《电机与拖动I》离线课后复习规范标准答案

1、西南交10秋学期电机与拖动I离线作业答案电机与拖动I第1次作业一、单项选择题(只有一个选项正确，共2道小题)1 .电机和变压器运行时，在铁芯材料周围的气隙中()磁场(A)不存在(B)存在(C)不好确定正确答案：B2 .磁通磁路计算时如果存在多个磁动势，()可应用叠加原理进行计算(A)线性磁路(B)非线性磁路(C)任何磁路正确答案：A二、判断题(判断正误，共4道小题)3 .电机和变压器常用硅钢片做铁芯材料，是因为它们是软磁材料。正确答案：说法正确4 .铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率。正确答案：说法错误5 .铁芯叠片越厚，铁耗越小。正确答案：说法错误6 .磁通磁路计算时如果存在多个磁动势，

2、可应用叠加原理进行计算。正确答案：说法错误三、主观题(共2道小题)7 .何谓饱和现象？电机的磁路为什么会出现饱和现象？饱和对电机运行性能有何影响?参考答案：答：电机磁路由铁心部分和空气隙部分组成，当铁心的 B达到一定程度后,铁心部分的磁压降开始不能忽略，此时随着励磁磁动势的增加，主磁通的增加渐渐变慢，电机进入饱和状态。由于饱和现象的存在，使电机设计时对 H和B的值不能取得过高，材料利用率受到限制，激磁电流需要增大8 .电机和变压器的磁路常用什么材料制成，这类材料应具有哪些主要特性？试比较交流磁路和直流磁路的异同点。参考答案：答：电机和变压器的磁路常用导磁性能好的铁磁材料制成。直流磁路磁通不随时

3、间变化，无磁滞、涡流损耗，也不会在无相对运动的导体中感应电势；而交 流磁路磁通随时间变化，会在铁心中产生磁滞、涡流损耗，并在其交链的导体中 感应电势电机与拖动I第2次作业、单项选择题（只有一个选项正确，共2道小题）1.直流电动机的额定功率指（(A)转轴上吸收的机械功率(B)转轴上输出的机械功率(C)电枢端口吸收的电功率(D)电枢端口输出的电功率正确答案：B2 . 一台四极直流发电机，单迭绕组，额定功率为20kW ,现将其改接为单波绕组，则电机的额定功率为()(A)减少一半(B)保持不变(C)增大一倍(D)增大二倍正确答案：B二、判断题(判断正误，共1道小题)3 .直流电机工作在任何运行状态下，

4、感应电动势总是反电动势。正确答案：说法错误三、主观题(共9道小题)4 .为什么直流电机能发出直流电？如果没有换向器，直流电机能不能发出直流电流？参考答案：答：直流由于换向器的作用，使电刷短接的元件始终切割相同磁极，感应电势在电刷两端不变，故直流机能发出直流电。如果没有换向器，直流机不能发出 直流电，而只能发出交流电。5 .什么叫电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？参考答案：答：电枢反应是电枢磁势对气隙磁场的影响。反应为去磁及磁场畸变。Tem、n、E、6 .如何判断直流电机运行于发电机状态还是电动机状态？它们的U的方向有何不同？能量转换关系如何？参考答案：答：可以根据反电势（感应电势）E的大

5、小来判断直流的运行状态。当 E>U时 处于发电机状态，反之处于电动机状态。 发电状态时Tem与n反向，E与Ia 同向，与Ua反向；电动机Tem与n同向，E与Ia、Ua反向。 发电机从机械能 转化为电能，电动机从电能转化为机械能。7 .直流电机的励磁方式有哪几种？每种励磁方式的励磁电流或励磁电压与电枢电流或电压有怎样的关系？参考答案：答：直流电机励磁方式有四种：1）他励一励磁电流由独立电源供给，与电枢电流无关；2）并励-励磁绕组与电枢并联，励磁电压等于电枢电压；3）用励励磁绕组与电枢串联，励磁电流等于电枢电流；4）复励-既有申励绕组又有并励绕组， 按两绕组磁动势方向的异同分类： 积复励 （

