《电机拖动》第1章直流电机

第一章直流电机习题答案

1、说明直流发电机的工作原理。 答：1）用原动机拖动电枢绕组旋转 2）电机内部有磁场存在； 3）电枢绕组旋转切割磁场，产生交变的感应电势（右手定则）； 4）通过电刷将交变感应电势引出变成直流； 5）将机械能变为电能。 2、说明直流电动机的工作原理。 答：1）将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流流过。 2）机内部有磁场存在。 3）载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力f 作用f=Bli a（左手定则） 4）所有导体产生的电磁力作用于转子，使转子以n(转/分)旋转，以便拖 动机械负载。 3、直流电机的额定值有哪些？ 答：额定值有额定功率、额定电压、额定电流和额定转速等 4、 答：直流电机的励磁方式分为他励和自励两大类，其中自励又分为并励、串励和复励三种形式。 1）他励 他励直流电机的励磁绕组由单独直流电源供电，与电枢绕组没有电的联系，励磁电流的大小不受电枢电流影响。 2）并励 发电机：I a=I f+I 电动机：：I =I a+I f 3）串励：I a=I f=I 4）复励 5、直流电机有哪些主要部件？各部件的作用是什么。 答：一、定子 1、主磁极：建立主磁通，包括：铁心：由低碳钢片叠成 绕组：由铜线绕成 2、换向磁极：改善换向，包括：铁心：中大型由低碳钢片叠成。 小型由整块锻钢制成。 绕组：由铜线绕成。 3、机座：固定主磁极、换向磁极、端盖等，同时构成主磁路的一部分，用铸铁、铸钢或钢板卷成。 4、电刷装置：引出（或引入）电流，电刷由石墨等材料制成。

二．转子 1．电枢铁心：构成主磁路，嵌放电枢绕组。由电工钢片叠成。 2．电枢绕组：产生感应电动势和电磁转矩，实现机—电能量转换。由铜线绕成。 3． 换向器：换向用，由换向片围叠而成。 6、直流电机的换向装置由哪些部件构成？它在电机中起什么作用？ 答 ：换向装置由换向片、换向极铁心和换向极绕组构成。主要作用是改善直流电机的换向，尽可能地消除电火花。 7、 直流电枢绕组由哪些部件构成？ 答：电枢绕组是由很多个线圈按照一定的规律连接而成的。 8、 什么是电枢反应？对电机什么影响？ 答：直流电机在空载运行时,气隙磁场仅有励磁磁动势产生,而负载运作时,气隙磁场是由励磁磁动势和电枢磁动势共同产生的,显然与空载时不同，因此把电枢磁动势对主极磁场的影响称为电枢反应. 电枢反应结果可能使气隙磁场畸变，同时还可能使气隙磁场削弱或增强。 9、电机产生的的电动势E a =C e Φn 对于直流发电机和直流电动机来说，所起的作 用有什么不同？ 答； 直流发电机电枢电动势为电源电动势（a a E I 与同向），直流电动机为反电 动势（a a E I 与反方向）。 10、电机产生的的电磁转矩T=C e ΦI a 对于直流发电机和直流电动机来说，所起的 作用有什么不同？ 答：在发电机中，电磁转矩的方向与电枢转向相反，对电枢起制动作用；在电动机中，电磁转矩的方向与电枢转向相同，对电枢起推动作用。 11、 答：电流电动机的输入功率P 1是从电枢两端输入的电功率，P 1=UI ；电磁功率P M 是扣除励磁回路的损耗和电枢回路的损耗后剩余部分的功率， )(1Cuf Cua M p p P P +-=； 输出功率P 2是转轴上输出的机械功率，即电磁功率扣除机械损耗Ωp 、铁损耗Fe p 和附加损耗ad p 后的机械功率，02)(p P p p p P P M ad Fe M -=++-=Ω。

电机与拖动 第二章 自测题答案

1.他励直流电动机的固有机械特性是指在U=UN、Φ= ΦN，电枢回路不串电阻的条件下，n 和Tem的关系。 2. 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能耗制动瞬间电枢电流的2倍。 4. 当电动机的转速超过理想空载转速时，出现回馈制动。 5. 拖动恒转矩负载进行调速时，应采用降压或电枢回路串电阻调速方法，而拖动恒功率负载时应采用弱磁调速方法。 （二）判断题： 1. 直流电动机的人为特性都比固有特性软。（×） 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时，电枢电流都将突变。（√） 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。（√） 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。（×） 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。（√）（三）选择题： 1. 电力拖动系统运行方程工中的GD2反映了：（②） ①旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意义； 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。 1.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。 5. 他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为I1和I2，那么：（②） ① I1I2。 四）简答题： 1. 电力拖动系统稳定运行的条件是什么？ 答：所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速下运行，还是调速过程中处在不同转速下运行，其电枢电流都等于额定值。 （五）计算题：

