电机与拖动试题库和知识点

电机及拖动

绪论一、名词说明1.磁场：电流四周的效应

2.磁动势(磁通势、磁势)：产生磁场的源泉

3.磁场强度:表征间隔磁源即磁动势确定位置的地方，磁动势影响强度的一个物理量。

4.磁场感应强度(磁通密度)：表征间隔磁源即磁动势确定位置的地方，磁动势感应实

力强弱的一个物理量。

①：垂直穿过某一截面(面积为SJ磁力线的数目

6.磁阻：就是磁力线通过磁路时所遇到的阻碍，磁阻及磁路的长度成正比，及磁路的磁

导率成反比，并及磁路的截面积成反比

7电感：其本质表征的就是电磁装置电及磁转换实力的大个。

二、填空

1、在电机中磁场的几个常用量分别是磁动势、磁场强度、磁感应强度、磁通等。

2、进展磁路分析和计算时，常用到磁路的根本定律有全电流定律、磁路的欧姆定律、

磁路的基尔霍夫定律。

3、电机的电流有交、直流之分，所以，旋转电机也有直流电机及沟通电机两大类。

4、旋转电机是一种机电能量转换的机电装置。

5、把电能转换机械能的电机称为电动机;把机械能转换电能的电机称为电发电机。

三、推断题

1、垂直穿过线圈的磁通量随时间变更，必定会在线圈中产生感应电动势。(J)

2、棱次定律说明垂直穿过线圈的变更磁通，会在线圈中产生电动势。(J)

3、棱次定律说明线圈中的感生磁场的方向始终是及原磁场变更率的方向一样的.(X)

4、棱次定律说明线圈中的感生磁场的方向始终是及原磁场方向一样的。(X)

六、问答题1.电磁作用原理的综述

有电流必定产生磁场，即“电生磁”：磁场变更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的作用，即“电磁生力”

第一章直流电机的原理及构造

一、名词说明

(一)1.电枢：在电机中能量转换的主要部件或枢纽部分

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

路，元件中的电流方向变更的过程。

3.额定值：在正常的、平安的条件卜.，电气设备所允许的最大工作参数。

（二）1.电机：机电能量（或机电信号）转换的电磁装置

2.直流电机：直流电能及机械能量进展转换的电磁装置

3.直流发电机：把机械能量转换为直流电能的电磁装置

4.直流电动机：把宜流电能转换为机械能量的电磁装置

5.沟通电机：沟通电能及机械能量进展转换的电磁装置

6.沟通电动机：把沟通电能转换为机械能量的电磁装置

7.沟通发电机：把机械能量转换为沟通电能的电磁装置

（三）第一节距：同一元件的两个元件边在电枢圆周上所跨的间隔

（四）极距：相邻两个磁极轴线之间的间隔

（五）电角度：磁场在空间变更一周的角度表示

二、填空

1、铁心损耗一般包括磁滞损耗、涡流损耗。

2、电枢反响是主磁场及电枢磁场的综合。3、电枢反响是主磁场及转子磁场的综合。

4、电枢反响是定子磁场及技壬磁场的综合。5、电枢反响是励磁磁场及好磁场的综合。

三、单项选择题（-）

1、在直流电机中，发电机的额定功率是指（C）

A.输入的功率B.输出的机械功率C.LU,I）.电磁功率

2、在直流电机中,电动机的额定功率是指（C）

A.输入的功率E.IUC.输出的机械功率D.电磁功率

3、在直流电机中，电动机的输入功率等于（C）

A.电磁功率B.输出的机械功率C.LUD.机械源动装置输入的机械功率

4、在直流电机中，发电机的输入功率等于（C）

A.电磁功率B.输出的机械功率C.机械源动装置输入的机械功率D.LUa

5、有2对磁极的直流电机、单波绕组、则此电机的支路数应为（D）

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

6、大容量的直流电机中补偿绕组必需和（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，志向的换向应是(A)

A.直线换向B.延迟换向C.超前换向D.前面三个答案都正确

四、多项选择题

1、以下构造部件中属于直流电动机旋转部件的为(BC)

A.主磁极B.电枢绕组C.换向器D.电刷

2、直流电动机电枢反响的结果为(ABCD)

A.总的励磁磁势被减弱B.磁场分布的波形发生畸变

C.及空载相比，磁场的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的因素应当是(ABCD)

A.电抗及电枢反响B.电抗及物理化学C.电枢反响及机械D.前面三个答案都正确

4、影响直流电机换向的电磁因素主要有(ABC)

