電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)課后習(xí)題答案主編劉愛(ài)民大連理工大學(xué)

1、部分章節(jié)思考題及習(xí)題答案：2-1 至2-10略2-11電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)金屬切削機(jī)床切削金屬時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的損耗由電動(dòng)機(jī)負(fù)擔(dān)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)損耗轉(zhuǎn)矩與切削轉(zhuǎn)矩對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)講是同一方向的，恒速時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩應(yīng)等于它們二者之和。2-12起重機(jī)提升重物時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)損耗轉(zhuǎn)矩由電動(dòng)機(jī)負(fù)擔(dān)；起重機(jī)下放重物時(shí)，由于系統(tǒng)各軸轉(zhuǎn)向相反，性質(zhì)為摩擦轉(zhuǎn)矩的方向改變了，而電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩及重物形成的負(fù)載轉(zhuǎn)矩方向都沒(méi)變，因此 由重物承擔(dān)。提升或下放同一重物時(shí)，可以認(rèn)為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)損耗轉(zhuǎn)矩是相等的。由于提升重物與下放重物時(shí)分別由電動(dòng)機(jī)和負(fù)載承擔(dān)，因此二者不一樣高（，和分別為提升和下放時(shí)的效率）。2-13（1）D （2） D （3） A2-14

2、 ， ， 2-15(1)， (2) (3) (4)(5)，3-1在直流發(fā)電機(jī)中換向器起整流作用，在直流電動(dòng)機(jī)中換向器起逆變器作用。3-2在直流電機(jī)中勵(lì)磁繞組裝在定子的主磁極上，當(dāng)繞組通入勵(lì)磁電流并保持不變時(shí)，主磁通相對(duì)于主磁極是靜止不變的，因此在主磁極中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流（即渦流），就不會(huì)有渦流損耗，所以主磁極材料用薄鋼板。但是轉(zhuǎn)動(dòng)著的電樞磁路卻與主磁極之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在電樞鐵心中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流即產(chǎn)生渦流損耗，另外電樞中還會(huì)產(chǎn)生因磁通交變產(chǎn)生的磁滯損耗，因此利用硅鋼片疊成直流電機(jī)的電樞鐵心。3-3銘牌上的額定功率直流電機(jī)工作在滿負(fù)荷下的輸出功率。直流電動(dòng)機(jī)指的是軸上輸出的

3、機(jī)械功率，直流發(fā)電機(jī)指的是輸出的電功率。3-4主磁極N經(jīng)定、轉(zhuǎn)子間的空氣隙進(jìn)入電樞鐵心，再?gòu)碾姌需F心出來(lái)經(jīng)定、轉(zhuǎn)子間的空氣隙進(jìn)入相鄰的主磁極S，經(jīng)定子鐵心磁軛到達(dá)主磁極N構(gòu)成閉合回路。磁路未飽和時(shí)鐵的導(dǎo)磁率是空氣的幾百倍到上千倍，所以盡管空氣隙很小，但磁阻比磁路中的鐵心部分大得多，所以勵(lì)磁磁通勢(shì)主要消耗在空氣隙上。3-5 主磁極對(duì)數(shù) 1 對(duì)準(zhǔn)主磁極中心線換向器的表面3-6 (1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減少10%(2)假定磁路不飽和，則每極磁通量增大10%，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大10%。(3) 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大20%。3-7 (1)不交變；(2)不交變；(3)不交變；(4)交變電動(dòng)勢(shì)；(5)交變電流；(6)磁通不

4、交變；(7)磁通交變。3-8能改變換向3-9換向極應(yīng)放置在相鄰主磁極的幾何中心線上，極數(shù)與主磁極數(shù)相等，極性與電樞反應(yīng)磁場(chǎng)方向相反。換向極的勵(lì)磁繞組應(yīng)與電樞串聯(lián)，流過(guò)換向極繞組的電流就是電樞電流。3-10改變勵(lì)磁電流的大小和方向，會(huì)改變磁通的大小和磁場(chǎng)的方向，從而使電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的大小和方向隨之改變。3-11改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向即可改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向，因此，具體方法有兩個(gè)：一是改變電樞電流的方向，二是改變勵(lì)磁電流的方向以改變磁場(chǎng)的方向。3-12電樞繞組為單疊繞組時(shí)，運(yùn)行時(shí)去掉一個(gè)或兩個(gè)電刷，并聯(lián)支路數(shù)減少一半，電樞電流將減少一半。電樞繞組為單波繞組時(shí)，并聯(lián)支路數(shù)不受影響，電樞電流不變，但