第二章 直流电机的电力拖动习题

第二章直流电机的电力拖动 2-1 他励直流电动机的机械特性的斜率与哪些量有关？什么叫硬特性？什么叫软特性？ n称为理想空载转速？ 2-2 为什么 2-3 什么叫人为机械特性？ 2-4 为什么降低电源电压的人为机械特性是互相平行的？为什么减弱气隙每极磁通后机械特性会变软？ 2-5什么是电力拖动系统的稳定运行？能够稳定运行的充分必要条件是什么？ 2-6 他励直流电动机稳定运行时，电枢电流的大小由什么决定？改变电枢回路电阻或改变电源电压的大小时，能否改变电枢电流的大小？ 2-7 他励直流电动机为什么不能直接起动？直接起动会引起什么不良后果？ 2-8 起动他励直流电动机前励磁绕阻断线，没发现就起动了，下面两种情况会引起什么后果？ 2-9 如何判断他励直流电动机是处于电动运行状态还是制动运行状态？ 2-10 他励直流电动机有哪几种调速方法？各有什么特点？ 2-11 一台他励直流电动机，铭牌数据为P N=60kW，U N=220V，I N=305A，n N=1000r/min，试求： （1）固有机械特性并画在坐标纸上。 （2）T=0.75T N时的转速。 （3）转速n=1100r/min时的电枢电流。 2-12 电动机的数据同上题，试计算并画出下列机械特性： （1）电枢回路总电阻为0.5R N时的人为机械特性。 （2）电枢回路总电阻为2R N的人为机械特性。 （3）电源电压为0.5U N，电枢回路不串电阻时的人为机械特性。 （4）电源电压为U N，电枢不串电阻，ф=0.5фN时的人为机械特性。 注：R N=U N/I N称为额定电阻，它相当于电动机额定运行时从电枢两端看进去的等效电阻。 2-13 Z2—71型他励直流电动机，P N=7.5kW，U N=110V，I N=85.2A，n N=750r/min，

直流电机的拖动及应用

直流电机的拖动及应用 摘要：近年来，随着电子技术和控制理论的不断发展，相续出现了顺序控制，可编程无触点断续控制，采样控制等多种控制方式。而我的这篇论文则介绍的就是电力拖动在我们生活中和一般工作生产中常用的一些线路控制，它主要利用电动机拖动生产机械的工作机构，使之运转。由于电力在生产，传输，分配，使用和控制方面的优越性，使得电力拖动具有方便，经济，效率高，调节性能好，易于实现生产过程自动化等优点，所以电力控制系统获得了广泛的应用。目前在日常生活中使用的电风扇，洗衣机等家用电器，再生产中大量使用的各种各样的生产机械，如车床，钻床，造纸机，轧钢机等，都采用的是电力拖动。 关键词：直流他励电动机、主要结构、基本工作原理、运行特性、基本参数、应用前景 第一章电机拖动的原理 1.1电力拖动是指电动机拖动生产机械的工作机构 控制设备是用来控制电动机的运转，有各种控制电动机，电器，自动化元件及工业控制计算机组成。 电动机是生产机械的原动机，将电能转化成机械能，分为交流电动机和直流电动机。 传动机构是在电动机和工作机构之间传送动力的机构。如速箱，联轴器，传动器等。 按电动机拖动系统中电动机的组合数量分，电力拖动的发展过程经历了成组拖动，单电动机拖动和多电动机拖动三个阶段。 1.1.1电力拖动的控制方式 可分为断续控制系统和连续控制系统两种。在电力拖动发展的不同阶段两种拖动方式占有不同的地位，且呈现交替发展的趋势。 随着电力拖动的出现。最早产生的是手动控制电器控制电动机运转的手动断

续控制方式。随后逐步发展为有继电器，接触器和主令电器等组成的继电接触式有触点断续控制方式。这种控制系统结构简单，工作稳定，成本低，维护方便，不仅可以方便地实现生产过程自动化，而且可实现集中控制和远距离控制，所以目前生产机械仍广泛使用。但这种控制仅有通和断，这两种状态，其控制是断续的，即只能控制信号的有无，而不能连续控制信号的变化。为了适应控制信号连续变化的场合，又出现了直流电动机连续控制。这种控制方式可充分利用直流电动机调速性能好的优点，得到高精度，宽度范围的平滑调速系统。 第二章电机拖动的发展 近年来，随着电子技术和控制理论的不断发展，相续出现了顺序控制，可编程无触点断续控制，采样控制等多种控制方式。在电动机调速方面，已形成了电子功率器件与自动控制相结合的领域。不但晶闸管-直流电动机调速系统得到了广泛应用，而且交流变频调速技术发展迅速，在许多领域交流电动机变频调速系统有取代晶闸管-直流电动机调速系统的趋势。 三相交流电动机从发明以来，经历了100多年的历程，在这漫长的岁月里，它为奠定与发展这项经典的传动技术树立了丰碑，。又由于其具有结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉，而广泛作用于电力拖动生产机械的动力，在机械、化工、纺织和石化等行业有大量的应用。然而，电动机的起动特性却一直举步维艰。这是因为电动机在恒压下直接起动，其起动电流约为额定电流的4-7倍，其转速要在很短时间内从零升至额定转速，会在起动过程中产生冲击，很容易使电力拖动对象的传动机构等造成严重磨损甚至损坏。在起动瞬间大电流的冲击下，将引起电网电压降低，影响到电网内其它设备的正常运行。同时由于电压降低，电动机本身起动也难以完成，造成电机堵转，严重时，可能烧坏电动机。因而如何减少异步电动机起动瞬间的大电流的冲击，是电动机运行中的首要问题。为此必须设法改善电动机的起动方法，使达到电动机的平滑无冲击的起动，于是各种限流起动方法也就应运而生。 对于鼠笼式异步电机一般采用定子回路串电抗器分级起动，绕线式异步电机则采用转子回路串电抗器起动。定子边串电抗器起动，即增加定子边电抗值，可理解为降低定子实际所加电压，其目的是减少起动电流。此起动方式属降压起动，缺点是起动转矩随定子电压的降低而成平方关系下降，外串电阻中有较大的功率损

