《电机与拖动(第3版)章节练习题带答案1-7章全.doc

第1章 思考题与习题答案1．图1-11所示为电机中的一个线圈，只考虑ab、cd有效边，在图1-11所示的磁场和线圈电流及旋转方向下，分析ab、cd导体的受力方向答：ab导体受力方向向左；cd导体受力方向向右 图1-112．说明铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗产生的原因，并思考如何减少铁耗答：铁磁材料周期性的正反向磁化会产生损耗，称为磁滞损耗这是因为磁畴来回翻转产生摩擦而引起的损耗涡流损耗是因为交变的磁通在铁芯中产生的感应电动势，形成的环流产生的损耗铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗总称为铁芯损耗，它正比于磁通密度Bm的平方及磁通交变频率f的1.2~1.3次方PFe= Ph +Pe≈kFef1.3Bm2G；要减少铁耗，可以减小磁通密度Bm或减小磁通交变频率f3．实际变压器或电机的铁芯均用硅钢片叠压而成，能否用钢板或整块钢制作？为什么？答：实际变压器或电机的铁芯均用硅钢片叠压而成，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，减小涡流，从而减少电能转化成铁芯的内能，提高效率.；如果用钢板或整块钢制作，会产生涡流，烧毁绕组，使变压器或电机无法正常工作。

4．什么是磁路饱和现象，铁芯的额定工作点应如何选择？ 答：如图1，开始磁化时，由于外磁场较弱，所以B增加较慢，对应oa段；随着外磁场增加，铁磁材料产生的附加磁场增加较快，B值增加很快，如图ab段；再增加磁场时，附加磁场的增加有限，B增加越来越慢，最终趋于饱和，见图中bc段；最后所有磁畴与外磁场方向一致后，外磁场增加，B值也基本不变，出现深度饱和现象为了使铁芯得到充分利用而不进入饱和状态，电机和变压器的铁芯额定工作点设 图1 非铁磁材料的磁化曲线和定在磁化曲线的微饱和区 铁磁材料的初始磁化曲线 5．如图1-12所示，匝数为N的线圈与交变的磁通Φ交链，如果感应电动势的正方向如图1-12所示，写出e和Φ之间的关系式？答： 图1-12第2章 思考题与习题答案1．什么叫变压器？变压器的基本工作原理是什么？答：变压器是用来改变交流电压大小的电气设备变压器的基本工作原理是根据电磁感应原理，把某一等级的交流电压变化成频率相同的另一等级的交流电压，以满足不同负载的需要。

2．有一台三相变压器，SN = 5 000kV·A，U1N/U2N = 10.5kV/6.3kV，Y，d连接，求一次、二次绕组的额定电流 解：I1N274.93A  I2N91.64A3．一台单相变压器U1N/U2N = 220V/110V，如果不慎将低压侧误接到220V的电源上，变压器会发生什么后果？为什么？答：高压端电压U1N = U2×N1/ N2=220×220／110 =440V，比220 V高很多，将容易使绝缘击穿，变压器损坏4．不用变压器来改变交流电压，而用一个滑线电阻来变压，问：（1）能否变压？（2）在实际中是否可行？答：（1）不能升压，但可以降压2）在小电流的情况下，可降压，但大电流时降压电阻功率损耗很大，一般不采用，升压不可行5．某低压照明变压器U1=380V，I1=0.263A，N1=1 010匝，N2=103匝，求二次绕组对应的输出电压U2和输出电流I2该变压器能否给一个60W且电压相当的低压照明灯供电？答： U2= U1×N2/ N1=380×103/1010≈38 VI2= I1×N1/ N2=0.263×1010/103≈2.58 A，P=UI=380×0.263=89VA（或60w灯的电流I2’= P/U=60/38=1.7A＜2.58A） 所以，可以给60 w且电压相当的低压照明灯（功率因数=1）供电。