5、每個(gè)電刷通過(guò)的電流將增大，致使換向困難。3-13由知：對(duì)于已制造好的直流電機(jī)，其電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流和氣隙磁通的乘積成正比?？捎米笫侄▌t判斷電樞導(dǎo)體的受力方向，從而確定電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)際方向。對(duì)于直流發(fā)電機(jī)而言，電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反；而對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)而言，電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動(dòng)性質(zhì)，與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相同。3-14相反 相同3-15相同 相反 3-16大 小3-17 3-18每極氣隙磁通量 電樞電流3-19電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的作用 交磁 氣隙磁場(chǎng)發(fā)生畸變 主磁場(chǎng)起附加去磁作用朝電樞旋轉(zhuǎn)相反3-20 ，。3-21(1)節(jié)距(2)第一節(jié)距 短距(3)合成節(jié)距和換向器節(jié)距為 (4)第二節(jié)距(5)并聯(lián)支路

6、數(shù)。繞組展開(kāi)圖略。3-22，3-23(1) 繞組節(jié)距計(jì)算，(2)繞組展開(kāi)圖略(3)并聯(lián)支路數(shù) 3-24，3-25 (1)，(2)增加一倍，則，3-26，。4-1 問(wèn)題(1) 是在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下進(jìn)行弱磁調(diào)速，根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩常數(shù)這一條可知，磁通減小，電流必然增大，所以只要將給定的磁通和變化后的電流代入轉(zhuǎn)速特性公式即可求出轉(zhuǎn)速。也可以先求出額定轉(zhuǎn)矩值，并將給定的磁通值代入弱磁人為機(jī)械特性表達(dá)式求出轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)能否長(zhǎng)期運(yùn)行，這決定于電動(dòng)機(jī)是否長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行，即電樞電流是否大于額定值，如果，則可以長(zhǎng)期運(yùn)行，否則就不能長(zhǎng)期運(yùn)行。問(wèn)題(2) 是在恒功率負(fù)載下進(jìn)行弱磁調(diào)速，保持額定功率不變，就意味著電樞電流為額定值

7、且不變，所以只要將給定的磁通代入轉(zhuǎn)速特性公式即可計(jì)算出轉(zhuǎn)速，也可以用弱磁的人為特性求出轉(zhuǎn)速。此時(shí)電樞電流保持不變，所以電動(dòng)機(jī)能夠長(zhǎng)期運(yùn)行。題中給定磁通，其中可用額定數(shù)據(jù)求得，也就是用額定數(shù)據(jù)求出或。該題的解法如下。(1) 根據(jù) 常數(shù)，可得電樞電流變?yōu)椋?轉(zhuǎn)速為：也可以利用機(jī)械特性求：這種情況下電動(dòng)機(jī)不能長(zhǎng)期運(yùn)行，因?yàn)?，?yán)重過(guò)載。(2) 因?yàn)楣β蕿轭~定值且保持不變，電壓也為額定值，所以電流為額定值，即。因此轉(zhuǎn)速為：這種情況下電動(dòng)機(jī)可以長(zhǎng)期運(yùn)行，因?yàn)?，且轉(zhuǎn)速?zèng)]有超過(guò)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。通過(guò)計(jì)算可以看出，弱磁調(diào)速適用于恒功率負(fù)載，不適合恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。4-2電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速是指電樞電流時(shí)的轉(zhuǎn)速，即。實(shí)