电机与拖动习题及解答

第1章 电磁学基础知识 1.1 简答题 1. 用电磁感应定律求感应电动势时，公式dt di L e ?-=、dt d e ψ-=、dt d N e Φ?-=，以及Blv e =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dt d e ψ-=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dt d e ψ=或dt d N e Φ?=，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N ?I=φ?Rm ，由于铁芯的磁导率大得多，即磁阻小得多，故空芯情况下的（N ?I ）空芯>>（N ?I ）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？ 1.2 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I s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

电机及拖动 第二章习题答案

第二章 直流电动机的电力拖动 2.1 答：由电动机作为原动机来拖动生产机械的系统为电力拖动系 统。一般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控制设备及电源几部分组成。电力拖动系统到处可见，例如金属切削机床、桥式起动机、电气机车、通风机、洗衣机、电风扇等。 2.5 答：电动机的理想空载转速是指电枢电流I a =0时的转速， 即 。实际上若I a =0，电动机的电磁转矩T em =0，这 时电动机根本转不起来，因为即使电动机轴上不带任何负载,电机本身也存在一定的机械摩擦等阻力转矩（空载转矩）。要使电动机本身转动起来，必须提供一定的电枢电流I a0（称为空载电流），以产生一定的电磁转矩来克服这些机械摩擦等阻力转矩。由于电动机本身的空载摩擦阻力转矩很小，克服它所需要的电枢电流I a0及电磁转矩T 0很小，此所对应的转速略低于理想空载转速，这就是实际空载转速。实际空载转速为简单地说，I a =0是理想空载，对应的转速n 0称为理想空载转速；是I a = I a0实际空载，对应的转速n 0’的称为实 际空载转速，实际空载转速略低于理想空载转速。 Φ=N e N C U n 0T C C R C U I C R C U n N T e a N e N a N e a N e N 0 200ΦΦΦΦ-=-='

2.7答：固有机械特性与额定负载转矩特性的交点为额定工作点，额 定工作点对应的转矩为额定转矩，对应的转速为额定转速。理想空载转速与额定转速之差称为额定转速降，即： 2.8 答：电力拖动系统稳定运行的条件有两个，一是电动机的机械 特性与负载的转矩特性必须有交点；二是在交点（T em =T L ）处， 满足 ，或者说，在交点以上（转速增加时）,T em T L 。一般来说，若电动机的机械特性是向下倾斜的，则系统便能稳定运行，这是因为大多数负载转矩都随转速的升高而增大或者保持不变。 2.9 答：只有（b ）不稳定，其他都是稳定的。 2.10 答：他励直流电动机稳定运行时，电枢电流： 可见，电枢电流I a 与设计参数U 、C e Φ、R a 有关，当这些设计参数一定时，电枢电流的大小取决于电动机拖动的负载大小，轻载时n 高、I a 小，重载时n 低、I a 大，额定运行时n=n N 、I a =I N 。 当恒转矩负载下，电枢回路串入电阻或改变电源电压进行调速，达到稳定后，电枢电流仍为原来的数值，但磁通减 T C C R n n n N N T e a N N 2 0Φ=-=?n d d n d d T T L em

电机及拖动第二章习题答案

第二章直流电动机的电力拖动 答：由电动机作为原动机来拖动生产机械的系统为电力拖动系统。 般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控制设备及电源几部分组成。电力拖动系统到处可见，例如金属切削机床、 桥式起动机、电气机车、通风机、洗衣机、电风扇等。 答：电动机的理想空载转速是指电枢电流I a=0时的转速, 。实际上若I a=0，电动机的电磁转矩Tem=O，这时电动机根本转不起来，因为即使电动机轴上不带 任何负载，电机本身也存在一定的机械摩擦等阻力转矩（空载 转矩）。要使电动机本身转动起来，必须提供一定的电枢电流 laO（称为空载电流），以产生一定的电磁转矩来克服这些机械 摩擦等阻力转矩。由于电动机本身的空载摩擦阻力转矩很小, 克服它所需要的电枢电流laO及电磁转矩T0很小，此所对应 的转速略低于理想空载转速，这就是实际空载转速。实际空载 转速为简单地说，Ia=0是理想空载，对应的转速no称为理想 空载转速；是la二I aO实际空载，对应的转速no'的称为实 际空载转速，实际空载转速略低于理想空载转速。

