《电机及电力拖动》课后习题答案

项目一1．（1）主磁通；主极铁芯；主极绕组（2）电刷和刷握；刷杆；刷杆座；压力弹簧；铜丝辫（3）感应电动势；电流（4）他励；并励；串励；复励（5）输出功率2．（1）×（2）×（3）√（4）×（5）√PppppppP3．（1）21CuaCubCufFead：从电网吸收的电功率；P1：电枢回路铜损耗；Pcua：电刷接触损耗；PcubP：励磁回路铜损耗；cuf：机械损耗；P：铁损耗；PFe：附加损耗；Pad：轴上对外输出的机械功率。P2铁损耗（磁滞损耗和涡流损耗）和机械损耗为不变损耗，均与负载大小无关。（2）直流发电机工作的理论基础是通电导体在周围产生磁场和在磁场中运动的导体将产生感应电动势。直流发电机在原动机的拖动下旋转，电枢上的导体切割磁力线产生交变的电动势，再通过换向器的整流作用，在电刷间获得直流电压输出，从而实现将机械能转换成直流电能的目的。（3）直流电该元件中的电流方向也发生了改变，这个过程称为换向。正确安装换向极、合理选择电刷可以改善换向。（4）他励联电阻时。电动机的转速n、电磁机在运行中，电枢绕组元件经过电刷时，从一条路支进入另支路，直流电动机工作特性的求取条件：在UU，励磁电流II，电枢回ffNN转矩T和效率分别与输出功率P之间的关系em2路不串曲线。4．（1）①额定输入功率为：PUI220517113.74kW；1NNN1审计实务100113.74PNP1N效率：0.88Pem②电磁功率：1002102kWPPN060P10360100103③额定输出转矩：T23.141200796.2NmN2πnN260P1036096103（2）①额定输出转矩：T23.141550592NmN2πnNN②根据电压平衡方程式可知电枢电动势为：EUaNIR4402550.087418Vaa为：EI418(2555)104.5kWa电磁功率emPaP60P10360104.5103644Nm额定电磁转矩：Temem2πn23.141550emN③根据得Ce4180.2697Ean1550ECnae440U速：1631r/min0.2697理想空载转nN0Ce2项目二1．（1）空载；飞车（2）感应电动势；10～20（3）直接；降压或电枢串电阻（4）串电阻；电压；磁通（5）升高（6）电枢电流；励磁电流；不变2．（1）×（2）√（3）√（4）×3．（1）为简化传动系统的计算。要进行转矩和惯性的折算。转矩折算的原则是保持折算前后功率不变；惯性折算的原则是保持折算前后动能不变。（2）常见的生产机械的负载类型及特点：恒转矩负载：特点是转矩大小恒定不变；恒功率负载：特点是负载功率大小恒定不变；通风机型负载：特点是转矩大小与转速的平方成正比。（3）为满足性能需要人为改变电动人为机械特性曲线如课本图2-13，2-14，2-15所示。（4）转速升高减小使得电枢电流增大，电磁转矩增大，当达到新的平衡机运行参数的机械特性叫人为机械特性。三种。因电阻点时在较高的转速下运行。UIPN式，此处取系数0.67，则4．（1）①估算Ra：由R(0.4～0.7)NNI2aNR0.6722053.4100000.41153.42a计算Ce：NUIRa22053.40.4110.132NNCeNn1500N理空想载点：额定工作点：T0em2201666.7r/min0.132Un0NCeN3审计实务n=n=1500rminNNNT9.55CI9.550.13253.467.32NmNe在坐标图中连接额定点和理想空载点，即得到固有特性曲线。②当电枢回路串入电阻R1.6时，理想空载点仍然为1666.7r/min，当n0paTem=TN时，即I=53.4A时，电动机的转速为：annRRpaI1666.70.4111.653.4853r/minaC0.1320aeN③当电源电压降至0.5UN=110V时，理想空载点与电压成正比变化，所以n0110n1666.70833r/min220当T=T时，即I=53.4A时，电动机的转速为：aemNn8330.41153.4667r/min0.132其特性为通过（0，833）和（67.32，667）两点的直线。