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电机与拖动习题及解答

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第1章 电磁学基础知识

简答题

1. 用电磁感应定律求感应电动势时，公式dtdiLe、dtde、dtdNe，以及Blve中，哪个公式是最普遍的形式其它公式必须在什么条件下适用

答：式dtde是感应电动势的普遍形式。其负号表示感应电动势的正方向与磁链的正方向符合右手螺旋关系，如果两者不符合右手螺旋关系，则应取正号。

2. 如果感应电动势的正方向与磁通的正方向之间不符合右手螺旋关系，则电磁感应定律应改写成dtde或dtdNe，试说明其原因。

3. 有两个线圈匝数相同，一个绕在闭合铁芯上，另一个是空芯的，两个线圈通入频率相同的交变电流，如果它们的自感电动势相等，试问哪个线圈的电流大为什么

答：空芯的线圈电流大。因为两者频率相等，产生同样的e，意味着产生同样的φ，根据NI=φRm，由于铁芯的磁导率大得多，即磁阻小得多，故空芯情况下的（NI）空芯>>（NI）铁芯，所以I空芯>>I铁芯。

4. 若磁路上有几个磁动势同时作用，磁路计算时能否使用叠加原理为什么

5. 在一个恒定的磁场中，铁芯中是否存在磁滞损耗和涡流损耗为什么

6. 在交变磁场中，铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的它们与哪些因素有关

7. 什么是铁磁材料的基本磁化曲线基本磁化曲线与起始磁化曲线有何不同

8. 铁磁材料是如何分类的各有什么特点

分析题

1. 变压器原理图如图所示，试回答：

（1）当线圈N1施加正弦电压U1时，为什么在线圈N1 及N2中都会感应出电动势

（2）当电流Is增加时，标出这时N1 及N2中感应电动势的实际方向。

答：

（1）当线圈N1流过电流i1时，会在铁芯内建立磁通Ф，i1与Ф正方向符合右手螺旋关系，由于磁通Ф同时交链线圈N1和N2，所以当i1交变时，N1与N2所交链的磁链以同一个频率交变，所以在N1和N2中都会感应出电动势。

（2）按右手螺旋关系，标出Ф在N1和N2中感应出电动势e1和e2的正方向，如图中实线所示，感应电动势表达式分别为

dtdNe11

dtdNe22

当电流 i增加时，Ф也增加，0dtd，由以上表达式可知，01e、02e，说明此时N1和N2中感应出电动势的实际方向与e1和e2的正方向相反，如图中虚线（与实线方向相反）所示。

第2章 直流电机

简答题

1. 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何关系他励直流发电机空载即电枢电流为零时，有没有电磁转矩为什么

答：直流电动机的电枢绕组旋转时，电枢导体切割气隙磁场，在电枢绕组产生感应电动势，其方向与电枢电流方向相反，称为反电动势。

他励直流发电机空载即电枢电流为零（Ia=0）时，根据T=CtФIa，故电磁转矩T=0.