A.电抗电势B.电抗电势以及电枢反响电势

C.电枢反响电势I).电源电压波动以及电枢绕组的电势

五、推断题(XV)

1、磁饱和现象会导致电流、磁通和电动势的波形畸变。(J)

2、直流电机中一个磁极下全部导体电流向必需一样。(V)

3、直流电机中相邻两个磁极下全部导体电流向必需相反。1J)

4、直流电机电枢中流过的是沟通电流。(V)

5、直流电动机换向中，走向的是直线换向(V)

6、直流电机单叠绕组，并联电路的只路数等于其极对数。(X)

7、直流电机及沟通异步电动机电枢中的电流对负载奉献一样。(X)

8、直流电机单叠绕组元件两端应联接在相邻的两个换向片上。(J)

9、在直流电机中，通常所探讨的电枢指的是定子。(X)

10、电刷装置并不是直流电机所特有的部件。(V)

11、在直流电动机中一个元件中产生的磁场一般为方波(V)

12、在直流电机中其主磁场的分布一般为平顶波分布(。)

13、在直流电机中其电枢磁势的分布一般为三角波分布(J)

14、在直流电机中换向极的作用主要是扶植换向(J)

六、问答题（一）直流电机中绕组的根本形式以及各自的艰本特点是什么

绕组的根本形式：单卷绕组、单波绕组：单叠绕组的根本特点是：（1）全部元件组成一

个闭合回路：（2）元件两端分别接在相邻两个换向片上：（3）一个极下全部上层边元件组成

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）电刷的位置：电刷所

接换向片所接元件的边应处在相邻两磁极中间〔对称元件处在磁极轴线下）。

单波绕组的根本特点是：（1）全部元件组成一个闭合回路；（2）元件两端分别接在

M=（K干l）/p个换向片上；（3）同一极性极下全部上层边元件组成一条支路；（4）电刷

对数等于极对数：（5）支路对数等于1：（6）电刷的位置：电刷所接换向片所接元件的边应

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的公式，并说明什么因素确定直流电动机的电磁转

矩在电动、发电、制动三种运行状态下电磁转矩及转速的关系怎样

电磁转矩的公式：T=,确定直流电动机的电磁转矩的因素是负载转矩；电动运

行状态下电磁转矩及转速的方向一样，拖动电枢旋转，电能变机械能；发电运行状态下电磁

转矩及转速的方向相反，源动机拖动电枢旋转抑制电磁转矩，机械能变电能：制动运行状态

下电磁转矩及转速的方向相反，电磁转矩制动电枢旋转，把能量消耗在转子内的电阻上。

（三）小型直流电动机多为两极电动机，一般在构造上只用一个换向极，问能否良好运

行,为什么

能良好运行，因为一个换向磁极，可以产生两个磁极：另外因为小型直流电动机的容量

较小，用只用•个换向极产生的两个磁极，足可以保障换向要求。

（四）怎样变更直流发电机的电动势及电磁转矩的方向

电动势々=C0?变更血磁电压或转速中的任一个方向即可，但不能同时变更；电磁

转矩7二。7。/〃，变更励磁目压或转速中的任一个方向即可，但不能同时变更。

（五）、换向器及电刷的作用是什么

直流电机内部元件流的是沟通：所以直流电动机电刷把外部供给的直流电引到换向器

上，通过换向器上换向片的旋转，转换到元件上的为沟通电：直流发电机内部发的是沟通电,

引到换向器的换向片上，旋转的换向器通过电刷把内部的沟通转换外部的直流电。

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

置，流过补偿绕组的电流是什么电流。电流方向如何

换向绕组的作用是扶植直流电机良好换向，一般装在主磁极之间，及电枢绕组串联：直

流电机只有在容量较大时才加装补偿绕组，目的是扶植换向极绕组进一步补偿直流电机良好

换向，装在主磁极匕补偿绕组一般及电枢绕组串联，则流过补偿绕组的电流为电枢电流：

电流方向为补偿换向的方向。

（七）直流电机有几中励磁方式，各自有什么的特点。

直流电机励磁方式：他励、并励、串励、复励：他励电机的励磁绕组及电枢绕组电源各

自独立。并励电机的励磁绕组并接在电枢绕组两端，共用•个电源；串励电机的励磁绕组串

接在电枢绕组中，共用一个电源；复励电机有两套励磁绕组一个并接在电枢绕组中，一个串

接在电枢绕组中，共用一个电源，按二者产生的磁场是增加还是削减，分为枳复励和差复励。

（八）试分别说明，绕组连接图、绽开图及电路图的作用.

