2021年电机与拖动试题库和知识点

电机与拖动

绪论一、名词解释1.磁场：电流周边效应

2.磁动势（磁通势、磁势）：产生磁场源泉

3.磁场强度:表征距离磁源即磁动势一定位置地方，磁动势影响强度一种物理量。

4.磁场感应强度（磁通密度）：表征距离磁源即磁动势一定位置地方，磁动势感应能力

强弱一种物理量。

5.磁通量中：垂直穿过某一截面（面积为S）磁力线数目

6.磁阻：就是磁力线通过磁路时所遇到阻碍，磁阻与磁路长度成正比，与磁路磁导率成

反比，并与磁路截面积成反比

7电感：其实质表征就是电磁装置电与磁转换能力大小。

二、填空

1、在电机中磁场几种惯用量分别是磁动势、磁场强度、磁感应强度、磁通等。

2、进行磁路分析和计算时，惯用到磁路基本定律有全电流定律、磁路欧姆定律、磁路基尔

霍夫定律。

3、电机电流有交、直流之分，因此，旋转电机也有直流电机与交流电机两大类。

4、旋转电机是一种机电能量转换机电装置。

5、把电能转换机械能电机称为电动机;把机械能转换电能电机称为电发电机。

三、判断题

1、垂直穿过线圈磁通量随时间变化，必然会在线圈中产生感应电动势。（V）

2、棱次定律表白垂直穿过线圈变化磁通，会在线圈中产生电动势。（V）

3、棱次定律表白线圈中感生磁场方向始终是与原磁场变化率方向一致。（X）

4、棱次定律表白线圈中感生磁场方向始终是与原磁场方向一致。（X）

六、问答题1.电磁作用原理综述

有电流必然产生磁场，即“电生磁”；磁场变化会在导体或线圈中产生感应电动

势，即“动磁生电”；载流导体在磁场中要受到电磁力作用，即“电磁生力”

第一章直流电机原理与构造

一、名词解释

（一）1.电枢：在电机中能量转换重要部件或枢纽某些

2.换向：直流电机电枢绕组元件从一条支路通过固定不动电刷短路，后进入另一条支

路，元件中电流方向变化过程。

3.额定值：在正常、安全条件下，电气设备所容许最大工作参数。

（二）1.电机：机电能量（或机电信号）转换电磁装置

2.直流电机：直流电能与机械能量进行转换电磁装置

3.直流发电机：把机械能量转换为直流电能电磁装置

4.直流电动机：把直流电能转换为机械能量电磁装置

5.交流电机：交流电能与机械能量进行转换电磁装置

6.交流电动机：把交流电能转换为机械能量电磁装置

7.交流发电机：把机械能量转换为交流电能电磁装置

（三）第一节距：同一元件两个元件边在电枢圆周上所跨距离

（四）极距：相邻两个磁极轴线之间距离

（五）电角度：磁场在空间变化一周角度表达

二、填空

1、铁心损耗普通涉及磁滞损耗、涡流损耗。

2、电枢反映是主磁场与电枢磁场综合。3、电枢反映是主磁场与转子磁场综合。

4、电枢反映是定子磁场与转子磁场综合。5、电枢反映是励磁磁场与转子磁场综合。

三、单项选取题（一）

1、在直流电机中，发电机额定功率是指（C）

A.输入功率B.输出机械功率C.IaUaD.电磁功率

2、在直流电机中，电动机额定功率是指C)

