电机与拖动基础(第四版)_顾绳谷_习题答案
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《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=71.13/1K （ 1J\JE (I N =U N + I aN R a =230+ 71.13x0.128 =239.1 VPcua = /^2 /?a = 71.132 x0.128=647.6W E aN 7,jV = 239.1 x 71.13 = 17kW1-29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=40/1Pi=U N g = 220 X 40.6 =8932W^=7X 100%=^X ,00%=84%p (^=//Ra=402x0.213=341 IVp cuf =［建? R 『=U “= 220 x 0.683 =1501^P O = P\—P N — %厂 P 呵=8932 - 7500-341-150 = 941P 厂 P\— P cua 一 Pc U f = 8932 - 341 -150 = 8441 W C9550 也~=9550 冬丝=27N -mzz v 3000 7； =T-T 2 =27-24=3 N ? m第二章电力拖动系统的动力学P482-9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 = ^L16 1685.5% 85.5%7； =9550厶 5 =9550x^-=24/V ?加3000 Rf220-0.683= 322Q矩绝对值大小恒定不变，而作用方向也保持不变。
顾绳谷电机及拖动基础习题
填空：1、把______能变换为_______能的电机称为电动机。
答案：电能；机械能；2、直流电机定子部分的主要作用是_________________，答案：产生磁场；3、变压器具有变换_________________的功能。
答案：电流、电压、阻抗；4、三相笼型感应电动机降压起动常用的方法有_________________；_________________；_________________。
答案：定子串电阻或电抗器降压启动；Y/△降压起动；自耦变压器降压起动；5、变频调速是改变电源频率从而使电动机的_________________变化达到调速的目的。
答案：同步转速；6、从工作原理看，中、小型电力变压器的主要组成部分是和。
答案：绕组、铁心7、直流发电机是把______能变换为_______能输出。
答案：机械能；电能dndTdndTem2< 9.一台变压器型号为ＳL７—200/10，其中200代表，10代表。
答案：SN=200KV A ；IIN=10KV 10、三相感应电动机旋转磁场的方向由决定。
答案：流入定子电流的相序11、Y-Δ起动适用于定子绕组正常接法为的三相鼠笼式异步电动机。
答案：三角形12、当变压器把低电压变成高电压时，其电流。
答案：减小13、三相鼠笼式异步电动机主要由和组成。
答案：定子；转子14、三相鼠笼式异步电动机三相对称绕组通以对称电流时，将产生磁场。
答案：旋转15、三相异步电动机的额定电压是指加在绕组上的电压。
答案：定子；线16、三相感应电动机在额定负载下运行时，降低电源电压，电动机的转速将。
答案：降低17、三相异步电动机的电磁制动状态有；和三种。
答案：回馈制动反接制动；能耗制动18、三相异步电动机的电磁转矩Tem 与电源电压U1的关系是。
答案：Tem ∝V12 19.直流发电机的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。
答案：相反，相同20 .当时直流电机的运行状态为电动机状态，当时直流电机的运行状态为发电机状态。
《电机及拖动基础》顾绳谷答案(1-48-14章).doc
4.掌握直流电机的电枢反应及工作特性。
5.了解直流电机的换向。
（-）学习指导
本章主要介绍直流电动机，以讨论并励、串励电动机的工作特性为主c
1.直流电动机的工作原理
直流电动机的工作原理基于皮■萨定律。电枢绕组端加直流电压，通过换向器与电刷的配合，使同一磁极下的元件边中电流方向不变，或讲电枢绕组内电流是交变的，且直流电机有可逆性。
2.直流电机的励磁方式
