电机及拖动基础习题及解答.doc

第1章思考题与习题1. 直流电机由哪些主要部件构成?答：（一）定子 （二）转子2. 答：3. 答：电枢反应结果：一可能使气隙磁场畸变，一极尖磁场增强另一极尖磁场削弱。 二是去磁作用。4. 解： 额定输出转矩 额定负载时电磁转矩：励磁电流 电枢电流 额定负载时效率 答案:定子 转子答案:机械 电 ;电 机械(1)主 (2)电枢 (3)电枢磁场 (4)主磁场(1)使气隙磁场畸变 (2)去磁作用二、判断题答案:对答案:错二、选择题C答：第2章思考题与习题1. 什么是电力拖动系统？以电动机带动生产机械运转的拖动方式称为电力拖动，凡是由电动机作原动机，拖动生产机械运转，能完成生产任务的系统，都称为电力拖动系统。2. （1） （2）确定转矩正、负号的规则如下：1）电磁转矩T与转速n的正方向相同时为正，相反时为负；2）负载转矩TL与转速n的正方向相反时为正，相同时为负；3）惯性转矩的大小及正、负号由T和TL的代数和决定。（3）当=时，转速变化率dn/dt=0，则电力拖动系统处于稳定运行状态，电动机静止或作匀转速运动。 当时，则转速变化率dn/dt0，电力拖动系统加速运行。当时，则转速变化率dn/d0，电力拖动系统减速运行。3. 反抗性恒转矩负载特性、位能性恒转矩负载特性 恒功率负载特性； 泵类负载特性4. 设有一电力拖动系统，原来处于某一转速下运行，由于受到外界某种扰动，如负载的突然变化或电网电压的波动等，导致系统的转速发生变化而离开了原来的平衡状态，如果系统能在新的条件下达到新的平衡状态，或者当外界扰动消失后能自动恢复到原来的转速下继续运行，则称该系统是稳定的。（1）必要条件：电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点，即存在T=TL；（2）充分条件：在交点T=TL处，满足。或者说，在交点的转速以上存在TTL。5. 1直接启动不采取任何限制启动电流措施，方法简单，只限于功率很小的家用电器中的直流电动机。2.降压启动降压启动需要可调的直流电源，自动控制程度较高。设备投资较大，但它启动电流小，升速平稳，且启动过程中能量损耗小，在对启动性能要求较高的场合得到广泛应用。3.电枢回路串电阻启动电枢回路串电阻启动，能量损耗较大，经济性较差，常用于容量不大，对启动性能要求不高的场合。6. 1能耗制动常用于反抗性负载电器制动停车。2回馈制动回馈制动在时出现。3反接制动电源反接制动适用于要求强烈而迅速反转的场合；倒拉反接制动适用于位能性负载低速下放重物的场合。7. 1能耗制动能耗制动的特点是：控制线路比较简单，制动过程中不需要从电网吸收电功率，比较经济安全，但在转速降到较低时，制动转矩变得很小，制动作用大为减弱。 2回馈制动回馈制动在时出现，在调速过程中不需改变接线，电动机从电动状态自然转入回馈制动状态运行，线路简单，实现容易。另外，回馈制动将系统存储的机械能转变成电能回馈给电网，节省能源，经济性好。3反接制动反接制动的特点是：制动过程中，制动转矩随转速降低的变化较小，制动较强烈。在电动机静止不动时，也存在制动转矩；制动过程中，要从电网吸收大量电能，电枢反接制动到转速为零时，不及时切断电源，电动机就会反向启动。8. 1电枢串电阻调速的特点有：串入电阻后转速只能降低，由于机械特性变软，静差率变大，特别是低速运行时，负载稍有变动，电动机转速波动就很大。调速的平滑性不高。由于电枢电流大，调速电阻消耗的能量较多，不经济。调速方法简单，设备投资少。这种调速方法适用于小容量电动机的调速。2降压调速的特点有：机械特性硬度不变，静差率小，但有所增大，调速性能稳定，故调速范围广。电源电压能平滑调节，故调速平滑性好，可实现无级调速。降压调速是通过减小输入功率来降低转速的，低速时，损耗减小，调速经济性好。调压电源设备复杂，造价高，初始投资大。降压调速的性能好，主要被广泛用于自动控制系统中。3弱磁调速的特点有：弱磁调速机械特性较软，受电动机换向条件和机械强度的限制，转速调高的幅度不大。调速平滑，可以实现无级调速。