浙江大学年珩老师,电机控制课件第一章-1

电机与拖动课后习题第一章标准答案

1.1.1 某铁心的截面积A=10cm 2，当铁心中的H=5A/cm ，Φ=0.001Wb,且可认为磁通在铁心内均匀分布，求铁心的磁感应强度B 和磁导率μ。 m H m H H B T T A B /002.0/105111010001 .024 =?===?=Φ= -μ 1.2.1求下述两种情况下的铸钢中的磁场强度和磁导率：（1）B=0.5T; （2）B=1.3T ，并比较饱和与不饱和两种情况谁的μ大。 （1）B=0.5T ：由磁化曲线查得H=4A/cm ， m H m H H B /00125.0/1045 .02 =?== μ （2）B=1.3T ：由磁化曲线查得H=16A/cm ， m H m H H B /0008125.0/10 163.12=?== μ 由于B=0.5T 时，磁路未饱和，B=1.3T 时，磁路已经饱和。所以磁路不饱和时μ大。 1.2.2 已知硅钢（含硅4%）的H=4A/cm ，铸铁的H=9A/cm 。求它们的B 和μ，并比较谁的导磁能力强。 （1）H=4A/cm 时，由磁化曲线查得B=1.1T ，且磁路已经饱和。 m H m H H B /00275.0/1041.12 =?== μ （2）H=9A/cm 时，由磁化曲线查得B=0.2T ，且磁路未饱和。

m H m H H B /000222.0/1092.02 =?== μ 所以硅钢的磁导率强。 1.3.1在图1.01所示恒定磁通磁路中，铁心的平均长度l =100cm ，铁心各处的截面积均为A=10cm 2，空气隙长度l 0=1cm 。当磁路中的磁通为0.0012Wb 时，铁心中磁场强度为6A/m 。试求铁心和空气隙部分的磁阻、磁位差和线圈的磁通势。 A A U U F A A l B l H U A A l H U H H A l R H H A l R H m H H B T T A B m mc m c mc m c c c mc c c c 10150)9550600(955010110 42 .160010061096.710 10104101105.010 10102.010100m /102.0/1062.12.110100012.0027 00 000c 1 614 720000 1 614 222 -2 4=+=+==???= = ==?==?=????==?=????==?=?===?=Φ=-------------πμπμμμ 图1.01

控制电机第三版课后习题答案

控制电机第三版课后习题答案 第二章 1. 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? P25 2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、 B 电刷的极性如何? P7 3. 为了获得最大的直流电势，电刷应放在什么位置? 为什么端部对称的鼓形绕组(见图 2 - 3)的电刷放在磁极轴线上? P9-10 4. 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? P23 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图 2 - 29 所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。(提示: 在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。 6. 具有 16 个槽， 16 个换向片的两极直流发电机结构如图 2 - 30 所示。 (1) 试画出其绕组的完整连接图; (2) 试画出图示时刻绕组的等值电路图; (3) 若电枢沿顺时针方向旋转，试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性; (4) 如果电刷不是位于磁极轴线上，例如顺时针方向移动一个换向片的距 离，会出现什么问题? 4321161514N514 a,,1A513B 6132第三章 67891011121. 直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定? 答

直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻，而且还取决于与转速成正比的反电势(当?=常数时) 根据转矩平衡方程式，当负载转矩不变时，电磁转矩不变; 加上励磁电流If 不变，磁通Φ不变，所以电枢电流Ia也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电动机的总阻转矩决定。 2. 如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性(见图 3 - 33)，就会发现，当其他条件不变，而只是减小发电机负载电阻RL时，电动机的转速就下降。试问这是什么原因? RITTIn,,,,,,,,,,, La发发发电电1223. 一台他励直流电动机，如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变，而仅仅提高电枢端电压，试问电枢电流、转速变化怎样? 答:最终电枢电流不变，转速升高 4. 已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110 V，额定运行时的电枢电流Ia=0.4 A，转速n=3600 r/min, 它的电枢电阻Ra=50 Ω，空载阻转矩T0=15 mN?m。试问该电动机额定负载转矩是多少?

第五章第四节控制电机

1、交流电动传令钟的两套自整角同步传递系统的励磁绕组间的相互关系是______。 A．串联在单相交流电源上 B．并接在单相交流电源上 C．并接在单相直流电源上 D．并接在三相对称交流电源上 2、采用交流传令钟的船舶，为满足驾驶台传令和机舱回令功能，要用______。A．一套（两台）自整角机 B．两套（四台）自整角机 C．一套（两台）执行电机 D．两套（四台）执行电机 3、自整角机按使用方式分为______ 两种形式。 A．力矩式和控制式 B．接触式和无接触式 C．控制式和差动式 D．力矩式和差动式 4、舵角指示器是由______组成的同步跟踪系统。 A．两个执行电机 B．两个直流电动机 C．一对自整角机 D．两个异步电动机 5、控制式自整角机是将______信号转换成______信号。 A．电流/电压 B．转角/电流 C．转角/电压 D．转角/转角 6、力矩式自整角机，在船上常用在______场合。 A．车钟和舵角指示 B．测速机构 C．油门双位控制 D．水位双位控制 7、直流测速发电机的技术数据中列有“最小负载电阻和最高转速”的限制一项，其主要目的是______。 A．保证输出电压与转速间关系线性度 B．防止电机烧毁 C．防止发电机作电动机运行 D．减小能量损耗

