电机与拖动 第二章 自测题答案
电机拖动与变频调速课后练习第二章完整习题练习题带答案
第二章第一节直流电动机的基本结构和工作原理（P31）1．判断在下列情况下，电刷两端的电压是交流还是直流。
（1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转；（2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。
答；（1）交流；（2）直流。
2．在直流电动机中，加在电枢两端的电压已是直流电压，这时换向器有什么作用？答；换向器将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流，并保证每一磁极下，电枢导体的电流的方向不变，以产生恒定的电磁转矩。
3. 直流电机的电枢铁心、机座、主磁极、换向极各用什么材料制成？为什么？答：电枢铁芯旋转，电枢铁芯内的磁场是交变的，为了减小铁耗，故要用硅钢片迭成。
机座和主极中的磁场是恒定的，故可采用整块的铁。
但是，由于电枢齿槽的影响，电枢旋转时主磁极极靴表面磁场发生脉动，引起附加损耗，为了降低表面损耗，主磁极有时采用薄钢板迭成。
4．直流电机磁路中的磁通 一般情况下不随时间发生变化，为什么电枢铁心却要用薄的硅钢片叠成？并且在硅钢片间还要涂漆绝缘？答：电枢铁芯中磁通在变，会产生涡流损耗，硅钢片的电阻大，可以减小涡流损耗；主磁极的磁通不变，不产生涡流损耗，用薄钢板即可降低材料成本。
5. 为什么一台直流电机既可作电动机运行又可作发电机运行？答：一台直流电机既可作发电机运行，也可作电动机运行，称为直流电机的可逆性6. 直流电动机中是否存在感应电动势？如果存在，其方向如何？直流发电机，当电刷两端接上负载，线圈流过电流时，是否受到电磁力的作用？如果有，其方向如何？答；直流电动机中存在感应电动势。
如果存在，其方向与电枢电流方向相反。
直流发电机，当电刷两端接上负载，线圈流过电流时，受到电磁力的作用。
其方向与原动机旋转方向相反。
7. 如果要改变他励直流发电机输出端电压的极性，应采取什么措施？答：交换励磁绕组接到电源上的两根线。
8. 在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电机是运行于发电机状态还是运行于电动机状态？答：在直流电动机中，电磁转矩的方向与转子旋转的方向相同，为拖动转矩；电动势的方向与电枢电流的方向相反，为反电动势。
电机与拖动自学指导书2(答案)
1现利用一台额定电压为6000／l00V的电压互感器和一台额定电流为100／5A的电流互感器测量某电路的电压和电流。测得电压互感器二次电压为80V，电流互感器二次电流为4A，试问被测电路的电压和电流是多少?
答案：被测电路的电压是4800V，电流是80A。
2某自耦变压的连接示意图如下，试计算传导容量和绕组容量。
二）简答题
1两个匝数相同（ ）的铁心线圈，分别接到电压值相等（ ），而频率不同（ ）的两个交流电源上时，试分析两个线圈中的主磁通 和 谁大谁小（分析时可忽略线圈的漏阻抗）。
答案：根据 可知， 。
2为什么说 不变，则铁损耗不变？
答案：由铁损耗公式 （其中 为铁心损耗系数，G为铁心重量）可知， 与 和 有关。由于变压器工作时 不变，由式 可知，当 也不变， 基本不变， 也就基本不变，故 不变，铁损耗不变。
3最大效率、额定效率和实际效率有何区别?