6．某晶体管扩音机的输出阻抗为250W（即要求负载阻抗为250W 时能输出最大功率），接负载为8W 的扬声器，求线间变压器变比答：K==5.59=5.67．什么叫变压器的外特性？一般希望电力变压器的外特性曲线呈什么形状？答：当一次绕组的电压U1和负载的功率因数cosφ2一定时，二次绕组的电压U2与负载I2的关系，称为变压器的外特性希望电力变压器的外特性曲线比较平直，即ΔU%越小越好8．三相电力变压器的电压变化率DU%=5%，要求该变压器在额定负载下输出的相电压为U2=220V，求该变压器二次绕组的额定定相电压U2N答：220 V = U2N×（1-5%）U2N=220 /（1-5%）=220 /0.95=231.6 V(或U2N=220 V×（1+5%）=231 ≈230)9．变压器在运行中有哪些基本损耗？它们各与哪些因素有关？答：变压器在运行中基本损耗有铜损耗PCu和铁损耗PFe 铁损耗与铁心中的磁通密度的大小、磁通交变的频率、硅钢片的质量及一次绕组所加的电源电压大小有关 铜损耗与绕组电阻大小、负载电流大小有关图2-59 10题图10．图2-59所示为变压器出厂前的“极性”试验。

在U1～U2间加电压，将U2u2相连，测U1—u1间的电压设定电压比为220V/110V，如果U1、u1为同名端，电压表读数是多少？如果U1、u1为异名端，电压表读数又是多少？答：110V，330V11．一台三相变压器SN=300kV·A，U1=10kV，U2=0.4kV，Y，yn连接，求Il及I2解： S=， I1==300/=17.3A，I2==300/=434 A12．如图2-60所示，试用相量图判别图中的连接组别图2-60 12题图答：（a）Y，d11连接组（b）Y，d10连接组（c）Y，y5连接组（d）Y，d1连接组13．什么叫变压器的并联运行？变压器并联运行必须满足哪些条件？答：变压器并联运行是指几台三相变压器的高压绕组及低压绕组分别连接到高压电源及低压电源母线上，共同向负载供电的运行方式并联条件为：1）变压器变比相同，即一、二次电压分别相等2）连接组别相同3）短路阻抗（短路电压）应相等 各变压器容量比不超过三比一14．自耦变压器的结构特点是什么？使用自耦变压器的注意事项有哪些？答：自耦变压器把一二次绕组合二为一，使二次绕组成为一次绕组的一部分，一二次绕组之间除了有磁的耦合外还有电的联系。

使用自耦变压器的注意事项：1）一二次绕组公共端要接中性线，2）不能用作照明安全变压器或其他要求安全隔离的电源，3）外壳必须接地，4）自耦调压器接电源必须将手柄转到零位15．电流互感器的作用是什么，能否在直流电路中使用，为什么？答：电流互感器的作用是将交流大电流按比例变换为小电流便于测量与控制 交流电流互感器不能在直流电路中使用，因为设计的工作状态不同，阻抗也不同16．电压互感器的作用是什么？能否在测量直流电压时使用？答：电压互感器的作用是将交流高电压按比例变换为低电压便于测量与控制 电压互感器不能在直流电路中使用，因为电压互感器也是变压器，XL=，直流电f=0，XL =0，阻抗很小，电流将很大，电压互感器会烧毁17．电弧焊工艺对焊接变压器有何要求？如何满足这些要求？电焊变压器的结构特点有哪些？答：电弧焊工艺对焊接变压器的要求：1）电焊变压器在空载时，应有一定的空载电压，但不能太高 2）应有陡降的外特性：在负载时，电压应随负载的增加而急剧下降 3）短路时，短路电流不应过大，4）输出电流能在一定的范围内可调节电焊变压器的结构特点：电焊变压器的结构特点是铁心的气隙比较大，一次、二次绕组分别装在不同的铁心柱上，用磁分路法、串联可变电抗器及改变二次绕组的接法等调节焊接电流。