6、申、并励磁动势同向）、差复励（用、并励磁动势反向）。8 . 一台四极单迭绕组的直流电机。1）如果取出相邻的两组电刷，只用剩下的两外两组电刷是否可以？对电机性能有何影响？端电压有何变化？此时发电机能供给多大的负载（用额定功率的百分数表示）；2）如果有一元件断线，电刷间的电压有何变化？电流有何变化?3）若只用相对的两组电刷是否能够运行?4）若有一极失磁，将会产生什么后果？参考答案：答：（1）对于四级单迭绕组直流电机，如果取出相邻的两组电刷，用另外剩下 的两组电刷仍然可以运行，并联支路数由原来的4变为了 2,其中一条支路是原 来的，另一条由原来的三条支路串联组成。 两条支路的电动势相等，故端电压不

7、变。但两条支路的电阻不一样，为使任何一条支路不过载，电阻小的支路只能供 给1/3的额定电流，可见，此时电机只能供给 1/3的额定负载。（2）如果有一元 件断线，使原来并联支路数由4变成3,电刷间电压不变，负载能力变为原来的 75%。（3）若只用相对两组电刷不能运行，此时等效电路为两条并联支路且感 应电势互相抵消，使端电压为零，电机不能运行。（4）若有一极失磁，则每极 下磁通不等，故在每极下导体中感应电势也不等， 这样各并联支路产生的总感应 电势不等，形成环流，由于电机绕组电阻很小，环流将很大，使电机过热。9 .试判断下列情况下，电刷两端电压性质：1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转：2）电枢固定，

8、电刷与磁极同时旋转。参考答案：答：（1）电刷两端的是交流电压：（2）电刷两端的是直流电压。10 .用单波绕组代替单迭绕组时，若导体数和其他条件均不变，电机额定容量有 无改变？例如一台六极电机原为单波绕组， 如果改成单迭绕组，保持元件数和元 件匝数不变，问电机额定容量会不会改变？其它额定量要不要改变？ 参考答案：答：用单波代单迭时，其它条件均不变，则电机额定容量不会变化，因为每个元件的感应电势、负载能力均不变，所以改变接法之后电机容量不变。 如一台六极 电机由单波改为单迭，保持元件数和元件匝数不变，则电机额定容量不变，额定 电压变成原来1/3 ,额定电流变为原来的3倍，其它的额定量不变。这是因为

9、每 个极下绕组产生的感应电势和每根导体内流过的电流并没有改变。11 . 一台并励直流发电机，电动机的额定数据为：额定功率25kW ,额定电压230V ,额定转速1455r/min ,励磁电阻130 Q,电枢电阻0.15 Q;带额定负载 时杂散损耗为3.8 % PN,铁耗582W ,机械损耗305W ,求发电机额定负载时： （1）电磁功率与电磁转矩；（2）输入功率；（3）效率。参考答案：解3争二2。&以/ -4,77 AJ = 7A,Pw =上河=4厅2部二总用=183L54W ,七.=27.24 次Q 二1=-55以 = m口龈 母可（2）输入功率：玛二治+产的+ +中卤=29

10、9;踩砰效率：彳二%三8色2先 导12 . 一 台并励直流电动机的额定数据如下：PN=17KW,UN=220V,nN=3000r/m,IN=88.9A,电枢回 路电阻ra=0.0896 Q ,励磁回路电阻Rf=181.5 Q ,若忽略电枢反应的影响，试求：1）电动机的额定输出转矩；2）在额定负载时的电磁转矩；3）额定负载时的效率；4）在理想空载（Ia=0 ）时的转速；5）当电枢回路串入一电阻 R=0.15 Q时，在额定转速时的转矩。参考答案：产即 17000x60/ ； = = 34 I."2亦 3go解（1）“川心-九九- - a A,ElV 心二21214.68障侬蚣13d 2G