答：固有机械特性与额定负载转矩特性的交点为额定工作点，额定工作点对应的转矩为额定转矩，对应的转速为额定转速。理想 空载转速与额定转速之差称为额定转速降，即： 答：电力拖动系统稳定运行的条件有两个，一是电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点；二是在交点（Tem=TL）处, 满足 ，或者说，在交点以上（转速增加时）,TemTL。一般来说，若电动机的机械特性是向下倾 斜的，则系统便能稳定运行，这是因为大多数负载转矩都随转速 的升高而增大或者保持不变。 答：只有（b）不稳定，其他都是稳定的。 答：他励直流电动机稳定运行时，电枢电流： 可见，电枢电流la与设计参数U、ce①、Fa有关，当这些设计 参数一定时，电枢电流的大小取决于电动机拖动的负载大小， 轻载时n 高、la 小，重载时n 低、la 大，额定运行时n=nN、l a=lN。当恒转矩负载下，电枢回路串入电阻或改变电源电压 进行调速，达到稳定后，电枢电流仍为原来的数值，但磁通减

电机与拖动基础直流并励电动机实验报告

电机与拖动基础实验报告实验名称: 直流并励电动机实验成员:

一、实验目的 1、掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。 2、掌握直流并励电动机的调速方法。 二、实验项目 1、了解DD01电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正过的直流电机、变阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。 2、用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。 3、直流他励电动机的起动、调速及改变转向。 1、工作特性和机械特性 保持U=U N和I f=I fN不变，测取n、T2、η=f（I a）、n=f（T2）。 2、调速特性 （1）改变电枢电压调速 保持U=U N、I f=I fN=常数，T2=常数，测取n=f（U a）。 （2）改变励磁电流调速 保持U=U N，T2=常数，测取n=f（I f）。 （3）观察能耗制动过程 三、实验方法 1、实验设备 2、屏上挂件排列顺序 D31、D42、D51、D31、D44

3、并励电动机的工作特性和机械特性 1）按图2-6接线。校正直流测功机 MG 按他励发电机连接，在此作为直流电动机M 的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。R f1选用D44的1800Ω阻值。R f2 选用D42的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。R 1用D44的180Ω阻值。R 2选用D42的900Ω串联900Ω再加900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。 图2－6 直流并励电动机接线图 2）将直流并励电动机M 的磁场调节电阻R f1调至最小值，电枢串联起动电 阻R 1调至最大值，接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动，其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。 3）M 起动正常后，将其电枢串联电阻R 1调至零，调节电枢电源的电压为220V ，调节校正直流测功机的励磁电流I f2为校正值（50mA 或100 mA ），再调节其负载电阻R 2和电动机的磁场调节电阻R f1，使电动机达到额定值： U ＝U N ，I ＝I N ，n ＝n N 。此时M 的励磁电流I f 即为额定励磁电流I fN 。 4）保持U ＝U N ，I f =I fN ，I f2为校正值不变的条件下，逐次减小电动机负载。 + 电枢电源I S 励磁电源 I R 2

电机及拖动 第二章习题答案

第二章 直流电动机的电力拖动 答：由电动机作为原动机来拖动生产机械的系统为电力拖动系统。 一般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控制设备及电源几部分组成。电力拖动系统到处可见，例如金属切削机床、桥式起动机、电气机车、通风机、洗衣机、电风扇等。 答：电动机的理想空载转速是指电枢电流I a =0时的转速， 即 。实际上若I a =0，电动机的电磁转矩 T em =0，这 时电动机根本转不起来，因为即使电动机轴上不带任何负载,电机本身也存在一定的机械摩擦等阻力转矩（空载转矩）。要使电动机本身转动起来，必须提供一定的电枢电流I a0（称为空载电流），以产生一定的电磁转矩来克服这些机械摩擦等阻力转矩。由于电动机本身的空载摩擦阻力转矩很小，克服它所需要的电枢电流I a0及电磁转矩T 0很小，此所对应的转速略低于理想空载转速，这就是实际空载转速。实际空载转速为简单地说，I a =0是理想空载，对应的转速n 0称为理想空载转速；是I a = I a0实际空载，对应的转速n 0’的称为实际空载转速，实际空载转速略低于理想空载转速。 Φ =N e N C U n 0T C C R C U I C R C U n N T e a N e N a N e a N e N 2 Φ ΦΦ Φ-=-='

