电机与拖动第10章电动机的选择

《电机与拖动》考试试题与答案一、选择题（每题2分，共20分）1、下列哪一种类型的电机是直流电机？（A）同步电机（B）异步电机（C）伺服电机（D）步进电机答案：（C）伺服电机解释：伺服电机是一种将电信号转化为机械运动的装置，其中直流伺服电机是最常见的一种。

同步电机和异步电机是交流电机，而步进电机则是一种特殊类型的伺服电机。

2、在电动机的转速和转向一定的情况下，下列哪种方法可以改变电动机的转矩？（A）改变电源频率（B）改变电源电压（C）改变负载大小（D）改变电动机的极数答案：（B）改变电源电压解释：电动机的转矩与电源电压的平方成正比，因此改变电源电压可以改变电动机的转矩。

改变电源频率、负载大小或电动机的极数都会影响电动机的转速和转向，但不会改变电动机的转矩。

3、下列哪一种控制方式常用于直流电动机的调速？（A）开环控制（B）闭环控制（C）PWM控制（D）V/F控制答案：（B）闭环控制解释：直流电动机的调速需要精确控制电机的转速和转向，闭环控制可以实时监测电机的转速和转向，并根据需要对其进行调整，因此常用于直流电动机的调速。

开环控制常用于对系统稳定性要求不高的情况。

PWM控制常用于交流电动机的调速，而V/F控制常用于变压器的控制。

二、填空题（每空2分，共30分）1、直流电动机主要由______、______、______和______等部分组成。

答案：定子、转子、换向器、电刷2、电动机根据使用电源的不同可以分为______和______两大类。

答案：交流电动机、直流电动机3、交流电动机的转速与电源频率的______次方成正比。

答案：24、伺服电机分为______和______两种类型。

其中，______主要用于位置控制，而______主要用于速度控制。

答案：直流伺服电机、交流伺服电机、直流伺服电机、交流伺服电机三、计算题（每题10分，共20分）1、一台直流电动机的额定功率为10kW，额定电压为220V，额定转速为1500r/min。

《电机与电力拖动》（第三版）习题及答案第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。

第五章 三相异步电动机原理5-1 什么是空间电角度，它与空间几何角度有什么关系？答：一个圆的空间几何角度（也称机械角度）是360度。

但从电磁的观点来说：电机转子在旋转时每经过一对磁极，其绕组感应的电量（如感应电动势）就相应地变化一个周期，因此，将一对磁极对应的空间几何角度定义为360度电角度。

空间电角度与电机的极对数P 有关，即：空间电角度=空间几何角度⨯P 。

例：一台6极异步电机（P=3），其转子转一周就经过3对磁极，转子绕组中感应电动势交变3个周期，即：空间电角度=360⨯3=1080度电角度。

5-2 绕组的短矩和分布为什么能消减高次谐波？ 答：短距系数：基波： ⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⋅=90sin τy k y 谐波：⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⋅⋅=90sin τννyk y 短距对于基波电动势的影响很小，但对于高次谐波的短距系数可能很小，甚至为零，因此，短距能有效地消减高次谐波。

分布系数：基波：⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=2sin 2sin ααq q k p谐波：⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=2sin 2sin νααννq q k p相临元件所夹空间电角度对基波来说是α，对于ν次谐波则为να，因此相临元件的ν次谐波电动势相位差很大，完全可能使相量和大为减小，甚至为零。

所以，分布能有效地消减高次谐波。

5-3 何谓相带，在三相电机绕组中为什么常采用600相带，而很少采用1200相带？ 答：按每相绕组在圆周上连续占有空间的电角度（俗称相带）分类：有120°相带、60°相带和30°相带等绕组。

通常三相交流电机采用 60°相带绕组。

在相同串联导体数下,60°相带绕组感应电动势约比120°相带绕组的感应电动势大 15％以上。

30°相带绕组虽然可以进一步提高绕组利用率，但由于其绕组制造复杂，而感应电动势提高不多，故仅用在一些有特殊要求的场合，例如用于高效率电动机中。

电动机的选型1.负载的种类、特性与要求为防止电动机因选配不当而发生故障或损坏，在选定电动机时必须详细了解被拖动负载的种类、特性和要求，然后尽可能去选择满足这些特性和要求的电动机。

1.1被拖动负载应考虑的主要事项（1）被拖动负载的类型；（2）被拖动负载所需的功率；（3）被拖动负载所需的转速；（4）被拖动负载的转速—转矩特性；（5）是否需要进行转速调节（分有级变速、无级变速）；（6）被拖动负载转动惯量的大小；（7）被拖动负载要求的起动方式（分手动、自动及遥控等）；（8）被拖动负载的制动方式（分一般制动、快速制动等）；（9）被拖动负载的工作制（分连续、短时、断续、变负载工作制等）；（10）被拖动负载是否需要可逆运转；（11）被拖动负载的安装型式；（12）工作时的环境条件（温度、湿度高低，有无腐蚀、爆炸性气体和液体，有无滴水和粉尘等）。

