电机与电力拖动-第4章-交流电机绕组-1
2013-2014大二(下)电机与电力拖动期末复习题
第一部分直流电机一、填空题：1．当端电压U小于电枢电势Ea直流电机运行于状态。
2．可用电枢电压U与电枢中感应电动势E的大小关系来判断直流电机的运行状态，当时为电动机状态，当时为发电机状态。
3．直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向，直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向。
4．直流电机的电磁转矩是由和共同作用产生的。
5．直流发电机中，电枢绕组中的感应电动势是的，电刷间的感应电动势是的。
6．在直流电动机中，电枢绕组的受力方向与运动方向，是拖动性质的转矩。
7．直流电机的励磁方式有，，，。
8、一台并励直流发电机，正转时能自励，反转时自励；二、判断题1．并励直流发电机正转时如能自励，如果把并励绕组两头对调，且电枢反转，则电机不能自励。
( ) 2．一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。
（）3．一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。
（）4．一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。
（）三、选择题1．直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）中。
（1）电枢绕组；（2）励磁绕组；（3）电枢绕组和励磁绕组2．直流电机的电枢电势的大小等于（）。
A、绕组一条支路中各导体的感应电动势之和；B、S极下所有导体的感应电动势之和；C、N极下所有导体的感应电动势之和；D、电枢表面所有导体的感应电动势之和。
3.直流电动机的电刷的功用是( )。
A清除污垢 B. 引入直流电压、电流C.引出直流电压、电流D. 引出交流电压四、简答题1.什么是电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？公式aTICTΦ=中的Φ应是什么磁通？2、、并励直流发电机的自励条件是什么？五、计算题1．一台直流电动机的额定数据为：额定功率P N=17Kw，额定电压U N=220V，额定转速n N=1500r/min, 额定效率ηN=0.83。
求它的额定电流及额定负载时的输入功率。
2．一台并励直流电动机的铭牌数据为：额定电压U N=220V，额定电枢电流I aN=75A，额定转速n N=1000r/min，电枢回路电阻R a=0.26Ω(包括电刷接触电组)，励磁回路总电阻R f=91Ω，额定负载时电枢铁损耗P Fe=600W，机械损耗P m=1989W。
电机拖动习题和答案++
7、并励直流发电机中电流I、Ia和If三者之间的关系为。
8、并励直流发电机自励建压的条件为：（1）、；（2）、；（3）、。
9、在直流电机的换向过程中，如果换向元件中的各种电动势∑e=0，元件电流将实现换向；如果∑e >0，将实现换向；如果∑e <0，将实现换向。
3、一台直流发电机数据： ，总导体数N=720， ，运行角速度 rad/s，每极磁通Φ=0.0392Wb。试计算：
（1）发电机的感应电动势；
（2）当转速n=900r/min，但磁通不变时的感应电动势；
（3）当磁通Φ=0.0435Wb，n=900r/min时的感应电动势。
4、一台并励直流电动机，额定数据为： ， ， ，电枢回路总电阻 ，励磁电路总电阻 。若将该电动机用原动机拖动作为发电机并入电压为 的电网，并忽略电枢反应的影响，试问：
4.磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？
5.说明磁路和电路的不同点。
6.说明直流磁路和交流磁路的不同点。
7.基本磁化曲线与起始磁化曲线有何区别？磁路计算时用的是哪一种磁化曲线？
8.路的基本定律有哪几条？当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，磁路计算能否用叠加原理，为什么？
第2章变压器
一、填空题：
1、磁通交变会在绕组感应电势，磁通和电势E两者波形，相位，幅值。
A、有效值B、最大值C、平均值D、瞬时值
6、一台变比为kA，额定容量为SN的自耦变压器，电磁容量为（）
A、SNB、SN/kA
C、（1-1/kA）SND、（kA-1）SN
7、下述变压器变比表达式中，定义最准确的是（）
A、E1/E2B、U1/U2C、I2/I1D、Z1/Z2
版第四章三相异步电动机
《电机及拖动基础》(3版) 三相异步电动机
初识交流电动机
Y系列三相异步电动机
《电机及拖动基础》(3版) 三相异步电动机
异步电动机的应用举例
三相异 步电动 机
洗衣机电机 单相异 步电动 机
Z3050钻床
吸油烟机电机
《电机及拖动基础》(3版) 三相异步电动机
第四章 三相异步电动机
异步电动机运行时，必须从电网吸取感性无功功率以 建立旋转磁场，使电网的功率因数变坏，而且运行时受电 网电压波动影响较大；另外，异步电动机的与调速性能都 要逊色于直流电动机，不过随着电力电子技术、计算机技 术及交流调速系统的发展，起动性能、调速性能等已可与 直流电动机媲美。 本章先叙述三相异步电动机的基本工作原理和基本 结构；再根据三相异步电动机与变压器的基本电磁关系 有许多相似之处，在沿用变压器的分析方法叙述异步电 动机(在本章及以后章节中，由于习惯用法，异步电动机 就是指三相异步电动机)的运行时又注意异步电动机的旋 转、机械功率和电磁转矩等特殊性。对于单相异步电动 机及同步电机，将在第六章中加以阐述。
交 流 旋 转 电 机
异步电机
与直流电机的静 止磁场不同，都
三相异步电动机具有结构简单、制造方便、价格低廉、运行可靠等一系列优点；还 具有较高的运行效率和较好的工作特性、从空载到满载范围内接近恒速运行，能满 足各行各业大多数生产机械的传动要求。异步电动机还便于派生成各种专用、特殊 要求的形式，以适应不同生产条件的需要。