2. 直流电机的电枢铁芯为什么必须采用硅钢片叠成，而机座和主磁极可以采用整块铁为什么有的主磁极也采用薄钢板叠成

答：电枢铁芯旋转，电枢铁芯内的磁场是交变的，为了减少铁耗，用硅钢片叠成。机座和主磁极的磁场是恒定的，故可以采用整块铁。

但是，由于电枢齿槽的影响，电枢旋转时主磁极极靴表面的磁场发生脉动，引起附加损耗，为了降低表面损耗，主磁极有时采用薄钢板叠成。

3. 什么是电机的可逆原理接在直流电源上运行的直流电机，如何判别它是运行于发电机状态还是电动机状态

答：同一台电机（直流、交流）由于外界使用条件不同，既可以作发电机运行，也可以作电动机运行。这个电机理论中普适的原理称为电机的可逆原理。

当端电压U

当端电压U>电枢电动势Ea，电枢电流Ia与Ea方向相反时，为电动机状态；

4. 如果将电枢装在定子上，主磁极装在转子上，换向器和电刷如何安装，才能作直流电机运行

答：这种结构是旋转磁极式，因电刷必须与主极相对静止，所以电刷也应装在转子上；而换向器必须与电枢相对静止，所以换向器应装在定子上。

5.直流电机电枢绕组是旋转的，而电枢绕组中的电流又是交流电，试问电枢电流所建立的磁场在空间上是恒定的还是交变或旋转的，为什么

答：是恒定的。因为主磁极N或S下的电枢导体的电流方向不变。

6.直流电机的主磁通既交链电枢绕组，又交链励磁绕组，为什么只有电枢绕组中有感应电动势，而在励磁绕组中没有感应电动势

答：主磁通对励磁绕组来说是恒定不变的，因此励磁绕组中没有感应电动势；主磁通对电枢绕组来说是交变的，故在电枢绕组中会产生感应电动势。

7. 如何改变他励和并励直流发电机的端电压极性

答：他励：使电机反转；或将励磁电压反接；

并励：励磁绕组反接，同时将电机反转。

8. 什么是电枢反应对电机有什么影响

答：直流电机带上负载运行后，电枢里有电流流过，电枢电流产生电枢磁场，电枢磁场的出现有可能对主极磁场产生影响，这种影响称为电枢反应。电枢反应的结果是负载后每极下总的磁通量比空载时要少。而且电枢电流越大，这个现象越严重。

计算题

1. 某直流发电机的额定功率PN=145KW，额定电压UN=230V，额定转速nN=1450r/min，额定效率η=90%，求该发电机的额定电流、额定运行时的输入功率

解： )(630230145000AUPIIUPNNNNNN

)(1619.0145000kWPPNNIN

2. 某直流电动机的额定功率PN=22KW，额定电压UN=220V，额定效率η=83%，求该电动机的额定电流、额定运行时的输入功率

解： )(48.12083.022022000AUPIIUPNNNNNNNN

)(5.26)(2650548.120220kWWIUPNNIN

3. 某四极直流电机，电枢槽数z=36，单叠绕组，每槽导体数为6，每极磁通为×10-2Wb，电枢电流为Ia=800A，试问：电磁转矩和支路电流分别是多少

解： 395.342236622apNCT

)(35.605800102.2395.342mNICTaTem

支路电流：

AaIiaa20048002

4. 某他励直流电动机的额定电压UN=220V，额定电流电流为IN=10A，额定转速nN=1500r/min，电枢回路总电阻Ra=Ω，试求：

（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩；

（2）保持额定时励磁电流及总负载转矩不变时，端电压降为190V，则稳定后的电枢电流和转速是多少（忽略电枢反应）

解： （1）由于他励IaN= IN=10A，所以 VRIUEaNNaN2155.010220

)(215010215WIEPaaM

)(7.1315002602150260mNnPPTNMNM

（2）由于fNfII不变，忽略电枢反应，则有N，又因总负载转矩不变

则

10NaNNTNTaIICTCTIA

1855.010190aaaRIUEV

由于N，所以

12912151500185aNNaaNaNEnEnnEnE r/min

5. 某并励直流电动机在某负载时的转速为n=1000r/min，电枢电流为Ia=40A，端电压为U=110V，电枢回路总电阻为Ra=Ω，其他条件不变，但总负载转矩TL增大为原来的4倍，试求：稳定后的电枢电流及转速分别为多少（忽略电枢反应）

解：当负载为TL时，

2.108045.040110aaaRIUEV

当负载为LLTT4时， 稳定后16040444aTLTLaICTCTIA

8.102045.0160110aaaRIUEV

由于Ф不变，1.9502.10810008.102aaaaEnEnnEnEr/min

第3章 直流电动机的电力拖动

简答题

1. 写出他励直流电动机的固有机械特性方程式，说明各物理量的含义，并绘制机械特性曲线。

答： emNTeaNeTCCRCn2NU；

其中，n---转速；UN---额定电压；Ce---电动势常数； Ct---转矩常数；

ΦN---每极磁通；Tem---电磁转矩。

2. 一般的他励直流电动机为什么不能直接启动采用什么启动方法较好

答：直接启动由于电枢电动势0nCEea，最初启动电流aSRUI，若直接启动，由于aR很小，SI会十几倍甚至几十倍于额定电流，无法换向，也会过热，因此，不能直接启动；

