《电机及拖动基础》思考题与习题解答Word格式文档下载.docx

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主磁极（产生主极磁场）、机座（机械支撑和导磁作用）、换向极（改善换向）、电刷（导入或导出电量）；

转子：

电枢铁心（磁路的一部分，外圆槽中安放电枢绕组）、电枢绕组（感应电动势，流过电流，产生电磁转矩，实现机电能量转换）、换向器（与电刷一起，整流或逆变）

1-5直流电机里的换向器在发电机和电动机中各起什么作用？

换向器与电刷滑动接触，在直流发电机中起整流作用，即把线圈（元件）内的交变电整流成为电刷间方向不变的直流电。

在直流电动机中起逆变作用，即把电刷间的直流电逆变成线圈（元件）内的交变电，以保证电动机能向一个方向旋转。

1-6一台Z2型直流发电机，求该发电机额定电流。

1-7一台Z2型直流发电机，求该额定电流是多少？

1-8直流电机的空载磁场是由什么磁通势建立的？

为什么？

直流电机的空载磁场可以认为是由励磁磁通势Ff所建立的，因空载时电枢电流很小，由它产生的电枢磁通势可忽略不计。

1-9什么是主磁通？

什么是漏磁通？

直流电机主磁路包括哪几段？

主磁通在主磁路中闭合（同时交链励磁和电枢绕组），只交链一种绕组的是漏磁通；

直流电机的主磁路包括：

主磁极、气隙、电枢的齿槽部分、电枢磁轭、定子磁轭。

1-10电枢反应对气隙磁场有何影响？

电枢反应使合成磁场发生畸变，磁路饱和时有去磁作用。

1-11有一台四极直流电机，电枢绕组为单叠整距绕组，每极磁通为3.5×

10-2Wb，电枢总导线数N=152，转速。

求电机的电枢电动势。

若改为单波绕组，其它条件不变，问电枢电动势为210V时，电机的转速是多少？

1）单叠绕组：

2）单波绕组

1-12如何判断直流电机是发电机运行还是电动机运行？

它们的电磁转矩、电枢电动势、电枢电流、端电压的方向有何不同？

用Ea与U的关系来判断：

直流发电机的Ea>

U，电枢电流Ia与电枢电动势Ea同方向，电磁转矩T是制动性质的（方向与转向n相反），电流是流到电压U的正端；

直流电动机的U>

Ea，电枢电流Ia与电枢电动势Ea反方向，电磁转矩T是驱动性质的（方向与转向n相同），电流是从电压U的正端流出的。

1-13直流电机的励磁方式有哪几种？

在各种不同励磁方式的电机中，电机输入（输出）电流I与电枢电流Ia及励磁电流If有什么关系？

直流电机的励磁方式有四种：

他励、并励、串励、复励。

以直流电动机为励：

他励的I=Ia（与If无关），并励的I=Ia+If，串励的I=Ia=If，复励的I=Ia+If并。

1-14一台并励直流电动机，UN=220V，IN=80A，电枢回路总电阻Ra=0.036Ω,励磁回路总电阻Rf=110Ω，附加损耗。

试求：

①额定输入功率P1；

②额定输出功率P2；

③总损耗；

④电枢铜损耗；

⑤励磁损耗；

⑥附加损耗；

⑦机械损耗和铁心损耗之和

1-15一台他励直流电动机，额定数据为：

电枢回路总电阻。

1）额定负载时的电枢电动势和额定电磁转矩。

2）额定输出转矩和空载转矩。

1-16他励直流电动机的工作特性是什么条件下求取？

有哪几条曲线？

他励直流电动机的工作特性是在U=UN，电枢回路不串附加电阻，励磁电流If=IfN的条件下求取。

有：

n=f（P2）、T=f（P2）、η=f（P2）三条曲线。

1-17一台他励直流电动机拖动一台他励直流发电机运行。

当发电机电枢电流增加时，电动机的电枢电流为什么也相应增加？

试分析其原因。

他励直流发电机作为他励直流电动机的机械负载，电动机驱动发电机旋转，发电机的电磁转矩T与n的转向相反，所以发电机的电磁转矩T对电动机来说是制动性质的，当发电机的电枢电流增加时，发电机的电磁转矩T也增加，即对电动机的制动转矩增加，为维持电动机的转速保持额定，则电动机的驱动转矩必须相应增加，因此电动机的电枢电流也会相应增加。