8、为取得与某转轴的转速成正比的直流电压信号，应在该轴安装______。A．交流执行电机 B．自整角机 C．直流执行电机 D．直流测速发电机 9、交流执行电机的转子导体的电阻比普通鼠笼式异步电机转子导体的电阻______。 A．小 B．大 C．相同 D．无要求 10、伺服电动机，在船上常用于______场合。 A．电车钟 B．舵角同步指示装置 C．拖动发电机之柴油机油门开度控制 D．水箱水位控制 11、为满足电气系统的自动控制需要，常用到一些被称为“控制电机”的电器。控制电机的主要任务是转换和传递控制信号。下列不属于控制电机的是______。A．交流执行电动机 B．直流执行电动机 C．测速发电机 D．单相异步电动机 12、一般来说，交流执行电动机的励磁绕组与控制绕组轴线空间上相差______而放置。 A．60° B．30° C．90° D．120° 13、交流执行电动机的转向取决于______。 A．控制电压与励磁电压的相位关系 B．控制电压的大小 C．励磁电压的大小 D．励磁电压的频率 14、交流执行电动机的转子制成空心杯形转子的目的是______。 A．增加转动惯量，使之起、停迅速 B．拆装方便 C．减少转动惯量，使之起、停迅速 D．减少起动电流

电机及拖动 (许晓峰 着) 高等教育出版社习题答案

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： 额 定负载时 的 输 入 功 率 ： 1.17 解：额定负载时的输入功率： k W k W N N P P 48.2083 .0171 === η kW kW N N P P 76.1185.0101 === ηA A U P I N N N 48.4323010103 =?= = 图1.3 题1.7图

额定电流： 1.18 解：（1）绕组节距计算 （2）绕组展开图如图1.4所示（采用右行短距绕组） （3 1.19解：（1）绕组节距计算 4 5992 1 1911 2 =-=-==-=-= = y y y y p K y k 541 41921=+=±= εp Z y 1 = y =a 4 151 54 2 42221 2 1 =-=-=== =-=±=y y p Z y y y y k ε图1.4 题1.18图

控制电机 课后答案

控制电机课后答案 第二章 1.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?答：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，因而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。 2.如果图2-1中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、B电刷的极性如何? 答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd中电势由d指向c。电刷A通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。 3.为了获得最大的直流电势，电刷应放在什么位置?为什么端部对称的鼓形绕组(见图2-3)的电刷放在磁极轴线上? 答：放在磁极轴线上。 具体见P9-10 4.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? 答：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。而 且换向周期与转速成反比，电机转速越高，元件的换向周期 越短；e L正比于单位时间内换向元件电流的变化量。基于上述分析，e L必正比转速的平方，即e L∝n2。同样可以证明e a∝n2。因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通与n2成正比，使输出特性呈现非线性。所以，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。 5.如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图2-29所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。(提示：在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。 思路：假设是逆时针转，图见P7图2-1。 本来中性面是没有切割磁感线的，但是现在偏一个角，虽然还是没有切割磁感线但是却有电流通过，根据右手定则判断在偏角直线产生的感应磁场与原来的磁场方向相比较判断影响。 6.具有16个槽，16个换向片的两极直流发电机结构如图2-30所示。

第五章电机与拖动基础课后习题答案全解 第二版 徐建华

第五章 5 . 1 什么是直流伺服电机的电枢控制方式?什么是磁场控制方式? 答: 将直流伺服电机的电枢绕组接控制电压,励磁绕组接恒定电压的控制方式称为电枢控 制方式;将励磁绕组接控制电压, 电枢绕组接恒定电压的控制方式称为磁场控制方式。 5 . 2 为什么直流伺服电机常采用电枢控制方式而不采用磁场控制方式? 答: 直流伺服电机采用电枢控制方式时, 控制电压加在电枢绕组上, 励磁绕组接恒定电压, 控制精度高,线性度好; 采用磁场控制方式时, 电枢绕组接恒定电压, 控制电压加在励磁绕组 上,由于磁路的非线性, 控制精度较差,性能较差,所以直流伺服电机常采用电枢控制方式而不 采用磁场控制方式 5 . 3 直流伺服电机采用电枢控制方式时,始动电压是多少?与负载大小有什么关系? 答: 直流伺服电机采用电枢控制方式时,始动电压 0C U = T C RT ,与负载大小成正比。 5 . 4 常有哪些控制方式可以对交流伺服电机的转速进行控制? 答: 或通过改变控制电压的幅值,或改变控制电压的相位,或同时改变控制电压的幅值和相 位,都可以对交流伺服电机的转速进行控制,所以常有幅值控制、相位控制和幅值—相位控制 等三种控制方式对交流伺服电机的转速进行控制。 5 . 5 何谓交流伺服电机的自转现象?怎样消除自转现象?直流伺服电机有自转现象吗? 答: 转动中的交流伺服电机在控制电压为零时继续转动而不停止转动的现象,称为交流伺 服电机的自转现象。增加交流伺服电机的转子电阻可以消除自转现象。直流伺服电机没有自