1.2电动机的技术要求当根据被拖动负载以上的要求去选择确定电动机时，须考虑以下的技术要求：（1）电动机的类型；（2）电动机的额定功率；（3）电动机的额定电压、相数及频率；（4）电动机的额定转速；（5）电动机的起动转矩及最大转矩；（6）电动机的转速—转矩特性；（7）电动机的工作定额（连续、短时、断续定额等）；（8）电动机能否进行转速调节；（9）电动机的绝缘等级；（10）电动机的外壳防护型式；（11）电动机轴伸中心高及轴伸尺寸；（12）电动机的安装型式（分卧式、立式和凸缘式等）；（13）供电电源容量；（14）电动机所使用的起动和控制设备；（15）相关附件（如安装用底座等）。

选择电动机的步骤和内容主要有：应以被拖动机械、设备的具体要求出发，并考虑使用场所的电源、工作环境、防护等级，以及电动机的功率因数、效率、过载能力、安装方式、传动设备、产品价格、运行和维护费用等情况来选择电动机的电气性能和机械性能，使被选定的电动机能安全、经济、节能和合理地运行。

选择电动机的过程中其功率的确定极为重要，选择原则应该是在电动机能够满足被拖动负载要求的前提下，最经济、合理地确定电动机功率的大小。

《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。

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 ；Tem2、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。

第三章电动机的选择计算合理的选择电动机是正确使用的先决条件。

选择恰当，电动机就能安全、经济、可靠地运行；选择得不合适，轻者造成浪费，重者烧毁电动机。

选择电动机的内容包括很多，例如电压、频率、功率、转速、启动转矩、防护形式、结构形式等,但是结合农村具体情况，需要选择的通常只是功率、转速、防护形式等几项比较重要的内容,因此在这里介绍一下电动机的选择方法及使用。

3。

1电动机选择步骤电动机的选择一般遵循以下三个步骤：3.1。

1 型号的选择电动机的型号很多，通常选用异步电动机。

从类型上可分为鼠笼式与绕线式异步电动机两种。

常用鼠笼式的有J、J2、JO、JO2、JO3系列的小型异步电动机和JS、JSQ系列中型异步电动机。

绕线式的有JR、JR O2系列小型绕线式异步电动机和JRQ系列中型绕线式异步电动机。

从电动机的防护形式上又可分为以下几种：1．防护式。

这种电动机的外壳有通风孔，能防止水滴、铁屑等物从上面或垂直方向成45º以内掉进电动机内部,但是灰尘潮气还是能侵入电动机内部，它的通风性能比较好，价格也比较便宜，在干燥、灰尘不多的地方可以采用.“J”系列电动机就属于这种防护形式。

2．封闭式。

这种电动机的转子,定子绕组等都装在一个封闭的机壳内,能防止灰尘、铁屑或其它杂物侵入电动机内部,但它的密封不很严密，所以还不能在水中工作，“JO”系列电动机属于这种防护形式。

在农村尘土飞扬、水花四溅的地方（如农副业加工机械和水泵）广泛地使用这种电动机。

3．密封式。

这种电动机的整个机体都严密的密封起来，可以浸没在水里工作，农村的电动潜水泵就需要这种电动机。

实际上，农村用来带动水泵、机磨、脱粒机、扎花机和粉碎机等农业机械的小型电动机大多选用JO、JO2系列电动机。

在特殊场合可选用一些特殊用途的电动机.如JBS系列小型三相防爆异步电动机，JQS系列井用潜水泵三相异步电动机以及DM2系列深井泵用三相异步电动机。

3。

1。

2 功率的选择一般机械都注明应配套使用的电动机功率,更换或配套时十分方便，有的农业机械注明本机的机械功率,可把电动机功率选得比它大10%即可(指直接传动）。

第二部份 直流电动机的电力拖动一、填空题： 一、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二、直流电动机的起动方式有____ ___。

（降压起动、电枢回路串电阻起动）3、若是不串联制动电阻，反接制动刹时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）五、拖动恒转转负载进行调速时，应采_______调速方式，而拖动恒功率负载时应采用_______调速方式。

（降压或电枢回路串电阻；弱磁）一、直流电动机的人为特性都比固有特性软。

（ ）（F ）二、直流电动机串多级电阻起动。

在起动进程中，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 ）五、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 一、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。

二、他励直流电动机的人为特性与固有特性相较，其理想空载转速和斜率均发生了转变，那么这条人为特性必然是：（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式起动，其目的是：（2）（1）为了使起动进程平稳；（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。