较好的启动方法是降低电源电压启动，启动过程中随着转速不断升高逐渐提高电源电压，始终保持maxaSII，直到NUU，启动便结束。

3．直流电动机的电磁转矩是拖动性的转矩，电磁转矩增大时，转速似乎应该上升，但从直流电动机的转速和转矩特性看，电磁转矩增大时，转速反而下降，这是什么原因

答： 电磁转矩aTICemT； 当Tem增大，则电枢电流Ia增大，反电动势aaaaRIUE降低，而反电动势nCEea，所以转速n下降。

4. 请例举几种直流电动机的制动方法，并简要说明其工作原理。

答：1）能耗制动：当需要制动时，将开关S投向制动电阻RB上，电动机便进入能耗制动状态。

2）反接制动：反接制动分为电压反接制动和倒拉反接制动两种。

3）回馈制动：电动状态下运行的电动机，在某种条件下（如电动机拖动的机车下坡时）会出现运行转速n高于理想空载转速n0的情况，此时Ea>U，电枢电流反向，电磁转矩的方向也随之改变：由驱动转矩变成制动转矩。从能量传递方向看，电机处于发电状态，将机车下坡时失去的位能变成电能回馈给电网，这种状态称为回馈制动状态。

计算题

1.他励直流电动机额定数据为：PN=22kW，UN=220V，IN=115A，nN=1500r/min，电枢回路总电阻Ra=Ω，忽略空载转矩T0，电动机带额定负载运行时，要求把转速降到1000r/min，若采用电枢串电阻调速，需要串入的电阻值

解：139.015001.0115220NaNNNenRIUC

7.1582139.02200NeNCUnr/min

额定转速降落min/7.8215007.15820rnnnN

串电阻后转速降落min/7.58210007.15820rnnn，

设电枢串电阻为R，则有

NaannRRR，所以605.0)17.827.582(1.0aaNRRnnR

或：如果负载不变则电枢电流不变，NNeNaInCURR，可求出外串电阻R。

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电机与拖动练习题(12答案)

电机与拖动练习题(12答案)