转现象。 5 . 6 幅值控制和相位控制的交流伺服电机,什么条件下电机气隙磁动势为圆形旋转磁 动势? 答: 当控制电压C U 与励磁电压f U 大小相等、相位差为090时, 幅值控制和相位控制的交 流伺服电机,其气隙磁动势为圆形旋转磁动势。 5 . 7 为什么交流伺服电机常采用幅值-相位控制方式? 答: 幅值-相位控制方式只需要电容器和电位器,不需要复杂的移相装置, 控制设备简单;而 幅值控制方式或者相位控制方式都需要移相装置,所以交流伺服电机常采用幅值-相位控制 方式。 5 . 8 为什么直流测速发电机的转速不宜超过规定的最高转速?为什么所接负载电阻不 宜低于规定值? 答: 直流测速发电机的转速愈高,感应电动势就愈大,当负载不变时,电枢电流也愈大, 电枢 反应的去磁作用就愈强,输出的端电压下降愈多,误差愈大。负载电阻愈小, 电枢电流也就 愈大, 电枢反应的去磁作用就愈强, 误差愈大。所以直流测速发电机的转速不宜超过规定

电机与拖动第一章课件.

第1章直流电机 要点提示： 1.直流电机是电能和机械能相互转换的旋转电机之一。 2.直流电机由两大部分组成：定子和转子。 3.掌握直流电机的工作原理。 4.掌握直流电动机的工作特性：转速特性、转矩特性、效率特性 5.掌握直流电机定子绕组的励磁方式有：他励、并励、串励、复励。 6.理解电枢绕组中一个元件经过电刷从一个支路转换到另一个支路的过程称为 换向。 7.直流电机的感应电动势：电枢绕组中的感应电动势，即正负电刷之间的感应电 动势。 1.1 直流电机的基本工作原理与结构 电机是依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。按工作电源种类可分为直流电机和交流电机。直流电机按能量转换的方向可分为直流电动机和直流发电机。 在电机发展的历史上，直流电机的发明较早，它的电源是电池，后来才出现了交流电机。直流电机具有良好的调速性能、较大的启动转矩和过载能力，比较容易控制。常用于调速要求较高的生产机械上，如轧钢机，矿井提升设备，大型起重机，电力机车，挖掘机械和纺织机械等；同时直流发电机可用来作为直流电机以及交流电机的励磁直流电源。 直流电机的换向问题，限制了直流电机的极限容量，又增加了维护的工作量。随着近年来电力电子技术的发展，在很多领域内，直流电机有逐步被交流电机取代的趋势。但在某些要求调速范围大、调速性高、精密度好、控制性能优异的场合，直流电机的应用目前仍占有较大的比重。 1.1.1 直流电机的结构 任何电机都包括三大部分：定子、转子和气隙。同一般类型电机一样，直流电动机和直流发电机在主要结构上基本相同，都由定子、转子和气隙三部分组成。如图1.1.1所示。

直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、换向极、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。 1.定子 定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置和端盖等组成，其剖面结构如图1.1.2所示其主要作用是产生主磁场和作为电机的机械支架。 1）主磁极 主磁极的作用是产生气隙磁场。主磁极由铁心和励磁绕组两部分组成，通过螺钉固定。如图1.1.3所示为减小涡流损耗，主磁极铁心通常用1～1. 5mm 厚的钢板冲片叠压铆紧而成，上面套励磁绕组的部分称为极身，下面扩宽的部分称为极 靴。极靴的作用是使气隙磁场分布比理想，同时极靴对励磁绕 组也起支撑作用。 励磁绕组是用来产生主磁通的，用绝缘铜线绕制而成。当 给励磁绕组通入直流电时，各主磁极均产生一定极性，相邻两 主磁极的极性是N 、S 交替出现的。 2）换向极 两相邻主磁极之间的小磁极称为换向极，又称 为附加极或间极，其作用是改善直流机的换向，减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的火花。换向极由换向极铁心和向极绕组组成，换向极的铁心比主磁极的简单，一般用整块钢板制成，在其上放置换向绕组。换向极的数目与主磁极数相等。如图1.1.4所示。 3)机座 图1.1.1 直流电机装配结构图 图1.1.2 直流电机纵向剖视图 图1.1.3主磁极的结构 1—主磁极 2—励磁绕组 3—机座

电机与拖动第一章习题答案

第一章 1 . 1 一台直流电动机的数据为:额定功率N P =25 kW ,额定电压N U =220 V ,额定转速 N n =1 500 r /min,额定效率N η =86 .2 %。试求: ( 1 )额定电流N I ; ( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。 解：（1）直流电动机的:额定功率 N N N N I U P η= A U P I N N N N 83.131862 .022010253=??==η （2） KW P P N N N 29862 .025 1== =η 1 . 2 一台直流发电机的数据为:额定功率N P =12 kW ,额定电压N U =230 V ,额定转速 N n =1 450 r /min,额定效率N η=83 .5 %。试求: ( 1 )额定电流N I ; ( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。 解：（1）直流发电机的:额定功率 N N N I U P = A U P I N N N 17.52230 10123=?== （2）KW P P N N N 37.14835 .012 1== =η 1 . 3 一台直流电机,已知极对数p= 2 ,槽数Z 和换向片数K 均等于22 ,采用单叠绕组。 ( 1 )计算绕组各节距; ( 2 )求并联支路数。