第3章 思考题与习题答案1．直流电动机是如何转动起来的？答：直流电机是通过两个磁场的互作用产生旋转定子通过永磁体或受激励电磁铁产生一个固定磁场，转子由一系列电磁体构成，当电流通过其中一个绕组时会产生一个磁场对有刷直流电机而言，转子上的换向器和定子的电刷在电机旋转时为每个绕组供给电能通电转子绕组与定子磁体有相反极性，因而相互吸引，使转子转动至与定子磁场对准的位置当转子到达对准位置时，电刷通过换向器为下一组绕组供电，从而使转子维持旋转运动2．为什么一台直流电机既可作为电动机运行又可作为发电机运行？答：一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是外界条件不同而已如果用原动机拖动电枢恒速旋转，就可以从电刷端引出直流电动势而作为直流电源对负载供电；如果在电刷端外加直流电压，则电动机就可以带动轴上的机械负载旋转，从而把电能转变成机械能这种同一台电机能作电动机或作发电机运行的原理，称为电机的可逆原理3．电磁转矩与哪些因素有关？如何确定电磁转矩的实际方向?答：由电磁转矩公式Tem=BavlN=FIa=CTFIa可以看出，对于已制造好电机电磁转矩仅与电枢电流和气隙磁通成正比可用左手定则判断电枢导体的受力方向，从而确定电磁转矩的实际方向。

4．什么是电枢反应？它对电机有什么影响？答：空载时，直流电机内部的磁场是由定子励磁绕组所产生的主磁场负载后，除了主磁场之外，由电枢绕组中流过的电枢电流所产生的电枢磁势也要产生磁场，从而对主磁场造成一定影响通常把电枢磁势对主磁场的影响称为电枢反应电枢磁势对主磁场的影响结果造成：（1）气隙磁场发生畸变；（2）主磁场削弱，电枢反应呈去磁作用5．直流电机的电磁功率指的是什么功率？并说明直流电动机电能量转换的依据是什么答：直流电机的电磁功率指的是由电功率和机械功率相互转换的功率直流电动机电能量转换的依据是电磁感应6．一台直流发电机额定数据为：额定功率PN=10kW，额定电压UN=230V，额定转速nN=2 850r/min，额定效率hN=0.85求它的额定电流及额定负载时的输入功率解：额定电流:=43.48 A额定负载时的输入功率: A7．一台直流电动机额定数据为：额定功率PN=17kW，额定电压UN=220，额定转速nN=1 500r/min，额定效率hN=0.83求它的额定电流及额定负载时的输入功率解： =93.1 A=20.48KW8．一台串励直流电动机UN=220V，IN=40A，nN=1 000r/min，电枢总电阻Ra==0.50W，假定磁路不饱和，当Ia==20A时，电动机的转速和电磁转矩是多少？解：由于磁路不饱和， Ia=20A时，有 于是9．什么是固有机械特性？什么是人为机械特性？他励直流电动机的固有特性和各种人为特性各有何特点？答：固有机械特性是指在额定电压、额定励磁、电枢回路无外接电阻的情况下，电机转速与转矩之间的关系。

人为机械特性是指通过改变电枢两端电压、减弱励磁或电枢回路串外接电阻的情况下，电机转速与转矩之间的关系，相应就有调压的人为机械特性，弱磁的人为机械特性，电枢回路串电阻的人为机械特性固有特性特点：由于电枢电阻Ra很小，特性斜率b 很小，通常额定转速降DN只有额定转速的百分之几到百分之十几，所以他励直流电动机的固有机械特性是硬特性人为特性可分为三种情况：（1）电枢串电阻人为特性的特点是：理想空载转速n0不变；‚机械特性的斜率ß随Ra+RS的增大而增大，特性变软2）降低电枢电压U时的人为特性的特点是：斜率β不变，对应不同电压的人为特性相互平行；‚理想空载转速n0与。