8、際上若，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，這時(shí)電動(dòng)機(jī)根本轉(zhuǎn)不起來(lái)，因?yàn)榧词闺妱?dòng)機(jī)軸上不帶任何負(fù)載，電動(dòng)機(jī)本身也存在一定的機(jī)械摩擦等阻力轉(zhuǎn)矩(空載轉(zhuǎn)矩)。要使電動(dòng)機(jī)本身轉(zhuǎn)起來(lái)，必須提供一定的電樞電流(稱為空載電流)，以產(chǎn)生一定的電磁轉(zhuǎn)矩來(lái)克服這些機(jī)械摩擦等阻力轉(zhuǎn)矩。由于電動(dòng)機(jī)本身的空載摩擦阻力轉(zhuǎn)矩很小，克服它所需要的電樞電流及電磁轉(zhuǎn)矩很小，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速略低于理想空載轉(zhuǎn)速，這就是實(shí)際空載轉(zhuǎn)速。實(shí)際空載轉(zhuǎn)速為：簡(jiǎn)單地說(shuō)，是理想空載，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為理想空載轉(zhuǎn)速；是實(shí)際空載，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為實(shí)際空載轉(zhuǎn)速，實(shí)際空載轉(zhuǎn)速略低于理想轉(zhuǎn)速。4-3電力拖動(dòng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件有兩個(gè)，一是電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性必須有交點(diǎn)；二

9、是在交點(diǎn)()處，滿足，或者說(shuō)，在交點(diǎn)以上(轉(zhuǎn)速增加時(shí))，而在交點(diǎn)以下(轉(zhuǎn)速減小時(shí))，。一般來(lái)說(shuō)，若電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是向下傾斜的，則系統(tǒng)便能穩(wěn)定運(yùn)行，這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩都隨轉(zhuǎn)速的升高而增大或者保持不變。4-4只有(b)不穩(wěn)定，其他都是穩(wěn)定的。4-5他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電樞電流?？梢?jiàn)，電樞電流與設(shè)計(jì)參數(shù)、有關(guān)，當(dāng)這些設(shè)計(jì)參數(shù)一定時(shí)，電樞電流的大小取決于電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載大小，輕載時(shí)高、小，重載時(shí)低、大，額定運(yùn)行時(shí)、。在恒定轉(zhuǎn)矩負(fù)載下，電樞回路串入電阻或改變電源電壓進(jìn)行調(diào)速，達(dá)到穩(wěn)定后，電樞電流仍為原來(lái)的數(shù)值，但磁通減小時(shí)，電樞電流將增大。4-6起動(dòng)瞬間轉(zhuǎn)速，電動(dòng)勢(shì)，最初起動(dòng)電流。若直接起動(dòng)

10、，由于很小，會(huì)達(dá)到十幾倍甚至幾十倍的額定電流，造成電動(dòng)機(jī)無(wú)法換向，同時(shí)也會(huì)過(guò)熱，因此不能直接起動(dòng)。4-7將處于電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電樞兩端從電源斷開(kāi)后投向制動(dòng)電阻兩端，便進(jìn)入能耗制動(dòng)狀態(tài)。制動(dòng)瞬間，和的大小及方向均不變，和的大小不變，但方向改變，之后隨著制動(dòng)過(guò)程的進(jìn)行，這四個(gè)量均由制動(dòng)瞬間的值逐漸減小至零，制動(dòng)過(guò)程結(jié)束。4-8進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，如果不在電樞回路串入制動(dòng)電阻，則制動(dòng)瞬間電樞電流將很大。例如，能耗制動(dòng)瞬間電樞電流為，電壓反接制動(dòng)瞬間，由于很小，所以很大。制動(dòng)時(shí)在電樞回路串入適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)電阻，是為了限制過(guò)大的制動(dòng)電流。由和兩個(gè)公式可知，電壓反接制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)電流約為能耗制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)電