答：固有机械特性与额定负载转矩特性的交点为额定工作点，额 定工作点对应的转矩为额定转矩，对应的转速为额定转速。理想空载转速与额定转速之差称为额定转速降，即： 答：电力拖动系统稳定运行的条件有两个，一是电动机的机械特 性与负载的转矩特性必须有交点；二是在交点（T em =T L ）处， 满足 ，或者说，在交点以上（转速增加时）,T em T L 。一般来说，若电动机的机械特性是向下倾斜的，则系统便能稳定运行，这是因为大多数负载转矩都随转速的升高而增大或者保持不变。 答：只有（b ）不稳定，其他都是稳定的。 答：他励直流电动机稳定运行时，电枢电流： 可见，电枢电流I a 与设计参数U 、C e Φ、R a 有关，当这些设计参数一定时，电枢电流的大小取决于电动机拖动的负载大小，轻载时n 高、I a 小，重载时n 低、I a 大，额定运行时n=n N 、I a =I N 。 当恒转矩负载下，电枢回路串入电阻或改变电源电压进行调速，达到稳定后，电枢电流仍为原来的数值，但磁通减小时，电枢 T C C R n n n N N T e a N N 2 0Φ = -=?n d d n d d T T L em

电机与拖动课后答案

第一章 直流电动机 1.6 答：电枢绕组为单叠绕组时，运行时去掉一个或相邻两个电刷，并联支路数减少一半， 电枢电流将减少一半。 电枢绕组为单波绕组时，并联支路数不受影响，电枢电流不变，但每个电刷通过的电流将增大，致使换向困难 1.7 答：感应电动势（参见图1.3）。 电刷两端得到总的感应电动 势为零。 1.8 答：由Tem=CT ΦIa 知：对于已制造好的直流电机，其电磁转矩与电枢电流和气隙磁 通的乘积成正比。可用左手定则判断电枢导体的受力方向，从而确定电磁转矩的实际方向。对于直流发电机而言，电磁转矩为制动转矩，与转子转向相反；而对于直流电动机而言，电磁转矩为驱动性质，与转子转向相同。 1.14 答：并励直流发电机正转时能自励，反转时则不能自励。如果把并励绕组两头对调， 且电枢反转，此时能自励。 1.15 答：换向元件里合成电动势∑e 为零时, 换 向元件里的换向电流随时间线性变化， 这种换向称为直线换向。直线换向时不产生火花。 换向过程中换向元件里的合成电动势大于零，使换向电流变化延缓，不再是线性的，出现了电流延迟现象，这时的换向称为延迟换向。延迟换向时电刷下产生电火花。 1.16 解：额定电流： A A U P I N N N 48.4323010103 =?== 额定负载时 的 输 入 功 率 ： kW kW N N P P 76.1185 .0101 ===η 1.17 解：额定负载时的输入功率： kW kW N N P P 48.2083.0171 === η 图1.3 题1.7图

额定电流： 1.18 解：（1）绕组节距计算 4 151 542 42221 2 1=-=-=== =-=±= y y p Z y y y y k ε （2）绕组展开图如图1.4所示（采用右行短距绕组） （3）并联支路数如下： 422===a ，p a 541 41921 =+=±= εp Z y 1.19解：（1）绕组节距计算 541 41921=+=±= εp Z y 4 5992 1 1911 2 =-=-==-=-= =y y y y p K y k 图1.4 题1.18图

第二章 直流电机的电力拖动

第二章 直流电机的电力拖动 2-1 他励直流电动机的机械特性指的是什么？是根据那几个方程式推倒出来的？ 答：T C C R R C u n T e c a e φ φφ+-= 据以下三个方程：)(c a a a R R I E u ++= n C E e a φ= a T I C T φ= 2-2 他励直流电动机的机械特性的斜率与那些量有关？什么叫硬特性？什么叫软特性？ 答：β与所串电阻R C 及励磁磁场Φ有关； β值较小的机械特性称硬特性，反之为软特性 2-3 为什么0n 称为理想空载转速？堵转点是否只意味着电动机转速为零？为什么？ 答：因为实际中空载转矩T 0不可避免，故n 0达不到。 堵转就是n=0的点。 2-4 什么叫人为机械特性？从物理概念上说明为什么电枢外串电阻越大，机械特性越软？ 答：人为机械特性指通过改变u 、φ、R 参数得到的机械特性。 2-5 为什么降低电源电压的人为机械特性是互相平行的？为什么减弱气隙每极磁通后机械特性会变软？ 答：u 与β值无关；因为φφ β∴∝ 1 减小，β增大，特性边软。 2-6 什么是电力拖动系统的稳定运行？能够稳定运行的充分必要条件是什么？ 答：系统在某种外界扰动下离开原的平衡状态，在新的条件下获得的新的平衡；或当扰动消失后系统能自动恢复到原来的平衡状态。满足上述条件，系统就是稳定的。 系统稳定运行的充分必要条件是： 1）电机的机械特性与负载转矩特性必须有交点，在交点处L T T =； 2）在交点附近应有 dn dT dn dT L <。