因从前图可知电流在时间上变化了ωt＝360°电角度时，即一周期， 在两极(p=1)的情况下，旋转磁场在空间也转过360°电角度，转过 的机械角也是360°，即在空间正好转过一圈。电流每秒变化f 周期， 则旋转磁场的转速 n1=f(r/s) =60f(r/min)。当(p=2）时， n1=60f/2(r/min)——见下页；p对极时， n1=60f/p(r/min)
电机与拖动基础试题库及答案
（1）
电动机运行： （2） （3） 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；Tem
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）
时，则从原边输入的功率： ③ ①只包含有功功率；②只包含无功功率； ③既有有功功率，又有无功功率；④为零。 4、变压器中，不考虑漏阻抗压降和饱和的影响，若原边电压不变，
铁心不变，而将匝数增加，则励磁电流：② ①增加；②减少；③不变；④基本不变。 5、一台变压器在（ ）时效率最高。③ ①β=1；②P0/PS=常数；③PCu=PFe；④S=SN 四、简答题 1、为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损耗，而短路损耗可近似
6、变压器短路阻抗越大，其电压变化率就_______，短路电流 就_______。（大；小）
7、变压器等效电路中的xm是对应于_______电抗，rm是表示_______
电阻。 （主磁通的；铁心损耗的等效）
8、两台变压器并联运行，第一台先达满载，说明第一台变压器短路
阻抗标么值比第二台_______。 （小）
机状态，当_______时为发电机状态。 （Ea〈U；Ea〉U）
3、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式，若要产 生大电流，绕组常采用_______绕组。（叠绕组；波绕组；叠）
4、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______，直流电动
机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。 （相反；相同）
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，
电机与电力拖动(第三版)习题参考答案~1
《电机与电力拖动》（第三版）习题及答案第1章思考题和习题一、填空题1．直流电动机主磁极的作用是产生，它由和两大部分组成。
气隙磁场、主磁极铁心和主磁极绕组2．直流电动机的电刷装置主要由、、、和等部件组成。
电刷、刷握、刷杆、刷杆架、弹簧、铜辫3．电枢绕组的作用是产生或流过而产生电磁转矩实现机电能量转换。
感应电动势、电枢电流4．电动机按励磁方式分类，有、、和等。
他励、并励、串励、复励5．在直流电动机中产生的电枢电动势Ea方向与外加电源电压及电流方向，称为，用来与外加电压相平衡。
相反、反电势6．直流电动机吸取电能在电动机内部产生的电磁转矩，一小部分用来克服摩擦及铁耗所引起的转矩，主要部分就是轴上的有效转矩，它们之间的平衡关系可用____________表示。
输出、电磁转矩=损耗转矩+输出转矩二、判断题(在括号内打“√”或打“×”)1．直流发电机和直流电动机作用不同，所以其基本结构也不同。
（×）2．直流电动机励磁绕组和电枢绕组中流过的都是直流电流。
（×）3．串励直流电动机和并励直流电动机都具有很大的启动转矩，所以它们具有相似的机械特性曲线。
（×）4．电枢反应不仅使合成磁场发生畸变，还使得合成磁场减小。
（√）5．直流电机的电枢电动势的大小与电机结构、磁场强弱、转速有关。
（×）6．直流电动机的换向是指电枢绕组中电流方向的改变。
（√）三、选择题(将正确答案的序号填入括号内)1．直流电动机在旋转一周的过程中，某一个绕组元件(线圈)中通过的电流是( B )。
A．直流电流B．交流电流C．互相抵消，正好为零2．在并励直流电动机中，为改善电动机换向而装设的换向极，其换向绕组( B )。
A．应与主极绕组串联B．应与电枢绕组串联C．应由两组绕组组成，一组与电枢绕组串联，另一组与电枢绕组并联3．直流电动机的额定功率P N是指电动机在额定工况下长期运行所允许的( A )。
A．从转轴上输出的机械功率B．输入电功率C．电磁功率4．直流电动机铭牌上的额定电流是。
《电机与拖动基础》课程教案
日期：
地点： 教
第 2 章
电力拖动系统的动力学基础
第 1 节 典型生产机械的运动形式及转矩
第 2 节 电力拖动系统的运动方程式
第 3 节 多轴电力拖动系统转矩及飞轮矩的折算
第 4 节 负载的机械特性
教学重点:
运动方程式、负载机械特性。
教学难点:
运动方程式。
讲授主要内容:
典型生产机械的运动形式及转矩、电力拖动系统的运动方程式、多轴电力拖动系统转矩及飞轮矩的折算、负载的机械特性等。
本次课主体教学方式、方法：
教师主讲、习题课（第二章内容）
布置作业
思考题：P48 2-1、2-2、2-3、2-4、2-7、补充题
作业： P48 2-9
教学后记
下次从第三章直流电动机的电力拖动讲起。
课程第 7 讲
第 4 周
日期：
地点： 教
第 3 章
直流电动机的电力拖动
第 1 节 他励直流电动机的机械特性
作业：P33 1-3 、 1-4
教学后记
下次从直流机的感应电动势和电磁转矩讲起
课程第 3 讲
第 2 周
日期：
地点： 教
第 1 章
直流电机原理
第 5 节 直流电机的电枢电动势与电磁转矩
第 6 节 直流发电机
第 节
第 节
教学重点:
直流机电枢电动势与电磁转矩、直流发电机基本方程式和工作特性
教学难点:
并励直流发电机自励过程
转子转动时的电磁关系、转子电路、定转字的磁动势平衡关系、折算与等值电路、功率传递与损耗、电磁转矩与转矩平衡关系等。
