机电传动控制 直流电机的工作原理及特性习题与参考答案与提示

控制电机复习题答案1. 什么是直流电机的工作原理？直流电机的工作原理基于电磁感应定律和电磁力定律。

当导体在磁场中移动时，会在导体中产生感应电动势，进而产生电流。

同时，带电导体在磁场中会受到电磁力的作用，从而产生转矩，使电机转动。

2. 简述交流电机与直流电机的主要区别。

交流电机与直流电机的主要区别在于电源类型、结构和控制方式。

交流电机使用交流电源，结构简单，维护方便，但控制精度较低；直流电机使用直流电源，结构复杂，维护困难，但控制精度较高。

3. 步进电机的控制方式有哪些？步进电机的控制方式主要包括脉冲控制、方向控制和电流控制。

脉冲控制用于控制电机的步数和速度，方向控制用于确定电机的旋转方向，电流控制用于调节电机的力矩和稳定性。

4. 伺服电机的工作原理是什么？伺服电机的工作原理是基于闭环控制原理。

电机内部装有编码器，实时反馈电机的转速和位置信息，通过控制电路对电机进行精确控制，实现高精度的定位和速度控制。

5. 变频调速的原理是什么？变频调速的原理是通过改变电机供电频率来调整电机的转速。

变频器将固定频率的交流电转换为可变频率的交流电，从而实现对电机转速的精确控制。

6. 简述无刷直流电机的特点。

无刷直流电机的特点包括高效率、低噪音、长寿命和高可靠性。

由于没有电刷和换向器，电机的维护成本降低，同时电机的效率和寿命得到提高。

7. 什么是电机的启动转矩？电机的启动转矩是指电机在启动瞬间能够产生的最大扭矩。

启动转矩的大小直接影响电机的启动性能和负载能力。

8. 电机的额定功率和实际功率有什么区别？电机的额定功率是指电机在额定工作条件下能够长期稳定输出的最大功率。

实际功率是指电机在实际工作条件下输出的功率，通常小于或等于额定功率。

9. 电机的转速与哪些因素有关？电机的转速与电源频率、极数、转差率等因素有关。

电源频率越高，电机的转速越快；极数越多，电机的转速越慢；转差率越大，电机的实际转速越低。

10. 什么是电机的过载保护？电机的过载保护是指当电机负载超过额定负载时，通过保护装置切断电源或降低负载，防止电机因过载而损坏。

机电传动控制第五版课后答案--最全版机电传动控制是一门涉及机械、电气和控制等多领域知识的重要学科，对于相关专业的学生和从业者来说，掌握这门课程的知识至关重要。

而课后习题的答案则是检验学习成果、加深理解的重要工具。

以下为您提供机电传动控制第五版的课后答案，希望能对您的学习有所帮助。

第一章绪论1、机电传动控制的目的是什么？答：机电传动控制的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止、调速、反转以及各种生产工艺过程的要求，以满足生产的需要，提高生产效率和产品质量。

2、机电传动系统由哪些部分组成？答：机电传动系统通常由电动机、传动机构、生产机械、控制系统和电源等部分组成。

电动机作为动力源，将电能转化为机械能；传动机构用于传递动力和改变运动形式；生产机械是工作对象；控制系统用于控制电动机的运行状态；电源则为整个系统提供电能。

3、机电传动系统的运动方程式是什么？其含义是什么？答：运动方程式为 T M T L ＝J(dω/dt) 。

其中，T M 是电动机产生的电磁转矩，T L 是负载转矩，J 是转动惯量，ω 是角速度，dω/dt 是角加速度。

该方程式表明了机电传动系统中电动机的电磁转矩与负载转矩之间的平衡关系，当 T M ＞ T L 时，系统加速；当 T M ＜ T L 时，系统减速；当 T M ＝ T L 时，系统以恒定速度运行。