A.输入功率B.LUC.输出机械功率D.电磁功率

3、在直流电机中，电动机输入功率等于（C）

A.电磁功率B.输出机械功率C.LUD.机械源动装置输入机械功率

4、在直流电机中，发电机输入功率等于（C）

A.电磁功率B.输出机械功率C.机械源动装置输入机械功率D.IaUa

5、有2对磁极直流电机、单波绕组、则此电机支路数应为（D）

A.8B.6C.4D.2

6、大容量直流电机中补偿绕组必要和（C）

A.励磁绕组串联B.励磁绕组并联C.电枢绕组串联D.电枢绕组并联

7、在直流电动机中，抱负换向应是（A）

A.直线换向B.延迟换向C.超前换向D.前面三个答案都对的

四、多项选取题

1、下列构造部件中属于直流电动机旋转部件为（BC）

A.主磁极B.电枢绕组C.换向器D.电刷

2、直流电动机电枢反映成果为（ABCD）

A.总励磁磁势被削弱B.磁场分布波形发生畸变

C.与空载相比，磁场物理中性线发生偏移D.物理中性线逆旋转方向偏移

3、直流电动机中影响换向因素应当是（ABCD）

A.电抗与电枢反映B.电抗与物理化学C.电枢反映与机械D.前面三个答案都对的

4、影响直流电机换向电磁因素重要有（ABC）

A.电抗电势B.电抗电势以及电枢反映电势

C.电枢反映电势D.电源电压波动以及电枢绕组电势

五、判断题（XJ）

1、磁饱和现象会导致电流、磁通和电动势波形畸变。（V）

2、直流电机中一种磁极下所有导体电流向必要一致。（V）

3、直流电机中相邻两个磁极下所有导体电流向必要相反。（V）

4、直流电机电枢中流过是交流电流。（V）

5、直流电动机换向中，抱负是直线换向（V）

6、直流电机单叠绕组，并联电路只路数等于其极对数。（X）

7、直流电机与交流异步电动机电枢中电流对负载贡献同样。（X）

8、直流电机单叠绕组元件两端应联接在相邻两个换向片上。（V）

9、在直流电机中，普通所讨论电枢指是定子。（X）

10、电刷装置并不是直流电机所特有部件。（V）

11、在直流电动机中一种元件中产生磁场普通为方波（V）

12、在直流电机中其主磁场分布普通为平顶波分布（V）

13、在直流电机中其电枢磁势分布普通为三角波分布（V）

14、在直流电机中换向极作用重要是协助换向（V）

六、问答题（一）直流电机中绕组基本形式以及各自基本特点是什么？

绕组基本形式：单叠绕组、单波绕组；单叠绕组基本特点是：（1）所有元件构成一种闭

合回路；（2）元件两端分别接在相邻两个换向片上；（3）一种极下所有上层边元件构成一条

支路；（4）电刷对数等于极对数；（5）支路对数等于极对数；（6）电刷位置：电刷所接换向

片所接元件边应处在相邻两磁极中间（对称元件处在磁极轴线下）o

单波绕组基本特点是：（1）所有元件构成一种闭合回路；（2）元件两端分别接在

%=（K不1）/0个换向片上；（3）同一极性极下所有上层边元件构成一条支路；（4）电刷

对数等于极对数；（5）支路对数等于1；（6）电刷位置：电刷所接换向片所接元件边应处在

相邻两磁极中间（对称元件处在磁极轴线下）。

（二）1、写出直流电动机电磁转矩公式，并阐明什么因素决定直流电动机电磁转矩?在电动、

发电、制动三种运营状态下电磁转矩与转速关系如何？

电磁转矩公式：T=C",决定直流电动机电磁转矩因素是负载转矩；电动运营状态

下电磁转矩与转速方向相似，拖动电枢旋转，电能变机械能；发电运营状态下电磁转矩与转

速方向相反，源动机拖动电枢旋转克服电磁转矩，机械能变电能；制动运营状态下电磁转矩

与转速方向相反，电磁转矩制动电枢旋转，把能量消耗在转子内电阻上。

（三）小型直流电动机多为两极电动机，普通在构造上只用一种换向极，问能否良好运营，

为什么？

能良好运营，由于一种换向磁极，可以产生两个磁极；此外由于小型直流电动机容量较

小，用只用一种换向极产生两个磁极，足可以保障换向规定。

（四）如何变化直流发电机电动势与电磁转矩方向？

电动势&=Q如变化励磁电压或转速中任一种方向即可，但不能同步变化；电磁转

轮T=CT破0,变化励磁电压或转速中任一种方向即可，但不能同步变化。

（五）、换向器与电刷作用是什么？

直流电机内部元件流是交流；因此直流电动机电刷把外部供应直流电引到换向器上，通

过换向器上换向片旋转，转换到元件上为交流电；直流发电机内部发是交流电，引到换向器

换向片上，旋转换向器通过电刷把内部交流转换外部直流电。

（六）、换向绕组作用是什么，装在什么位置，补偿绕组作用是什么，装在什么位置，流过

补偿绕组电流是什么电流。电流方向如何？

换向绕组作用是协助直流电机良好换向，普通装在主磁极之间，与电枢绕组串联；直流

电机只有在容量较大时才加装补偿绕组，目是协助换向极绕组进一步补偿直流电机良好换

向，装在主磁极上；补偿绕组普通与电枢绕组串联，则流过补偿绕组电流为电枢电流；电流

方向为补偿换向方向。

（七）直流电机有几中励磁方式，各自有什么特点。

直流电机励磁方式：她励、并励、串励、复励；她励电机励磁绕组与电枢绕组电源各自

独立。并励电机励磁绕组并接在电枢绕组两端，共用一种电源；串励电机励磁绕组串接在电

枢绕组中，共用一种电源；复励电机有两套励磁绕组一种并接在电枢绕组中，一种串接在电

枢绕组中，共用一种电源，按两者产生磁场是增长还是减少，分为积复励和差复励。

(八)试分别阐明，绕组连接图、展开图及电路图作用。

绕组连接图作用是以便于实际嵌线。绕组展开图作用是以便于电机电磁工作原理分析。

绕组电路图作用是以便于电路分析。(试绘制Z=S子16,2〃=4,直流电机单叠绕组连接图、

展开图及电路图，并阐明各自作用)