2-7 他励直流电动机稳定运行时，电枢电流的大小由什么决定？改变电枢回路电阻或改变电 源电压的大小时，能否改变电枢电流的大小？ 答：I a 由负载T L 决定。不能。 2-8 他励直流电动机为什么不能直接起动？直接起动会引起什么不良后果？ 答：起动开始瞬间，由于机械惯性的影响，电动机转速,0,0==a E n 这时起动电流为 a N st R U I =，因电枢电阻数值很小，因此，st I 很大，可达额定电流的（10~20）倍。 因此不能直接起动。 直接起动可能产生如下后果：1、大电流使电枢绕组受到过大的电磁力，易损坏绕组；2、使换向困难，主要是在换向器表面产生火花及环火，少坏电刷与换向器；3、过大的起动电流还会产生过大的起动转矩，从而使传动机构受到很大的冲击力，加速过快，易损坏传动变速机构；4、过大的起动电流会引起电网电压的波动，影响电网上其他用户的正常用电。 2-9 起动他励直流电动机前励磁绕阻断线，没发现就起动了，下面两种情况会引起什么后 果？(1)空载起动；(2)负载起动，T L ＝T N 。 答：（1）电机飞车，转速太高，容易造成事故。 （2）电机电枢中电流很大，却很可能起动不了，由于C T I C T φ=， 此时磁场只有点剩磁很小。 2-10 如何判断他励直流电动机是处于电动运行状态还是制动运行状态？ 答：电机所发出的电磁转矩与转速方向相同，即为电动状态。 若电磁转矩与转动方向相反，则为制动状态。 2-11 电动机在电动状态和制动状态下运行时机械特性位于哪个象限？ 答：电动状态机械特性位于一、三象限； 制动状态机械特性位于二、四象限。 2-12 能耗制动过程和能耗制动运行有何异同点？ 答：相同点：两种状态下，电磁转矩都与电机转向相反。 不同点：能耗制动中负载转矩与电磁转矩同向； 而能耗运行中负载转矩与电磁转矩反向。 2-13 电压反接制动与电动势反接制动有何异同点？ 答：相同点：两种状态都是制动状态，即电磁转矩都与转向相反。

第一章直流电机练习参考答案

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，当调节器为PI调节时，表现为转速无静差。（√） 3、直流电机的电枢铁芯由于在直流状态下工作，通过的磁通是不变的，因此完全可以用整块的磁材料构成，不必用硅钢片叠成。（×） 4、降压调速适用于并励直流电动机。（×） 5、机械特性表征转速和电磁转矩的关系，直流电动机的机械特性是一条直线。（×） 6、在直流电动机起动时，采用电枢串电阻起动，在起动中过程为了快速起动和减小电阻引起的损耗，必须将电阻直接切除掉。（×） 7、一台并励直流发电机，空载运行于某一电压下，如将其转速升高10% ，则发电机的端电压升高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调以下即可。（×） 9、换向器是直流电机特有的装置。（√） 10、直流发电机线圈中的感应电势是交变的。（√） 二、填空题 1、直流电动机的调速方法有：1）改变电枢两端电压调速、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）将电枢两端电压极性反接，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、直流电动机按照电枢绕组和励磁绕组的联接方式不同可分为：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，因此电磁转矩为阻转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向相同，因此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，可用的方法有通过改变电枢两端电压极性，而改变电枢电流方向，实现反转和带位能性负载时，通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。（相同/相反） 7、并励直流发电机在原动机转向改变后，电枢两端不可以产生感应电势。（可以/不可以）

电机与拖动考试试题及答案

《电机与拖动》试题库 第一部分 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;__励磁绕组并联到电枢两端的极性正确_;_励磁回路的总电阻必须小于该转速下的临界电阻值 。(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U>E a 时为电动机(0

电机及拖动 第二章习题答案

第二章 直流电动机的电力拖动 2.1 答：由电动机作为原动机来拖动生产机械的系统为电力拖动系 统。一般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控制设备及电源几部分组成。电力拖动系统到处可见，例如金属切削机床、桥式起动机、电气机车、通风机、洗衣机、电风扇等。 2.5 T I 空载转速；是I a = I a0实际空载，对应的转速n 0’的称为实际空载转速，实际空载转速略低于理想空载转速。 T C C R C U I C R C U n N T e a N e N a N e a N e N 2 Φ ΦΦ Φ-=-='

2.7答：固有机械特性与额定负载转矩特性的交点为额定工作点，额 定工作点对应的转矩为额定转矩，对应的转速为额定转速。理想空载转速与额定转速之差称为额定转速降，即： 2.8 答：电力拖动系统稳定运行的条件有两个，一是电动机的机械 L）处，，（转 2.9 2.10 可见，电枢电流I a与设计参数U、C eΦ、R a有关，当这些设计参数一定时，电枢电流的大小取决于电动机拖动的负载大小， 轻载时n高、I a小，重载时n低、I a大，额定运行时n=n N、 I a=I N。当恒转矩负载下，电枢回路串入电阻或改变电源电压 进行调速，达到稳定后，电枢电流仍为原来的数值，但磁通减 T C C R n n n N N T e a N N2 0Φ = - = ? a a