11、 %北=7-7>592一卬二5方Pb PMPM Pg=18602.13+87.688 2 X0.0896+1.212 2X181.5= 19557.7 wH =1x100% = 86.9%&户国_ U袁 _仁蕊F空陋=31112”那212,14(5)因为调速前后Tem不变，所以Ia不变E广 Um- /KR + 幻= 220- 37.688X (0.0896 + 015)= 199/ 各瓦二就”配=28142%电机与拖动I第3次作业一、单项选择题(只有一个选项正确，共2道小题)1 .直流电动机的机械特性描述的是()之间的关系。(A)速度与电压(B)速度与电流(C)转矩与电压(D)转

12、矩与速度正确答案：D解答参考：2 .并励电动机在运行时励磁绕组断开了，电动机将()(A)飞车(B)停转(C)可能飞车，也可能停转(D)正常运行正确答案：C解答参考：二、判断题(判断正误，共2道小题)3 .直流电动机采用反接制动快速停车时，机械特性位于第二象限。正确答案：说法正确解答参考：4 .他励直流电动机降低电源电压属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行正确答案：说法错误解答参考：、主观题(共4道小题)5 . 一台申励直流电动机 UN=220V, n = 1000r/m , IN =40A ,电枢回路电阻为0.5欧，假定磁路不饱和。试求：(1)当Ia = 20A时，电动机的转速及电磁

13、转矩？(2)如果电磁转矩保持上述值不变，而电压减低到110V,此时电动机的转速及电流各为多少？参考答案：解：邑. UTR. - 'v-=0.2 10002100尸/加, 220-20x0 5n 一奇所以 工,I串励且转矩保持不变，所以L不变，C©不变L=20 A1000r/加瓦 _ty-A2?c_ 110-20x0.5n C 5n- 5n6 . 一台直流他励电动机拖动一起重机械，电动机的额定数据为：额定功率PN=21kw，额定电压 UN=220V,额定电流 IN=110A,额定转速 nN=1500r/min,电枢电阻（不包括电刷接触压降）；带额定位能性恒转矩负载，不计电枢反应

14、的影响，求：1）以750r/m 转速提升重物时，电枢电路应用入多大的电阻？2）以200r/m的转速下放重物，有几种方式，所需的参数各为多少？参考答案：解！求却-F-0.1357V mMr4 = 匹=142.55 西战750 =142.55（2）方式一：电枢回路串电阻-200 =220 _ 6U5+勺M357 一。.55工心 二 23717方式二：能耗制动-200-& X i 翌352 55 3J, = 0.0Q7D方式三：回馈制动-200 =U* 0,150.13 9.550.1357K142.55U' =-!0.6477. 一台17kw , 110伏，185安，1000r/m

15、 的并励电动机。额定励磁电流 安， 电枢电路总电阻（包括电刷接触电阻）欧，运行在额定工况。采用能耗制动方式 停车，在它的电枢电路里串入1.5欧的电阻。试求制动初瞬的电枢电流和转矩。8. 一台并励电动机 PN=10kw,UN=220V,nN=1500r/min 一安，欧，试求：在额定电枢电流下，从下列制动方式制动时，电枢电路内所需串联的电阻值， 电 枢电路内的损耗以及电磁制动转矩。（1）反接制动，n = 200r/m ; （ 2）回馈 制动，n=200r/m ; （3）能耗制动，n=200r/m 。参考答案：解：额定运行时电枢电流ZA-Z=5-4.02 = 180,98女反电势段此一"

16、一伏昌=*=0.09叼6取 1000C用小。血=3切在能耗制动时初瞬，因C/w不变,n也未及改变所以感应电势E = E=99.76伏9976EL初瞬电流及十R/0.0566十L5入 T 彷7=0,久21 乂网,09 = M3电磁转矩的5%小(N m)P=Uk(I I般-I 的兄了5。一产H= 110 X (1854.02) - 180.98 2X0.0566 -17000= 1053.94 w2 4加21000(N m)T =T +7产见心+/。04=7"2 减速转矩"(N m)n =84.5% 7 11788. 一台并励电动机 PN=10kw,U N=220V,n N=1