11、流的2倍，故電壓反接制動(dòng)時(shí)應(yīng)串入較大的制動(dòng)電阻。4-9這兩種制動(dòng)方式的實(shí)現(xiàn)都是以位能性負(fù)載為前提條件，當(dāng)電樞回路串入較大的電阻，使電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性的交點(diǎn)(工作點(diǎn))處于第四象限時(shí)，電動(dòng)機(jī)便處于倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速方向與電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)相反。而回饋制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速方向不變，但轉(zhuǎn)速值超過(guò)了理想空載轉(zhuǎn)速，這是位能負(fù)載作用的結(jié)果。4-10 (1) 采用能耗制動(dòng)或倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)；(2) 采用反向回饋制動(dòng)。4-11電動(dòng)狀態(tài)：電動(dòng)機(jī)把從電網(wǎng)輸入的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能從軸上輸出。能耗制動(dòng)狀態(tài)：電動(dòng)機(jī)將軸上的機(jī)械慣性儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換成電能消耗在電樞回路電阻上?；仞佒苿?dòng)狀態(tài)：電動(dòng)機(jī)將軸上輸

12、入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能回饋到電網(wǎng)。反接制動(dòng)狀態(tài)：電網(wǎng)輸入的電能與由軸上輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成的電能一起都消耗在電樞回路電阻上。4-12靜差率是指電動(dòng)機(jī)由理想空載到額定負(fù)載的轉(zhuǎn)速降落與理想空載轉(zhuǎn)速之比，即：它反映了負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)速的變化程度，即轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。靜差率的大小與機(jī)械特性的斜率(或硬度)及理想空載轉(zhuǎn)速的大小有關(guān)。特性斜率小(硬度大)、理想空載轉(zhuǎn)速高，則靜差率就小，反之就大。電樞串電阻調(diào)速時(shí)，不變，轉(zhuǎn)速越低，需要串聯(lián)的電阻越大，機(jī)械特性的斜率越大，轉(zhuǎn)速降落也越大，所以靜差率越大；降壓調(diào)速時(shí)，雖然機(jī)械特性的斜率(或硬度)不變，但減小了，所以低速時(shí)的靜差率大。4-13恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式是指在調(diào)速過(guò)程中電動(dòng)

13、機(jī)的電樞電流保持在額定值的前提下，其輸出轉(zhuǎn)矩是恒定的。恒功率調(diào)速方式是指在調(diào)速過(guò)程中電動(dòng)機(jī)的電樞電流保持在額定值的前提下，其輸出功率是恒定的。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的降壓調(diào)速和電樞串電阻調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，而弱磁調(diào)速屬于恒功率調(diào)速方式。4-14調(diào)速方式與負(fù)載類型相匹配時(shí)，可以按照負(fù)載實(shí)際大小選擇一臺(tái)合適額定功率的電動(dòng)機(jī)，在整個(gè)調(diào)速過(guò)程中電樞電流的大小始終等于或接近額定電流，保證電動(dòng)機(jī)能得到充分利用。例如，拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載時(shí)采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式(降壓調(diào)速或電樞串電阻調(diào)速)、拖動(dòng)恒功率性質(zhì)的負(fù)載時(shí)采用恒功率調(diào)速方式(弱磁調(diào)速)，在整個(gè)調(diào)速過(guò)程中就能保證電樞電流始終等于額定值，即能保證電動(dòng)機(jī)得到充分利

14、用，所以恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載配恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式、恒功率負(fù)載配恒功率調(diào)速方式是理想的配合。如果恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載配恒功率調(diào)速方式或恒功率負(fù)載配恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，這兩種情況都不是合理的配合，因?yàn)樵谡{(diào)速過(guò)程中不是出現(xiàn)過(guò)載運(yùn)行就是出現(xiàn)輕載運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)不可能在任何轉(zhuǎn)速下都得到充分利用。4-15解：(1) 直接起動(dòng)電流和起動(dòng)電流倍數(shù)分別為：(2) 4-16 (1) 當(dāng)轉(zhuǎn)速時(shí)，電動(dòng)勢(shì)為：此時(shí)進(jìn)行能耗制動(dòng)，應(yīng)串入制動(dòng)電阻為：(2) 當(dāng)忽略空載轉(zhuǎn)矩時(shí)，將已知數(shù)據(jù)代入能耗制動(dòng)機(jī)械特性：即 解得 當(dāng)考慮空載轉(zhuǎn)矩時(shí)， 額定電磁功率：空載轉(zhuǎn)矩： 制動(dòng)時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩： 由能耗制動(dòng)機(jī)械特性： 解得 4-17先畫出機(jī)械特性草圖，如圖4.46所示。圖中

