电机及拖动基础习题

第六章6 . 1 题6 . 1图所示的某车床电力拖动系统中,已知切削力F=2 000 N ,工件直径d=150 mm ,电动机转速n=1 450 r /min,减速箱的三级转速比1j =2 ,2j =1.5 ,3j =2 ,各转轴的飞轮矩为2aGD =3. 5 N ·2m (指电动机轴), 2b GD = 2 N·2m ,2c GD =2 . 7 N·2m ,2d GD =9 N·2m ,各级传动效率1η=2η=3η=90% ,求:题6 . 1图( 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dtdn =800 r /min ·1-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 )切削转矩 150215.020002=⨯=⨯=d F T N ·m工件转速 min /7.24125.121450321r j j j n n f =⨯⨯==切削功率 KW n T T P ff 796.360107.2411416.321506023=⨯⨯⨯⨯=⨯=Ω=-π( 2 )电动机输出功率 KW PP 207.59.09.09.0796.33212=⨯⨯==ηηη( 3 )系统总飞轮矩 23222122221221222j j j GD j j GD j GD GD GD dc b a+++==55.425.1295.127.2225.3222222=⨯⨯+⨯++ 2.m N( 4 )电动机电磁转矩 m N n P P T M .29.3414501416.3210207.56060/2322=⨯⨯⨯⨯==Ω=π( 5 ) dt dn GD T a M 3752=+12121)(3751ηdt dn j GD b +21222121)(3751ηηdt dn j j GD c+32123222121)(3751ηηηdt dn j j j GD d =⨯375800(3.5+9.0222⨯+2229.05.127.2⨯⨯+32229.025.129⨯⨯⨯) =⨯3758004.769=10.17 2.m N6 . 2 龙门刨床的主传动机构如题6. 2图所示。

电机拖动试题及答案一、选择题1. 电机拖动系统中，起动电流通常为额定电流的多少倍？A. 3-5倍B. 5-7倍C. 7-10倍D. 10-12倍答案：B2. 异步电机的转子转速与同步转速之间的关系是什么？A. 转子转速等于同步转速B. 转子转速低于同步转速C. 转子转速高于同步转速D. 转子转速与同步转速无关答案：B二、填空题1. 电机拖动的基本原理是利用电机的_________产生转矩。