小时，电枢电流将增大。 2.11 答：起动瞬间转速n=0，电动势E a =C e Φn=0，最初起 动电 流 。 若直接起动，由于R a 很小，I st 会达到十几倍 甚至几十倍的额定电流，造成电机无法换向，同时也会过热，因此不能直接起动。 2.12 答：将处于电动状态运行的他励直流电动机的电枢两端从电 由于R ’两个公式可知，电压反接制动时的制动电流I aB ’约为能耗制动时的制动电流I aB 的2倍，故电压反接制动时应串入较大的制动电阻。 2.14 答：这两种制动方式的实现都是以位能性负载为前提条件， 当电枢回路串入较大的电阻，使电动机的机械特性与位能性负载转矩特性的交点（工作点）处于第四象限时，电动机便 R U I a N st =

电机与拖动第二章直流电动机的电力拖动习题集答案

1、 一台直流他励电动机的额定数据为：P N =21kW ，U N =220V ，I N =112A ，n N =950r/min ，R a=0.45Ω。求固有特性方程并点绘固有特性曲线。 解： 18.0950 45.0112220=?-=-=ΦN a N N N e n R I U C 72.118.055.955.9=?=Φ=Φe N T C C min /122218 .02200r C U n N e N ==Φ= 43.172 .118.045.02=?=Φ=N T e a C C R β T T n n 43.112220-=-=β 2、一台他励电动机的铭牌数据为：P N =40kW ，U N =220V ，I N =207.5A ，R a =0.067Ω。（1）如果电枢电路不串接电阻起动，则起动电流为额定电流的几倍？（2）如将起动电流限制为N I 5.1，求应串入电枢电路的电阻值。 解：（1）A R U I a N t s 6.3283067 .0220=== 设起动电流倍数为K 8.155 .2076.3283===N st I I K （2）如将起动电流限制为N I 5.1，设串入电枢电路的电阻为B R , N B a N t s I R R U I 5.1=+=' 5.2075.1067.0220?=+B R Ω=64.0B R 3、一台他励直流电动机数据为：P N =7.5kW ，U N =110V ，I N =79.84A ，n N =1500r/min 电枢回路电阻Ω=1014.0a R ，求： （1）N N U U φφ==,条件下，电枢电流A I a 60=时转速是多少？（2）N U U =条件下，主磁通减少%15，负载转矩为N T 不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（3）N N U U φφ==,条件下，负载转矩为N T 8.0，转速为min /)800(r -，电枢回路应串入多大电阻？

电机与拖动直流部分作业题

一．选择题（1-10单选，每题1分，11-15多选，每题2分，共计20分） 1）某p对极直流电机电枢绕组为单叠绕组，则电枢绕组的并联支路对数a为（） A.a＝2p B.a＝p C.a＝电刷个数 D.a=1 2）他励直流电动机处于稳定运行状态，如果负载转矩不变，降低电枢电压达到稳态时电枢电流会 A．增大 B.减小 C.不变 D.先增大后减小 3）对于直流电机而言，流过电枢绕组导体内的电流是（） A.直流电流 B.正弦交流电流 C.周期性的交流电流 D.不能确定 4）他励直流电动机在运行时，若空载情况下增加励磁回路的电阻电动机的转速变化规律为A.升高 B.降低 C.不变 D.不能确定 5）带反抗性负载的直流电动机能耗制动过程中，电枢反电动势E a的变化规律下列描述正确的是 A. E a方向变化 B. E a方向不变 C. E a大小不变 D. E a方向不确定 6）某一电力拖动系统带反抗性负载能耗制动过程中系统处于（） A.减速状态 B.加速状态 C.稳定运行状态. D.不能确定运行状态 7）他励直流电动机在运行时，若轻载情况下增加励磁回路的电阻后电枢电流的变化规律（）A. 升高 B.降低 C.不变 D.不能确定 8）他励直流电动机处于稳定运行状态，如果负载转矩不变，电枢回路串电阻达到稳态时电枢电流的变化为（） A．增大 B. 减小 C.不变 D.先增大后减小 9）一台他励直流发电机保持励磁电流不变而将其转速提高20％，下面描述正确的是（）A.空载电压升高20％B.输出电流升高20％C.输出功率升高20％ D.电磁转矩升高20％10）下面有关直流电动机的运行方法不正确的是（） A.起动直流电动机必须先加电枢电压后加励磁电压。 B.起动直流电动机必须先加励磁电压后加电枢电压。 C.直流电动机停车时必须先停电枢电压后停励磁电压。 D.直流电动机在运行过程中不能失磁。 多项选择题 11）关于电动机调速系统的静差率，下面描述错误的是 A.静差率是指在一定转速下，负载由空载到额定负载变化时，空载转速与额定转速之差的 相对值； B.静差率与调速系统的机械特性无关； C.静差率于系统工作速度有关，工作速度越低，静差率越大； D.调速系统的机械特性越硬，静差率越大。 12）根据生产机械的负载转矩随转速变化的负载特性，生产机械的负载类型有 A.恒转矩负载 B.恒功率负载 C.风机、泵类负载 D.长期运行负载 13）当直流电动机吊放重物时，电枢回路串联电阻逐渐增大，电动机的速度下降，电动机堵转时电枢回路所串的电阻为Rcr，当所串电阻继续增大R＞Rcr，下列对于此时电动机的状态和操作的描述中，正确的是 A.转速反向 B.这时应立即断开电动机的电源，使电动机停车，避免发生事故。 C.这种状态为转速反向的反接制动状态。 D.在R＞Rcr的区域内，R值越大，重物的下降速度越高。 14）某它励直流电动机的机械特性曲线如下图所示，下列说法正确的是 A.电机在B点处于减速运行状态。 B．电机在D点处于反向加速运行状态。

