電機及拖動基礎習題及解答

1、第1章思考題與習題1. 直流電機由哪些主要部件構(gòu)成?答：（一）定子（二）轉(zhuǎn)子2. 答：3. 答：電樞反應結(jié)果：一可能使氣隙磁場畸變，一極尖磁場增強另一極尖磁場削弱。 二是去磁作用。4. 解： 額定輸出轉(zhuǎn)矩 額定負載時電磁轉(zhuǎn)矩：勵磁電流 電樞電流 額定負載時效率 答案:定子 轉(zhuǎn)子答案:機械 電 ;電 機械(1)主 (2)電樞 (3)電樞磁場 (4)主磁場(1)使氣隙磁場畸變 (2)去磁作用二、判斷題答案:對答案:錯二、選擇題C答：第2章思考題與習題1. 什么是電力拖動系統(tǒng)？以電動機帶動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)的拖動方式稱為電力拖動，凡是由電動機作原動機，拖動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)，能完成生產(chǎn)任務的系統(tǒng)，都稱為電力拖動

2、系統(tǒng)。2. （1） （2）確定轉(zhuǎn)矩正、負號的規(guī)則如下：1）電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的正方向相同時為正，相反時為負；2）負載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n的正方向相反時為正，相同時為負；3）慣性轉(zhuǎn)矩的大小及正、負號由T和TL的代數(shù)和決定。（3）當=時，轉(zhuǎn)速變化率dn/dt=0，則電力拖動系統(tǒng)處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，電動機靜止或作勻轉(zhuǎn)速運動。 當時，則轉(zhuǎn)速變化率dn/dt0，電力拖動系統(tǒng)加速運行。當時，則轉(zhuǎn)速變化率dn/d0，電力拖動系統(tǒng)減速運行。3. 反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載特性、位能性恒轉(zhuǎn)矩負載特性 恒功率負載特性； 泵類負載特性4. 設有一電力拖動系統(tǒng)，原來處于某一轉(zhuǎn)速下運行，由于受到外界某種擾動，如負載的突然變化或電網(wǎng)電壓

3、的波動等，導致系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化而離開了原來的平衡狀態(tài)，如果系統(tǒng)能在新的條件下達到新的平衡狀態(tài)，或者當外界擾動消失后能自動恢復到原來的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)運行，則稱該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。（1）必要條件：電動機的機械特性與負載的轉(zhuǎn)矩特性必須有交點，即存在T=TL；（2）充分條件：在交點T=TL處，滿足<?；蛘哒f，在交點的轉(zhuǎn)速以上存在T<TL，而在交點的轉(zhuǎn)速以下存在T>TL。5. 1直接啟動不采取任何限制啟動電流措施，方法簡單，只限于功率很小的家用電器中的直流電動機。2.降壓啟動降壓啟動需要可調(diào)的直流電源，自動控制程度較高。設備投資較大，但它啟動電流小，升速平穩(wěn)，且啟動過程中能量損耗小，在對啟動

4、性能要求較高的場合得到廣泛應用。3.電樞回路串電阻啟動電樞回路串電阻啟動，能量損耗較大，經(jīng)濟性較差，常用于容量不大，對啟動性能要求不高的場合。6. 1能耗制動常用于反抗性負載電器制動停車。2回饋制動回饋制動在時出現(xiàn)。3反接制動電源反接制動適用于要求強烈而迅速反轉(zhuǎn)的場合；倒拉反接制動適用于位能性負載低速下放重物的場合。7. 1能耗制動能耗制動的特點是：控制線路比較簡單，制動過程中不需要從電網(wǎng)吸收電功率，比較經(jīng)濟安全，但在轉(zhuǎn)速降到較低時，制動轉(zhuǎn)矩變得很小，制動作用大為減弱。 2回饋制動回饋制動在時出現(xiàn)，在調(diào)速過程中不需改變接線，電動機從電動狀態(tài)自然轉(zhuǎn)入回饋制動狀態(tài)運行，線路簡單，實現(xiàn)容易。另外，回

5、饋制動將系統(tǒng)存儲的機械能轉(zhuǎn)變成電能回饋給電網(wǎng)，節(jié)省能源，經(jīng)濟性好。3反接制動反接制動的特點是：制動過程中，制動轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速降低的變化較小，制動較強烈。在電動機靜止不動時，也存在制動轉(zhuǎn)矩；制動過程中，要從電網(wǎng)吸收大量電能，電樞反接制動到轉(zhuǎn)速為零時，不及時切斷電源，電動機就會反向啟動。8. 1電樞串電阻調(diào)速的特點有：串入電阻后轉(zhuǎn)速只能降低，由于機械特性變軟，靜差率變大，特別是低速運行時，負載稍有變動，電動機轉(zhuǎn)速波動就很大。調(diào)速的平滑性不高。由于電樞電流大，調(diào)速電阻消耗的能量較多，不經(jīng)濟。調(diào)速方法簡單，設備投資少。這種調(diào)速方法適用于小容量電動機的調(diào)速。2降壓調(diào)速的特點有：機械特性硬度不變，靜差率小，但