答案：电磁力2. 直流电动机的调速方法主要有_________和_________。

答案：变压调速；变阻调速三、简答题1. 简述三相异步电动机的工作原理。

答案：三相异步电动机的工作原理基于转子在旋转磁场中受到电磁力的作用而产生转矩。

当三相交流电通过定子绕组时，产生旋转磁场。

转子在磁场中切割磁力线，根据法拉第电磁感应定律，转子中产生感应电流。

感应电流与旋转磁场相互作用，产生电磁力，使转子转动。

2. 为什么电机启动时电流会很大？答案：电机启动时，由于转子静止或转速较低，转差率较大，导致转子中的感应电流增大，从而产生较大的电磁力。

这种较大的电磁力使得启动时的电流远大于正常运行时的电流。

同时，由于电机的启动转矩需求较大，为了提供足够的启动转矩，电流也会相应增大。

四、计算题1. 已知一台三相异步电动机的额定功率为10kW，额定电压为380V，额定电流为20A，求其效率。

答案：首先计算输入功率：P_in = V * I = 380V * 20A = 7600W。

然后计算效率：η = P_out / P_in = 10000W / 7600W ≈ 0.8158，即效率约为81.58%。

2. 若一台直流电动机的额定电压为220V，额定电流为50A，求其在额定工作条件下的功率。

答案：直流电动机的功率 P = V * I = 220V * 50A = 11000W。

五、论述题1. 论述电机拖动系统中变频器的作用及其对电机性能的影响。

教 材《电机原理及拖动基础》方荣惠 邓先明 上官璇峰 编著中国矿业大学出版社，2001，12习题参考答案第一章 第二章 第三章 第四章 第五章第六章 第七章 第八章 第九章第一章1-5 解：cm /A 98H ,T 1002.0002.0AB ====φ（1） F=Hl=98A/cm ⨯30cm=2940A;I=F/N=2940/1000=2.94A.(2) 此时，F 总=H 铁l 铁+H δδ其中：H 铁l 铁=98A/cm ⨯29.9cm=2930.2A;H δδ=δ⨯B/μ0=0.001/(4π⨯10-7)=795.8A;所以：F 总=2930.2+795.8=3726A1-6 解：（1）;5.199sin Z x ;1407.0200cos Z r 2005.0100Z 1111111ΩϕΩϕΩ===⨯====（2）;66.8sin Z x ;55.010cos Z r 1010100Z 1221222ΩϕΩϕΩ===⨯====1-7 解：每匝电势为：匝744884.036N ;V 4884.00022.05044.4f 44.4e m 1===⨯⨯==φ 第二章2-13 解：作直线运动的总质量为：Kg 63966.128022m )1m m (2m =⨯⨯+++⨯=总转动惯量为：22L kg 63964D m m J ⋅=⨯==总ρ系统折算后总转动惯量为：2M 2m L eq mkg 74.49J i J J 2J J ⋅=+++=总负载静转矩为：Nm127792/D g )Hq m (T 2L =⨯⨯+=折算后负载转矩为：Nm 710i T T L'L ==η电动机转速加速度等于：5.95dtdvD 60i dt dn idtdnm ===π由运动方程的启动转矩：Nm 4.12075.9555.974.49710dt dn 55.9J T T eq 'L k =⨯+=+=第三章3-12 解：因为：n 60NpE a φ=（1）单叠：a=2；6004.02602N 230⨯⨯⨯⨯=；N=5750。

《电机与拖动基础》复习题（专科）一、填空题1、一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为 ，转子电势的频率为 。

当转差率为0.04时，转子的转速为 ，转子的电势频率为 。

2、单相绕组的基波磁势是 ，它可以分解成大小 ，转向 ，转速 的两个旋转磁势。

3、三相对称绕组通过三相对称电流，顺时针相序（a-b-c-a ）,其中ia ＝１０Sin(wt)，当Ia=10A 时，三相基波合成磁势的幅值应位于 ；当Ia =-5A 时，其幅值位于 。

4、一台单相变压器额定电压为380V/220V ，额定频率为50HZ ，如果误将低压侧接到380V 上，则此时Φm ,0I ,m Z ,Fe p 。

（增加，减少或不变）5、一台变压器，原设计的频率为50HZ ，现将它接到60HZ 的电网上运行，额定电压不变，励磁电流将 ，铁耗将 。

6、变压器的参数包括 ， ， ， ， 。

7、如果感应电机运行时转差率为s ，则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的比例是 2:P :e Cu P p = 。

8、三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括 ， ， ，和 ，电动机空载输入功率0P 与这些损耗相平衡。