15、點(diǎn)為電動(dòng)機(jī)額定工作點(diǎn)，點(diǎn)為反接制動(dòng)起點(diǎn)，根據(jù)題意，點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩為。電壓反接制動(dòng)特性為通過(guò)點(diǎn)和點(diǎn)的直線。(1) 限制最大電流為時(shí)，電樞回路應(yīng)串入的電阻為； 其中將已知數(shù)據(jù)代入式中，得：(1) 當(dāng)制動(dòng)到點(diǎn)，電源不切斷，電動(dòng)機(jī)能否反轉(zhuǎn)，這取決于點(diǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩是否大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩?？紤]到負(fù)載是反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，當(dāng)不計(jì)空載轉(zhuǎn)矩時(shí)，負(fù)載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為：計(jì)空載轉(zhuǎn)矩時(shí)，負(fù)載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為：其中 故 點(diǎn)處，電樞電流大小為：點(diǎn)處的電磁轉(zhuǎn)矩大小為：可見(jiàn)在點(diǎn)處時(shí)，存在，故電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)加速運(yùn)行，直到點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等，這時(shí)電機(jī)處于反向電動(dòng)狀態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行。其穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為：4-18(1) 根據(jù) 代入已知數(shù)據(jù)：可以解出制動(dòng)瞬間電磁轉(zhuǎn)矩

16、為：(2) 由得時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩： (3) 因?yàn)?，所以不能反轉(zhuǎn)。4-19 (1) 根據(jù)： 代入數(shù)據(jù)得：解得：(2) 根據(jù)： 代入數(shù)據(jù)得： 解得： 5-1略5-2略5-3略5-4 解：圖（a）的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)為Y,y8 圖（b）的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)為Y,d5 圖（c）的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)為Y,d3 圖（d）的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)為Y,d35-5 解：設(shè)每臺(tái)變壓器各負(fù)擔(dān)，則有 解得5-6 解：（1）根據(jù)公式 得 ，即 所以 因此小于，即第2臺(tái)變壓器負(fù)擔(dān)的容量的絕對(duì)數(shù)量大。（2）不斷增大總的負(fù)載，第一臺(tái)變壓器先達(dá)滿載，因?yàn)樗穆┳杩沟臉?biāo)幺值小。5-7 解：考慮鐵心飽和效應(yīng)，為產(chǎn)生正弦波磁通，變壓器的空載電流波形不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，而是

17、尖頂波，其中包含有三次諧波成分。對(duì)于三相變壓器來(lái)說(shuō)，各相繞組的三次諧波成分是同相位、同大小的，接成三角形接法，便于三次諧波電流的流通。5-8 解：三相變壓器組的特點(diǎn)是各相磁路彼此獨(dú)立。 由于鐵心飽和的原因，若要產(chǎn)生正弦波磁通，勵(lì)磁電流波形應(yīng)該是尖頂波，把這個(gè)尖頂波電流加以分解，其中包含基波和奇次諧波成分，除基波外，三次諧波成分最大。 三相變壓器組如果采用Y,y聯(lián)結(jié)，由于三次諧波電流無(wú)法流通，造成鐵心中磁通波型發(fā)生畸變，相電動(dòng)勢(shì)發(fā)生畸變，會(huì)產(chǎn)生較高的電壓，給線圈絕緣帶來(lái)危害。6-1轉(zhuǎn)子繞組斷開(kāi)時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組中雖會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，卻不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故不能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。6-2 3600r/ min和

18、1000r/min。6-3 6-4籠型和繞線型異步電動(dòng)機(jī)只是轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)不同，前者轉(zhuǎn)子為籠型繞組，后者轉(zhuǎn)子為三繞組，且每相繞組的首端與轉(zhuǎn)軸上三個(gè)環(huán)相連接。從外觀結(jié)構(gòu)上看，具有三個(gè)滑環(huán)的必為繞線型，否則即為籠型。6-5 220V和660V。6-6 ，。6-7整距集中繞組的電動(dòng)勢(shì)大。6-8該繞組是短距分布繞組。6-9轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低時(shí)，轉(zhuǎn)差率增加，轉(zhuǎn)子電流增加，定子電流相應(yīng)增加。6-10轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速隨之變化，而相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速即在空間的轉(zhuǎn)速不變。6-11有氣隙存在時(shí)，會(huì)使磁路的磁阻增加，故勵(lì)磁電流(空載電流)比較大。6-12相同。6-13 是用來(lái)代表機(jī)械功率的電阻，不能用電