1

《电机及拖动基础》练习题答案

一、填空：

1、把______能变换为_______能的电机称为电动机。

答案：电能；机械能；

2、直流电机定子部分的主要作用是_________________，

答案：产生磁场；

3、变压器具有变换_________________的功能。

答案：电流、电压、阻抗；

4、三相笼型感应电动机降压起动常用的方法有_________________；_________________；_________________。

答案：定子串电阻或电抗器降压启动；Y/△降压起动；自耦变压器降压起动；

5、变频调速是改变电源频率从而使电动机的_________________变化达到调速的目的。

答案：同步转速；

6、从工作原理看，中、小型电力变压器的主要组成部分是

和 。

答案：绕组、铁心

7、直流发电机是把______能变换为_______能输出。

答案：机械能； 电能

8．电力拖动系统稳定运行的条件是 。

答案：在交点处 dndTdndTem2

9.一台变压器型号为ＳL７—200/10，其中200代表 ，10代表 。

答案：NS=200KVA ；NV=10KV

10、三相感应电动机旋转磁场的方向由 决定。

答案：流入定子电流的相序

11、Y-Δ起动适用于定子绕组正常接法为 的三相鼠笼式异步电动机。

答案：三角形

12、当变压器把低电压变成高电压时，其电流 。

答案：减小

13、三相鼠笼式异步电动机主要由 和 组成。

答案：定子；转子

14、三相鼠笼式异步电动机三相对称绕组通以对称电流时，将产生 磁场。

答案：旋转

15、三相异步电动机的额定电压是指加在 绕组上的 电压。

许晓峰《电机及拖动》书本课后习题与答案详解

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自测题

（一）填空题：

1. 同步发电机的短路特性为一直线，这是因为在短路时电机的磁路 。

2. 同步发电机正常情况下并车采用 ，事故状态下并车采用 。

3. 同步调相机又称为 。实际上就是一台 运行的同步电动机，通常工作于 状态。

4. 同步发电机带负载时，如0o

5. 同步发电机与无穷大电网并联运行，过励时向电网输出 无功功率，欠励时向电网输出 性无功功率。

6. 一台汽轮发电机并联于无穷大电网运行，欲增加有功功率输出，应 ，欲增加感性无功功率输出，应 。（填如何调节）

7. 汽轮发电机气隙增大时，则同步电抗Xt ，电压调整率∆U ，电机制造成本 ，增加静态稳定性能 。

8. 当同步电机作发电机运行时，在相位上， 超前于 ；作电动机运行时，

滞后于 。

（二）判断题：

1. 凸极同步发电机由于其电磁功率中包括磁阻功率，即使该电机失去励磁，仍可能稳定运行。 （ ）

2. 采用同步电动机拖动机械负载，可以改善电网的功率因数，为吸收容性无功功率，同步电动机通常工作于过励状态。（ ）

3. 同步发电机过励运行较欠励运行稳定，满载运行较轻载运行稳定。（ ）

4. 同步发电机采用准同期法并车，当其他条件已满足，只有频率不同时，调节发电机的转速，使其频率与电网频率相等时，合上并联开关，即可并车成功。（ ）

5. 汽轮同步发电机与无穷大电网并联运行，只调节气门开度，既可改变有功功率又可改变无功功率输出。（ ）

电机与拖动期末试题及答案

电机与拖动期末试题及答案

《电机与拖动》试题

及答案

直流电机

一、填空题：

1、并励直流发电机自励建压的条件是 _______ ;_______ ;_______ 。 (主磁路 存在剩磁； 并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确， 使励磁电流产生的补充磁通

方向与剩磁磁通方向相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻 )

2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当 _______ 时为电动机状态，

当_______ 时为发电机状态。 (Ea〈U； Ea〉 U)

3、直流发电机的绕组常用的有 _______和_______两种形式，若要产生大电 流，绕组常采用_______绕组。(叠绕组；波绕组；叠)

4、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向 _______， 直流电动机电磁转

矩的方向和电枢旋转方向_______ 。 (相反；相同)

5、单迭和单波绕组， 极对数均为 p 时， 并联支路数分别是_______，_______。

(2p； 2)

6、直流电机的电磁转矩是由 _______和_______共同作用产生的。(每极气

隙磁通量；电枢电流)

7、直流电机电枢反应的定义是 _______， 当电刷在几何中线时， 电动机产生 _______性质的电枢反应，其结果使_______和_______ ，物理中性线朝 _______ 方向偏移。 (电枢磁动势对励磁磁动势的作用； 交磁； 气隙磁场产生畸变； 对主

磁场起附加去磁作用)

二、判断题

1、一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。( )(F)

2、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。(T)

3、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。( F)

4、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。( ) (F) 三、选择题

电力及电机拖动试题与参考答案

电力及电机拖动试题与参考答案

电力及电机拖动试题与参考答案

一、单选题（共45题，每题1分，共45分）

1.电动机能否全压直接起动，与_____无关。( )

A、电动机的型式

B、环境温度

C、起动次数

D、电网容量

正确答案：B

2.将直流电动机电枢的动能变成电能消耗在电阻上，称为______。( )

A、回馈制动

B、反接制动

C、能耗制动

D、机械制动

正确答案：C

3.转子绕组串电阻启动适用于_______。( )

A、绕线式异步电动机

B、并励直流电动机

C、鼠笼式异步电动机

D、串励直流电动机

正确答案：A 4.三相同步电动机的制动控制应采用______。( )

A、电磁抱闸

B、能耗制动

C、再生发电制动

D、反接制动

正确答案：B

5.若变压器所接电源的频率减小，电压不变，则励磁电流将______。( )

A、减小

B、不变

C、增大

D、不确定

正确答案：C

6.变压器带感性负载时，由空载到负载，变压器的输出电压_____。( )

A、不变

B、降低

C、升高

D、先升高后降低

正确答案：B

7.一台空载运行的三相感应电动机，当略微降低电源频率，而保持电源电压大小不变时，电动机的励磁电流_____。 ( )

A、不确定

B、不变

C、减小

D、增加

正确答案：D

8.若拖动恒转矩负载的三相感应电动机保持U/f=常数，当f1=50HZ，n=2900r/min,若低频率到f1=40HZ，则电动机的转速为_____r/min。( )

A、2400

B、2900

C、2320

D、2300

正确答案：C

9.变压器在运行中若电源电压降低，其他条件不变，则主磁通将______。( )

A、不变

B、减小

C、不确定

D、增大

正确答案：B 10.直流电机中的换向器是由______构成。 ( )

A、特殊形状的梯形铸铁加工

B、相互绝缘的特殊形状的梯形铜片

C、相互绝缘的特殊形状的梯形硅钢片

D、特殊形状的梯形整块钢板加工