9、绕线型感应电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流 ，起动转矩 。

10、当保持并励直流电动机的负载转矩不变，在电枢回路中串入电阻后，则电机的转速将 。

11、直流电动机的调速方法有 、 、 。

12、要改变三相交流绕组基波合成磁动势的转向，应将 。

13、三相异步电动机采用分布短距绕组的主要目的在于改善 和 的波形。

14、在同步电机中，只有存在 电枢反应才能实现机电能量转换。

15、三相同步发电机通过调节____ _____________可调节无功功率的性质。

16.一台单相变压器额定电压为380V/220V ，额定频率为50HZ ，如果误将低压侧接到380V 上，则此时Φm ,0I ,m Z ,Fe p 。

第1章直流电机的基本工作原理1、1直流电机的基本工作原理题库1.1.1填空题1、直流电机是一种通过磁场的耦合作用实现机械能与直流电能相互转换的（旋转式机械）。

2、直流电机包括直流电动机和（直流发电机）。

3、将机械能转变成直流电能的电机称为（直流发电机）。

4、将直流电能转变成机械能的电机称为（直流电动机）。

5、直流电机具有（可逆性）。

6、直流电机由定子和（转子）两大部分组成。

7、定子与电枢之间有空隙，称为（气隙）。

8、定子部分包括机座、主磁极、换向极、端盖和（电刷）等装置。

9、电枢部分包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和（风扇）等部件。

10、直流电机的铭牌数据有额定电压、额定电流、额定容量、额定转速和（额定频率）等。

11、直流电机电枢绕组的主要作用是（产生感应电动势和电磁转矩），是电机实现机、电能量转换的枢纽。

12、直流电机电枢绕组为双层分布绕组，其绕组连接方式有（叠绕组和波绕组）两种类型。

13、直流电机叠绕组分为（单叠绕组和复叠绕组）。

14、直流电机波绕组分为（单波绕组和复波绕组）。

15、直流电机叠绕组和波绕组混合绕组又称为（蛙形绕组）。

16、沿电枢表面相邻磁极的距离称为（极距）。

17、一个元件的两个有效边在电枢表面的距离称为（第一节距）。

18、相串联的两个元件对应边在电枢表面的跨距离称为（合成节距）。

19、一个元件的两个出线端分别连接在两片换向片上，两片换向片在换向器圆周上所跨的距离称为（换向器节距）。

20、相串联的两个元件，第一个元件的下层边与第二个元件的上层边之间的距离称为（第一节距）。

21、单叠绕组的并联支路数（等于）电机主磁极的极数。

22、单叠绕组电刷数（等于）主磁极极数。

23、电枢电动势（等于）各支路电动势。

24、（磁场）是传递能量的媒介。

25、主磁极绕组中通过励磁电流，形成（主磁场）。

26、电枢绕组中通过电枢电流，形成（电枢磁场）。

27、电枢磁场与主磁场的合成，形成了（气隙磁场）。

习题参考答案第一章1-5 解：cm /A 98H ,T 1002.0002.0A B ====φ（1）F=Hl=98A/cm ⨯30cm=2940A;I=F/N=2940/1000=2.94A.(2) 此时，F 总=H 铁l 铁+H δδ其中：H 铁l 铁=98A/cm ⨯29.9cm=2930.2A;H δδ=δ⨯B/μ0=0.001/(4π⨯10-7)=795.8A;所以：F 总=2930.2+795.8=3726A1-6 解：（1）;5.199sin Z x ;1407.0200cos Z r 2005.0100Z 1111111ΩϕΩϕΩ===⨯====（2）;66.8sin Z x ;55.010cos Z r 1010100Z 1221222ΩϕΩϕΩ===⨯====1-7 解：每匝电势为：匝744884.036N ;V 4884.00022.05044.4f 44.4e m 1===⨯⨯==φ第二章2-13 解：作直线运动的总质量为：Kg63966.128022m )1m m (2m =⨯⨯+++⨯=总转动惯量为：222L m kg 63964D m m J ⋅=⨯==总ρ系统折算后总转动惯量为：2M 2mL eq m kg 74.49J iJ J 2J J ⋅=+++=总负载静转矩为：Nm127792/D g )Hq m (T 2L =⨯⨯+=折算后负载转矩为：Nm 710i T T L'L ==η电动机转速加速度等于：5.95dtdv D 60i dt dn i dt dn m ===π由运动方程的启动转矩：Nm4.12075.9555.974.49710dt dn 55.9J T T eq 'L k =⨯+=+=第三章3-12 解：因为：n 60NpE a φ=（1）单叠：a=2；； N=5750。

