电力拖动基础孙克军
电机拖动复习题与思考题
复习题与思考题 第1章 电与磁
1-1 铁磁材料具有哪三种性质？
1-2 为什么通电线圈套在铁心上，它所产生的磁通会显著增加？
1-3 铁磁材料在交变磁化时，为什么会产生磁滞和涡流损耗？直流电磁铁的铁心为什
么是由整块铸铁制成？
1-4 标出图1-1中通电导体Ａ、Ｂ和通电导体C所受电磁力的方向。
1-5 应用右手定则，确定图1-2中的感应电势方向，导体运动方向或磁场方向（图 中箭头表示导体运功方向，表示感应电势方向）。
1-6 什么是自感？如何确定自感电势的方、
向？在如图1-3所示的电路中，绘出开关K闭合时自感电势的方向和开关打开时自感电势的方向。
1-7 交、直流接触器有什么不同点？
1-8 交流接触器接到相同电压的直流电源上
会 出现什么现象？
1-9 交流接触器为什么要用短路环？
1-10 交流接触器铁心为什么要用硅钢片叠成？
1-11 交流接触器铁心卡住为什么会烧线圈？
第2章 变压器 (c) (d)
图1-2 题1-5图 (a) (b)
图1-3 题1-6图 图1-1 题1-4图 2-1 变压器中主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同?在分析变压器时是怎样反映它们的作用的?
2-2 感应电势的量值与哪些因素有关?励磁阻抗Zm的物理意义如何? Xm的大小与哪些因素有关?
2-3 额定电压为110／24V变压器，若将原边绕组错接于220V交流电源上，其结果如何?若将220／24V的变压器接于110V交流电源上，其结果又将如何?
2-4 额定频率为50Hz的变压器接于频率为60Hz的额定电压上，以及额定频率为60Hz的变压器接于频率为50Hz的额定电压上，将对变压器运行带来什么影响? 50Hz和60Hz的变压器能通用吗?
2-5 一台额定电压为220/110V的变压器，原副边绕组匝数N1、N2分别为2000和1000，若为节省铜线，将匝数改为400和200，是否可以？
电机与拖动基础(第3版 - 授课教案)
电机与拖动基础
（授课教案）
2017年10月
电机与拖动基础（授课教案）
1 / 19 课程基本信息
课 程
名 称 电机与拖动基础 总计： 56 学时
课 程
类 别 专业必修课 学分 讲课： 46 学时
实验： 10 学时
上机： 0 学时 任 课
教 师 职称
授 课
对 象 自动化专业、电气工程及其自动化专业
课程
简介 本课程主要介绍电磁感应基本原理、直流电机、异步电动机和同步电动机的基本结构和工作原理，各类电动机的工作特性、机械特性，以及电动机的四象限运行特性，电动机的起动、调速和制动的方法；变压器的基本结构和工作原理，变压器的空载运行、负载运行，变压器的等效电路和运行特性；电力拖动系统电动机的选择和特种电机等。
主要
参考
资料 教材：
电机与拖动基础（第3版），汤天浩主编，机械工业出版社，2017年
参考资料：
1）电机及拖动基础（第5版），张晓江、顾绳谷主编，机械工业出版社，2016年
2）电机及拖动基础（第2版），汤天浩主编，机械工业出版社，2016年
3）电机与拖动基础（实验指导书），上海海事大学电气实验中心，2017年
考核
方式 考试（ √ ）； 考查（ ）
学时
分配 章节 内容 学时数
绪论 概述、课程简介、基本要求 1
一 电机的基本原理 3
二 电力拖动系统的动力学基础 3
三 直流电机原理 5
四 直流电机拖动基础 5
五 变压器 6
六 交流电机的旋转磁场理论 2
七 异步电机原理 6
八 同步电机原理 5
九 交流电机拖动基础 6
十 电力拖动系统电动机的选择 2
复习、答疑 2
注：课程类别分为公共基础课、学科基础课、专业必修课、专业选修课和实践教学环节。 电机与拖动基础（授课教案） 2 / 19
授课教案 授课时间 第 周，星期 ，第 节； 第 1 次课
章节名称 绪论、第一章 电机的基本原理（第1节）
《电机与拖动基础(第2版)》(习题解答)
“电机与拖动基础（第2版）”习题解答
－ i － 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 ................................................................................. 14