第二章机电传动系统的动力学基础1、为什么机电传动系统中一般需要考虑转动惯量的影响？答：转动惯量反映了物体转动时惯性的大小。

在机电传动系统中，由于电动机的转速变化会引起负载的惯性力和惯性转矩，转动惯量越大，系统的加速和减速过程就越困难，响应速度越慢。

因此，在设计和分析机电传动系统时，需要考虑转动惯量的影响，以确保系统的性能和稳定性。

2、多轴传动系统等效为单轴系统的原则是什么？答：多轴传动系统等效为单轴系统的原则是：系统传递的功率不变，等效前后系统的动能相等。

3、如何计算机电传动系统的动态转矩？答：动态转矩 T d ＝ T M T L ，其中 T M 是电动机的电磁转矩，TL 是负载转矩。

第3章直流电机的工作原理及特性单选题：1.下列哪个部件不．是直流电动机定子的组成部件【】A.主磁极B.换向极C.风扇D.机座2.下列哪个部件是直流电动机定子的组成部件【】A.电枢绕组B.换向极C.风扇D.轴3.下列哪个部件是直流电动机转子的组成部件【】A.主磁极B.换向极C.电枢铁芯D.机座4.下列哪个部件不．是直流电动机转子的组成部件【】A.主磁极B.电枢绕组C.电枢铁芯D.轴5.直流电动机运行时，电刷与换向器的作用是使电枢线圈中的【】A.电流方向不变，电磁力方向不变B. 电流方向改变，电磁力方向不变C.电流方向改变，电磁力方向改变D. 电流方向不变，电磁力方向改变6.直流发电机运行时，电刷与换向器的作用是使电刷间【】A.感应电动势极性不变，输出电流方向不变B.感应电动势极性改变，输出电流方向不变C.感应电动势极性改变，输出电流方向改变D.感应电动势极性不变，输出电流方向改变7.直流发电机正常运行中电动势与转矩的作用和性质是【】A.电源电动势、驱动转矩B.反电动势、驱动转矩C.电源电动势、阻转矩D.反电动势、阻转矩8. 直流电动机正常运行中中电动势与转矩的作用和性质是【】A.电源电动势、驱动转矩B.反电动势、驱动转矩C.电源电动势、阻转矩D.反电动势、阻转矩9. 直流电动机机械特性硬度越硬，表明【】A.转矩变化大、转速变化大B.转矩变化小、转速变化大C.转矩变化小、转速变化小D.转矩变化大、转速变化小10. 直流电动机机械特性硬度越软，表明【】A.转矩变化大、转速变化大B.转矩变化小、转速变化大C.转矩变化小、转速变化小D.转矩变化大、转速变化小11. 倒拉反接制动机械特性图中以稳定速度下放重物的点在【】A.第一象限B.第二象限C. 第三象限D. 第四象限12. 直流电动机处于制动状态时机械特性曲线过坐标系原点的是【】A.反馈制动B.电源反接制动C.能耗制动D.倒拉反接制动13. 反馈制动状态的出现是电动机的实际转速超过了【】A.额定转速B.启动转速C.临界转速D. 理想空载转速14. 日常电动自行车上使用的电动机是【】A. 交流电动机B. 直流电动机C.直线电动机D.直流发电机15. 家用洗衣机中使用的电机是【】A. 单相交流电动机B. 直流电动机C.直线电动机D. 三相交流电动机16. 直流电动机电枢绕组受到电磁力的作用产生的转矩是【】A. 负载转矩B. 阻转矩C. 电磁转矩D. 拖动转矩17. 直流发电机电枢绕组受到电磁力的作用产生的转矩是【】A. 负载转矩B. 阻转矩C. 驱动转矩D. 位能转矩18. 直流电动机电枢绕组中流过的电流是 【 】A. 励磁电流B. 感应电流C. 电枢电流D. 过载电流19. 直流发电机电枢绕组中流过的电流是 【 】A. 励磁电流B. 感应电流C. 电枢电流D. 过载电流20. 直流电机按励磁方式的不同，有4类，分别是他励、并励、串励电机，还有的是【 】A. 自励B. 顺励C. 逆励D. 复励21. 直流电机电枢绕组与励磁绕组供电电源不同的电机类型是 【 】A. 他励电机B. 串励电机C. 并励电机D. 复励电机22. 直流电机电枢绕组与励磁绕组串联的电机类型是 【 】A. 他励电机B. 串励电机C. 并励电机D. 复励电机23. 直流电机电枢绕组与励磁绕组并联的电机类型是 【 】A. 他励电机B. 串励电机C. 并励电机D. 复励电机24. 直流电机电枢电流等于额定电流运行时，称为 【 】A. 欠载运行B. 过载运行C. 额定运行D. 停止运行25. 直流电机电枢电流小于额定电流运行时，称为 【 】A. 欠载运行B. 过载运行C. 额定运行D. 停止运行26. 直流电机电枢电流大于额定电流运行时，称为 【 】A. 欠载运行B. 过载运行C. 额定运行D. 停止运行27. 直流电动机处于理想空载转速时的转矩为 【 】A. 1T =-B. 0T =C. 1T =D. 2T =28. 直流电动机人为机械特性可以改变的参数是 【 】A. 电枢电压N UB. 励磁电压f UC.励磁回路电阻f RD. 励磁电流f I29. 直流电动机人为机械特性可以改变的参数是 【 】A. 励磁电压f UB. 电枢回路电阻a RC.励磁回路电阻f RD. 励磁电流f I30. 直流电动机人为机械特性可以改变的参数是 【 】A. 励磁磁通N ΦB. 励磁电压f UC.励磁回路电阻f RD. 励磁电流f I31. 关于直流电动机启动说法错误的是 【 】A. 不能直接启动B. 降压启动C. 可以直接启动D. 电枢回路串电阻启动32. 关于直流电动机启动说法正确的是 【 】A. 星-三降压启动B. 降压启动C. 可以直接启动D. 励磁回路串电阻启动33. 关于直流电动机启动说法正确的是 【 】A. 星-三降压启动B. 励磁回路串电阻启动C. 可以直接启动D. 电枢回路串电阻启动34. 直流电动机的启动方法主要有： 【】 A ．直接启动 B ．降压启动C ．∆-Y 启动D ．励磁电路串接外加电阻启动。