绕组连接图的作用是便利于实际嵌线。绕组绽开图的作用是便利于电机电磁工作原理的

分析。绕组电路图的作用是便利于电路分析。（试绘制Z=S=K=16,2P=4,直流电机单叠绕

组连接图、绽开图及电路图，并说明各自的作用）

（1）绕组连接图的作用是便利于实际嵌线。

（2）绕组绽开图的作用是便利于电机电磁工作原理的分析。

（3）绕组电路图的作用是便利于电路分析。

第二章直流电机拖动

一、名词说明

1.恒转矩负载：消费机械的负载转矩。的大小不随电机转速〃变更而变更的负载。

2.恒功率负载：电机转速变更时，而负载从电动机汲取的功率为恒定值。

3.通风机类负载：负载转矩的大小及转速〃的平方成正比，即7；=K〃2

4.消费机械负载转矩的特性：消费机械的转速〃及负载转矩几之间的关系〃=/（冗）。

5.直流电动机的工作特性：是指在端电压U=UN，励磁电流/r=h，电枢回路不串附

加电阻时即=0的条件下，电动机的转速〃、电磁转矩7和效率〃分别随输出功率鸟而

变更的关系，即〃,7>7=/（鸟）曲线

〃及其转矩（电磁转矩）7之间的关系，即〃=/（乃曲线。

7.电力拖动系统稳定运行：是指系统在扰动作用下，分开原来得平衡状态，仍能在新的

运行条件下到达新的平衡，或者在扰动消逝后，可以回到原来平衡状态的系统

8.它励发电机的外特性：就是它励发电机电枢电流。变更引起端电压变更的关系。

9.它励发电机的调整特性：为保持端电压根本不变，依据负载变更适当调整励磁电流

即。=/（/“）的关系

三、单项选择题

1、他励直流电动机稳态运行时，电动势平衡方程式为（A）

A.U.=IR+EaB.L=U，+LR.+L“dia/t»C.Ea=U«+LRaD.U.=E»+LR+L“dia/dt

2、在探讨直流电动机的工作特性时，它励或者并励电动机的志向空载转速应是（C

）

A.&/C&B,IR/C①C.U/C①D.U/G中

3、在直流电动机时，运行效率最高时应是（A）

A.不变损耗及机械损耗相等B.应是铁耗及铜耗相等时

C.铁耗及磁滞损耗相等时D.可变损耗及不变损耗相等

4、在直流电动机中机械特性最硬的一般为（B）

A.并励电动机B.他励电动机C.串励电动机I）.复物电动机

四、多项选择题

1、并励直流发电机发电的条件（ABC）

A.并励发电机内部必需有确定的剩磁。B.励磁绕组接线吸性要正确。

C.励磁电阻汽，为临界电阻D.必需先给励磁通电。

五、推断题（X

】、直流电机中减弱磁通人为机械特性的一般5下降，〃上升，但负载过大速度反而会

下降。（V）

2、直流电机中电枢串接电阻时的人为机械特性变软，稳定性变差。（V）

3、直流电机降压时的人为机械特性变软，稳定性变差。（X）

六、问答题（一）1、试绘制功率流程图，并说明各流程中的功率含义

电源输入的电功率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包括电阻损耗及电刷接触损耗电磁功率P：m；铁耗PFC：磁滞损耗、

涡流损耗；杂散损耗PA：的槽损耗、电枢反响损耗：轴上的净输出机械功率P2

（I）志向空载转速〃。及固有特性时一样，且不随串接电阻仆的变更而变更：

（2）电枢串接电阻人的变更，获得不同斜率的射线族。

（3）随着人的加大，特性的斜率/增加，转速着陆An加大，特性变软，稳定性变差。

(1)志向空载转速“0发生变更，随电源电压的而降低。

(2)由于&=0,特性斜率,不变，机械特性由一组平行线所组成。

(3)特性斜率/不变，传速着陆An不变，因此其特性较串联电阻时硬。

3.变更主磁通G时人为机械特性的特点

(1)志向空载转速〃。及磁通3成反比，即当3下降时，为上升。

(2)不同的磁通3,所得机械特性曲线斜率?不同。

(3)磁通G下降，特性斜率上升，且/及赤成反比，曲线变软；

(4)一般G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的方法

⑴减小电枢电阻(内阻)