解：（1）第一节距 54 2 42221=-=±= εp Z y ,为短距绕组。 单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1,即1==K y y 第二节距41512=-=-=y y y (2) 并联支路数等于磁极数,为4。 1 . 4 一台直流电机的数据为:极数 2 p=4 ,元件数S=120 ,每个元件的电阻为0 . 2 Ω。当转速为1 000 r /min 时,每个元件的平均感应电动势为10 V ,问当电枢绕组为单叠或单波绕组时,电刷间的电动势和电阻各为多少? 解：当电枢绕组为单叠绕组时, 绕组并联支路数等于磁极数,为4,每一条支路串联的元件数为30, 换向器上放置4个电刷,假设一个电刷短路一个元件, 每一条支路有一个元件被短路,则电刷间的电动势为 a E =29?10=290V ; 每一条支路的电阻为 Ω=?=8.52.029R ,4条并联支路的电阻,即电刷间的电阻为 Ω=== 45.14 8 .54R R a 当电枢绕组为单波绕组时, 绕组并联支路数为2,每一条支路串联的元件数为60, 换向 器上可以放置4个电刷,至少短路4个元件,则电刷间的电动势为 V E a 5801058=?= 每一条支路的电阻为 Ω=?=6.112.058R 电刷间的电阻为 Ω===8.52 6 .112R R a 1 . 5 已知一台直流电机的极对数p= 2 ,元件数S= Z = K=21 ,元件的匝数c N =10 ,单波绕组,试求当每极磁通Φ=1 . 42 × 2 10-Wb,转速n =1 000 r /min 时的电枢电动势为多少? 解：单波绕组并联支路对数a=1, 电枢总导体数420102122=??==C SN N 电枢电动势 V n a pN E a 8.198********.11 604202602=?????=Φ=- 1 . 6 一台直流电机,极数 2 p=6 ,电枢绕组总的导体数N=400 ,电枢电流a I =10 A ,气隙每极磁通Φ=0 . 21 Wb 。试求采用单叠绕组时电机的电磁转矩为多大?如把绕组改为单波绕组,

第五章 控制电机

第五章 控制电机 控制电机一般是指用于自动控制、自动调节、远距离测量、随动系统以及计算装置中的微特电机。它是构成开环控制、闭环控制、同步连接等系统的基础元件。根据它在自动控制系统中的职能可分为测量元件、放大元件、执行元件和校正元件四类。 控制电机是在一般旋转电机的基础上发展起来的小功率电机，就电磁过程及所遵循的基本规律而言，它与一般旋转电机没有本质区别，只是所起的作用不同。 传动生产机械用的传动电机主要用来完成能量的变换，具有较高的力能指标(如效率和功率因数等)；而控制电机则主要用来完成控制信号的传递和变换，要求它们技术性能稳定可靠、动作灵敏、精度高、体积小、重量轻、耗电少。当然传动用电机与控制电机也没有一个严格的界线，本章所介绍的力矩电动机、第十一章介绍的步进电动机等控制电机也起传动电机的作用。至于旋转变压器与感应同步器等信号检测元件将在“数控机床”课程中介绍。 5.1 交流伺服电动机 伺服电动机也称为执行电动机，在控制系统中用作执行元件，将电信号转换为轴上的转角或转速，以带动控制对象。 伺服电动机有交流和直流两种，它们的最大特点是可控。在有控制信号输入时，伺服电动机就转动；没有控制信号输入，则停止转动；改变控制电压的大小和相位(或极性)就可改变伺服电动机的转速和转向。因此，它与普通电动机相比具有如下特点： 1． 调速范围广，伺服电动机的转速随着控制电压的改变而改变，能在很广的范围内连续调节； 2． 转子的惯性小，即能实现迅速启动和停转； 3． 控制功率小，过载能力强，可靠性好。 一、两相交流伺服电动机的结构 定子：定子绕组与单相电容式异步电动机的结构相类似。 定子用硅钢片叠成，在定子铁心的内圆表面上嵌入两个相差090电角度(即p /900 空间角)的绕组，一个叫励磁绕组FW ，另一个叫控制绕组CW ，如图5.1所示，这两个绕组通常是分别接在两个不同的交流电源(两者频率相同)上，这一点与单相电容式异步电动机不同。

电机与拖动基础(第3版 - 习题解答)

电机与拖动基础 第一章电机的基本原理 (1) 第二章电力拖动系统的动力学基础 (6) 第三章直流电机原理 (12) 第四章直流电机拖动基础 (15) 第五章变压器 (30) 第六章交流电机的旋转磁场理论 (41) 第七章异步电机原理 (43) 第八章同步电机原理 (50) 第九章交流电机拖动基础 (60) 第十章电力拖动系统电动机的选择 (72)