第3章直流电机的工作原理及特性习题3.1 为什么直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成？答案：直流电动机工作时，（1）电枢绕组中流过交变电流，它产生的磁通当然是交变的。

这个（2）变化的磁通在铁芯中产生感应电流。

铁芯中产生的感应电流，在（3）垂直于磁通方向的平面内环流，所以叫涡流。

涡流损耗会使铁芯发热。

为了减小这种涡流损耗，电枢铁芯采用彼此绝缘的硅钢片叠压而成，使涡流在狭长形的回路中，通过较小的截面，以（4）增大涡流通路上的电阻，从而起到（5）减小涡流的作用。

如果没有绝缘层，会使整个电枢铁芯成为一体，涡流将增大，使铁芯发热。

因此，如果没有绝缘，就起不到削减涡流的作用。

习题3.4 一台他励直流电动机在稳态下运行时，电枢反电势E ＝E1，如负载转矩TL ＝常数，外加电压和电枢电路中的电阻均不变，问减弱励磁使转速上升到新的稳定值后，电枢反电势将如何变化？是大于、小于还是等于E1？答案：∵当电动机再次达到稳定状态后，输出转矩仍等于负载转矩，即输出转矩T ＝T L ＝常200aae e ae m ae m e e R U n I K K R U n E K n T K I n n n K K K U T K =Φ=−ΦΦ=∴=Φ−Φ∴−∆=Φ=ΦQ Q 又当T=0a aU E I R =+数。