(1)绕组连接图作用是以便于实际嵌线。

元件号123456789101112B1415161

元件上层边所在槽号

元件端接换向器号

元件下层边所在槽号

(2)绕组展开图作用是以便于电机电磁工作原理分析。

(3)绕组电路图作用是以便于电路分析。

第二章直流电机拖动

一、名词解释

1.恒转矩负载：生产机械负载转矩。大小不随电机转速〃变化而变化负载。

2.恒功率负载：电机转速变化时，而负载从电动机吸取功率为恒定值。

3.通风机类负载：负载转矩大小与转速A平方成正比，即7；=K〃2

4.生产机械负载转矩特性：生产机械转速〃与负载转矩7；之间关系"=/（7；）。

5.直流电动机工作特性：是指在端电压U=UN，励磁电流4=小，电枢回路不串附加

电阻时即RK=O条件下，电动机转速"、电磁转矩T和效率〃分别随输出功率己而变化关

系，即〃,7,〃=/（鸟）曲线

6.机械特性是指电动机转速〃与其转矩（电磁转矩）T之间关系，即"=f（T）曲线。

7.电力拖动系统稳定运营：是指系统在扰动作用下，离开本来得平衡状态，仍能在新

运营条件下达到新平衡，或者在扰动消失后，可以回到本来平衡状态系统

8.它励发电机外特性：就是它励发电机电枢电流变化引起端电压变化关系。

9.它励发电机调节特性：为保持端电压基本不变，依照负载变化恰当调节励磁电流即

々=/（/“）关系

三、单项选取题

1、她励直流电动机稳态运营时，电动势平衡方程式为（A）

A.Ua=LRa+EaB.Ea=Ua+LRa+Ladia/taC.Ea=Ua+IaRaD.Ua=E0+LR0+Ladia/dt

2、在讨论直流电动机工作特性时，它励或者并励电动机抱负空载转速应是

（C）

A.Ea/G①B.LRa/Q①C.U/Q①D.Ua/CT0

3、在直流电动机时，运营效率最高时应是（A）

A.不变损耗与机械损耗相等B.应是铁耗与铜耗相等时

C.铁耗与磁滞损耗相等时D.可变损耗与不变损耗相等

4、在直流电动机中机械特性最硬普通为（B）

A.并励电动机B.她励电动机C.串励电动机D.复励电动机

四、多项选取题

1、并励直流发电机发电条件（ABC）

A.并励发电机内部必要有一定剩磁。B.励磁绕组接线极性要对的。

c.励磁电阻"R为临界电阻D.必要先给励磁通电。

五、判断题（义J）

1、直流电机中削弱磁通人为机械特性普通0下降，〃上升，但负载过大速度反而会下

降。（J）

2、直流电机中电枢串接电阻时人为机械特性变软，稳定性变差。（V）

3、直流电机降压时人为机械特性变软，稳定性变差。（X）

六、问答题（一）1、试绘制功率流程图，并阐明各流程中功率含义

电源输入电功率Pi;机械损耗Pm：轴承损耗、电刷摩擦损耗、通风损耗、周边风阻

损耗；电枢铜耗PCU涉及电阻损耗与电刷接触损耗电磁功率Pem；铁耗PFe：磁滞损耗、

涡流损耗；杂散损耗PA：齿槽损耗、电枢反映损耗；轴上净输出机械功率P2

（二）1.电枢串接电阻时人为机械特性特点

（1）抱负空载转速与固有特性时相似，且不随串接电阻&变化而变化；