电机与拖动练习题 (1)

一．填空题 1.变压器是一种静止电器，它可以改变（ 电压 ）和（ 电流 ）。 2.直流电动机的起动方法有：( 电枢串电阻 )起动和( 降压 )起动。 3.一台并励直流电动机，若把电源极性反接，则电动机转向（ 不变 ）。 4.直流电机电磁转矩的数学表达式为( T em =C T ΦI a )，对于直流发电机，电磁转矩 的性质为( 制动转矩 )，对于直流电动机机，电磁转矩的性质为（ 驱动转 矩 ） 5.变压器空载时，电源电压下降，则m Φ（ 变小 ） ，0I （ 变小 ） ，Fe P （ 变 小 ） ，m Z （ 变大 ），变比k （ 不变 ）。 6.生产机械的负载从转矩特性上分，基本上可归纳为三大类，分别是（ 恒转矩 ） 负载、( 恒功率 )负载和（泵与风机 ）负载。 7.直流发电机换向装置的作用是将电枢绕组的（ 交流电 ）转变成电刷间的 （ 直流电 ）。 8.变压器铁心导磁性能越好，则其励磁电抗（ 大 ），励磁电流（ 小 ）。 9.他励直流电动机的调速方法有( 变极 )调速、（ 变频 ）调速和（变转差 率 ）调速。 10.当直流电机运行为发电机状态时，电磁转矩性质为( 制动 )，电动势的性质为( 反 电动势 )。 11.一台单相变压器，空载实验测得Ω=Ω=86,9.1m m X R 。若一次侧加很小的直流电 压，二次侧开路，则=m R （ 0 ）Ω，=m X （ 0 ）Ω。 12.电力拖动系统的运动方程式为（ dt dn GD T T l em ?=-3752 ），在满足（ L em T T = ）条件时电机为稳态运行。 13.他励直流电动机的电磁制动方法有（ 能耗 ）制动、（ 反接 ）制动和（ 回 馈 ）制动。 14.直流电机的电磁转矩是由(每极气隙磁通量 )和( 电枢电流 )共同作用产生的。。 15.在其他条件不变的情况下，变压器一次侧匝数减少，若不考虑磁路饱和及漏阻抗压 降的影响，则m Φ（ 增大 ），0I （ 增大 ），m X （ 减小 ） ，k （ 减小 ）。

电机与拖动(许晓峰)课后答案

第一章直流电动机 答：电枢绕组为单叠绕组时，运行时去掉一个或相邻两个电刷，并联支路数减少一半，电枢电流将减少一半。电枢绕组为单波绕组时，并联支路数不受影响，电枢电流不变，但每个电刷通过的电流将增大，致使换向困难 答：感应电动势（参见图）。电刷两端得到总的感应电动 势为零。 答：由Tem=CTΦIa知：对于已制造好的直流电机，其电磁转矩与电枢电流和气隙磁通的乘积成正比。可用左手定则判断电枢导体的受力方向，从而确定电磁转矩的实际方向。对于直流发电机而言，电磁转矩为制动转矩，与转子转向相反；而对于直流电动机而言，电磁转矩为驱动性质，与转子转向相同。 答：并励直流发电机正转时能自励，反转时则不能自励。如果把并励绕组两头对调，且电枢反转，此时能自励。 答：换向元件里合成电动势∑e为零时, 换向元件里的换向电流随时间线性变化，这种换向称为直线换向。直线换向时不产生火花。换向过程中换向元件里的合成电动势大于零，使换向电流变化延缓，不再是线性的，出现了电流延迟现象，这时的换向称为延迟换向。延迟换向时电刷下产生电火花。 解：额定电流： A A U P I N N N 48 . 43 230 10103= ? = = 额定负载时的输入功率： kW kW N N P P76 . 11 85 .0 10 1 = = = η 1.17解：额定负载时的输入功率： kW kW N N P P48 . 20 83 . 17 1 = = = η 图题图

额定电流： 解：（1）绕组节距计算 4 151 542 42221 2 1=-=-=== =-=±= y y p Z y y y y k ε （2）绕组展开图如图所示（采用右行短距绕组） （3）并联支路数如下： 422===a ，p a 541 41921 =+=±= εp Z y 解：（1）绕组节距计算 541 41921=+=±= εp Z y 4 5992 1 1911 2 =-=-==-=-= =y y y y p K y k 图 题图