直流电机的励磁方式有他励、并励、串励和复励，了解各种励磁方式的电流关系。励磁方式不同对电机运行性能有较大影响，主要反应在磁场变化影响到电动机的转速和转矩。
3.电枢绕组
直流电机电枢绕组通过换向片联接而构成一个闭合回路。主要分为单叠式、单波式，单叠绕组特点为支路对数d等于极对数"换向节距yc=\,每极下元件为一条串联支路，多用于电流较大的直流电机；单波绕组支路对数a = \,换向节距％=字，同极性下元件为
1A】2.5X I()-2X().025X().93亠 查磁化曲线得H] = 7x1()2a&；铁心磁路长人为
1{={[孕><1()-2_叩><1()-2+(5 + 0.025)x IO-2] X2-0.025 X2 x 10~2}m = 0.1625m
励磁电流为
F =Hili+ H2l2=(7X 1()一2 x()・1625+ 500) A
1-7铁心由DR320硅钢片叠成，如图1・1所示，已知线圈匝数N = 100(),铁心厚度为
2.5cm，叠加片系数为().93。不计漏磁，试计算：
(1)中间铁心柱磁通为7.5X l()~4Wb,不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流;
《电机及拖动基础》(顾绳谷第4版)
《电机及拖动基础》教学大纲课程编号：161012 开课学期：4适用专业：自动化编写教师：陶曾杰学时：72 学分：4审核：杨斌文第一部分说明一、课程性质、作用本课程是自动化专业的一门专业基础课,为该专业的必修课。
它一方面研究电机与电力拖动系统的基本理论问题，另一方面又研究其学科实验与生产实际的内容。
本课程的作用是为培养自动化专业的人才打下必要的专业基础。
二、课程的任务与基本要求本课程的任务应使学生掌握常用交、直流电机、控制电机及变压器的基本结构与原理以及电力拖动的运行特性、分析计算、电机选择和实验方法，为学习《自动控制原理》、《电力电子技术》、《现代控制理论》、《运动控制系统》、《计算机控制系统》等课程准备必要的基础知识。
本课程的基本要求1、掌握常用交直流电机及变压器的基本理论(电磁关系能量转换关系等)。
2、掌握电动机的起动情况与分析电动机机械特性及各种运转状态(电动、回馈制动、反接制动,能耗制动)的基本理论。
3、掌握电力拖动系统中改变电动机参数调速的方法、基本原理和技术、经济指标。
4、理解电力拖动过渡过程的基本特性及主要分析方法。
5、掌握控制电机的工作原理、特性及用途6、掌握选择电动机的原理和方法。
7、掌握电机与电力拖动系统的基本实验方法与技能,并具备较强的应用能力。
8、了解电机及拖动今后的发展方向。
三、教学方法建议理论课教学要采用启发式，要同本地的生产实际相结合，要同自己的有关科研工作相结合，要与当前科技发展情况相结合。
讲授时要做到层次清楚，重点突出，语言精炼。
课堂上要开展问答式、讨论式互动形式。
实践教学要精讲多练。
每个实验只讲基本原理与注意事项，由学生自己动手完成实验接线、实验操作、实验测试与结果分析。
要强调通过作业巩固理论知识与通过实验掌握实际知识。
要培养学生的自学能力，给学生安排一定的自学内容，并通过考试加以检验。
四、本课程与其他课程的关系本课程的先修课程是《大学物理》、《电路理论》。
本课程内容中涉及到的课程有《电气控制技术》、《电力电子技术》、《自动控制原理》。
电机与拖动基础答案(第四版)
第1章绪论重点与难点正确理解磁感应强度、磁通量、磁场强度等物理量及铁磁材料的磁化特性，掌握载流导体在磁场中的安培力及电磁感应定律。
变压器电动势数学表达式的符号因其正方向规定不同而不同，这是难点。
思考题解答1.1 通电螺线管电流方向如图所示，请画出磁力线方向。
答向上，图略。
1.2 请画出图所示磁场中载流导体的受力方向。
答垂直导线向右，图略。
1.3 请画出图1.3所示运动导体产生感应电动势的方向。
答从向方向，图略。
1.4 螺线管中磁通与电动势的正方向如图所示，当磁通变化时，分别写出它们之间的关系式。
图图图图答Φ-Φ第2章电力拖动系统动力学重点与难点1. 单轴电力拖动系统的转动方程式：各物理量及其正方向规定、方程式及对其理解，动转矩大于、等于或小于零时，系统处于加速、恒速或减速运行状态。
2. 多轴电力拖动系统简化时，转矩与飞轮矩需要折算。
具体计算是难点但不是重点。
3. 反抗性和位能性恒转矩负载的转矩特性、风机和泵类负载的转矩特性、恒功率负载的转矩特性。
4. 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件。