④当磁通减弱至30%时，理想空载转速将升高n0N220U5555r/min0.30.132n0N0.3CeN当Tem=TN时，电动机的转速为：0.411RannT555567.323707r/mine9.55(0.3C9.55(0.30.132)2)20NN其人为特性为通过（0，5555）和（67.32，3707）两点的直线。9.550.1321.261NmN（2）①由上题可知：9.55CCTNe额定电磁转矩：TCI1.26153.467.34NmemNTNN10P输出转矩：T9550N955061.6Nm1550LNnN空载转矩：TTT67.3461.65.74Nm0emNLN2201666.7r/min0.132U②理想空载转速：nN0CeN实际空载转速：nnT1666.72.415.741653Nm0004第一章审计概论0.4RaC而0.1321.262.41NCeTN0.5T1666.72.410.567.321586NmN③0nn0④当n=1600r/min时的转矩为：1600n则：27.7Nm，TT1666.72.41T0I对应的电枢电流为：27.71.26153.422A1.26TTaCNU（3）①IstRN110846A0.13an8469.985.2I倍数为：IstN②将启动电流限制到I1.5I1.585.2127.8A，应串入的电阻为：stN110URNRfp0.130.731Ist127.8a5项目三1．（1）交流；频率（2）壳式变压器；心式变压器（3）加额定电压；断路（4）14.7（5）6（6）功率因数；输出电压；电流（7）负荷大小；0.50.7（8）铜损；断路阻抗；短路阻抗百分数（9）星形点；接电源或负载（10）三相；500kVA；一次侧电压为10kV（11）对应相等；1%（12）成反比；短路阻抗（13）串联；并联（14）降压；精度2．（1）×（6）×（2）×（3）×（4）√（5）√（7）×（8）×（9）√（10）√3．（1）在同输电功率的情况下，电压越高电流就越小，这样高压输电就能减少输电时的电流从而降低因电流产生的热损耗和降低远距离输电的材料成本。（2）变压器空载试验的目的是确定变压器的变比k、铁损耗P和励磁阻抗Zm。（3）与电源电压（4）各变压器别必须相同。（5）短路牢固接地，以防止绕组绝缘损伤时被测电路Fe、负载大小、负载性质均有关。的原、副边额定电压对应相等，即变比k相等；各变压器的连接组状态，防止过大的开路电压损坏电流互器感。二次绕组一端及铁心必须入副边而危及人身安全。4.445020000.0156660Vm的高电压串4、（1）E4.44fN112000E24.44fNm4.44500.015222V302100S（2）额定电流为：I1N3U1.73269.62A1NN6第一章审计概论100SI2N3U1.7320.23251A2NNZ负载阻抗：R2X20.2520.4420.25610.5LLL负载端电压：U3IZ1.7322510.5217.4V2NL10000U变压比：UK1N254002N100001.7320.4UZ10空载时一次侧阻抗：1443413I10R104052531P10I空载时一次侧阻抗：0.42210X空载时一次侧感抗：Z102R21014434225312201934395Y101025310.1814434R空载时一次侧功率因数：cosZ100.4I空载电流与额定电流的比值：I%10100%0100%8%5I1N400S3U1.7320.42N400577.5A（4）①I2NNSI3U1.7321023.1A1NN1N1绕组实际流过的电流为额定电流的，即：3②在额定工作情况下，二次I346.5/1.732200A2II1513.3A1100002UN1N③变压比：kU2514002215025N匝数：16二次侧每相绕组的N2K7项目四1．（1）笼形异步；绕线形异步（2）电磁感应；电磁力（3）定子绕组；三相交流电（4）旋转磁场；相序（5）额定状态；磁滞和涡流（6）连续；短时2．（1）√（2）×（3）√（4）√（5）×（6）×（7）√（8）√（9）×（10）√（11）×（12）×3．