答案：最大效率是负载系数 时的效率，额定效率是在规定的负载功率出数下多 时的效率，实际效率是在实际的负载功率因数下， 为实际值时的效率。
三）计算题
1答案：
；
2答案： ；
提示： ， ， ，
3答案：
图略。
4提示：题目求解参考例题5，但需注意题目是要求折算到低压侧。
自测题
一填空题
1电压互感器的副边不允许短路（开路/短路），电流互感器的副边不允许
开路（开路/短路）。
2三绕组变压器的高中低压绕组，如果是降压变压器，从外到内，绕组的排布顺序是
高压绕组、中压绕组、低压绕组；如果是升压变压器，从外到内绕组的排布顺
序是高压绕组、低压绕组、中压绕组；
3某三绕组变压器的连接组别是YN,yn6,d11，那么可以判定中压绕组和低压绕组线电压
电机与拖动第二章 习题解答
第二章 电力拖动系统的动力学基础2-9解：n LJ L J e n e n 1J 1 图2-16 三轴拖动系统eJ折算到电动机轴上的系统总飞轮惯量为2222221L e 1L e e 222()()75015015()16()1001500150020(N m )n n GD GD GD GD n n =++=+⨯+⨯=⋅ 折算到电动机轴上的负载转矩为L L L c 1L c1c2725(N m)150015000.90.8750150T T T j j j ηηη''====⋅⨯⨯⨯2-10解：J 1n e J 2 n r v L J Ln LJ e图2-18 提升机构n（1）提升速度L v 依照电动机转速n 经过三级减速后，再转换成直线速度的关系，得Ln j n =，321j j j j =，L 123n n n j j j j == L L πv Dn =L L 123π 3.140.21000π31.4(m /min)225D v Dn n j j j ⨯⨯====⨯⨯（2）折算到电动机轴上的静转矩L T根据功率平衡原则，折算到电动机轴上的静转矩为L L L c F v T ωη=这里，0L L G G G F +==，L π60D n v j =， 2π60n ω=，所以 0L c ()(1500100)0.1210(N m)2250.8D G G T j η++⨯===⋅⨯⨯⨯ （3）折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量2GD题中未给出系统中间传动轴和卷筒的飞轮惯量，可用放大系数δ近似估计。
今取1.2δ=，则折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量为222L e 022365()()31.41.210365(1500100)()60100012.16(N m )v GD GD G G nδ=⋅++=⨯+⨯+⨯⨯≈⋅。
课后 习题答案- 电机与拖动- 刘锦波
l = [2 × (100 + 80) − 6] = 354mm = 0.354m
铁心内部的平均磁密为:
Bav
=
Φ A
=
1 × 10 −3 0.8 ×10−3
= 1.25T
查图 1.9 所示的磁化曲线得相应的磁场强度为: H = 400 A / m ，于是可得磁路 所需的励磁安匝为
Fi = Hl = 400 × 0.354 = 141.6A 忽略气隙处的边缘效应，则气隙内的磁通与铁心相同，于是有：
Bδ
=
Φ Aδ
=
1 × 10 −3
20 ×10−3 × 40 ×10−3
= 1.25T
Hδ
=
Bδ μ0
=
1.25 4π ×10−7
= 9.947 ×105 A / m
Fδ = Hδ δ = 9.947 ×105 × 6 ×10−3 = 5968.2A 该磁路所需总的磁势为
Ff = Fi + Fδ = 141.6 + 5968.2 = 6109.8A 励磁线圈中所需的励磁电流为
80
100 60
B（T）
40
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
o
200 400 600 800 1200 H ( A ⋅ m−1)
(a)
(b)
图 1.9 习题 1.2 图
解：忽略铁心的叠片系数,则铁心的截面积为
A = 20 ×10−3 × 40 ×10−3 = 0.8 ×10−3 m2
3
铁心磁路的平均长度为
∫ 心中感应电势并产生涡流，从而引起铁心发热。由 ph = Kh f HdB = Ch fBm2V 可
《电机与拖动基础》课后习题答案
《电机与拖动基础》课后习题第一章 习题答案1．直流电机有哪些主要部件？各用什么材料制成？起什么作用？ 答：主要部件：（1）定子部分：主磁极，换向极，机座，电刷装置。
（2）转子部分：电枢铁心，电枢绕组，换向器。
直流电机的主磁极一般采用电磁铁，包括主极铁心和套在铁心上主极绕组（励磁绕组）主磁极的作用是建立主磁通。
换向极也是由铁心和套在上面的换向绕组构成，作用是用来改善换向。
机座通常采用铸钢件或用钢板卷焊而成，作用两个：一是用来固定主磁极，换向极和端盖，并借助底脚将电机固定在机座上；另一个作用是构成电机磁路的一部分。
电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆座和汇流条等组成，作用是把转动的电枢与外电路相连接，并通过与换向器的配合，在电刷两端获得直流电压。
电枢铁心一般用原0.5mm 的涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠加而成。
有两个作用，一是作为磁的通路，一是用来嵌放电枢绕组。
电枢绕组是用带有绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成的线圈按一定的规律联接而成，作用是感应电动势和通过电流，使电机实现机电能量装换，是直流电机的主要电路部分。
换向器是由许多带有鸠尾的梯形铜片组成的一个圆筒，它和电刷装置配合，在电刷两端获得直流电压。
2．一直流电动机，已知，，，，0.85r/m in 1500n V 220U kw 13P N N N ====η求额定电流N I 。