第五章 变压器 ..................................................................................................... 29
第六章 交流电机的旋转磁场理论 ..................................................................... 43
第七章 异步电机原理 ......................................................................................... 44
第八章 同步电机原理 ......................................................................................... 51
电力拖动课后习题答案
1.交流调速系统按转差功率的处理方式可分为三种类型
（1）转差功率消耗型
（2）转差功率不变型
（3）转差功率馈送型
2.双馈调速的概念
所谓“双馈”，就是指把绕线转子异步电机的定子绕组与交流电网连接，转子绕组与其他含电动势的电路相连接，使它们可以进行电功率的相互传递。
定子功率和转差功率可以分别向定子和转子馈入，也可以从定子或转子输出（视电机的工况而定），故称作双馈电机。
可认为是在转子绕组回路中附加一个交流电动势。
３基本原理：（erTI）
异步电机运行时其转子相电动势为
式中 s — 异步电机的转差率； r0E — 绕线转子异步电机在转子不动时的相电动势，或称转子开路电动势，也就是转子额定相电压值
转子相电流的表达式为
式中 Rr —
转子绕组每相电阻； Xr0 — s = 1时的转子绕组每相漏抗。
附加电动势与转子电动势有相同的频率，可同相或反相串接。
r0addr22rr0E()sEIRsX
1）Eadd 与 Er同相 当 Eadd
转速上升
2）当Eadd
转速下降
同理，反相时若减小串入的反相附加电动势，则可使电动机的转速升高，反之转速降低。
４.异步电机双馈调速的五种工况 （11nnsn）
由于转子电动势与电流的频率随转速变化，即 f2 = s f1 ，因此必须通过功率变换单元（Power
Converter Unit—CU）对不同频率的电功率进行电能变换。
Pm —从电机定子传入转子（或由转子传出给定子）的电磁功率；
sPm —输入或输出转子电路的功率，即转差功率；(1-s)Pm —电机轴上输出或输入的功率。
电机拖动复习题与思考题 2
复习题与思考题 第1章 电与磁
1-1 铁磁材料具有哪三种性质？
1-2 为什么通电线圈套在铁心上，它所产生的磁通会显著增加？
1-3 铁磁材料在交变磁化时，为什么会产生磁滞和涡流损耗？直流电磁铁的铁心为什
么是由整块铸铁制成？
1-4 标出图1-1中通电导体Ａ、Ｂ和通电导体C所受电磁力的方向。
1-5 应用右手定则，确定图1-2中的感应电势方向，导体运动方向或磁场方向（图 中箭头表示导体运功方向，表示感应电势方向）。
1-6 什么是自感？如何确定自感电势的方、
向？在如图1-3所示的电路中，绘出开关K闭合时自感电势的方向和开关打开时自感电势的方向。
1-7 交、直流接触器有什么不同点？
1-8 交流接触器接到相同电压的直流电源上
会 出现什么现象？
1-9 交流接触器为什么要用短路环？
1-10 交流接触器铁心为什么要用硅钢片叠成？
1-11 交流接触器铁心卡住为什么会烧线圈？
第2章 变压器 (c) (d)
图1-2 题1-5图 (a) (b)
图1-3 题1-6图 图1-1 题1-4图 2-1 变压器中主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同?在分析变压器时是怎样反映它们的作用的?
2-2 感应电势的量值与哪些因素有关?励磁阻抗Zm的物理意义如何? Xm的大小与哪些因素有关?
2-3 额定电压为110／24V变压器，若将原边绕组错接于220V交流电源上，其结果如何?若将220／24V的变压器接于110V交流电源上，其结果又将如何?
2-4 额定频率为50Hz的变压器接于频率为60Hz的额定电压上，以及额定频率为60Hz的变压器接于频率为50Hz的额定电压上，将对变压器运行带来什么影响? 50Hz和60Hz的变压器能通用吗?
