电机拖动复习题

电机拖动复习题前言电机拖动作为电气工程及其自动化等相关专业的核心课程，其内容繁多，概念抽象，与工程实践联系紧密。为帮助同学们更好地巩固所学知识，理清思路，掌握重点与难点，特整理此复习题集。本复习题集旨在引导同学们回顾基本概念、理解工作原理、掌握分析方法，并能初步应用于解决实际问题。希望大家在复习过程中，不仅要知其然，更要知其所以然，注重各知识点间的联系与区别，做到融会贯通。一、直流电机原理与特性（一）基本概念与原理1.请简述直流电机的主要结构部件，并说明定子和转子各自的作用。换向器在直流电动机和直流发电机中分别扮演了什么角色？2.什么是电枢反应？以直流电动机为例，分析电刷位于几何中性线时，电枢反应对气隙磁场有哪些影响？这些影响可能带来什么后果？3.直流电机的感应电动势公式和电磁转矩公式是如何推导出来的？请写出公式，并说明各物理量的含义及单位。这两个公式在电动机和发电机运行状态下是否都适用？（二）运行特性与分析1.他励直流电动机的固有机械特性指的是什么条件下的机械特性？其特点如何（从理想空载转速、斜率、稳定运行区域等方面描述）？2.为什么他励直流电动机直接启动时启动电流会很大？过大的启动电流有何危害？通常采用哪些方法限制启动电流？请比较这些启动方法的优缺点。3.他励直流电动机有哪几种调速方法？请分别阐述其原理、实现方式，并分析各自的调速性能（包括调速范围、平滑性、效率、稳定性等）。4.什么是直流电动机的制动？制动的目的是什么？他励直流电动机有哪些常用的电气制动方法？请以能耗制动为例，说明其制动原理、能量转换关系及制动特性曲线的特点。（三）计算题1.一台他励直流电动机，额定数据如下：额定功率，额定电压，额定电流，额定转速。忽略电枢反应影响，电枢回路总电阻为一已知值。试求：（1）额定运行时的电枢电动势；（2）额定电磁转矩；（3）若负载转矩为额定转矩的一半，且磁通保持额定值不变，电动机稳定运行时的转速（忽略空载转矩）。二、异步电动机原理与特性（一）基本概念与原理1.三相异步电动机的旋转磁场是如何产生的？其转速取决于哪些因素？若电源频率为某值，电机极对数为2，其同步转速为多少？若转子转速为某值，则转差率是多少？2.请解释异步电动机“异步”二字的含义。转子绕组是如何感应出电动势和电流的？转子电流与旋转磁场相互作用产生的电磁转矩的方向是怎样的？3.异步电动机的等效电路是如何建立的？其中各个参数（如激磁电抗、定转子漏电抗、定转子电阻等）分别代表什么物理意义？（二）运行特性与分析1.三相异步电动机的机械特性曲线有何特点？请在曲线上标出同步转速点、最大转矩点、启动转矩点和额定工作点的大致位置，并说明各特征点的意义。2.影响异步电动机最大转矩和启动转矩的因素有哪些？当电源电压降低时，这两个转矩将如何变化？对电动机的运行有何影响？3.三相异步电动机直接启动时，启动电流大而启动转矩却不一定很大，原因是什么？在什么情况下异步电动机可以直接启动？若不能直接启动，常用的降压启动方法有哪些？各自的适用场合和特点是什么？4.三相异步电动机的调速方法主要有哪些？请简述变极调速、变频调速和变转差率调速（如绕线式电机串电阻）的基本原理和优缺点。（三）计算题1.一台三相异步电动机，额定功率，额定电压（星形联结），额定频率，额定转速。已知额定运行时的参数（如定子电阻、转子电阻的归算值、定转子漏电抗的归算值、激磁阻抗等为已知）。试用简化等效电路（忽略激磁电流或认为激磁阻抗很大）计算：（1）额定转差率；（2）额定运行时的转子电流归算值；（3）近似估算额定电磁转矩。三、同步电机原理与特性（一）基本概念与原理1.同步电机与异步电机在结构和运行原理上最主要的区别是什么？同步电机的“同步”指的是什么？2.同步发电机是如何发出三相交流电的？其发出的交流电的频率取决于什么？要改变同步发电机输出电压的大小和相位，通常可以调节哪些量？3.什么是同步电动机的功角特性？功角的物理意义是什么？在感性负载下，同步电动机从电网吸收滞后的无功功率，若要让其发出感性无功功率（即进相运行），应如何调节？（二）运行与应用1.同步电动机为什么没有启动转矩？通常采用什么方法启动？2.与异步电动机相比，同步电动机有哪些优缺点？其主要应用场合是什么？四、电力拖动系统动力学与运动分析（一）基本概念1.写出电力拖动系统的运动方程式，并说明式中各物理量的含义、单位及正负号规定。2.什么是负载转矩特性？常见的负载转矩特性有哪几种类型？请举例说明。3.如何判断电力拖动系统是否处于稳定运行状态？请结合电动机的机械特性和负载转矩特性进行分析。（二）启动、制动与调速的动态过程1.分析电力拖动系统在启动过程中，电动机的电磁转矩、转速、电流等物理量是如何随时间变化的。2.从能量转换的角度，比较电动机在电动运行、能耗制动、反接制动（电源反接或倒拉反接）和回馈制动状态下的能量流向。五、综合分析与应用1.在选择电动机时，需要考虑哪些主要因素？请结合一个具体的生产机械（如起重机、车床、电梯等），分析其对电动机类型、容量、转速及启动、制动、调速性能的要求。2.试比较直流拖动系统和交流拖动系统的优缺点。为什么说交流调速系统是当前电力拖动的发展方向？结语电机拖动系统是工业生产的动力核心，深入理解各类电机的原理、特性及拖动系统的分析方法，对于解决实际工程