解：电动机η⋅=N N N I U P ， 故 A =⨯⨯=⋅=5.6985.02201013U P I 3N N N η3． 一直流电动机，已知，，，，0.89r/m in 1450n V 230U kw 90P N N N ====η求额定电流N I 。
解：发电机N N N I U P =， 故 A ⨯==3912301090U P I 3N N N7．什么叫电枢反应？电枢反应的性质与哪些因素有关？一般情况下，发电机的电枢反应性质是什么？对电动机呢？答：负载时电枢磁动势对主磁场的影响称为电枢反应。
电机与拖动基础课后习题答案(部分)
第一章作业解答参考1—8．解：)(630230101453A U P I N N N =⨯==)(1619.0145KW P P NN===ηλ 1—20．解：（1）U V n a pN E a <=⨯⨯⨯⨯==)(186150001.0160372260φ 是电动机状态。
∴（2）)(46.163208.0186220A R E U I a a a =-=-=)(63.19315002604.30)(4.3046.163186m N P T KW I E P M a a M ⋅=⨯⨯⨯=Ω==⨯==π （3）)(6.5208.046.16322KW R I p a a cua =⨯==)(79.292403624.30)(366.54.3021KW p p P P KW p P P Fa M cua M =--=--==+=+=Ω%823679.2912===P P η 1—23．解：（1）)(112.54300014.326010172603m N n P P T N N N N N ⋅=⨯⨯⨯⨯=⨯=Ω=π%2.82942201017)(812.557.1112.54)(7.1344014.32608.2)316.08.2220(26030'00000=⨯⨯==⋅=+=+=⋅=⨯⨯⨯⨯⨯-=⨯=Ω=N N N N N a a M I U P m N T T T m N n I E P T ηπ（2）N e e C C Φ=Φ∴0忽略电枢反应影响， 恒定。
0'0Φ-=e a a N C R I U n ， 0636,03440316.08.22200=⨯-=Φe C)min (34590636.022000r C U n e N ==Φ=（3） Φ=Φe M C C 55.9)min (27860636.0)15.0316.0(89.91220)()(89.910636.055.9812.55r C R R I U n I T T A C T I e a a N a Z M a =+⨯-=Φ+-=→==⨯=Φ=Ω不变不变，第二章 习题解答参考2—6．解：（1）T T T n C C R R C U n Nm e a N e N 64.1115819.055.94.006.01158202-=⨯+-='-=Φ+-Φ=Ωβ （2）T T T n C C R C U n N m e a N e 21.057921.019.011002-=-=-'=Φ-Φ=β （3）T T T n C C R C U n m e a e N 35.0146717.006.015.022002-=-=''-''=Φ-Φ=β 19.0=ΦN e C N Φ=Φ8.0 15.019.08.0=⨯=Φ∴e C2N m e C C Φ=()255.9N e C Φ=219.055.9⨯=0.28 2Φm e C C =17.028.08.02=⨯2—16．解：（1）[]V R I U E a N N a 20425.064220=⨯-=-=[]A R R E U I Z a a N a 84.67625.0204220max -=+--=---=29.0700204==-=ΦN a N N N e n R I U C 76.229.055.955.9=⨯=Φ=ΦN e N m C C[]m N I C T anax N m ⋅-=-⨯=Φ=23.187)84.67(76.2max停机时 n=0 0=Φ=n C E N e a[]A R R U I Z a N a 2.35625.0220-=+-=+-=[]m N I C T a N m ⋅-=-⨯=Φ=15.97)2.35(76.2此时反抗性负载 []m N I C T N N m Z⋅-=⨯-=Φ-='64.1766476.2 由于 T T Z>' 故系统不会反向起动。
电机与拖动基础试题及答案
第二部分 直流电动机的电力拖动一、填空题： 1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下，_______和_______的关系。
（U=UN 、φ=ΦN ，电枢回路不串电阻；n ；Tem2、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电动状态运行时电枢电流的_______倍。
（2）4、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。
（理想空载转速）5、拖动恒转转负载进行调速时，应采_______调速方法，而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。
（降压或电枢回路串电阻；弱磁）1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。
（ ）（F ）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，电枢电流都将突变。
（ ） （T ）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。
（ ） （T ）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。
（ ） （F ）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。