第一章 电机的基本原理 1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系，并列出其基本物理规律与数学公式。 答： 电与磁存在三个基本关系，分别是 （1）电磁感应定律：如果在闭合磁路中磁通随时间而变化，那么将在线圈中感应出电动势。感应电动势的大小与磁通的变化率成正比，即 t ΦN e d d -= 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定，式中的负号表示感应电动势试图阻止闭合磁路中磁通的变化。 （2）导体在磁场中的感应电动势：如果磁场固定不变，而让导体在磁场中运动，这时相对于导体来说，磁场仍是变化的，同样会在导体中产生感应电动势。这种导体在磁场中运动产生的感应电动势的大小由下式给出 Blv e = 而感应电动势的方向由右手定则确定。 （3）载流导体在磁场中的电磁力：如果在固定磁场中放置一个通有电流的导体，则会在载流导体上产生一个电磁力。载流导体受力的大小与导体在磁场中的位置有关，当导体与磁力线方向垂直时，所受的力最大，这时电磁力F 与磁通密度B 、导体长度l 以及通电电流i 成正比，即 Bli F = 电磁力的方向可由左手定则确定。 1-2 通过电路与磁路的比较，总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系（如电阻与磁 阻），请列表说明。 答： 磁路是指在电工设备中，用磁性材料做成一定形状的铁心，铁心的磁导率比其他物质的磁导率高得多，铁心线圈中的电流所产生的磁通绝大部分将经过铁心闭合，这种人为造成的磁通闭合路径就称为磁路。而电路是由金属导线和电气或电子部件组成的导电

电工电子技术与技能第五章《电动机及其基本控制》教案

电工电子技术与技能第五章《电动机及其控制》教案 （5-1） 【课题编号】 8-05-01 【课题名称】 三相异步电动机 【教学目标】 应知： 1．初步掌握三相异步电动机结构 2．理解三相异步电动机工作原理； 3．理解三相异步电动机的机械特性。 应会： 会识读各种电动机的铭牌 【教学重点】 重点：三相异步电动机结构 【难点分析】 难点：三相异步电动机的工作原理 【学情分析】 通过实物讲解三相异步电动机的结构，需要拆卸电动机，这样比较费力、费时，根据学生对新事物兴趣性较高，因此选择多媒体动画进行展示电动机结构； 三相异步电动机的原理比较抽象，单纯从理论上讲解学生不易理解，选用直观的实物实验步步深入，能降低其理论难度，再配合动画模拟，增强学生的视觉感受，从而解决其关键点，突破教学难点。 【教学方法】 实验法、讲授法、演示法 【教具资源】 条形磁铁、磁针、三相对称实验电源、三相鼠笼模型、多媒体课件 【课时安排】 2学时（90分钟） 【教学过程】 一、导入新课 联系生活实际引导同学们说出电动机在生活中的应用，利用多媒体课件投影电动机的动画，激发学生的学习兴趣，集中学生的注意力。 二、讲授新课 教学环节1：三相异步电动机结构 教师活动：投影三相异步电动机结构的多媒体动画； 学生活动：观察三相异步电动机结构的多媒体动画，初步掌握其结构； 能力培养：培养学生的观察能力。 教学环节2：三相异步电动机工作原理 （一）旋转磁场的产生 演示1： 教师活动：实物演示条形磁铁的磁场，分三步进行

磁铁不动——静止磁场；磁铁动——动磁场；磁铁旋转——磁场旋转 学生活动：观察磁针的运动；启发引导学生得出磁针旋转，说明其周围有旋转磁场的存在； 演示2： 教师活动：实物演示三相鼠笼模型通电产生旋转磁场； 学生活动：观察磁针的运动，得出三相定子通入三相对称交流电产生旋转磁场的结论； 演示3： 教师活动：投影多媒体动画，模拟三相电动机定子绕组产生磁场旋转； 学生活动：引导学生根据电磁感应原理分析磁场旋转产生。 （二）笼条产生感生电流 教师活动：投影多媒体动画，辅助实物引导学生分析； 学生活动：分析感生电流的方向； （三）鼠笼在磁场中受力旋转 教师活动：投影多媒体动画，辅助实物演示实验，引导学生分析； 学生活动：（1）分析鼠笼的旋转方向，（2）判断与磁场旋转转向的关系； （四）异步的由来 教师活动：从原理上分析，用类比马拉车； 学生活动：若同步，分析三相异步电动机能否继续工作； 教学环节3：三相异步电动机的机械特性 演示： 教师活动：实物演示三相鼠笼异步电动机通电后，在负载变化时，三相异步电动机的转速变化； 学生活动：观察现象，分析三相鼠笼异步电动机运行区的特性变化，理解机械特性曲线； 能力培养：培养学生用理论分析问题的能力。 三、课堂小结 教师与学生一起回顾三相异步电动机的结构和工作原理，引导学生在理解的基础上总结。为便于学生记忆，教师总结出四句话，用多媒体动画投影。 1．三相异步电动机的结构：定子和转子 2．三相异步电动机的结构和工作原理 定子通入三相电，产生磁场就旋转；转子切割磁力线，笼条产生感应电；笼条受到磁场力，转子跟着磁场转；磁场快，转子慢，保持异步永远转。 3．机械特性 四、课堂练习 想想练练 五、课后作业 “学习指导与练习”填空题第1-12题，选择题第1-5题，判断题第1-9题，简答题第1、3题。【板书设计】 【教学后记】