2-5 一台额定电压为220/110V的变压器，原副边绕组匝数N1、N2分别为2000和1000，若为节省铜线，将匝数改为400和200，是否可以？
电机及电力拖动课后习题答案
仅供个人参考
不得用于商业用途 For personal use only in study and research; not for commercial use
《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/min1500nV220Ukw13PNNN求额定电流NI。
解：电动机NNNIUP， 故 5.6985.02201013UPI3NNN 仅供个人参考
不得用于商业用途 3． 一直流电动机，已知，，，，0.89r/min1450nV230Ukw90PNNN求额定电流NI。
解：发电机NNNIUP， 故 3912301090UPI3NNN
电力拖动试题库带答案
《电力拖动控制线路与技能训练》
教学大纲及复习习题库
版 本：中国电力出版社
主 编：程建龙
定 价：29.80元
适用班级：13电大二
代课人：田芳 于长超
出 题 人： 田芳 于长超
制定时间：2014年
审 核 人：
电力拖动》教学大纲
第一章 异步电动机的基本控制线路及常用低压电器
掌握：低压电器的使用维护、型号命名、选择、安装。掌握手动、点动、连续等常规电路的原理、分析方法。
重难点：低压电器的范围及应用、低压电器的分类、常用低压配电电器及其使用注意事项、常用低压控制电器及其使用注意事项，电路原理分析。
第二章 直流、同步电动机基本控制线路及控制线路设计方法
了 解：直流电动机的结构与原理
重难点：他励直流电动机的基本控制线路
删 除：并励直流电动机的基本控制线路、串励直流电动机的基本控制线路
第三章 常用机械的电气控制线路
了 解：常用控制线路电路分析、生产机械电器控制设备的维护及检修方法。
重难点：生产机械电器控制设备的原理分析。
第四章 电动机的自动调速及其调试与维修概述（删除）
电力拖动试题库
重点部分
绪论
一、填空
1、电源分交流电源和 （ ）。
二、名词解释
2、电力拖动
三、简答
3、电力拖动装置一般由哪几部分组成？
4、电力拖动装置中电动机的作用是什么？
5、按电动机的组合数量来分，电力拖动的发展经历了哪几个阶段？
第一章 异步电动机的基本控制线路及常用低压电器
第一节 三相异步电动机的手动正转控制线路
一、填空
6、低压断路器类型品种很多，常用的有 （ ） 、框架式、 （ ） 、漏电保护式。
7、低压熔断器广泛用于低压配电系统和控制系统中，主要用作 （ ） 保护。
8、低压熔断器在使用时 （ ）联在被保护的电路中。
9、负荷开关分为 （ ）负荷开关 和 封闭式负荷开关 两种。
电力拖动试题库带答案 2
《电力拖动控制线路与技能训练》
教学大纲及复习习题库
版 本：中国电力出版社
主 编：程建龙
定 价：29.80元
适用班级：13电大二
代课人：田芳 于长超
出 题 人： 田芳 于长超
制定时间：2014年
审 核 人：
电力拖动》教学大纲
第一章 异步电动机的基本控制线路及常用低压电器
掌握：低压电器的使用维护、型号命名、选择、安装。掌握手动、点动、连续等常规电路的原理、分析方法。
重难点：低压电器的范围及应用、低压电器的分类、常用低压配电电器及其使用注意事项、常用低压控制电器及其使用注意事项，电路原理分析。
第二章 直流、同步电动机基本控制线路及控制线路设计方法
了 解：直流电动机的结构与原理
重难点：他励直流电动机的基本控制线路
删 除：并励直流电动机的基本控制线路、串励直流电动机的基本控制线路
第三章 常用机械的电气控制线路
了 解：常用控制线路电路分析、生产机械电器控制设备的维护及检修方法。
重难点：生产机械电器控制设备的原理分析。
第四章 电动机的自动调速及其调试与维修概述（删除）
电力拖动试题库
重点部分
绪论
一、填空
1、电源分交流电源和 （ ）。
二、名词解释
2、电力拖动
三、简答
3、电力拖动装置一般由哪几部分组成？
4、电力拖动装置中电动机的作用是什么？
5、按电动机的组合数量来分，电力拖动的发展经历了哪几个阶段？