（2）电枢串接电阻&变化，获得不同斜率射线族。

（3）随着反加大，特性斜率£增长，转速降落An加大，特性变软，稳定性变差。

2.电源电压变化时人为机械特性特点

（1）抱负空载转速〃。发生变化，随电源电压而减少。

（2）由于RK=O,特性斜率£不变，机械特性由一组平行线所构成。

（3）特性斜率夕不变，转速降落加不变，因而其特性较串联电阻时硬。

3.变化主磁通。时人为机械特性特点

（1）抱负空载转速与磁通。成反比，即当。下降时，〃。上升。

（2）不同磁通所得机械特性曲线斜率£不同。

（3）磁通。下降，特性斜率夕上升，且夕与“成反比，曲线变软；

（4）普通。下降，”上升，但负载过大速度反而会下降。

（三）减小直流它励发电机端电压下降办法

（1）减小电枢电阻（内阻）

在制造发电机时采用电阻较小材料，但对于已制造好发电机是无法减少电阻。

（2）减小电枢反映影响

采用自动控制，随着负载电流增大，励磁电流也应略微增大，以保证端电压基本不变或

降压较小。

七、故障分析题她励直流电动机起动时，为什么要先加励磁电压，如果未加励磁电压（或

因励磁线圈断线），而将电枢通电源，在空载起动或负载起动会有什么后果？

TTD

依照直流电动机机械特性公式〃=--------她励直流电动机起动时，若先将电枢

c2c/

通电源，后加励磁电压（或因励磁线圈断线），即磁场处在磁化比例去区此时也许。“0,

则抱负空载转速〃08很大，严重会产生“飞车”。负载时，会浮现“闷车”而

烧毁电机。

第三章直流电机过渡过程

一、名词解释

1.电机过渡过程:就是电机从一种稳定运营状态过渡到另一种稳定运营状态过程。

2.电机动态特性:是电力拖动系统在过渡过程变化规律和性能

3.调速范畴：在一定负载转矩下，电机也许运营最大转速与最小转速“min之比

4.调速平滑性：在一定调速范畴内，相邻两级速度变化限度即K=4/"”i

5.电机起动：就是电动机从静止状态过渡到某一稳定运营状态过程；事实上也就是转

子速度从零升速到某一稳定速度过程。

7.调速：是依照生产机械工艺规定，通过变化电气参数，人为变化电力拖动系统速度

一种控制办法。

8.制动：实质上就是指电动机从某一稳定运营状态减速到此外一种稳定运营状态过渡

过程。

9.调速时容许输出：是指电动机在某一转速下长期可靠工作时，所能输出最大功率和转

矩

10.电气制动：就是使电动机电磁转矩成为制动转矩一种制动。特点是电动机电磁转矩

方向与转速方向相反，为制动性质

三、单项选取题1、在直流电动机运营中，不能空载或轻载启动是（D）

A.复励电动机B.并励电动机C.它励电动直流电机D.串励电动机

2、在直流电动机中机械特性最硬普通为(B)

A.并励电动机B.她励电动机C.串励电动机D.复励电动机

3、在电机制动中不能用于回馈制动办法电机是(C)

A.并励电动机B.她励电动机C.串励电动机D.复励电动机

四、多项选取题1、下列构造部件中属于直流电动机旋转部件为（BC）

A.主磁极B.电枢绕组C.换向器D.电刷

2、下列电机属于单边或者双边励磁电机分别是(ABCD)

