电机及电力拖动课后习题答案.doc

《电机与拖动基本》课后习题第一章 习题答案1．直流电机有哪些重要部件？各用什么材料制成？起什么作用？答：重要部件：（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，涉及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一般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；另一种作用是构成电机磁路的一部分电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆座和汇流条等构成，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，是直流电机的重要电路部分换向器是由许多带有鸠尾的梯形铜片构成的一种圆筒，它和电刷装置配合，在电刷两端获得直流电压。

2．始终流电动机，已知求额定电流解：电动机， 故 3． 始终流电动机，已知求额定电流解：发电机， 故 7．什么叫电枢反映？电枢反映的性质与哪些因素有关？一般状况下，发电机的电枢反映性质是什么？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映 电刷反映的性质与电刷的位置有关系 当电刷位于几何中性线上时，发电机的电枢反映性质是交轴电枢反映，此时物理中性线由几何中性线顺转向移动了一种角度，而电动机的电枢反映也是交轴电枢反映，但物理中性线由几何中性线逆转向移动一种角度8．什么叫换向？为什么要换向？改善换向的措施有哪些？答：元件从一条支路转入另一条支路时，元件的电流将变化一次方向，这种元件中电流变化方向的过程就称为〝换向〞改善换向的目的在于消除电刷下的火花常用的改善换向措施有两种：（1）装置换向极；（2）对的选用电刷10．一台4极82kw、230v、930r/min的并励发电机，在75℃时的电枢回路电阻，励磁绕组电阻，额定负载时励磁回路串入调节电阻，电刷压降，铁耗和机械损耗，附加损耗求额定负载时，发电机的输入功率、电磁功率、电磁转矩和效率解：励磁电流 额定电流 电枢电流 电枢电动势 电磁功率 输入功率 电磁转矩 效率 11．一台并励直流电动机，在额定电压，额定电流的状况下运营，75℃时的电枢电阻，电刷接触压降，励磁回路总电阻，附加损耗，效率。

求：（1）额定输入功率;(2)额定输出功率；（3）总损耗；（4）电枢铜耗；（5）励磁回路损耗（6）电刷接触损耗；（7）附加损耗；（8）机械损耗和铁耗解：（1）额定输入功率 （2）额定输出功率 （3）总损耗 （4）励磁电流 电枢电流 电枢铜耗 （5）励磁回路损耗 （6）电刷接触损耗 （7）附加损耗 （8）机械损耗和铁耗 12．什么叫发电机外特性？她励发电机和并励发电机的外特性有什么不同？为什么？答：发动机的外特性是，当 时 U=f（I）的关系曲线并发动电机的外特性和她励发电机的外特性有两点不同：（1）并励发电机的电压调节率比她励的大；（2）并励发电机的稳态短路电路电流小这是由于她励发电机的励磁电流为常数，不受端电压变化的影响而并励发电机的励磁电流却随电机端电压的减少而减小，这就是使电枢电动势进一步下降当负载电阻短路时，电枢端电压为0，励磁电流也为0，此时电枢绕组中电流由剩磁电动势所产生，而剩磁电动势不大，因此稳态短路电流也不大。

13．一并励发电机，额定运营时状况正常，当转速降为时，电枢电压U=0，试分析因素答： 并励发电机可以自励必须满足三个条件：即发电机主磁极必须有一定剩磁，励磁绕组与电枢联接要对的，励磁回路的总电阻要不不小于临界电阻相应于不同的转速，临界电阻是不同的当转速减少时，临界电阻也相应下降本题中，当转速时，使得励磁回路的总电阻不小于临界电阻，不能满足自励的第三个条件，同步电枢电压U=0.14．一台并励直流电动机，铭牌数据为并已知试求：（1）电动机额定输出转矩；（2）电动机额定电磁转矩；（3）电动机抱负空载转速解：（1） （2）额定电枢电流 由电枢回路方程 得 电磁转矩 （3）抱负空载转速 《电机与拖动基本》课后习题第二章习题答案1． 什么叫单轴系统？什么叫多轴系统？为什么要把多轴系统折算成单轴系统？答：电动机和工作机构直接相联，这种系统称为单轴系统电动机不直接和工作机构相联接，而是通过一套传动机构，使电动机的角速度传递到工作机构时，变成符合于工作机构所需要的角速度，这种系统称为多轴系统由于，研究多轴系统的运动状况，就必须列出每一根轴的运动方程式和各轴之间互相联系的方程式，这是相称复杂和麻烦的。