第一章 异步电动机的基本控制线路及常用低压电器
第一节 三相异步电动机的手动正转控制线路
一、填空
6、低压断路器类型品种很多，常用的有 （ ） 、框架式、 （ ） 、漏电保护式。
7、低压熔断器广泛用于低压配电系统和控制系统中，主要用作 （ ） 保护。
8、低压熔断器在使用时 （ ）联在被保护的电路中。
9、负荷开关分为 （ ）负荷开关 和 封闭式负荷开关 两种。
电力拖动基础 孙克军第三章作业
3－12 一台绕线转子三相异步电动机，极数2p＝4，额定功率PN＝75kW，额定电压UN＝380V，额定电流IN＝144A，额定频率fN＝50Hz，转子额定电动势E2N＝399V，转子额定电流I2N＝116A，额定转速nN＝1460r/min，过载能力m＝2.8。用简化实用表达式及较准确的实用表达式绘制电动机的固有机械特性。
解：
2759550955049114601374150014600.027150010.0275.410.1462222NNNmNmNmNmmemmmmmmmmPTNmnTTNmsssTsssTsssTssTss
3－14 一台笼型三相异步电动机，极数2p＝4，额定功率PN＝28kW，定子绕组为△接，额定电压UN＝380V，额定电流IN＝58A，额定频率fN＝50Hz，额定功率因数cosN=0.88，额定转速nN＝1455r/min，起动电流倍数K1＝6，起动转矩倍数KT＝1.1，过载能力m＝2.3。车间变电站允许最大冲击电流为150A，生产机械要求起动转矩不小于73.5N·m，试选择合适的降压起动方法，写出必要的计算数据。若采用自耦降压变压器降压起动，抽头有55％、64％、73％三种。
解：（1）直接起动：348stINIkIA
2895509550184.41450NNNPTNmn3482.32;202.84150stststyITNmI
（2）降压起动：
22202.8437.682.32ststTTNm不满足要求
（3）Y—△起动：1I3481163stA
167.63ststTTNm（不满足要求）
（4）自耦降压：① 210.5531.8ststIIA
电力拖动基础孙克军第二章作业参考资料
第二章作业标准答案
2—10他励直流电动机的铭牌数据如下为：^=21/CIV, UN=220V, IN=115A, nN=1000i7nun,电枢总电阻Ra=0.18Q。
（1）
（2） 计算并绘制固有机械特性；
（3）
（4） 转速为1100 r/min时的电枢电流是多少？
（5）
（6） 电压降至200V,电枢电流Ia = IN时的转速是多少?
解：（1）固有特性：= 220 — 12x0.18 =0393
(3) 77 = 524-0.837
(4) 朴=1310—1.3T
2-11-台他励直流电动机的额定数据为： £V=1・75KW, UN=110V, IN=18.5A, nN=1500i7niin, = 0.5G。
（1）
（2） 直接起动的起动电流是多少？
（3）
（4） 如果要求起动电流限制为20,采用降低电源电压起动，最低电压是多少？若采用电枢串电阻起动，应
串入多大电阻？ 220 0.18 11 ~ 0.1993 - 9.55 x 0.19932 T = 1104_ 0477 1000 。一 0.067 一 0.067 人 n
U = 2INRa = 2x18.5x0.5 = 18.5V
2-12 -台他励直流电动机，其名牌数据：C’TOKW, UN=220V, IN=53A, /?
nN=10001/mm o采用电枢串电阻分级起动，其最大起动电流I, = 2ZjV ,起动级数加=3,求各段起动电阻值，并计 算分段电阻切除时的瞬时速度。
解：/?“ =0.3940, CX=0.199V.nun/r
串入最大电阻： 九=匹=竺~=2.080»=理==1.74
&= pRa = 0.687Q 凡=0迖（=1・195G
出严K — C=°・292G 心2 =凡一尺= 0.508G /?5Z3 = /?3-/?2 =0.886Q
校验:
ij R n?0 9 no
第一次切换： n = —^-一 1= --------------- —一x 60.9=1105.5-636.5=469i7nun