A.洗衣机电机B.空调电机C.交直流通用电机D.交流电机

3、直流电动机电枢反映成果为（ABCD）

A.总励磁磁势被削弱B.磁场分布波形发生畸变

C.与空载相比，磁场物理中性线发生偏移D.物理中性线逆旋转方向偏移

4、直流发电机电枢反映成果为（ABCD）

A.总励磁磁势被削弱B.磁场分布波形发生畸变

C.与空载相比，磁场物理中性线发生偏移D.物理中性线顺旋转方向偏移

5、并励直流发电机中，发电电压建立有如下列条件（ABC）

A,电机内部必要有剩磁B.励磁与电枢绕组接法要对的c.rf<rfLJD.rf>rfLJ

6.并励直流电动机中影响换向重要因素应当是（AC）

A.自感与互感电抗B.机械与物理化学C.电枢反映D.前面三个答案都对的

7、影响直流电机换向电磁因素重要有（ABC）

A.电抗电势B.电抗电势以及电枢反映电势

C.电枢反映电势D.电源电压波动以及电枢绕组电势

8、直流电机调速普通可以采用办法有（ABCD）

A.电枢回路串接电阻调速办法B.变化电源电压调速办法

C.变化电动机主磁通调速办法D.变化电动机构造调速办法

9、电机电气制动办法普通有（ABCD）

A.电枢电源反接制动B.能耗制动C.回馈制动D.倒拉反接制动

五、判断题（XJ）

1、恒转矩调速方式配恒转矩负载（V）

2、对于风机型负载，采用电枢串电阻调速和降压调速要比弱磁调速适当某些；在实际

中针对于风机型（泵类）负载多采用交流变频调速方式。（V）

六、问答题（一）、电枢回路串电阻调速性能

（1）抱负空载转速不变，只能在额定转速下调节

(2)变化机械特性硬度。电阻大，特性软稳定性差

(3)属于有级调速，调速平滑性很差。

(4)串电阻越大，且运营时间越长，损耗也就越大

(5)属于强电流调速。电枢回路电阻变化，直接控制电枢电流变化，而电枢电路为主

电路，电枢电流普通来说要比励磁电流大，因此属于强电流调速

(6)串电阻调速在电气控制上实现简朴操作以便可靠

(7)属于恒转矩调速性质，由于在调速范畴内，其长时间输出额定转矩基本未变。

(8)应用：只能用在调速平滑性规定不高，低速工作时间不长，容量较小电动机。普

通在采用其她调速办法不值得地方采用这种调速办法。

(二)、变化电源电压调速性能

(1)抱负空载转速发生变化，随电源电压减少而减少

(2)抱负空载转速随外加电压平滑调节而变化。特性斜率不变，因而机械特性斜率硬,

稳定性好。故调速范畴也相对大得多。

(3)调速是无级，调速平滑性较好。

(4)损耗较小，比较经济。

(5)减少电枢电压，属于强电流调速。

(6)电源成本。因采用电压可调电源技术，因此电源装置构造上复杂技术含量高

(7)属于恒转矩调速性质，由于在调速范畴内，其长时间输出额定转矩基本未变。

(8)合用于对调速性能规定较高中、大容量拖动系统,，以及自动化限度较高系统。在

冶金、机床、轧钢、重型机床(龙门刨)、精密机床、矿井提高以及造纸机等方面得到广泛应

用。

(三)、调速办法分类：机械办法、电气办法或机械电气配合办法

(1)机械调速办法：电机转子速度没有变化，通过变化传动机构速度比来实现，但机

械变速机构较复杂。

(2)电气调速办法：电动机在一定负载状况通过变化电气参数，人为变化电力拖动系

统速度一种控制办法。

(3)机械电气调速办法：机械调速变化有限；单靠电气上调速，控制系统也许较复杂。

配合调速能更好满足生产设备调速需要。

(四)、调速与负载变化转速变化区别

(1)调速普通是在某一不变负载条件下，人为地变化电路参数，而得到不同速度。调

速与因负载变化而引起转速变化是不同。调速是积极，它需要人为变化电气参数，则机械特

性变化。

(2)负载变化而引起电机转速变化，不是自动进行，而是被动。

(五)、变化电动机主磁通调速办法

(1)抱负空载转速发生变化。抱负空载转速与磁通成反比，即当下降时，上升。普通

非调磁电动机额定转速普通可高达1500r/min左右，但弱磁调节专用电机速度可更高

(2)特性变软稳定性差

(3)调速是无级，调速平滑性较好。

(4)损耗较小，比较经济。

(5)属于小电流调速。因励磁电流较小，调节控制中控制电流也就较小，但可通过磁

场变化，间接引起电枢电流变化

(6)控制简朴，容易实现。

(7)属于恒功率调速方式。由于电动机发热所容许电枢电流不变，因此电动机转矩随

磁通减小而减小，故这种调速办法是恒功率调节。

(8)可调磁电动机设计是在容许最高转速状况下减少额定转速以增长调速范畴。适于

高转速工作，普通调速范畴可达1：2、1：3或1：4。常与调压调速联合使用，以扩大调速

范畴，因而在生产中可到广泛应用。

(六)、直流电动机调速办法有几种?各有什么特点？

依照直流电动机机械特性公式--'，有三种办法：（1）电枢回路串接电

阻，办法简朴，硬度下降，大容量设备不容许，电阻损耗大；（2）变化电源电压，此办法节

能，硬度较大，当前经常应用，但变压技术含量高，成本大。（3）变化电动机主磁通，此办

法硬度小，但能高于额定转速，以控制励磁电流控制电动机理论较好，但电动机为专用，体

积较大成本高。

（七）、电力拖动系统动态分析假设条件为了便于分析，设电力拖动系统满足假设条件：

（1）忽视电磁过渡过程，只考虑机械过渡过程。

（2）电源电压在过渡过程中基本不变。

（3）磁通量基本保持不变。

（4）负载转矩基本保持不变。

（八）、直流电动机起动基本规定

1.直流电动机起动线路控制规定

必要先保证有磁场（即先通励磁电流），而后加电枢电压。如果先加电枢电

压，而后有磁场，则会浮现不能正常起动问题。

（1）空载或轻载起动:浮现“飞车”

（2）负载起动:会烧毁绕组

2.直流电动机起动性能规定

（1）要有足够大起动转矩，U-EaU-0U//

=k=丁=«

（2）起动电流要限制在一定范畴内"""〜DIN