简答题)

四、简答题：1、简述直流电机换向器的作用。

答：换向器在直流电机中起到换向作用。

在直流电动机中把输入的直流电流通过电刷和换向器送入电枢绕组转变为交变电流；在直流发电机中把电枢绕组的交变电流从换向器和电刷输出变成直流电流。

2、简述直流电机电枢反应的性质。

答：3、简述电力拖动系统稳定运行的条件。

答：必要条件：电动机的机械特性与负载特性必须有交点，即Tem=TL.充分条件：在交点的转速以上存在Tem<TL.,而在交点的转速以下存在Tem>TL.4、什么是直流电机的电枢反应？对电机有什么影响？答：电枢反应：当直流电机负载时，电枢绕组中的电枢电流将产生电枢磁势，电枢磁势对主磁场的分布和主磁通的大小将产生影响，这种影响称为电枢反应。

交轴电枢反应的影响：使主磁场发生畸变，当磁路饱和时，会对主磁场产生去磁作用，当电枢偏离几何中线时，还将产生去磁或者增磁的直流电枢反应。

5、如何改变他励直流电动机的转向？答：要改变直流电动机的转向就是要改变电磁转矩的方向。

电磁转矩是由电枢电流与气隙磁场相互作用产生的，因此改变电枢电流或气隙磁场的方向就可以改变电动机的转向。

对他励电动机，可将电枢绕组的两个接线端对调或将励磁绕组的两个接线端对调。

6、它励直流电动机能否直接起动？为什么？答：不能。

因为电枢电阻Ra很小，所以直接启动时启动电流很大，通常可达到额定电流的10~20倍。

过大的启动电流会使电网电压下降过多,影响本电网上其他用户的正常用电；使电动机的换向恶化，甚至烧坏电动机；同时过大的冲击转矩会损坏电枢绕组和传动机构。

因此，除容量很小的电动机以外，一般不允许直接启动。

7、直流电机的制动方式有哪些？答：能耗制动、反接制动和回馈制动。

9、阐述他励直流电动机的工作原理。

（要求画出直流电动机模型图进行说明）。

10、阐述他励直流电动机起动时为什么一定要先加励磁电压，后加电枢电压，否则会产生什么问题？（要求列出直流电动机的转速方程进行阐述）。

答：他励直流电动机起动时，如果不先加励磁，磁通很小，带动负载时，产生的电磁转矩很小，无法起动。

电机起动不了，则反电势建立不起来，使得电枢中电流过大而使电机过热受损，所以一定要先加励磁电；后加电枢电压。

12、直流电机有几种励磁方式？答：他励和自励，自励又分为并励、串励和复励。

13、他励直流电动机三种调速方法答：他励直流电动机降压调速和电枢串电阻调速属于恒转矩调速方式，而弱磁调速属于恒功率调速方式。

14、什么是电动机电动运行和制动运行状态？答：15、什么是静差率？答：静差率(转速变化率)是指电动机在一定转速下运行时，负载由理想空载变到额定值时所产生的转速降落与理想空载转速之比值。

18、什么是电力拖动系统？举例说明电力拖动系统都由哪些部分组成。

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。

电力拖动系统有如金属切削机床， 桥式起动机、电气机车、通风机、洗衣机、电风扇等。

19、 写出电力拖动系统的运动方程式，并说明该方程式中转矩正、负号的方法。

答：1）首先选定顺时针或逆时针中的某一个方向为规定正方向。

2）转速的方向与规定正方向相同时为正，相反时为负。

3）电磁转矩Tem 的方向与规定正方向相同时为正，相反时为负。

4）负载转矩T L 与规定正方向相反时为正，相同时为负。

20、 怎样判断运动系统是处于动态还是处于稳态？答：由电力拖动系统的运动方程式可知：（1）当T=TL ，dn/dt=0时，系统处于静止或恒转速运行状态，即处于稳态。

（2）当T ＞TL ，dn/dt>0时，系统处于加速运行状态，即处于动态。

（3）当T ＜TL ，dn/dt< 0时，系统处于减速运行状态，也处于动态。

21、 生产机械的负载转矩特性常见的有哪几类？何谓反抗性负载,何谓位能性负载?答：生产机械的负载转矩特性常见的有三大类：（1）、恒反抗性负载转矩负载（包括反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载）；（2）、恒功率负载； （3）、泵与风机类负载。

反抗性负载转矩的特点是：负载转矩的大小恒定不变，而负载转矩的方向总是与转速的 方向相反；位能性负载(重力负载)的特点是：不仅负载转矩的大小恒定不变，而且负载转矩的方向 也不变。

22、 电动机理想空载转速与实际空载转速有何区别？答：23、 什么是固有机械特性？什么是人为机械特性？他励直流电动机的固有特性和各种人为特性各有何特点？答：当电动机电枢两端的电源电压为额定电压、气隙磁通量为额定值、电枢回路不外串电阻，即U=U N 、N Φ=Φ、电枢回路外串电阻R=0时，这种情况下的机械特性称为固有机械特性。

当直流电动机的电源电压、励磁直流、电枢回路串联电阻等参数由于生产机械的需要而做人为调整时，其机械特性将相应发生变化，变化后的特性就称为人为机械特性。

他励直流电动机的固有特性的特点：1)其特性曲线是一条略为下斜的直线。

2）其特性为硬特性。

3）人为特性特点：1）理想空载转速n0不变，与固有机械特性相同；2)理想 随(Ra+R)的增大成正比地增加，因而形成一组对n0的放射状直线。

24、什么是机械特性上的额定工作点？什么是额定转速降？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。