6004.02602N 230⨯⨯⨯⨯=（2）单波：a=1；； N=2875。

电机及拖动基础A 卷答案一、名词解释（每题3分）1.额定功率。

指在规定的工作条件下，长期运行时的允许的输出功率。

2.额定电流。

是直流电机正常工作时输出或输入的最大电流值。

3.单轴电力拖动系统。

是指电动机输出轴直接拖动生产机械运转的系统。

4.变压器。

是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原理，根据需要可以将一种交流电压和电流等级转变成同频率的另一种电压和电流等级。

5.步进电动是一种将脉冲信号变换成相应的角位移(或线位移)的电磁装置二、简答题(每题5分)1.电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是什么?答：在一个电力拖动系统中（忽略T0）,当T=T Ldn dT dn dT L //<且满足时，则系统保持稳定运行。

2.三相异步电动机的工作原理答:三相异步电动机的工作原理有两点：第一是气隙中有旋转磁场存在，它的形成由三相对称交流电流通入三相对称定子绕组产生的，其空间分布是正弦波，波幅的大小为3F m /2恒定不变.第二是转子绕组中有感应电流存在。

3.简述三相电动机的结构。

答：三相电动机主要有定子和转子构成定子包括定子铁心、定子绕组和机座等转子包括转子铁心、转子绕轴、转子绕组4.三相同步电动机的基本工作原理。

答:在定子绕组中通入三相交流电流而建立旋转磁场，由一定的方法起动后，转子励磁绕组 通以直流电流建立固定磁极，根据异性磁极相吸原理，由旋转磁场带动转子磁极同步旋转。

5.同步电动机的主要优点答：第一，转数恒定，在负载允许的范围内变化，电动机的稳定转速始终保持同步。

第二，功率因数可调。

不但本身具有良好的功率因数，而且过励状态时还可以改善电网的功率因数。

三、计算机（每小题10分）1.一台直流发电机，%85min,/2850,230,10N N N N r n v kw u p η===。

求额定电流和额定负载时的输入功率。

（10分）解：11760W W 0.851010P P A 48.43A 2301010U P I 3N N13N N N =⨯===⨯==η2.一台直流电动机，%83min,/1500,220,17N N N N r n v kw u p η===。

《电机及拖动基础》综合练习题一、填空题;1他励直流电动机的机械特性是指在电动机处于稳态运行的条件下转速和电磁转矩的关系。

2、直流电动机的起动方法有：电枢回路串电阻和降压起动。

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输入电压的大小，而与磁路的大小基本无关，其主磁通与励磁电流成正比关系。

4、变压器带负载运行时，若负载增大，其铁损耗将不变，铜损耗增大（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减小，铁损耗P Fe减小。

6、采用短矩绕组绕组和绕组可以有效的削弱谐波分量，同时使基波分量分布绕组（增大和减小）减小。

7、当s在0~1 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驱动性质；在小于1的范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为制动性质。

8、三相异步电动机根据转子不同可分为笼型和绕线两类。

9, 三相异步电动机的制动方法有全压起动和减压起动两种。

10，生产机械负载特性有恒功率，恒转矩及通风机负载三种。

11，变压器U1/U2=(N1/N2),I1/I2=(N2/N1),Z1/Z2=(N1/N2)2.12, 直流电动机的工作原理是建立电磁感应定律基础上，换向器的作用是改变线圈和外电路的连接。

13 直流电动机主磁极作用是产生（气隙磁场），它由（主磁极铁心）和（主磁极绕组）两部分组成。

14 、接触器的额定电流指（主触头）的额定电流。

15、热继电器是利用（电流的热效应）来工作的电器。

16、继电器是两态元件，它们只有（通和断）两种状态。

17、只要将三相电源中的（任意两相）就可实现电动机反转。

18、反接制动的优点是（制动迅速）19、能耗制动的优点是（制动准确、平稳、能量消耗小）20、直流电机正在运行时，磁场突然消失，其转速会（迅速升高），甚至发生（飞车）21、电气控制线路是电气控制系统各种技术资料的(核)文件。