在制造发电机时承受电阻较小的材料，但对于已制造好的发电机是无法降低电阻的。

(2)减小电枢反响的影向

承受自动限制，随着负载电流的增大，励磁电流也应略微增大，以确保端电压根本不变

或降压较小。

七、故障分析题他励直流电动机起动时，为什么要先加励磁电压，假设未加励磁电压(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？

IJR

依据直流电动机的机械特性公式〃=--------他励直流电动机起动时，假设先将

C。c@

电枢通电源，后加励磁电压(或因励磁线圈断线)，即磁场处于磁化的比例去区此时可能

则志向空裁转速/8很大，严峻会产生“飞车"。负载时，会出现

“闷车”而烧毁电机。

第三章直流电机的过渡过程

一、名词说明

1.电机的过渡过程:就是电机从一种稳定运行状态过渡到另一种稳定运行状态的过程。

2.电机的动态特性:是电力拖动系统在过渡过程的变更规律和性能

3.调速范围：在确定的负载转矩卜，电机可能运行的最大转速〃max及最小转速〃min之

比

4.调速的平滑性：在确定的调速范围内，相邻两级速度变更的程度即K=

5.电机的起动：就是电动机从静止状态过渡到某一稳定运行状态的过程；事实上也就

是转子的速度从零升速到某一稳定速度的过程。

7.调速：是依据消费机械工艺要求，通过变更电气参数，人为变更电力拖动系统速度

的一种限制方法。

8.制动；本质上就是指电动机从某一稳定运行状态减速到另外一种稳定运行状态的过

渡过程。

9.调速时的容许输出：是指电动机在某一转速下长期牢靠工作时，所能输出的最大功率

和转矩

10.电气制动：就是使电动机的电磁转矩成为制动转矩的一种制动。特点是电动机的电

磁转矩方向及转速方向相反，为制动性质

三、单项选择题1、在直流电动机的运行中，不能空我或轻我启动的是（D）

A.复励电动机B.并励电动机C.它励电动直流电机D.申励电动机

2、在直流电动机中机械特性最硬的一般为（B）

A.并励电动机B.他励电动机C.串励电动机D.复励电动机

3、在电机的制动中不能用于回馈制动方法的电机是（C）

A.并励电动机B.他励电动机C.串励电动机D.复励电动机

四、多项选择题1、以下构造部件中属于直流电动机旋转部件的为（BC）

A.主磁极B.电枢绕组C.换向器D.电刷

2、以下电机属于单边或者双边励磁的电机分别是（ABCD）

A.洗衣机电机B.空调电机C.交直流通用电机D.沟通电机

3、直流电动机电枢反响的结果为（ABCI））

A.总的励磁磁势被减弱B.磁场分布的波形发生畸变

C.及空载相比，磁场的物理中性线发生偏移D.物理中性线逆旋转方向偏移

4、直流发电机电枢反响的结果为（ABCD）

A.总的励磁磁势被减弱B.磁场分布的波形发生畸变

C.及空载相比，磁场的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，发电电压建立有以以下条件（ABC）

A.电机内部必需有剩磁B.励磁及电枢绕组的接法要正确c.rf<rfUD.rt>rrj

6.并励直流电动机中影响换向的主要因素应当是

A.自感及互感电抗B.机械及物理化学C.电枢反响D.前面三个答案都正确

影响直流电机换向的电磁因素主要有

电抗电势B.电抗电势以及电枢反响电势

C.电枢反响电势D.电源电压波动以及电枢绕组的电势

8、直流电机的调速一般可.以承受的方法有(ABCD

电枢回路串接电阻的调速方法B.变更电源电压的调速方法

变更电动机主磁通的调速方法D.变更电动机构造的调速方法

电机电气制动的方法一般有(ABCI)

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、推断题(XV)

1、恒转矩调速方式配恒转矩负载(J)

2、对于风机型负载，承受电枢串电阻调速和降压调速要比弱磁调速相宜一些：在实际

中针对于风机型1泵类)负载多承受沟通变频调速方式。(，)