1-18根据图1-18连接他励直流电动机的电枢回路和励磁电路，并标出主磁极、换向极的极性以及各极绕组电流方向。

设电流从A电刷流进时，电枢上半部各槽导体电流方向为穿出纸面，下半部为穿入纸面。

根据电枢电流方向和转向，用电磁感应的右手定则，判断主磁极N、S，然后连接励磁回路。

根据电枢电流方向，用右手螺旋方法判断换电枢磁通势Fa方向；

由换向极磁场与电枢磁场（磁通势）方向相反，确定NC、SC，然后连接电枢回路。

1-19何谓换向？

讨论换向过程有何实际意义？

直流电机运行时，电枢绕组的线圈（元件）由一条支路经电刷短路进入另一条支路，该线圈中的电流方向发生改变，这种电流方向的改变叫换向。

讨论实际的换向过程，了解影响换向的电磁原因，才能对症下药，实施改善换向的方法。

1-20换向极的作用是什么？

它应当装在何处？

换向极绕组应当如何连接？

如果换向解：

极绕组的极性接反了，电机在运行时会出现什么现象？

换向极的作用是改善换向，它应装在主磁极的几何中心线处，换向极绕组与电枢绕组串联，且使换向极磁通势的方向与电枢磁通势的方向相反。

如果极性接错，使两种磁通势的方向相同，那就会更恶化换向，运行时后刷边的火花更大，甚至可能烧坏电刷和换向器。

第二章电流电机的电力拖动

2-1什么是电力拖动系统？

它包括哪几个部分，各起什么作用？

试举例说明。

电力拖动系统是由电动机拖动生产机械，并完成一定工艺要求的系统。

它包含控制设备、电动机、传动机构、生产机械和电源等。

（各作用略，详见P23）；

如电风扇的电动机是原动机，单相交流电是它的电源，风扇叶片是它的机械负载，开关调速装置是它的控制设备，轴承是最简单的传动机构。

2-2从运动方程式中，如何判定系统是处于加速、减速、稳定还是静止的各种运动状态？

从运动方程式中，以正向运动为例，当T>

TL时，dn/dt>

0，系统处于加速运动状态；

当T<

TL时，dn/dt<

0，系统处于减速运动状态；

当T=TL时，dn/dt=0，系统处于稳定运动（转），或静止状态。

2-3电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是什么？

电力拖动系统稳定运行的必要条件是：

电动机的机械特性和生产机械的负载转矩特性曲线有交点；

充分条件是：

交点（T=TL）处满足dT/dn<

dTL/dn。

2-4他励直流电动机在什么条件下得到固有机械特性的？

一台他励电动机的固有机械特性有几条？

人为机械特性有几类？

有多少条？

他励直流电动机在U=UN，电枢回路不串入附加电阻，励磁电流If=IfN（磁通Φ为额定磁通ΦN）的条件下，得到固有机械特性的。

一台他励直流电动机有一条固有机械特性，人为机械特性有降压、电枢回路串电阻、弱磁三大类，有无数条。

2-5起动直流他励电动机时为什么一定先加励磁电压？

如果未加励磁电压，而将电枢接通电源，会发生什么现象？

他励直流电动机起动时，先加励磁电压是保证磁路中有正常磁通，否则先加电枢电压，磁通仅为剩磁通是很小的，可能会发生“飞车”现象。

2-6一台直流他励电动机，电枢电阻。

计算：

1）全压起动时电流Ist。

2）若限制起动电流不超过200A，采用电枢串电阻起动的最小起动电阻为多少？

采用减压起动的最低电压为多少？

1）

2）