又根据公式（3.2）， T ＝K t ФI a 。

∵励磁磁通Ф减小，T 、K t 不变。

∴电枢电流I a 增大。

再根据公式（3.11），U ＝E ＋I a ·R a 。

∴E=U －I a ·R a 。

又∵U 、R a 不变，I a 增大。

∴E 减小即减弱励磁到达稳定后，电动机反电势将小于E 1。

习题3.8 一台他励直流电动机的铭牌数据为：P N ＝5.5KW ，U N ＝110V ，I N ＝62A ，n N ＝1000r/min ，试绘出它的固有机械特性曲线。

（1）第一步，求出n 0 （2）第二步，求出（T N ，n N ）答案：根据公式（3.15），（1-1）Ra ＝（0.50~0.75）(N N N I U P −1)NN I U我们取Ra ＝0.7(N N N I U P −1)NN I U， 计算可得，Ra ＝0.24 Ω 再根据公式（3.16）得，（1-2） Ke ФN ＝（U N －I N Ra ）/n N =0.095 又根据（1-3） n 0＝U N /（Ke ФN ），计算可得，n 0＝1158 r/min 根据公式（3.17），（2-1） T N ＝9.55NNn P ， 计算可得，T N ＝52.525 N ·M 根据上述参数，绘制电动机固有机械特性曲线如下：3.10一台他励直流电动机的技术数据如下：P N =6.5KW ，U N =220V ， IN=34.4A ， n N =1500r/min ， R a =0.242Ω，试计算出此电动机的如下特性：①固有机械特性；②电枢附加电阻分别为3Ω和5Ω时的人为机械特性；③电枢电压为U N /2时的人为机械特性； ④磁通φ=0.8φN 时的人为机械特性；并绘出上述特性的图形。

直流电机考试题及答案一、单选题（每题2分，共10分）1. 直流电机的工作原理是基于哪种电磁定律？A. 电磁感应定律B. 洛伦兹力定律C. 欧姆定律D. 法拉第电磁感应定律答案：B. 洛伦兹力定律2. 直流电机的电枢绕组中产生的是哪种类型的电动势？A. 直流电动势B. 交流电动势C. 脉冲电动势D. 恒定电动势答案：B. 交流电动势3. 直流电机的换向器的主要作用是什么？A. 改变电流方向B. 改变磁场方向C. 改变电机转速D. 改变电机扭矩答案：A. 改变电流方向4. 直流电机的励磁方式有哪两种？A. 并励和串励B. 并励和复励C. 串励和复励D. 并励和他励答案：D. 并励和他励5. 直流电机的转速与电枢电压的关系是什么？A. 正比B. 反比C. 无关D. 非线性关系答案：A. 正比二、填空题（每空1分，共10分）1. 直流电机的_________决定了电机的转速。

答案：电枢电压2. 直流电机的_________越大，电机的输出功率越大。

答案：电枢电流3. 直流电机的_________是将电能转换为机械能的关键部件。

答案：电枢绕组4. 直流电机的_________是将机械能转换为电能的关键部件。

答案：发电机5. 直流电机的_________是用于保护电机不受过电流损害的装置。

答案：过电流保护器三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述直流电机的启动过程。

答案：直流电机的启动过程包括将电机接入电源，逐渐增加电枢电压，直到电机达到所需的启动转速。

在此过程中，需要控制电枢电流，以防止启动电流过大而损坏电机。

2. 直流电机的调速方式有哪些？答案：直流电机的调速方式主要包括改变电枢电压、改变电枢电阻、改变励磁电流和改变电枢电路的连接方式。

通过这些方法，可以有效地调整电机的转速，以满足不同的工作需求。

四、计算题（每题15分，共30分）1. 已知直流电机的电枢电阻为0.5Ω，电枢电压为220V，求电机的启动电流。

控制电机简答题答案大全第二、三章1.直流发电机的工作原理:运动导体切割磁力线，在导体中产生切割电势；或者说交链线圈的磁通发生变化，在线圈中发生感应电势。

直流电动机的工作原理：通电导体在磁场中收到电磁力...2直流发电机的特点：电刷间的电势与导体电势的性质不同，电刷间电势为直流电势，导体电势为交变电势；②电枢电势与电流同方向；电磁转矩的方向与电机的转向相反，为制动转矩。