5. 思考题是重点。
思考题解答2.1 选择以下各题的正确答案。
(1) 电动机经过速比j=5的减速器拖动工作机构，工作机构的实际转矩为飞轮矩为，不计传动机构损耗，折算到电动机轴上的工作机构转矩与飞轮矩依次为.(2) 恒速运行的电力拖动系统中，已知电动机电磁转矩为，忽略空载转矩，传动机构效率为0.8，速比为10，未折算前实际负载转矩应为.(3) 电力拖动系统中已知电动机转速为，工作机构转速为，传动效率为0.9，工作机构未折算的实际转矩为，电动机电磁转矩为，忽略电动机空载转矩，该系统肯定运行于.加速过程恒速减速过程答 (1) 选择。
因为转矩折算应根据功率守恒原则。
折算到电动机轴上的工作机构转矩等于工作机构实际转矩除以速比，为；飞轮矩折算应根据动能守恒原则，折算到电动机轴上的工作机构飞轮矩等于工作机构实际飞轮矩除以速比的平方，为(2) 选择。
《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。
《电机及其拖动基础》顾绳谷-第14章
对于直流电动机，过载能力受换向所允许的最大电流值的限 1.5 ~ 2 制。Z型直流电动机，在额定磁通下，可选为 KT 对于专为起重机、轧钢机、冶金辅助机械等设计的ZZ型和ZZY型电 2.5 ~ 3 动机，以及同步电动机， KT 对于笼型异步电动机，有时还须进行起动能力的校验。
第一节 电动机的发热和冷却及电动机工作制的分类 一、电动机的发热过程
在计算出负载功率 PZ 后，选择额定功率 PN
PN ≥ PZ
P PN
m 40 C
m 0
(k 1) k
在周围环境温度不同时，电动机功率可粗略地相应增减。环境温度 低于30℃时，一般电动机功率也只增加8％。
环境温度 电动机功率增减 的百分数 30℃ ＋8％ 35℃ ＋5％ 40℃ 0 45℃ －5％ 50℃ －12.5％ 55℃ －25％
17
1 2 1 2 h a t 0 . 89 18 m 144.2m 11 3 a3 1 1 2 1 减速阶段罐笼行经高度 h3 a3t3 1 16 2 m 128m 2 2 稳定速度罐笼行经高度
有起、制动，停歇时 间的变化负载电流图
用直线段代替曲线 变化负载电流图
（四）等效法在非恒值变化 负载下的应用 如果非恒值变化负载如左 图的电流图所示
I dx
机电系
t
0
i2 dt dt
t
0
t
0
i2 dt
14
t
另一种较简便的方法是把变化曲线分成许多直线段，求出 各段的等效值，然后求出等效电流值。
7、导轮直径
d 2 5m
2 2 GD 584000 N m 8、导轮飞轮惯量 2
电机及推动基础答案第四版
2-14 直流电动机的调速方法有几种？各有何特点？
答：由电动机的转速表达式可知调速方法有三种：
（1）改变励磁电流调速：通过调节励磁回路的附加电阻实现调速，由于励磁电流不大，消耗功率小，这是一种简单经济的方法；由于调节电阻为零时（即不串电阻）为最低转速，故只能从额定转速往上调，又称弱磁调速；机械特性斜率（又称为硬度）发生变化，并上下移动；由于受机械性能限制，调速范围不大；为使电机在调速过程中得到充分利用，对不同转速下的容许电流都为额定电流，则容许负载特性为恒功率特性，一般用于恒功率调速。
5-5等效电路中的 代表什么？能不能不用电阻而用电感和电容来代替，为什么？
答： 代表与机械负载对应的附加电阻，即该电阻消耗的电功率实际为电动机输出的机械功率。
因输出功率为有功功率故只能用电阻代替而不能用无功元件电感或电容代替。
注：异步电动机的等值电路与变压器的等值电路有无差别？作异步电动的等值电路时，用等效的不动的转子代替旋转的转子，要求保持哪些量不变？
2-5单迭绕组和单波绕组的元件联接规律有何不同？同样极对数为P的单迭绕组和单波绕组的支路对数为何相差P倍？
答：单迭绕组元件联接规律为：将同一磁极的元件串联构成电刷间的支路，故支路2a=磁极数2P；
单波绕组元件联接规律为：将同一极性的元件串联构成支路，由于电机只有两种磁极即N、S，故支路数2a=2.
2-7 直流电动机有那几种励磁方式？在不同励磁方式下，线路电流、电枢电流、励磁电流有何关系？
答：直流电机的励磁方式有4 种：他励、并励、串励和复励。
2-8 什么因素决定直流电动机电磁转矩的大小？电磁转矩的性质和电动机运行方式有何关系？
答：由电磁转矩的计算公式可知：其大小由取决于电机结构参数的转矩常数、每极磁通量（可通过改变励磁电流改变）、电枢电流（可通过改变电枢电压改变）所决定的。