六、问答题〔一)、电枢回路串电阻的调速性能

(1)志向空载转速不变，只能在额定转速下调整

(2)变更机械特性硬度。电阻大，特性软稳定性差

(3)属于有级调速，调速的平滑性很差。

(4)串电阻越大，且运行时间越长，损耗也就越大

(5)属于强电流调速。电枢回路的电阻变更，I二脆限制电枢电流变更，而电枢电路为

主电路，电枢电流一般来说要比励磁电流大，所以属于强电流调速

(6)串电阻调速在电气限制上实现简洁操作便利牢靠

(7)属于恒转矩调速性质，因为在调速范围内，其长时间输出的额定转矩根本未变。

(8)应用：只能用在调速平滑性要求不高，低速一1：作时间不长，容量较小的电动机。

一般在承受其他调速方法不值得的地方承受这种调速方法。

(二)、变更电源电压的调速性能

(1)志向空我转速发生变更，随电源电压降低的而降低

(2)志向空载转速随外加电压的平滑调整而变更。特性斜率不变，因此机械特性斜率

硬，稳定性好。故调速的范围也相对大得多。

(3)调速是无级的，调速的平滑性很好。

⑷损耗较小，比较经济。

(5)降低电枢电压，属干强电流调速。

(6)电源本钱。因承受电压可调的电源技术，所以电源装置构造上困难技术含量高

(7)属于恒转矩调速性质，因为在调速范围内，其长时间输出的额定转矩根本未变。

(8)适用于对调速性能要求较高的中、人容量拖动系统，，以及自动化程度较高的系统。

在冶金、机床、轧钢、重型机末(龙门刨)、精细机床、矿井提干以及造纸机等方而得到广泛

应用。

(三)、调速方法的分类：机械方法、电气方法或机械电气协作的方法

(1)机械调速方法：电机转子的速度没有变更，通过变更传动机构的速度比来实现，

但机械变速机构较困难。

(2)电气调速方法：电动机在确定负载状况通过变更电优参数，人为变更电力拖动系

统速度的一种限制方法。

(3)机械电气调速方法：机械调速变更有限；单靠电气上调速，限制系统可能较困难。

协作调速能更好的满意消费设备调速的须要。

(四)、调速及负载变更转速变更的区分

(1)调速一般是在某一不变的负载条件下，人为地变更电路的参数，而得到不同的速

度。调速及因负载变更而引起的转速变更是不同的。调速是主动的，它须要人为的变更电气

参数，则机械特性变更。

(2)负载变更而引起电机转速的变更，不是自动进展的，而是被动的。

(五)、变更电动机主磁通的调速方法

(1)志向空载转速发生变更。志向空载转速及磁通成反比，即当下降时，上升。一般

非调磁电动机额定转速一般可高达1500r/min左右，但弱磁调整的专用电机速度可更高

(2)特性变软稳定性差

(3)调速是无级的，调速的平滑性很好。

(4)损耗较小，比较经济。

(5)属于小电流调速。因励磁电流较小，调整限制中的限制电流也就较小，但可通过

磁场的变更，间接引起电枢电流变更

(6)限制简洁，简洁实现。

(7)属于恒功率的调速方式。因为电动机发热所允许的电枢电流不变，所以电动机的

转矩随磁通的减小而减小，故这种调速方法是恒功率调整。

(8)可调磁电动机的设计是在允许最高转速的状况卜降低额定转速以增加调速范围。

适于高转速工作，一般调速范围可达1：2、1：3或1：4。常及调压调速结合运用，以扩大

调速范围，因此在消费中可到广泛应用。

(六)、直流电动机调速方法有几种各有什么特点

fJR

依据直流电动机的机械特性公式〃=上-----f,有三种方法：(1)电枢回路串接

C仲c@

电阻，方法简洁，硬度下降，大容量设备不允许，电阻损耗大：(2)变更电源电压，此方法

节能.硬度较大，目前常常应用,但变压技术含量高,本钱大。(3)变更电动机主磁通,此

方法硬度小，但能高于额定转速，以限制励磁电流限制电动机理论较好，但电动机为专•用，

体积较大本钱高。

(七)、电力拖动系统动态分析的假设条件为了便于分析，设电力拖动系统满意假设条件:

(1)无视电磁过渡过程，只考虑机械过渡过程。

(2)电源电压在过渡过程中根本不变。

(3)磁通量根本保持不变。

(4)负载转矩根本保持不变。

(八)、直流电动机起动的根本要求

1.直流电动机起动线路限制的要求

必需先保证有磁场(即先通励磁电流)，而后加电枢电压。假设先加电枢电

压，而后有磁场，则会出现不能正常起动的问题。

(1)空载或轻载起动：出现“K车"

(2)负载起动：会烧毁绕组

2.直流电动机起动性能的要求

(1)要有足够大的起动转矩〃口〃八

I/二々="=2=(4

(2)起动电流要限制在确定范围内°Ra&Ra〜7)1N

(3)起动设备要简洁、牢靠

3.电枢回路串电阻起动的特点

(I)电枢中接的附加电阻&越人，电枢电流流过&所产生的损耗就越人。

(2)属于有级起动，主要是电阻连续变更困难引起