（ ） （T ）三、选择题 1、电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了：（2）（1）旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意见；（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。
2、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损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。
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 , Ra=0.45Q 。
求固有特性方程并点绘固有特性曲线。
解：C T ① N =9.55C e ①=9.55X 0.18=1.72 n^-U ^ =空=1222r/minC e ① N 0.18「C ：Ck^ 二磐鼻 i.43n =n 0- P T =1222-1.43T2、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 =0.067 Q o （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1.5I N ，求应串入电枢电路的电阻值。
U 220解:（1）IS -R N=0.06<3283-6A设起动电流倍数为K需=15.8220———=1.5X 207.5 R B =0.6400.067 + R B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/mi n 电枢回路电阻 R a =0.10140，求：（1）U =U N ^*N 条件下，电 枢电流l a =60A 时转速是多少？（ 2）U =U N 条件下，主磁通减少15%，负载转矩为T N 不变时，电动机电枢电流与转速是多少？ （ 3）U =UN,*=h 条件下, 负载转矩为0.8T N ，转速为（-800）r/min ，电枢回路应串入多大电阻?C ^N -U N-|NRa=220_112X0.45=0.18 n N950（2）如将起动电流限制为 1.5I N ，设串入电枢电路的电阻为R B ,I SIR^"5I N3、（3）当负载转矩为0.8T N时，l a =0.8I N解：（1） C e ① N =110-79.84x0.1014 门= ----------------- =0.068 U N n ——-旦lCe ①NCe ①N(2) T NJ Nn N110 0.068 150001014X 60=1528r/minT'COI a_①N 10o85 ① N c e cRal a二T N=1 X 79.84 =93.9A0.850.1014咒 93.9 =1784r/min0.068x0.85 0.068x0.85110U Nn =Ce ①NC R ； l aS* N一迦二^^^+^^罟口心79.84R =2.47 Q4、一台 Z Z -61 他励直流电动机，P N =10kW , U N =220V , I N =53.8A ,n N =1500r/min ， 电枢电阻 R a =0.13Q 试计算：（1）直接起动时，最初起动电流11 ;（2）若限制起动电流不过 100A ，采用电枢串电阻起动时应串入的最小起动电阻(2) 1st=2200.13= 1692.3A 如将起动电流限制为100A ，设串入电枢电路的电阻为 R B , U N R a +R B220 220 =100 R B =2.0700.13 +R他励直流电动机的数据为 P N =30kW ，U N =220V ，I N =158.5A ，n N =1000r/min, R a =0.1Q T L =0.8T N 求：（1）电动机的转速；（2）电枢回路串入 0.3Q 电阻时的稳态转速；（3）电压降至188V 时，降压瞬间的电枢电流和降压后的稳5、 态转速；（4）将磁通减弱至80%$N 时的稳态转速。
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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 I1<I2；② I1=I2；③ I1>I2。
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：
一台他励直流电动机数据为:I N =7.5kW,U N =110V,I N =79.84A, n N =1500r/min ，电枢回路电阻R a =0.101Ω，求：
（1）U=U N ，Φ= ΦN 条件下，电枢电流I a =60A 时转速是多少？（2）U=U N 条件下，主磁通减少15%，负载转矩为T L 不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（3）U=U N ，Φ= ΦN 条件下，负载转矩为0.8T N ，转速为-800r/min ，电枢回路应串入多大的电阻？ 解：（1）
（2）T N 不变时，T em 不变，即C T ΦN I N = C T ΦI a
（3）不计空载转矩时T em =T L ，故：
解得：
第 068.0150084.791014.0110=⨯-=-=Φn I R U C N N a N N e
min /1528min /068.01014.060110r r n C I R U e a a N
=⨯-=Φ-=min /r e m N m N n P T T N N N em ⋅=⋅⨯⨯⨯=⨯==2.3815005.755.98.055.98.08.0103
T C C R R C U em N T e B a N e N n ΦΦ+-=22.3855.91014.0068.0110800068.02⨯⨯+-=R B Ω=69.2R B。