ Cf B V 可见,涡流损耗正比于磁场交变频率的平方、磁密的平方以及铁ee m磁材料的厚度。

《电机与拖动基础》第三版(林瑞光)课后习题答案1-1.在直流电动机的电枢绕组中为什么也有感应电动势？其方向与电流方向有什么关系？在直流发电机空载即电枢电流为零时，是否电磁转矩？为什么？答：不管有没有外部电源，只要是电枢绕组磁通发生变化，均会产生感应电动势。

虽然直流电动机通入直流电以后才会旋转，但是在旋转过程中电枢绕组同样会切割定子磁场磁力线，符合电磁感应原理（楞次定律/右手定则）就会在电枢中感应出电动势。

就是这个电势抵消部分外加电源电压，抑制了直流电动机电流，它与电流方向相反。

如果没有这个感应电动势，电动机电流就=直流电源电电压/电枢绕组的直流电阻，这时候电枢绕组只是相当于一个发热的电阻丝。

直流发电机空载时没有电流，则电磁转矩为零。

因为f=Blii=0 则f=0,电动机和发电机只是工作状态不同。

1-2.直流电机机座中的磁通是恒定不变还是大小正负交变还是旋转的？而电枢铁芯中的磁通又是什么性质？答：机座（定子磁极）中的磁通是大小方向保持不变的。

电枢铁芯中的磁通在空间上是不变的，相对转子是旋转的，也可以理解为正负交变的，不同电机不同。

1-3.直流电机的电枢铁芯为什么必须采用硅钢片迭成而机座和主磁极可以采用整块的铁？为什么有的主磁极也采用薄钢板迭成？答：电枢铁芯旋转，电枢铁芯内的磁场是交变的，为了减小铁耗，故要用硅钢片迭成。

机座和主极中的磁场是恒定的，故可采用整块的铁。

但是，由于电枢齿槽的影响，电枢旋转时主磁极极靴表面磁场发生脉动，引起附加损耗，为了降低表面损耗，主磁极有时采用薄钢板迭成1-4.直流电机各个主磁极的励磁线圈为什么都互相串联成一条支路而不采用并联的方式？答：这是电机制造工艺方便考虑，励磁线圈串联接法，绕组是头尾相接，这样只需要用一根线连接，电机内部空间有限，对大电机及多极电机更显优点，因为这种电机励磁线圈导线都较粗一般都是用矩形线。

小容量电机励磁线圈串联并联就无所谓了。

1-5. 什么是电机的可逆原理？接在直流电源上运行的直流电机，如何判别它是运行在发电状态还是运行在电动状态？答：从原理上讲,一台直流电机既可作为电动机,把电能转换为机械能,也可作为发电机,把机械能转换为电能，这就是其可逆性。