3、直流发电机工作原理表明:直流电机电枢绕组所感应的电势为交变电势；由换向器配合电刷的作用把交流电势“换向”成为直流电势；4、直流电动机的特点：通过电刷间的电流与导体电流的性质不同；通过电刷电流为直流电流，导体电流为交变电流；电枢电势与电流反方向，称为反电势电磁转矩的方向与电机的转向相同，为驱动转矩。

5、TG可以在自动控制系统和解算装置中作为测速元件、校正元件、解算元件等6、电枢反应的特点：使气隙磁场发生畸变对主磁场起去磁作用7、为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势：电枢连续旋转，导体 ab 和 cd 轮流交替地切割 N 极和 S 极下的磁力线，因为ab 和 cd 中的电势及线圈电势是交变的。

由于通过换向器的作用，无论线圈转到什么位置，电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接，如电刷 A 始终与处在 N 极下的导体相连接，而处在一定极性下的导体电势方向是不变的，因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。

8、为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值?转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越强，磁通被削弱得越多，输出特性偏离直线越远，线性误差越大，为了减少电枢反应对输出特性的影响，直流测速发电机的转速不得超过规定的最高转速，负载电阻不能低于最小负载电阻值，以保证线性误差在限度的范围内。

直流测速发电机的转速上限要受到延迟换向去磁效应的限制。

为了改善线性度，采用限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用，即规定了最高工作转速。

机电传动控制课后习题答案机电传动控制课后习题答案机电传动控制是现代工程中的重要学科，它涉及到机械、电气、电子等多个领域的知识。

学习这门课程需要掌握一定的理论知识，并能够运用所学知识解决实际问题。

为了帮助同学们更好地理解和掌握机电传动控制，下面将给出一些常见习题的答案，供大家参考。

习题一：什么是机电传动控制？答案：机电传动控制是指利用电气、电子等技术手段对机械传动系统进行控制的过程。

它通过控制电机、传感器、执行器等设备的工作状态，实现对机械传动系统的运动、力、速度等参数的控制。

习题二：机电传动控制的应用领域有哪些？答案：机电传动控制广泛应用于各个领域，如工业自动化、机器人技术、航空航天、交通运输等。

在工业自动化中，机电传动控制可以实现生产线的自动化操作；在机器人技术中，机电传动控制可以实现机器人的运动和操作；在航空航天领域中，机电传动控制可以实现飞机、航天器等的运动控制。

习题三：机电传动控制系统的组成部分有哪些？答案：机电传动控制系统主要由电机、传感器、执行器、控制器等组成。

电机负责提供动力，传感器负责感知系统的状态和参数，执行器负责执行控制指令，控制器负责控制系统的运行。

习题四：机电传动控制系统的工作原理是什么？答案：机电传动控制系统的工作原理是通过控制器对电机、传感器、执行器等设备进行控制，实现对机械传动系统的运动、力、速度等参数的控制。

控制器接收传感器反馈的信号，根据设定的控制算法计算出控制指令，然后将控制指令发送给执行器，执行器根据控制指令对机械传动系统进行控制。

习题五：机电传动控制系统的优势是什么？答案：机电传动控制系统具有以下优势：1. 精确控制：机电传动控制系统可以实现对机械传动系统的精确控制，提高系统的运动精度和稳定性。