19、容或電感來(lái)代替。因?yàn)殡娮枋呛哪茉?，可以用它所消耗的功率代表機(jī)械功率，而電容和電感是儲(chǔ)能元件，它不消耗功率，不能用它來(lái)代表機(jī)械功率。6-14三相的功率和損耗。6-15因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的，而在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，所以增加時(shí)，也會(huì)隨之增加。6-16 和與的作用方向相反，與的作用方向相同。6-17因?yàn)槿喈惒诫妱?dòng)機(jī)斷了一根電源線，則處于單相電源供電狀態(tài)，定子繞組中的電流為單相電流而不是兩相電流。6-18 (1)，(2)，(3)，(4)。6-19 (1)A，（2）C6-20能轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颉?-21略。6-22起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率為1，轉(zhuǎn)子電抗達(dá)最大，因此，異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低。6-23 提示：主要從氣隙的角度

20、（即主磁路磁阻的大?。﹣?lái)分析。6-24轉(zhuǎn)子被卡住，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率為1，此時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以同步速切割轉(zhuǎn)子繞組，定子、轉(zhuǎn)子電流增加，電動(dòng)機(jī)會(huì)有燒毀的可能。6-25電源電壓降低時(shí)，下降，轉(zhuǎn)速下降，定、轉(zhuǎn)子電流和上升。6-26空載電流增加，因?yàn)殡姍C(jī)磁路磁阻增加，建立磁場(chǎng)所需的磁動(dòng)勢(shì)增加；漏磁通加大，漏抗增加。6-27 根據(jù)，可知，當(dāng)時(shí)，電磁功率的97%轉(zhuǎn)化為總機(jī)械功率，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率為0.03。6-28 反映主磁通對(duì)等效電路的影響，同時(shí)也反映鐵損耗的大小。為變量。在額定電壓下電動(dòng)機(jī)由空載到滿載，變化情況如下：（1）當(dāng)不計(jì)定子漏阻抗壓降時(shí)，不變化；（2）當(dāng)計(jì)及漏阻抗壓降時(shí)，將增大。6-29，6-30 ，

21、由于，故為短距繞組。，由于，故為分布繞組。6-31 由型號(hào)知道該電機(jī)的，故。6-32(1) 應(yīng)采用聯(lián)結(jié)。，(2) 應(yīng)采用Y聯(lián)結(jié)。，(3) ， 6-33(1)電動(dòng)勢(shì)，(2)磁動(dòng)勢(shì)，6-34 ，6-35 ，。6-36 ，。7-1過(guò)載狀態(tài)。7-2因?yàn)檫^(guò)載越多，電動(dòng)機(jī)的溫度升高得越快，因此允許的過(guò)載時(shí)間就越短。7-3不是。當(dāng)時(shí)，增加，增加；當(dāng)時(shí)，增加， 反而減小。7-4相同。7-5兩者兼有之。7-6不正確。7-7前者是降低了定子相電壓，沒(méi)有降低線電壓；后者是降低了定子線電壓，使得相電壓也隨之降低。7-8不能。7-9繞線型起動(dòng)性能好。7-10起動(dòng)時(shí)，雖然很大，但也很大，很低，因而由電磁轉(zhuǎn)矩的物理公式可知