6、有所增大，調(diào)速性能穩(wěn)定，故調(diào)速范圍廣。電源電壓能平滑調(diào)節(jié)，故調(diào)速平滑性好，可實現(xiàn)無級調(diào)速。降壓調(diào)速是通過減小輸入功率來降低轉(zhuǎn)速的，低速時，損耗減小，調(diào)速經(jīng)濟性好。調(diào)壓電源設備復雜，造價高，初始投資大。降壓調(diào)速的性能好，主要被廣泛用于自動控制系統(tǒng)中。3弱磁調(diào)速的特點有：弱磁調(diào)速機械特性較軟，受電動機換向條件和機械強度的限制，轉(zhuǎn)速調(diào)高的幅度不大。調(diào)速平滑，可以實現(xiàn)無級調(diào)速。在功率較小的勵磁回路中調(diào)節(jié)，能量損耗小?？刂品奖?，控制設備投資少。9. 因為只有弱磁調(diào)速才可以調(diào)高轉(zhuǎn)速一、填空題(1)硬(2)軟（1）恒轉(zhuǎn)矩 （2）恒功率（3）泵類（1）直接啟動（2）降壓啟動（3）電樞回路串電阻啟動理想空載轉(zhuǎn)速

7、n0二、選擇題CBB錯錯（1）必要條件：電動機的機械特性與負載的轉(zhuǎn)矩特性必須有交點，即存在Tem=TL；（2）充分條件：在交點Tem=TL處，滿足<?；蛘哒f，在交點的轉(zhuǎn)速以上存在Tem<TL，而在交點的轉(zhuǎn)速以下存在Tem>TL。（1）（r/min）計算額定電磁轉(zhuǎn)矩（r/min）（2）=（r/min）（3）=（r/min）（4）=1281（r/min）三、一臺直流他勵電動機，其額定數(shù)據(jù)為：PN100kW，IN511A，UN220，nN1500r/min，電樞電路總電阻Ra=0.04W，電動機拖動額定恒轉(zhuǎn)矩負載運行。求：(1)現(xiàn)用電樞串電阻的方法將轉(zhuǎn)速調(diào)至600r/min,應在電

8、樞電路內(nèi)串多大電阻?(2)現(xiàn)在用調(diào)節(jié)電樞電壓的方法調(diào)速, 將電樞電壓降低至額定電壓的50%，即U=110V求電動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速是多少?(3)用弱磁的方法調(diào)速, 磁通減小10%時，穩(wěn)定后的轉(zhuǎn)速。第3章1. 試繪出變壓器T形等效電路。答：“T”形等效電路r1 x1r2 x2 rmxmr1 ，x1一次側(cè)繞組電阻，漏抗r2, x2 二次側(cè)繞組電阻，漏抗折算到一次側(cè)的值rm , x m勵磁電阻，勵磁電抗一、填空題（1）不變（2）增加（1）勵磁 （2）勵磁DC錯誤正確第5章1、 異步電動機的轉(zhuǎn)子要依靠切割定子磁場的磁力線來產(chǎn)生轉(zhuǎn)子的勵磁電流，如果轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子與定子磁場就沒有了相對運動，也切割不到

9、磁力線，轉(zhuǎn)子無法勵磁，將失去轉(zhuǎn)動力矩。所以，異步電機的轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速必須保持一個轉(zhuǎn)差率，一般為5%左右。2、當三相定子繞組通入三相對稱電流后，便在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；旋轉(zhuǎn)磁場切割靜止的轉(zhuǎn)子繞組導體，在其中產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，轉(zhuǎn)子載流導體在磁場中受到電磁力的作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)起來。這就是三相異步電動機的工作原理。3、（1）定子三相異步電動機的定子由定子鐵芯、定子繞組、機座和端蓋組成，其主要作用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。定子鐵芯是三相異步電動機磁路的一部分，用以嵌放定子繞組。定子繞組是三相異步電動機的電路部分，其作用是通入三相對稱交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)

10、磁場。機座和端蓋是電動機的支撐部分。機座用于支撐定子鐵芯和固定端蓋，端蓋用于支撐電動機的轉(zhuǎn)子。（2）轉(zhuǎn)子 三相異步電動機的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸等組成，是電動機的轉(zhuǎn)動部分。其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。 轉(zhuǎn)子鐵芯也是三相異步電動機磁路的一部分，用以澆鑄導條或嵌放轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子繞組也是三相異步電動機的電路部分，轉(zhuǎn)子繞組的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)軸對轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)起支撐作用。4、（1）電動狀態(tài)：0<S<1（2）發(fā)電狀態(tài)：S<0（3）電磁制動狀態(tài)：S>15、 改變定子旋轉(zhuǎn)磁場的方向，即改變?nèi)嚯娫措娏鞯南嘈颉?、=118.85（A）8、=10.68（A）（1）籠型 （2） 繞線

11、式（1）電動（2）發(fā)電（3）制動（1）3.3%（2）4BCCB錯正確錯正確錯錯（1）電動狀態(tài)：0<n<n1 0<S<1（2）發(fā)電狀態(tài)：n > n1 S<0（3）電磁制動狀態(tài)：n<0 S>1=56.2（A）直接啟動IstTst降壓啟動定子串電抗器啟動Ist /kTst /k2Y-換接啟動Ist /3Tst /3自耦補償器啟動Ist /k2Tst /k2nN=1470=194.9 Nm=0.88線電流=2.75A相電流1.586A=7.5 Nm(1)籠型 (2)繞線式(1)定子(2)轉(zhuǎn)子(1)Y(2)(1)星角降壓啟動(2)自耦變壓器降壓啟動(3)定子回路串電阻(電抗)降壓啟動(1)電阻(2)頻敏變阻器轉(zhuǎn)子串接電阻最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的比值同步轉(zhuǎn)速n1 (1)改變磁極對數(shù)(2)改變頻率(3)改變轉(zhuǎn)差率正比正確正確正確正確錯錯正確正確正確錯A.29.2Nm B. 19.5 Nm C.26.5 Nm