2-7设有一台并励直流电动机接在一电源上，如把外施电源极性倒换，电动机的转向是否改变？

如何改变电动机的转向？

接在直流电源上的电动机若为串励直流电动机又如何？

并励直流电动机的外施电源极性倒换，电枢电流和磁场的方向同时改变，电动机的转向不变。

必须只能有一个方向改变，把其中一个绕组的极性改变。

串励直流电动机同理。

2-8什么叫电气调速？

指标是什么？

他励直流电动机的调速有哪几种方法？

电气调速是指：

人为地改变电动机的参数，使新的人为机械特性与负载特性的交点变化，所得到的新的稳定转速。

电气调速的指标有：

调速范围、调速的相对稳定性、调速的平滑性、调速的经济性和调速时的容许输出；

根据转速公式，他励直流电动机的调速方法有：

降压、电枢回路串电阻、弱磁调速。

2-9他励直流电动机，，

求在额定负载下：

设降速至800r/min稳定运行，外串多大电阻？

采用降压方法，电源电压应降至多少伏？

2）

2-10他励直流电动机有几种制动方法，试说明它们之间有什么共同点？

从电枢电压特点、机械特性方程和功率平衡关系来说明他们有什么不同？

他励直流电动机有能耗制动、反接制动、回馈制动的三种方法，共同的特点是电磁转矩T与转速n的方向相反，T是制动性质的。

能耗制动U=0，机械特性过原点，电枢不从电网吸收电功率，从轴上吸收机械功率；

反接制动中的电源反接制动U=-UN，机械特性过-n0点，倒拉反接制动U=UN，机械特性过n0，电枢从电网吸收电功率，也从轴上吸收机械功率；

反向回馈制动U=-UN，机械特性过-n0，从轴上吸收机械功率，电枢向电网回馈电能。

2-11一台他励直流电动机，已知电动机最大允许电流Imax=1.8IN，电动机拖动负载TL=0.8TN电动运行。

1）若采用能耗制动停车，则电枢回路应串多大电阻？

2）若采用反接制动停车，则电枢回路应串多大电阻？

0.8

1）能耗制动瞬时

2）反接制动瞬时

2-12他励直流电动机，。

1）如果用能耗制动、倒接反接制动以400r/min的速度下放位能负载，则应串入多大的制动电阻？

2）电动机在反向回馈制动运行下放重物，电枢回路不串电阻，求电动机的转速。

3）现用制动电阻Rbk=10Ω，求倒拉反接制动的稳定制动电流和稳定转速，并定性画出机械特性。

1）能耗制动：

倒拉反接：

3）与上面的各小题一样，稳定制动电流：

2-13一台串励电动机与一台他励电动机都在额定负载下工作，它们的额定容量、额定电压和额定电流都相同，如果它们的负载转矩都同样增加50%，试问哪一台电动机转速下降得多？

哪一台电动机电流增加得多？

串励直流电动机的转速下降的多（机械特性软）；

他励直流电动机电流增加的多。

第三章变压器

3-1变压器是根据什么原理工作的？

它有哪些主要用途？

变压器是根据电磁感应原理工作的，它主要有变压、变流、变换阻抗的作用。

可作为电力变压器、仪用互感器、电子线路中的电源变压器等。

3-2变压器的主要组成部分是什么？

各部分的作用是什么？

变压器的主要组成部分是铁心和绕组。

铁心是变压器的磁路，绕组是变压器的电路。

3-3变压器的铁心为什么要用硅钢片叠成？

为什么要交错装叠？

铁心作为变压器的磁路，应该是用导磁性能好的硅钢片叠成，交错装叠的目的是使各层磁路的接缝互相错开，以减小接缝处的气隙和磁路的磁阻，从