22、，并不是很大。7-11起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都會(huì)減小。7-12靜差率是說(shuō)明負(fù)載變化所引起的轉(zhuǎn)速變化的程度的，轉(zhuǎn)差率是說(shuō)明轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的大小的。但兩者的定義公式相同，因而，靜差率相當(dāng)于在保持不變時(shí)，該電動(dòng)機(jī)在滿載時(shí)的轉(zhuǎn)差率。7-13不可以。因?yàn)闀r(shí)，仍保持，則會(huì)增加，引起磁路飽和，鐵損耗增加，功率因數(shù)下降；時(shí)，若保持，則，這也是不允許的。7-14只有保持，才能真正保持不變，所以是保持好。7-15籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法中變頻調(diào)速的性能最好，繞線型異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法中串級(jí)調(diào)速的性能最好。7-16不會(huì)。7-17采用能耗制動(dòng)，電機(jī)不會(huì)自行起動(dòng);采用反接制動(dòng)，電機(jī)會(huì)自行起動(dòng)。7-18提升重物時(shí)，增大

23、，下降；下放重物時(shí)，增加，增加(指絕對(duì)值)。7-19反接制動(dòng)時(shí)，；回饋制動(dòng)時(shí)，。7-20下放轉(zhuǎn)速增加。7-21 解 （1） （2）7-22解 （1），故不能帶此負(fù)載長(zhǎng)期運(yùn)行。 （2），故可以能帶此負(fù)載短時(shí)運(yùn)行。 （3） 雖然，但由于，故不可帶此負(fù)載直接起動(dòng)。7-23 解 （1） （2） （3）7-24解 (1)所以不能采用直接起動(dòng)。 (2) 7-25解 (1) (2) 7-26解 （1） 雖然，但由于，故不可以采用直接起動(dòng)。 （2）由于，故不可以采用星形一三角形起動(dòng)。 （3） 由于，故可以選用的白耦變壓器起動(dòng)。7-27 解 7-28 解 （1） （2）7-29 解 10-28 答：永磁無(wú)刷直流

24、電動(dòng)機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)本體、位置檢測(cè)器、逆變器和控制器組成。它采用位置檢測(cè)器和功率電子開(kāi)關(guān)來(lái)代替電刷和換向器，既保留了直流電動(dòng)機(jī)良好的運(yùn)行性能，又具有交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。10-29答：兩相導(dǎo)通星形三相六狀態(tài)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，電機(jī)本體的電樞繞組為三相星形連接，位置傳感器與電機(jī)本體同軸，控制電路對(duì)位置信號(hào)進(jìn)行邏輯交換后產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路隔離放大后控制逆變器的功率開(kāi)關(guān)管使電機(jī)的各相繞組按一定的順序工作。轉(zhuǎn)子在空間每轉(zhuǎn)過(guò)60°電角度(1/6周期)，轉(zhuǎn)子位置傳感器的輸出信號(hào)就改變一次，經(jīng)控制電路邏輯變換后驅(qū)動(dòng)逆變器，逆變器開(kāi)關(guān)管就發(fā)生一次切換，切換開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通

25、邏輯為VT1、VT2gVT2、VT3gVT3、VT4g VT4、VT5gVT5、VT6 gVT6、VT1 。在此期間,轉(zhuǎn)子始終受到順時(shí)針?lè)较虻碾姶呸D(zhuǎn)矩作用沿順時(shí)針?lè)较蜻B續(xù)旋轉(zhuǎn)。可見(jiàn)，電機(jī)有六種磁狀態(tài)，每一狀態(tài)有兩相導(dǎo)通，每相繞組的導(dǎo)通時(shí)間對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)120°電角度。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的這種工作方式稱為兩相導(dǎo)通星形三相六狀態(tài)。10-30 答：通過(guò)改變相繞組的觸發(fā)順序可以改變開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩方向。改變電動(dòng)機(jī)繞組電流的極性不能改變轉(zhuǎn)矩方向。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行遵循“磁阻最小原理”，即磁通總是要沿磁阻最小的路徑閉合，因磁場(chǎng)扭曲而產(chǎn)生磁阻性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩。開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由于轉(zhuǎn)子

26、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)氣隙磁導(dǎo)（電感）變化產(chǎn)生的，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與電流的方向無(wú)關(guān)，僅取決于電感隨位置角的變化情況。10-31 答：SR電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理遵循“磁阻最小原理”，即磁通總是要沿磁阻最小的路徑閉合，因磁場(chǎng)扭曲而產(chǎn)生磁阻性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩。SR電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)氣隙磁導(dǎo)(電感)變化產(chǎn)生的，電磁轉(zhuǎn)矩的大小與電流的平方成正比，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與電流的方向無(wú)關(guān)，僅取決于電感隨位置角的變化情況，所以開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩方向與產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流方向無(wú)關(guān)?；颍夯诶硐刖€性模型的SR電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩，由此可知SR電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)氣隙磁導(dǎo)(電感)變化產(chǎn)生的，電磁轉(zhuǎn)矩的方向僅取決于電感隨位置角的變化情況