本次课主体教学方式、方法：
教师主讲
布置作业
思考题：P179 5-23
电机与电力拖动
5.5三相异步电动机的功率平衡和转矩特性
5.5.1功率关系 5.5.2转矩关系
6.1三相异步电动 机的机械特性
学习目标
6.2三相异步电动 机的启动
01
6.3绕线式 三相异步电 动机的启动
02
6.4三相异 步电动机的 调速
03
6.5三相异 步电动机的 制动
04
本章小结
06
自测题六
05
思考题与习 题六
8.4步进电动机
8.4.1矩角特性及稳定平衡点 8.4.2步进运行状态 8.4.3连续运行状态 8.4.4通电方式和电机转速
学习目标
9.1电动机选择的主 要内容
9.2电动机的发热、 冷却与工作制
9.3电动机额定功率 的选择
思考题与习题九
本章小结
自测题九
9.1电动机选择的主要内容
9.1.1电动机种类的选择 9.1.2电动机结构类型的选择 9.1.3电动机额定参数的选择
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5.3三相异步电动机 的空载运行
01
5.4三相异 步电动机的 负载运行
02
5.5三相异 步电动机的 功率平衡和 转矩特性
03
5.6三相异 步电动机的 工作特性
04
本章小结
06
自测题五
05
思考题与习 题五
5.1三相异步电动机的基本结构和基本工作原理
5.1.1异步电动机的主要用途与分类 5.1.2基本结构 5.1.3三相异步电动机的基本工作原理 5.1.4三相异步电动机的型号和额定值
电机与拖动课后习题答案
《电机与拖动》参考答案 2-1（1） 切削功率:WFV P s m d n V r j j j n n L f f 38009.1*2000/9.1215.0*6067.241*22*602min/67.2412*5.1*21450321=========ππ （2） 电动机输出功率：W P P L6.52129.0*9.0*9.038003212===ηηη（3） 系统总飞轮转矩：222222223222122221221222.55.425.03.05.05.32*5.1*295.1*27.2225.3mN j j j GD j j GD j GD GD GD d c b a =+++=+++=+++=（4） 电动机电磁转矩：M N j j j FD T T L.29.349.0*9.0*9.0*2*5.1*22/15.0*20002/3213213212====ηηηηηη（5） 不切削时的电动机电磁转矩： 忽略损耗时的电动机电磁转矩M N j j j FD T .252*5.1*22/15.0*20002/'3212===传动机构阻转矩：M N T T T .29.92529.34'220=-=-=加速时电动机转矩：M N dt dn GD T T .19800*37555.429.937520=+=+= 2-2（a ） 减速dtdnGD T T L 3752=-（b ） 减速dtdnGD T T L 3752=--（c ） 加速dtdnGD T T L 3752=+（d ） 减速dtdnGD T T L 3752=--（e ）匀速dtdnGD T T L 3752=+-2-3(a) 稳定 ；（b ）稳定；(c) 稳定； (d) 稳定； (e) 不稳定；第三章3-1 直流发电机通过电刷和换向器将导体中的交流电势整流成直流输出。
如果没有换向器输出的将是交流电势。
3-2 直流电动机通过电刷和换向器将外部输入直流电压，逆变成导体中的交流电压和电流。
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第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
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第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
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交流电机绕组——三相绕组
三相绕组的要求
1、每相交流绕组的阻抗要求相等，即每相绕 组的匝数、形状都是相同的。即必须对称。
2、电动势和磁动势的波形尽量接近正弦波。
3、机械强度、绝缘强度足够，散热好。 5、用铜少、绝缘性能可靠、制造维修方便。
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C B X X B CY AZ
Z
AY
单层绕组(整距)
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
A相绕组展开图
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1
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23
A Z B X C Y A Z B X C Y
X A A X
p=2，有2个线圈组，头尾串联，则并联支路数a=1； 若2个线圈组头头并，尾尾并，则a=2
电机及电力拖动基础
P136/3-9a=Y,d9
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第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
P136/3-9b=Y,y8
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第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
P136/3-9c=D,y9