电机拖动习题答案集

第一章 1 . 1 一台直流电动机的数据为：额定功率N P =25 kW ，额定电压N U =220 V ，额定转速N n =1 500 r /min ，额定效率N η = 86 . 2 %。试求： ( 1 )额定电流N I ； ( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。 解：（1）直流电动机的：额定功率 N N N N I U P η= A U P I N N N N 83.131862.022010253=??==η （2） KW P P N N N 29862.0251===η 1 . 2 一台直流发电机的数据为：额定功率N P =12 kW ，额定电压N U =230 V ，额定转速 N n =1 450 r /min ，额定效率N η=83 .5 %。试求： ( 1 )额定电流N I ； ( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。 解：（1）直流发电机的：额定功率 N N N I U P = A U P I N N N 17.52230 10123 =?== （2）KW P P N N N 37.14835 .0121===η 1 . 3 一台直流电机，已知极对数p=2 ，槽数Z 和换向片数K 均等于22 ，采用单叠绕组。 ( 1 )计算绕组各节距； ( 2 )求并联支路数。 解：（1）第一节距 54 242221=-=±=εp Z y ，为短距绕组。 单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1，即 1==K y y 第二节距41512=-=-=y y y (2) 并联支路数等于磁极数，为4。 1 . 4 一台直流电机的数据为：极数2 p=4 ，元件数S=120 ，每个元件的电阻为0 . 2 Ω。当转速为1 000 r /min 时，每个元件的平均感应电动势为10 V ，问当电枢绕组为单叠或单波绕组时，电刷间的电动势和电阻各为多少？

第五章电动机及其接触器控制复习题

第五章：三相异步电动机及其接触器控制 一、基本概念： 1、额 定 电 压 为380 /220 V 的 三 相 异 步 电 动 机，在 接 成 Y 形 和 接 成 ? 形 两 种 情 况 下 运 行 时，其 额 定 输 出 功 率 P Y 和 P ? 的 关 系 是 ( ) 。 (a) P P ?=3Y (b) P P Y =3? (c) P P Y =? 2、电 动 机 的 过 载 系 数 定 义 为（ ）。 (a) T max /T N (b) T st /T N (c) T max /T st 3、三 相 异 步 电 动 机 产 生 的 电 磁 转 矩 是 由 于 ( ) 。 (a) 定 子 磁 场 与 定 子 电 流 的 相 互 作 用 (b) 转 子 磁 场 与 转 子 电 流 的 相 互 作 用 (c) 旋 转 磁 场 与 转 子 电 流 的 相 互 作 用 4、为 使 某 工 作 台 在 固 定 的 区 间 作 往 复 运 动，并 能 防 止 其 冲 出 滑 道，应 当 采 用 ( )。 (a) 点动 控 制 (b)速 度 控 制 和 终 端 保 护 (c) 行 程 控 制 和 终 端 保 护 5、 关于三相异步电动机的机械特性，下列说法错误的是（ ） ( a ) 转速与电磁转矩的关系称为机械特性。 (b )转矩增加时,转速下降不多的机械特性称为硬特性。 (c )转矩增加时,转速下降多的机械特性称为硬特性。 6、关于三相异步电动机，下列说法错误的是（ ） (a) 三相异步电动机有一定的过载能力。 (b) 三相异步电动机一旦发生过载，不一定会烧坏电机。 (c) 三相异步电动机发生“堵转”现象时，就象电动机还没有接通电源时一样。 7、 在 空 载 下 运 行 的 三 相 异 步 电 动 机，如 果 断 开 一 根 电 源 线，该 电 动 机 将( )。 (a) 继 续 旋 转 (b) 反 转 (c) 停 转 8、三 相 异 步 电 动 机 的 定 子 端 电 压 降 低 到 额 定 值 的 90％ 时。其 起 动 转 矩 将 ( )。 (a) 减 小 到 额 定 值 的 81％ (b) 不 变 (c) 减 小 到 额 定 值 的 90％ 9、小 型 鼠 笼 式 异 步 电 动 机 常 用 的 起 动 方 式 是( )。 (a) 降 压 起 动 法 (b) 直 接 起 动 法 (c) 转 子 串 电 阻 起 动 法 10、在 电 动 机 的 继 电 器 接 触 器 控 制 电 路 中，零 压 保 护 的 功 能是 ( )。 (a) 防 止 电 源 电 压 降 低 烧 坏 电 动 机 (b) 防 止 停 电 后 再 恢 复 供 电 时 电 动 机 自 行 起 动 (c) 实 现 短 路 保 护 11、 在 电 动 机 的 继 电 器 接 触 器 控 制 电 路 中，热 继 电 器 的 正 确 连 接 方 法 应 当 是( )。 (a) 热 继 电 器 的 发 热 元 件 串 接 在 主 电 路 内，而 把 它 的 动 合 触 点 与 接 触 器 的 线 圈 串 联 接 在 控 制 电 路 内