27、，與產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流方向無(wú)關(guān)。將相繞組主開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通區(qū)設(shè)在相繞組電感的下降端即可產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩?；颍涸陔姼星€的下降階段給繞組通電，將產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩。10-32 答：SR電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)、低速和中速運(yùn)行時(shí)，電壓不變，旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì)引起的壓降小，電感上升期的時(shí)間長(zhǎng)，而的值相當(dāng)大，為避免電流峰值超過(guò)功率開(kāi)關(guān)器件和電機(jī)的允許值而損壞功率開(kāi)關(guān)元件和電動(dòng)機(jī)，在低速時(shí)采取電流斬波控制方式來(lái)限制電流。在電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，為了使轉(zhuǎn)矩不隨轉(zhuǎn)速的平方下降，在外施電壓一定的情況下，只有改變開(kāi)通角qon和關(guān)斷角qoff的值來(lái)獲得所需的較大電流，即采用角度位置控制。10-33 解：轉(zhuǎn)子槽寬為理想線性模型下繞組電感的分段線性解析式為：

28、電磁轉(zhuǎn)矩的分段線性解析式為： 10-34答：（1）反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低，步距角可以做得相當(dāng)小，但勵(lì)磁電流大（最高20A），斷電時(shí)沒(méi)有定位轉(zhuǎn)矩，電機(jī)內(nèi)阻尼較小，單步運(yùn)行振蕩時(shí)間較長(zhǎng)，動(dòng)態(tài)性能相對(duì)較差。永磁步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角較大，相數(shù)大多為二相或四相，起動(dòng)頻率較低，控制功率小，斷電時(shí)具有一定的保持轉(zhuǎn)矩。感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不僅具有反應(yīng)式式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距小，運(yùn)行頻率高的特點(diǎn)，還具有永磁步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制功率小的優(yōu)點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)和工藝比較復(fù)雜。（2）步進(jìn)電機(jī)與同步電動(dòng)機(jī)的相同點(diǎn)是其轉(zhuǎn)速都與定子繞組電流的頻率成正比，轉(zhuǎn)向由定子繞組的相序決定。差異在于步進(jìn)電機(jī)是通過(guò)輸入脈沖信號(hào)來(lái)進(jìn)行控制的。10-3

29、5答：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行頻率比起動(dòng)頻率要高得多。這是因?yàn)椴竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子要從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始加速，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩除了克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL之外，還要克服軸上的慣性轉(zhuǎn)矩JdW/dt。如果起動(dòng)時(shí)脈沖頻率過(guò)高，則轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)速度就跟不上定子磁場(chǎng)的變化，轉(zhuǎn)子就要落后穩(wěn)定平衡位置一個(gè)角度。當(dāng)落后的角度使轉(zhuǎn)子的位置在動(dòng)穩(wěn)定區(qū)之外時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就要失步或振蕩，電動(dòng)機(jī)就不能起動(dòng)。為此，對(duì)起動(dòng)頻率要有一定的限制。但電機(jī)一旦起動(dòng)后，由于這時(shí)轉(zhuǎn)子的角加速度dW/dt較小，慣性轉(zhuǎn)矩不大，因此電機(jī)仍能升速。所以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行頻率比起動(dòng)頻率要高得多。10-36 解：（1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定子控制繞組每改變一次通電狀態(tài)，稱為一拍。每一拍電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度稱為步距角。五相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角為1.5°/0.75°，即單五拍或雙五拍運(yùn)行時(shí)，步距角為1.5°，單雙十拍運(yùn)行時(shí)，步距角為0.75°。（2）由，得（3）五相十拍運(yùn)行方式時(shí)的通電順序：AgABgBgBCgCgC