就电力系统而言，重要是把电动机作为研究对象，并不需要具体研究每根轴的问题因此，为了简化计算，一般都把多轴系统折算成等效的单轴系统2． 把多轴系统折算为单轴系统时，哪些量需要进行折算？折算的原则是什么？答：需要折算的量有工作机构的负载转矩、系统中各轴的转动惯量对于某些直线运动的工作机构，则必须把进行直线运动的质量及运动所克服的阻力折算到电动机轴上折算原则是保持拖动系统在折算前后，其传送的功率和贮存的动能不变3． 一龙门刨床，齿轮1与电动机直接联接，各齿轮和工作台的数据及图样见书上已知：切削力，齿轮6的节距为20mm，电动机电枢的飞轮矩为230，工作台与床身的摩擦因数为0.1.试计算：（1）折算到电动机轴上的系统总飞轮矩及负载转矩；（2）切削时电动机输出功率解：（1）总飞轮矩 负载转矩 （2）切削时电动机输出功率 4． 常用的生产机械的负载转矩特性有哪几种？答：基本可归纳为三大类：一、恒转矩负载（负载转矩的大小为定值，与转速无关根据负载转矩与否转向可分为，对抗性的恒转矩负载和位能性的恒转矩负载） 二、恒功率负载（负载功率一定，负载转矩和转速成反比） 三、通风机负载（负载转矩与转速的平方成正比，）5． 什么叫电动机的固有机械特性和人为机械特性？答：固有机械特性是指当电动机的工作电压和磁通均为额定值，电枢电路中没有串入附加电阻时的机械特性。

人为机械特性是指人为的变化电动机参数或电枢电压而得到的机械特性6．电力拖动稳定运营的条件是什么？一般规定电动机的机械特性是向下倾斜还是向上翘的？为什么？答：电动机稳定运营的条件是： 在工作点上，有成立一般规定电动机的机械特性是向下倾斜的由于，大多数负载转矩都是随转速的升高而增大或者说保持恒值7．一台她励直流电动机，铭牌数据如下： 求：（1）绘出固有机械特性；（2）当时，电动机转速n；（3）当时，电枢电流解： 取2（1）由知 （2）当时 n=1692-12.47.821=1595r/min （3）8．根据题7中电动机数据，（1）绘出电枢串入附加电阻时的人为机械特性；（2）绘出当时的人为机械特性；（3）绘出当电压时的人为机械特性；（4）分别求出上述三种状况当时，电动机的转速解：由题可知（1） （2） （3） （4） 第一种状况: 第二种状况： 第三种状况：9．一台直流她励电动机，铭牌数据如下：，，该电动机作起重电机用，在额定负载时，试问：（1）规定电动机以800r/min的速度下放重物，应当采用什么措施？（2）规定电动机以1800r/min的速度下放重物，应采用什么措施？解：求固有机械特性 （1）串一种电阻（2）能耗制动反接制动 10．根据题9的电动机数据，起吊重物，在负载转矩时，运营在固有特性上，现用电枢反接法进行制动，问：（1）若制动开始时的瞬时电流不不小于，在电枢回路中应串入多大电阻？（2）当转速制动到零时，若不切断电源，电动机运转状态如何？解：由题知（1）（2）反转 会超过-1629r/min11．根据题9的电动机数据，起吊重物，在负载转矩时，运营在固有特性上，现用能耗制动，问：（1）若制动开始时的瞬时电流不不小于，制动电阻应为多大？（2）若转速制动到零时，不采用其她措施，电动机的运转状态如何？解：（1）由前几题知：n=1565.476r/min（2）不采用措施 反转到另一种转速12．电动机的调速和转速变化有何区别？在同一条机械特性上，为什么转矩越大转速越低？答：调速是为了生产需要而人为的对电动机转速进行的一种控制，它和电动机的负载变化时而引起的转速变化是两个不同的概念。

调速需要人为的变化电气参数，而负载变化所引起的转速变化则是自动进行的，这时电气参数不变由公式可知 ，在同一条机械特性上，转矩T越大 转速n越小13．一台她励直流电动机，铭牌数据如下：， 时，求：（1）在固有特性上工作时的电动机转速n；（2）若其她条件不变，当磁通削弱到0.5时，电动机的转速为什么？解：（1）机械特性（2） 14．根据题13的电动机，若电枢中串入电阻，此时电动机的转速等于多少？解：由题知 15．何谓恒转矩调速？何谓恒功率调速？答：恒转矩调速是指在调速过程中始终保持电磁转矩不变的调速恒功率调速是指在调速过程中始终保持输入的电功率不变的调速16．对恒转矩负载，应采用何种调速措施？为什么？答：电枢回路串电阻调速和减少电枢电压调速由于这样既满足了负载规定，又是的电动机得到充足运用17．对恒功率负载，应采用何种调速措施？为什么？答：弱磁调速合用于恒功率负载 《电机与拖动基本》课后习题第三章习题答案3．励磁电抗的物理意义如何？大好还是小好？若将铁心抽出，将如何变化？若一次绕组匝数增长5%，而其他不变，则大体如何变化？若铁心叠片松散，片数局限性，则及如何变化？若铁心硅钢片接缝间隙较大时，对及有何影响？答： 励磁电抗表达与主磁通相相应的电抗，其大小和磁路饱和限度有关。

越大则空载电流越小，因此大好 若将铁心抽出，磁阻将急剧增大，将明显变小 若一次绕组匝数增长5%，而其他不变，由可知，大体增长10% 若铁心叠片松散，片数局限性，都将使磁阻增长，下降，增大 若铁心硅钢片接缝间隙较大，则将变大，下降4．变压器空载运营时，一次侧加额定电压，为什么空载电流很小？如果接在直流电源上，一次侧也加额定电压，这时一次绕组的电流将有什么变化？铁心中的磁通有什么变化？二次绕组开路和短路时对一次绕组中电流的大小有无影响？答：变压器空载运营时，由于励磁阻抗很大，因此虽然一次侧加额定电压，空。