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第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
P136/3-10a=Y,y8
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础 page ‹#› 一对极下，顺序为AZBXCY
Fa Fc
不妨假设从ABC流出的 电流产生正方向的磁动势
t 0时 ia 1,i 0.5,ic 0.5 b
F b
p=2的m=3交流绕组
A相电流正弦变化，Fa在图中竖直方向上正弦变化
第4章交流电机的绕组
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
定子槽数Z=24，极 数2p=4的交流绕组 电角度：1对N、S对 应360°电角度
*1 °机械角=P °电角度 *相带：60 °相带
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Z
A Y
C
3相要对称：每个极 下3等分，ABC各占1 份。ABC互差120 ° 电角度。 若电流从A进，则从X出；方向相反，故AX互差 180°电角度。
电机及电力拖动基础
旋转磁场的转速
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旋转磁场的转速=同步转速n1
60 f n p 1, 1 r / min
p 极对数 f 交流电频率 1
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
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§4-3 交流绕组的电动势
旋转磁场与3相对称绕组向切割，绕组 产生的3相电动势也是对称的。 由于旋转磁场含有高次谐波，3相电动 势也含有高次谐波。 3相对称绕组分短距、整距；集中、分 布等不同形式，引入分布系数、短距系数。
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
一相基波电动势
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与变压器电动势公式相似 每相串联匝数 绕组系数=分布系数×短距系数
一相v次谐波电动势
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
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本章重点
• 几个基本概念： 电角度、相带、每极每相槽数 • 熟记 3相对称绕组通3相对称电流，其合成磁场为1 旋转的磁场，转速为同步转速n1 • 了解一下绕组电动势的公式 思考题：p168/4-4
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
其它的绕组形式
• • • •
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3相单层同心式绕组 3相单层链式绕组 3相单层交叉式绕组 3相双层叠绕组、波绕组
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
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§4-2 交流绕组的磁动势
• 3相对称绕组中，通上3相对称电流 • 根据电生磁的定律，产生3相合成磁势
第4章交流电机的绕组
B X X B CY AZ
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
定子槽数Z=24，极 数2p=4的交流绕组 每极每相槽数q
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Z
A Y
C
q=1：集中绕组 q=2~6：分布绕组
B X X B CY AZ
一对极下，顺序为AZBXCY
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
Z 24 6 极距 2p 4
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第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础 P136/3-10a=Y,y2
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第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
P136/3-10a=D,y1
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第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
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1. 2. 3.
Y,y2 Y,d3 D,y3
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
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第四章 交流电机的绕组
交流电机: 异步电机、同步电机（电动机、发电机）
§4-1 交流电机的绕组
交流电机的绕组由嵌放在定子铁心槽内的线 圈按一定规律联接而成的。
交流电机的绕组分为：单相绕组（m=1） 和三相绕组（m=3）
第4章交流电机的绕组
电机及电力拖动基础
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