2. 自动化操作：机电传动控制系统可以实现机械传动系统的自动化操作，提高生产效率和产品质量。

3. 灵活性：机电传动控制系统可以根据不同的需求进行灵活调整，适应不同的工作环境和工作条件。

第一章直流电机练习一、判断题（对的打√，错的打×）1、并励电机在运行时断开励磁绕组对电机运行没有多大的影响。

（×）2、在直流电动机的调速中，当调理器为PI 调理时，表现为转速无静差。

（√）3、直流电机的电枢铁芯因为在直流状态下工作，经过的磁通是不变的，所以完整能够用整块的磁资料组成，不用用硅钢片叠成。

（×）4、降压调速合用于并励直流电动机。

（×）5、机械特征表征转速和电磁转矩的关系，直流电动机的机械特征是一条直线。

（×）6、在直流电动机起动时，采纳电枢串电阻起动，在起动中过程为了快速起动和减小电阻惹起的消耗，一定将电阻直接切除去。

（×）7、一台并励直流发电机，空载运行于某一电压下，如将其转速高升10% ，则发电机的端电压高升 10%。

（×）8、使用并励电动机时，发现转向不对，应将接到电源的两根线对换以下即可。

（×）9、换向器是直流电机独有的装置。

（√）10、直流发电机线圈中的感觉电势是交变的。

（√）二、填空题1、直流电动机的调速方法有：1）改变电枢两头电压调速、2）改变励磁磁通调速、3）电枢回路串电阻调速等三种。

2、改变直流电动机旋转方向的方法有：（1）将电枢两头电压极性反接，使电枢电流方向改变；（2）将励磁电源电压反接，使励磁电流方向改变。

3、直流电动机依据电枢绕组和励磁绕组的联接方式不一样可分为：他励、串励、并励和复励电动机。

4、直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向相反，所以电磁转矩为阻转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向同样，所以电磁转矩为驱动转矩。

5、直流电动机正处于运行状态，若想改变它的旋转方向，可用的方法有经过改变电枢两头电压极性，而改变电枢电流方向，实现反转和带位能性负载时，经过倒拉方式实现反转。

6、直流发电机的电磁转矩与电机转子方向相反。

（同样/相反）7、并励直流发电机在原动机转向改变后，电枢两头不可以够产生感觉电势。

控制电机综合试题及答案1. 简述直流电机的工作原理。

答案：直流电机的工作原理基于电磁感应和电磁力。

当直流电流通过定子绕组时，产生磁场。

当转子旋转时，转子绕组切割磁场线，产生感应电动势，从而在转子绕组中产生电流。

由于磁场和电流相互作用，产生转矩，使转子旋转。

2. 列出步进电机的三个主要优点。

答案：步进电机的三个主要优点包括：(1) 精确的步进控制，可以精确控制旋转角度；(2) 高响应速度，可以快速启动和停止；(3) 无需反馈装置，简化了控制系统。

3. 解释伺服电机的控制方式。

答案：伺服电机的控制方式通常包括开环控制和闭环控制。

开环控制不依赖于反馈信号，而闭环控制则需要反馈信号来调整电机的运行状态，以确保精确的位置和速度控制。

4. 描述无刷直流电机(BLDC)的工作原理。

答案：无刷直流电机的工作原理是通过电子换向器代替传统的碳刷换向器。

电机的转子磁场与定子磁场相互作用产生转矩，而电子换向器则根据转子的位置变化来调整电流方向，从而实现无刷换向。

5. 列举几种常见的电机调速方法。

答案：常见的电机调速方法有：(1) 变极调速；(2) 变频调速；(3)变压调速；(4) 变转矩调速。

6. 简述电机的启动电流与额定电流的关系。

答案：电机的启动电流通常远大于其额定电流。

这是因为在启动时，电机需要克服静止状态下的惯性和负载，因此需要较大的电流来产生足够的转矩。

一旦电机达到正常运行速度，电流就会降低到接近或等于额定电流。

7. 解释什么是电机的效率和功率因数。

答案：电机的效率是指电机输出功率与输入功率的比值，通常以百分比表示。

功率因数是电机输入功率中实功率与视功率的比值，反映了电机的能量转换效率。

8. 说明电机的额定功率和实际功率的区别。

答案：电机的额定功率是指在特定条件下，电机能够连续运行的最大输出功率。

实际功率则是指电机在实际工作条件下的输出功率，可能会因为负载、电压、频率等因素而低于额定功率。

9. 列举电机过载保护的几种方法。