25、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？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？这是为什么？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，在交点以上（转速增加时）,Tem<TL，而在交点以下（转速减小时）,Tem>TL。

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。

26、当提升机下放重物时：（1）要使他励电动机在低于理想空载转速下运行，应采用什么制动方法？（2）若在高于理想空载转速下运行，又应采用什么制动方法？答：要使他励电动机在低于理想空载转速下运行采用倒拉反转制动，在高于理想空载转速下运行采用回馈制动。

27、直流电机的铭牌上的额定功率是指什么功率？答：对于直流发电机，是指输出的电功率；对于直流电动机，是指输出的机械功率。

33、直流电机的主磁路由哪几部分组成？答：直流电机的主磁路由以下路径构成: 主磁极N 经定、转子间的空气隙进入电枢铁心, 再从电枢铁心出来经定、转子间的空气隙进入相邻的主磁极S, 经定子铁心磁轭到达主磁极N, 构成闭合路径。

2、阐述三相异步电动机能耗制动原理（要求说明制动过程）。

答：三相异步电动机能耗制动是把三相绕组从三相交流电换成直流电后，产生的磁场由旋转磁场变为恒定磁场，从而使得转子绕组切割磁场的方向变得和原来相反，于是产生了反方向的电磁转矩，阻碍电机的旋转方向，起到了制动的作用。

3、异步电动机起动时，起动电流大但起动转矩却不大，为什么？答：1)电机的漏阻抗小，启动时，所以启动启动电流大。

2）定子阻抗压降大，导致励磁电势小，气隙磁通φ小3)转子电流频率高，电抗大，功率因数小。

根据C T =m φI 2COS ψ2，虽然电流大，但转矩不大。

4、试分析三相异步电动机不能起动的原因有哪些？并说明理由。

答：电动机不能启动的主要原因有三个方面：一是负载方面的故障，二是电机本身的故障，三是启动方法或电气接线错误。

5、三相异步电动机的定子绕组为何采用短距分布放置？答：短距绕组放置时，合成磁动势是个线圈磁动势的矢量和，由于个矢量间有角度差，故各个矢量和一定小于各个矢量的代数和，这样导致分布因数和节距因数都小于1。

6、什么是空间角度？与机械角度有何区别？答：磁场每转过一对磁极时，导体的基波电动势变化一个周期，在电路理论中。

定义一个周期为360°空间电角度，所以把一对磁极所延长的空间角度称为3600空间电角度。

若电机有P 对极，则整个定子内圆有P ×360°电角度。

在几何学中一个圆周的空间角度称为360°机械的角度，所以电角度和机械角度的关系为电角度=P ×机械角度。

7、三相异步电动机主磁通和漏磁通是如何定义的？主磁通在定、转子绕组中感应电动势的频率一样吗？两个频率之间数量关系如何？答：同时连过定子、转子两个绕组的磁通为主磁通，仅连过定子绕组或仅连过转子绕组的磁通为漏磁通。

主磁通在定、转子绕组中感应电动势的频率不一样，关系为f1=sf28、三相异步电动机运行时，转子向定子折合的原则是什么？具体内容有哪些？答：折合的原则是保持转子磁通势F2 不变。

折合的具体内容包括转子绕组频率折合、绕组相数、匝数及绕组系数的折合。

9、鼠笼式三相异步电动机的降压起动主要有哪几种？答：：（1）定子电路串电阻（或电抗）降压起动（2）自耦变压器降压起动（3）Y-△降压起动（4）延边三角形起动（5）晶闸管软启动器等。

11、三相异步电动机有哪几种调速方法？答：变极对数调速方法、变频调速方法、串级调速方法、绕线式电动机转子串电阻调速方法、定子调压调速方法、电磁调速电动机调速方法、液力耦合器调速方法12、异步电动机等效电路中的附加电阻/21R ss -的物理意义是什么？ 答：异步电动机等效电路中的附加电阻代表总机械功率的一个虚拟电阻，用转子电流在该电阻所消耗的功率 来代替总机械功率（包括轴上输出的机械功率和机械损耗、附加损耗等）。

13、异步电动机采用变频调速，当频率降低时，为何要同时降低电压？答：频率降低，如果电压不变，则磁通上升；由于饱和原因，需要较大的激磁电流；功率因数降低。

14、怎样调节同步电机的功率因数？各有几种状态？15、电动机的三种工作制是如何划分的？负载持续率FC%表示什么意义？答：从发热的观点将电动机的工作制划分为三种, 以发热时间常数T为参照:当电动机在一个工作周期中工作时间t g较长, t g>( 3 ～4 ) T,温升可以达到稳定温升时,就是连续工作制电动机;若电动机的工作时间较短即t g<( 3 ～4 ) T,而停车的时间t T却很长, t T>( 3 ～4 ) T′,则是短时工作制电动机;如果在一个工作周期中工作时间和停车时间都较短,即t g <( 3 ～4 ) T, t T <( 3 ～4 ) T′,则是周期性断续工作制电动机。

负载持续率ZC%表示电动机在一个工作周期中工作时间t g与一个工作周期时间（t g + t T）之比,即ZC%=t g÷（t g+t T）×100 %, t T是一个工作周期中的停歇时间。