（1）三相笼型异步电动机主要由定子部分和转子部分组成。定子部分包括机座、定子铁芯、定子绕组和端盖，主要用来产生旋转磁场，转子部分主要由转子铁芯和转子绕组构成，是电动机的旋转部件。（2）三相异步电动机的120°，（3）铜排结构和3个绕组是相互独立的，每个绕组为一相，在空间上相差结构完全对称。铸铝结构。导电条做成斜的是为了使电机转子导电条在任何一个位置都能切割磁力线，从而在整周内都有一样大小的转矩，使电机转速均匀。（4）旋转磁场的转速由磁极对数和频率决定。两极、四极、六极电动机的同步速：3000、1500、1000r/min。只要定子三相绕组但转子开路时转子电路没有电流，转子不受力，不转动。（5）转子电路中的电动势大小与转差率成正比，频率与转差率成正比，感抗大小与转差率成正比，转子电流和功率因数随s的增大而减小。s1时，度分别为通对入称三相交流电流即可产生旋转磁场，EE2s2EI2s2r22X22ff21XX2s2rcos22r22X228第一章审计概论ssN时，ESE2sN2sEN(sXNI2s22r)222fsfN12XsX2sN2rcos22)2r22(SXN24．（1）s1N10009600.04nn1000Nn1nn(1s)1500(10.03)1455r/minN1N75003UIcos1.732380150.83P0.9292%（2）NNNN7500cos1.7323800.8820.82PI15.76A（3）N3UNNN15.769.1AI三角形联结时IN31.732相9项目五1．（1）额定电压；额定频率；按规定方法接线；定转子外接电阻为（2）额定点；理想空载点；启动点；临界点（3）转子串电阻；降低定子电压0（4）定子串电阻；星形-三角形降压；自耦降压（5）减小；启动转矩（6）转子串电阻；转子串频敏变阻器；转子串频敏变阻器（7）三相电源；定子两相上；直流；电阻（8）电源；转子转动的动能；大（9）小；差；低速时转矩大；重载启动（10）调速范围宽；静差率小稳定性好；平滑性好能实现无级调速；可适应各种负载；效率较高2．（1）×3．（1）使特性（2）特点（2）×（3）√（4）√（5）√曲线变软，启动转矩增大。是在相同的启动电压下，自耦变压器降压启动比Y/D降压启动向电源吸取的电流要小。适用于对启动转矩要求大的地方。（3）频敏变阻器是由厚钢板叠成铁芯并在铁芯柱上绕有线圈的电抗器。它是一个铁损耗很大的三相电抗器，电动机开始启动时，电动机转子转速很低，转子频率较高，频敏变阻器的铁损耗很大，限制了启动电流当于启动过程中电阻无级切除。当转子短接，启动过程结束。（4）变极调速：变极调速积小、质量轻。但电动机绕组引出头较多、调速极数少。：能平滑调速广，效率高改变定子电压调速：调速范围，但是低压时机械特性（5）最大转矩不变，临界转差率加大，所串电阻越大，运行段特性斜率越大。方法简单，主要用于中小容量的三相绕线形异步电动机，如桥式电动机等。（6）调速范围宽，增大了启动转矩。随着电动机转速增大，转子电流频率减小，相增大到接近于稳定值时，频敏变阻器主要用于各种机床及其他设备上。它所需设备简单、体变频调速，调速范围，但是系统较复杂，成本较高。很宽太软，转速变化大。，静差率小，稳定性好，平滑性好，能实现无级调速，可适应各种负载，效率较高。（7）电源两相反接的反接动制其制动转矩大，动制速度快，需要入较大传的动制10第一章审计概论电阻，适用于要求快速制动的地方。倒拉反接制动可获得稳定下放速度，适用于低速下放位能性负载。（8）充分利用运动的动能回馈电网，适用于高速下放重物的限速下放。（9）电磁转矩与电压平方成正比，若电压下降20%，最大转矩和启动转矩将变为原来的64%。（10）启动瞬间反电势未建立，所以启动电流很大。由于启动时功率因数很低，导致启动转矩并不大。nn1N150014600.0274．