17、500r/min，川上"安,兄*二。354口欧，试求：在额定电枢电流下， 从下列制动方式制动时， 电枢电路内所需串联的电阻值,电枢电路内的损耗以及电磁制动转矩。(1)反接制动，n = 200r/m ; (2)回馈制动，n = 200r/m ; (3)能耗制动，n = 200r/m。参考答案:解：额定运行时：额定电流 电枢电流入L/b乙-53.79一 1口限兄6上U货一1 松% 寸 2205361*0 354 =-=0 15423nooE = C (b 肆=口1*25又2。0 = 26.” (i)反接制动，感应电势伏220 + 26 85口玛=所串电阻R ”&=0.354 =

18、4.338八行52,61损耗Rm .一w制动转矩T。区血/第二上2品乂眼巾=仃邛工川N m(2)反馈制动，感应电势E = C d> «= 0,13425x2000 = 25.855也伏串电阻Rj=/二'2e.05-220比”* =0,354 = 0,5683552.61产舜网=几(凡+& = 2苏6w制动转矩T。/曲=12及乂5251 = 674川N m(3)能耗制动，感应电势m = C 电界=0.13425x2000 = 26.85E 26.85R =03 =。4串电阻Rj =* &1 »欧损耗P/R一尺一：w制动转矩T二一川N m电机与拖动

19、I第4次作业一、单项选择题(只有一个选项正确，共3道小题)1 .变压器采用从付边向原边折算的原则是()(A)保持付边电流I2不变(B)保持付边电压为额定电压(C)保持付边磁通势不变(D)保持付边绕组漏阻抗不变正确答案：C解答参考：2 .某三相电力变压器的 SN=500KVA , U1N/U2N=10000/400V, Y, yn 接法,下面数据中有一个是它的励磁电流值，它应该是()。(A) 28.78A(B) 50A(C) 2A(D)10A正确答案：C解答参考：3 .单相变压器在磁路饱和情况下，通入正弦波形的励磁电流，二次侧的空载电压波形为()。(A)正弦波(B)平顶波(C)尖顶波(D)不一定

20、正确答案：B解答参考：二、判断题(判断正误，共3道小题)4 .用标幺值进行变压器参数计算时，可以不进行绕组折算。正确答案：说法正确解答参考：5 .变压器空载和负载运行时损耗相等。正确答案：说法错误解答参考：6 .变压器空载运行时，输入电流为感性。正确答案：说法正确解答参考：三、主观题(共3道小题)7 .将一台变压器的一次电压增加5%,不计磁路饱和，励磁电流、主磁通、漏抗、励磁电抗、铁耗将如何变化？参考答案：答：，和,电压增加则磁通增加，磁路饱和程度也增加，因此铁耗增加、励磁电抗降低，而漏抗不变。U出=2.义y8 .-台单相变压器，S" =1Q娜"圆"，兀=50位，

21、空载及短路实验的r=r=门门2 ,结果如下:实验名称电压（伏）电流（安）功率（W）电源加在空载630010.15000低压边短路324015.1514000高压边试计算（1）折算到高压边的参数（实际值及标么值），假定(2)画出折算到高压边 的T型等效电路;(3)计算短路电压的百分值及其二分量;(4)满载及滞后时的电压变化率及效率(5)最大效率。参考答案:解：（1）空载实验可以得到折算到高压边的参数Z jk,华I。，而 k= 60/6.3 =9.524Z J 9.524'篙= 56.5770尸期= 9.52屋与二 4446fJo根据短路实验得到折算到低压边的参数=' = 3540

22、 = 106.93CJ2 2上 2xn.nr =乙=1235r 忒 r-jr所以 /-卫二15石。Zutr,K 二9二区472q(fZur二定二簧二2,弘72/1。"，w(2)折算到高压的T型等效电路30,极聪5故汨；版加2 5叔 g否更机硬地的T胆等如电森 =A +，； = 2r； = L6944%以=就+£. = 2元=5.6刈%所以"版"二，(4)电压变化率“"XC”JW酬他=( 1.6944 X0.8+5.6944 X0.6) %= 4.77 %此时，".'" 一亲=16667a而二 产产= 57138x1&廨"Q8 = 952.3 .kwP1=PR+（久）尸产9"故'kwPo952 3n- x100% =x 100% = 97.75%/ n97424则 / - 达到最大效率时，丸=人=50003,所以TJ = (1-所以户口十Ji H7?k%