《电机及拖动基础》思考题与习题解答

《电机及拖动基础》（2） 第一章 直流电机 1-1 在直流电机中，电刷之间的电动势与电枢绕组某一根导体中的感应电动势有何不 同？ 解：前者是方向不变的直流电动势，后者是交变电动势；前者由多个电枢元件（线圈）串联而成，电动势相对后者的绝对值要大。 1-2 如果将电枢绕组装在定子上，磁极装在转子上，则换向器和电刷应怎样放置，才能作直流电机运行？ 解：换向器放置在定子上，电刷放置在转子上，才能作直流电机运行 1-3 直流发电机和直流电动机中的电磁转矩T 有何区别？它们是怎样产生的？而直流发电机和直流电动机中的电枢电动势，a E 又有何区别？它们又是怎样产生的？ 解：直流发电机的电磁转矩T 是制动性质的，直流电动机的电磁转矩T 是驱（拖）动性质的，它们都是由载流导体在磁场中受到的电磁力，形成了电磁转矩；直流发电机的电枢电动势E a 大于电枢端电压U ，直流电动机的电枢电动势E a 小于电枢端电压U ，电枢电动势E a 都是运动导体切割磁场感应产生的。 1-4 直流电机有哪些主要部件？各起什么作用？ 解：直流电机的主要部件有定子：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？ 解：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，min,/1450,230,145r n V U kW P N N N ==-求该发电机额定电流。 解： A U P I N N N 43.630230 101453=?== 1-7 一台Z2型直流发电机，min,/1500%,90,220,160r n V U kW P N N N N ===-η求该额定电流是多少？

电机与电气控制技术第2版习题解答第五章常用低压电器

《电机与电气控制技术》第2版习题解答 第五章常用低压电器 5-1直流电磁机构有何特点 答直流电磁机构具有如下特点： 1）直流电磁机构衔铁吸合前后吸引线圈励磁电流不变，但衔铁吸合前后吸力变化很大，气隙越小，吸力越大。 2）直流电磁机构吸引线圈断电时，由于电磁感应，在吸引线圈中产生很大的感应电动势，其值可达线圈额定电压的十多倍，将使线圈过电压而损坏，应设置放电电阻。 5-2交流电磁机构有何特点 答：交流电磁机构有如下特点： 1）交流电磁机构电磁吸力瞬时值是脉动的，在工频下，1s内有100次过零点，会引起衔铁的振动，产生噪音与机械损坏应加以克服。 2）交流电磁机构电磁吸力平均值基本不变，即平均吸力与气隙无关。 3）交流电磁机构在衔铁尚未动作时的线圈电流是衔铁吸合后线圈电流（额定电流）的十倍左右。所以交流电磁机构线圈通电后，若衔铁卡住无法吸合将因电流过大而烧坏线圈，或由于交流电磁机构频繁工作，即衔铁频繁吸合、打开再吸合，也将使线圈电流过大，线圈发热而烧坏线圈。 5-3从外部结构特征上如何区分直流电磁机构与交流电磁机构怎么区分电压线圈与电流线圈 答：从外部结构特征上，直流电磁机构铁心与衔铁由整块钢或钢片叠制而成，铁心端面无短路环，直流电磁线圈为无骨架、高而薄的瘦高型。交流电磁机构铁心与衔铁用硅钢片叠制而成，铁心端面上必有短路环，交流电磁线圈设有骨架，做成短而厚的矮胖型。 电压线圈匝数多，线径较细，电流线圈导线粗，匝数少。 5-4三相交流电磁铁有无短路环，为什么 答：三相交流电磁铁无短路环。三相交流电磁铁电磁线圈加的是三相对称电压，流过三相对称电流，磁路中通过的是三相对称磁通，由于其相位互差120°，所产生的电磁吸力零值错开，其合成电磁吸力大于反力，故衔铁被吸牢而不会产生抖动和撞击，故无需再设短路环。 5-5交流电磁线圈误接入对应直流电源，直流电磁线圈误接入对应交流电源，将发生什么问题，为什么 答：交流电磁线圈误接入对应直流电源，此时线圈不存在感抗，只存在电阻，相当于短路状态，产生大的短路电流，立即将线圈烧毁。 直流电磁线圈误接入对应交流电源，由于阻抗存在，使线圈电流过小，电磁吸力过小；衔铁吸合不上，时间一长，铁心因磁滞、涡流损耗而发热，致使线圈烧毁。 5-6为什么交流电弧比直流电弧易熄灭 答：交流电弧主要存在电流过零点后防止电弧重燃，而直流电弧电流不存在过零，将使直流电弧较交流电弧难以熄灭。 5-7常用灭弧装置有哪些各应用于何种情况下 答：常用灭弧装置有： （1）桥式结构双断口触头灭弧。常用于小容量交流接触器中。 （2）磁吹灭弧装置。广泛用于直流灭弧中。 （3）栅片灭弧装置。常用于交流电器中。 5-8交流、直流接触器是以什么定义的交流接触器的额定参数中为何要规定操作频率