（1）①s1500Nn110.027(3321)0.1572mssNmmTN9550PN95507.549.1Nmn1460NTmT349.1147.2Nm2mN②实用表达式为：TTssmemmssm1460r/min、T49.1NmN额定点：nN理想空载点：n1500r/min、T0Nm00临界点：nn1s1500（10.157）1265r/min、T147.2Nmm1mm22启动点：n0、stTSTm147.245.1Nm1stSmst0.1570.157SSmst9550PN955075995Nm（2）①TNn720NTNnn2.49952388Nm②Tmm③sNN7507200.041n750110.04(2.42.421)0.1832mssmNm④额定点：n720r/min、T995NmNN理想空载点：n750r/min、T0Nm00临界点：nn1s750（10.183）613r/min、T2388Nm1mmm22启动点：n0、TTm2388845.7Nm1sstsmss0.183stst0.183mst11项目六1．（1）旋转磁极式；旋转电枢式（2）同步发电机；同步电动机（3）功率因数（4）通入直流电2．（1）转子与旋转磁场的转速相同，没有相对运动。（2）同步电动机不能自行启动。因为同步电动机转子由于惯性作用使得旋转磁场转过一周时，转子受到的平均转矩为0，所以不能自行启动。（3）辅助电动机启动法3．多台异步电机总的视在功率S为：2004异步启动法调频启动法Pcos0.750.8S≈1333.3kVA2因为cos0.75，所以sin0.661，多台异步电机总的无功功率Q为：QSsin1333.30.661≈881.3kVAsin=0.436，补偿无功功率为：总Q因为cos=0.9，所以总QQSsin=881.31333.30.436≈299.98kVA总因为cos0.8，所以sin0.6，故同步电机的视在功率为：Q299.980.6Ssin≈499.97kVA同步电机的有功功率为：PScos499.970.8≈399.98kW12项目七1．（1）输入的机械转速；电压信号（2）执行电动机；控制电压（3）90度；控制绕组（4）幅值控制；相位控制；幅－相控制（5）脉冲电动机；电脉冲信号；角位移或直线位移（6）平板形2．（1）√（2）×（3）×（4）√（5）√3．（1）①直流测速发电机的工作原理和直流发电机相同，在恒定磁场中，当发电机以转速0转速的方向有关。由于空载时电枢电流为零，直流测速发电机的输出电压就是空载感应n旋转时，电刷两端产生的空载感应电动势与转速n成正比，电动势的极性与EIa电动势，，因而输出电压与转速成正比。UE00②以空心杯转子异步测速发电机为例，空心杯转子异步测速发电机定子上有两个在空间上互差90°电角度的绕组，励磁绕组外接f的恒压源u，励磁绕组中有电流轴上产生以频率f脉振的磁通。看成有无数一次绕振磁场，在转子转动时，转子切割直轴磁型转子中感应产生旋转电势，其大小正比于转子转速，并以励磁磁场的脉又因空心杯转子相当于短路绕组，故旋转电势在杯型转子中产生交流短路电流，若忽视杯型转子的漏抗的影响，那么此短路电流所产生的脉置上与输出绕组的一致，因此转子脉交链而产生感应电势。输出绕组感应产生的电势际就是交流异步测速发电机输出的空载电压，其大小正比于转速，其频率为一为励磁绕组，另一为输出绕组。当定子频率为交流电i流过，在直在转子不动时，脉振磁通在空心杯转子中感应出变压器电势（空心杯转子可以根导条的笼式转子，相当于变压器短路时的二次绕组，而励磁绕组相当于变压器的组），产生的磁场是与励磁电源同频率的脉通，在杯振频率交变，振磁通在空间位轴线振磁场与输出绕组相实励磁电源的频率。（2）在转矩而静止不动。当有控制电压并产生电磁转矩，使转子没有立即停止的现象称为“自转”。交流同象。首先把转子做得细面长，减小转动量。其次把转子消失时，转子产生足够的能耗制动转矩而迅速停止。没有控制电压时，气隙中只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子上且控制绕组电流和则在气隙一个旋转磁场沿旋转磁场的方向旋转。控制信号消失后，没有启动励磁绕组电流相位不相同时，中产生电动机服电动机主要从两方面克服“自转”现导体电阻做得足够大，当控制信号13审计实务（3）传统直流伺服电动机的基本工作原理与普通