在功率较小的励磁回路中调节，能量损耗小。控制方便，控制设备投资少。9. 因为只有弱磁调速才可以调高转速一、填空题(1)硬(2)软（1）恒转矩 （2）恒功率（3）泵类（1）直接启动（2）降压启动（3）电枢回路串电阻启动理想空载转速n0二、选择题CBB错错（1）必要条件：电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点，即存在Tem=TL；（2）充分条件：在交点Tem=TL处，满足。或者说，在交点的转速以上存在TemTL。（1）（r/min） 计算额定电磁转矩（r/min）（2）=（r/min）（3）=（r/min）（4）=1281（r/min）三、一台直流他励电动机，其额定数据为：PN100kW，IN511A，UN220，nN1500r/min，电枢电路总电阻Ra=0.04W，电动机拖动额定恒转矩负载运行。求：(1)现用电枢串电阻的方法将转速调至600r/min,应在电枢电路内串多大电阻?(2)现在用调节电枢电压的方法调速, 将电枢电压降低至额定电压的50%，即U=110V求电动机的稳定转速是多少? (3)用弱磁的方法调速, 磁通减小10%时，稳定后的转速。第3章1. 试绘出变压器T形等效电路。答：“T”形等效电路 r1 x1r2 x2 rmxm r1 ，x1一次侧绕组电阻，漏抗r2, x2 二次侧绕组电阻，漏抗折算到一次侧的值rm , x m励磁电阻，励磁电抗一、填空题（1）不变（2）增加（1）励磁 （2）励磁DC错误正确第5章1、 异步电动机的转子要依靠切割定子磁场的磁力线来产生转子的励磁电流，如果转子以同步转速旋转，转子与定子磁场就没有了相对运动，也切割不到磁力线，转子无法励磁，将失去转动力矩。所以，异步电机的转子与定子旋转磁场的转速必须保持一个转差率，一般为5%左右。2、当三相定子绕组通入三相对称电流后，便在气隙中产生旋转磁场；旋转磁场切割静止的转子绕组导体，在其中产生感应电动势和感应电流，转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用而产生电磁转矩，在电磁转矩的作用下，转子沿着旋转磁场的方向旋转起来。这就是三相异步电动机的工作原理。3、（1）定子 三相异步电动机的定子由定子铁芯、定子绕组、机座和端盖组成，其主要作用是产生旋转磁场。 定子铁芯是三相异步电动机磁路的一部分，用以嵌放定子绕组。定子绕组是三相异步电动机的电路部分，其作用是通入三相对称交流电产生旋转磁场。机座和端盖是电动机的支撑部分。机座用于支撑定子铁芯和固定端盖，端盖用于支撑电动机的转子。（2）转子 三相异步电动机的转子由转子铁芯、转子绕组、转轴等组成，是电动机的转动部分。其主要作用是产生电磁转矩。 转子铁芯也是三相异步电动机磁路的一部分，用以浇铸导条或嵌放转子绕组。转子绕组也是三相异步电动机的电路部分，转子绕组的作用是产生电磁转矩。转轴对转子的旋转起支撑作用。4、（1）电动状态：0S1（2）发电状态：S15、 改变定子旋转磁场的方向，即改变三相电源电流的相序。 7、=118.85（A）8、=10.68（A）（1）笼型 （2） 绕线式（1）电动（2）发电（3）制动（1）3.3%（2）4BCCB错正确错正确错错（1）电动状态：0nn1 0S n1 S0（3）电磁制动状态：n1=56.2（A）直接启动IstTst降压启动定子串电抗器启动Ist /kTst /k2Y-换接启动Ist /3Tst /3自耦补偿器启动Ist /k2Tst /k2nN=1470=194.9 Nm=0.88线电流=2.75A相电流1.586A=7.5 Nm(1)笼型 (2)绕线式(1)定子(2)转子(1)Y(2)(1)星角降压启动(2)自耦变压器降压启动(3)定子回路串电阻(电抗)降压启动(1)电阻(2)频敏变阻器转子串接电阻最大转矩与额定转矩的比值同步转速n1 (1)改变磁极对数(2)改变频率(3)改变转差率正比正确正确正确正确错错正确正确正确错A.29.2Nm B. 19.5 Nm C.26.5 Nm D.58.4 N