第五章 控制电机实验

第五章控制电机实验 实验一步进电动机实验 一．实验目的 1．加深了解步进电动机的驱动电源和电机的工作情况。 2．步进电动机基本特性的测定。 二．预习要点 1．了解步进电动机的驱动电源和工作情况。 2．步进电动机有基本特性？怎样测定？ 三．实验项目 1．单步运行状态。 2．角位移和脉冲数的关系。 3．空载实跳频率的测定。 4．空载最高连续工作频率的测定。 5．转子振荡状态的观察。 6．定子绕组中电流和频率的关系。 7．平均转速和脉冲频率的关系。 8．矩频特性的测定及最大静力矩特性的测定。 四．实验设备及仪器 1．教学实验台主控制屏 2．电机导轨及测功机（NMEL-13A） 3．步机电机驱动电源（NMEL-10） 4．步进电机M10 5．双踪示波器 6．直流电流表 五．实验方法及步骤 1．驱动波形观察 a．合上控制电源船形开关，依次按下“连续”控制开关和“正转/反转”、“三拍/六拍”，“启动/停止”开关，使电机处于三拍正转连续运行状态。 b．用示波器观察电脉冲信号输出波形（CP波形），改变“调频”电位器旋钮，频率变化范围为5H Z~1KH Z，可从频率计上读出此频率。 c．用示波器观察环形分配器输出的三相A、B、C波形之间的相序及其与CP脉冲波形之间的关系。

d．改变电机运行方式，使电机处于正转、六拍运行状态，重复C的实验。（注意，每次改变电机运行，均需先弹出“启动/停止”开关，再按下“复位”按钮，再重新起动。）e．再次改变电机运行方式，使电机处于反转状态，重复C的实验。 2．步进电机特性的测定和动态观察。 按图6-1接线，注意接线不可接错，测功机和步进电机脱开，且接线时需断开控制电源。 a．单步运行状态 接通电源，按下述步骤操作：按下“单步”琴键开关，“复位”按钮，“清零”按钮，最后按下“单步”按钮。 每按一次“单步”按钮，步进电机将走一步距角，绕组相应的发光管发亮，不断按下“单步”按钮，电机转子也不断作步进运行，改变电机转向，电机作反向步进运动。 b．角位移和脉冲数的关系 按下“置数”琴键开关，给拔码开关预置步数，分别按下“复位”、“清零”按钮（操作以上步骤须让电机处于停止状态），记录电机所处位置。 按下“启动/停止”开关，电机运转，观察并记录电机偏转角度，填入表6-1。 再重新预置步数，重复观察并记录电机偏转角度，填入表6-1，并利用公式计算电机偏转角度与实际值是否一致。

《电机与拖动基础》习题解答.docx

《电机与抱助基珊》习题解答 第一章直流电机原理 P33 1-21-台并励肓流发电机P V = 16W, S=230V,/厂69.6A,g=1600r/min,电枢冋路电阻R 厂0.128Q,励磁冋路电阻心=1500,额定效率仏=85.5%. 试求额定T 作状态下的励磁电流、电枢电流、电枢电动势、电枢铜耗、输入功率、电磁功率。 解：/炉=字=瞥R.53A 仃厂/斗+/外=69.6+1.53=71.13/1 K （ 1J\J E (I N =U N + I aN R a =230+ 71.13x0.128 =239.1 V Pcua = /^2 /?a = 71.132 x0.128=647.6W E aN 7,jV = 239.1 x 71.13 = 17kW 1-29并励有流发电机P N =7.5kW, U N =220V, I n =40.GA, n N =3000r/min,Ra=0.213定励磁电流/刖=0.683A,不计附加损耗，求电机工作在额定 状态下的电枢电流、额定效率、输出转矩、电枢铜耗、励磁铜耗、空载损耗、电磁功率、电磁转矩及空载转矩。 解：I a = I N ? /刖=40.6-0.683=40/1 Pi=U N g = 220 X 40.6 =8932W ^=7 X 100%=^X ,00%=84% p (^=//Ra=402 x0.213=341 IV p cuf =［建? R 『=U “ = 220 x 0.683 =1501^ P O = P\—P N — %厂 P 呵=8932 - 7500-341-150 = 941 P 厂 P\— P cua 一 Pc U f = 8932 - 341 -150 = 8441 W C9550 也~=9550 冬丝=27N -m zz v 3000 7； =T-T 2 =27-24=3 N ? m 第二章电力拖动系统的动力学 P48 2-9负载的机械特性又哪几种主要类型？各有什么特点？ 答：负载的机械特性有：恒转矩负载特性、风机、泵类负载特性以及恒功率负载特性，其中恒转矩负载特性又有反抗性恒转矩负载与位能性恒转 矩负载，反抗性负载转矩的特点是它的绝对值大小不变，但作用方向总是与旋转方向相反，是阻碍运动的制动性转矩，而位能性转矩的特点是转 输出功率p 1N = ^L 16 16 85.5% 85.5% 7； =9550厶 5 =9550x^-=24/V ?加 3000 R f 220 -0.683 = 322Q