控制电机课后答案

控制电机

第2章直流测速发电机

1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势?

答：电枢连续旋转，导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线，因而ab和cd中的电势及线圈电势是交变的。

由于通过换向器的作用，无论线圈转到什么位置，电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接，如电刷A始终与处在N极下的导体相连接，而处在一定极性下的导体电势方向是不变的，因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。

2. 如果图2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、B电刷的极性如何?

答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd中电势由d指向c。电刷A 通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。

当电枢转过180°以后，导体cd处于N极下，导体ab处于S极下，这时它们的电势与前一时刻大小相等方向相反，于是线圈电势的方向也变为由a到d，此时d为正，a为负，仍然是A刷为正，B刷为负。

4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值?

答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越强，磁通被削弱得越多，输出特性

第2章 直流测速发电机

1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势?

答：电枢连续旋转， 导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线， 因而ab和cd中的电势及线圈电势是交变的。

由于通过换向器的作用， 无论线圈转到什么位置， 电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接， 如电刷A始终与处在N极下的导体相连接， 而处在一定极性下的导体电势方向是不变的， 因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。 2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转， 试问元件电势的方向和A、 B电刷的极性如何? 答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd中电势由d指向c。电刷A通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。

当电枢转过180°以后，导体cd处于N极下，导体ab处于S极下，这时它们的电势与前一时刻大小相等方向相反，于是线圈电势的方向也变为由a到d，此时d为正，a为负，仍然是A刷为正，B刷为负。

4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值?

答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反

第2章 直流测速发电机

1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势?

答：电枢连续旋转， 导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线， 因而ab和cd中的电势及线圈电势是交变的。

由于通过换向器的作用， 无论线圈转到什么位置， 电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接， 如电刷A始终与处在N极下的导体相连接， 而处在一定极性下的导体电势方向是不变的， 因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。 2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转， 试问元件电势的方向和A、 B电刷的极性如何? 答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd中电势由d指向c。电刷A通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。

当电枢转过180°以后，导体cd处于N极下，导体ab处于S极下，这时它们的电势与前一时刻大小相等方向相反，于是线圈电势的方向也变为由a到d，此时d为正，a为负，仍然是A刷为正，B刷为负。

4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值?

答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反

1-1、 变压器电动势旋转电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 答：

变压器电动势产生原因：线圈与磁场相对静止，但穿过线圈的磁通大小或方向发生变化；旋转电动势产生原因：磁通本身不随时间变化，而线圈与磁场之间有相对运动，从而使线圈中的磁链发生变化。 对于变压器电动势：e??d?d???N dtdte的大小与线圈匝数、磁通随时间的变化率有关。

对于旋转电动势：e?Blv

e的大小与磁感应强度B，导体长度l，相对磁场运动速度v有关。

1-2、 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它的大小与哪些因素有关？ 答：

磁滞损耗产生原因：铁磁材料在外界交变磁场作用下反复磁化时，内部磁畴必将随外界磁场变化而不停往返转向，磁畴间相互摩擦而消耗能量，引起损耗。

其大小Pn与最大磁通密度Bm、交变频率f和材料等因素有关，即Pn?fBa。同时，磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积有关，面积越大，磁滞损耗也就越大。 涡流损耗产生原因：铁芯中磁通发生交变时根据电磁感应定律，铁芯中会感应涡流状的电动势并产生电流，即涡流。涡流在铁芯中流通时，会产生损耗，就称为涡流损耗。

其大小Pw与铁芯中的磁通密度幅值Bm，磁通的交变频率f、硅钢片厚度d和硅钢片电阻率

?等因素

唐山科技职业技术学院教案用纸

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第七章 典型设备的电气控制

7—1试述Chso型车床主轴电动机控制特点及时间继电器M的作用。 7－2 在C650型车床电气控制原理图中，KA和KM3逻辑相同，它们能相互代替吗？

7－3 C650型车床电气控制电路有何特点？

答：1）采用三台电动机拖动，尤其是车床溜板箱的快速移动单由一台快速移动电动机M3拖动。

2）主电动机MI不但有正、反向运转，还有单向低速点动的调整控制，MI正反向停车时均具有反接制动停车控制。 3）设有检测主电动机工作电流的环节。

4）具有完善的保护和联锁功能：主电动机MI正反转之间有互锁。熔断器FU1－FU6可实现各电路的短路保护；热继电器FR1、FR2实现M1、M2的过载保护；接触器KM1、KM2、

KM4采用按钮与自锁环节，对M1、M2实现欠电压与零电压保护。

7－4 在C650型车床中，若发生主电动机无反接制动，或反接制动效果差，试分析故障原因。

答：如果这一情况每次都发生，一般来说是由于速度继电器触头反力弹簧过紧，使触头过早复位断开了反接制动电路，造成反接制动效果差；若属于偶然发生，往往是由于操作不当造成的。按下停止按钮四 时间过长，只有当松开S

第二章

1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势? P25 2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转， 试问元件电势的方向和A、 B电刷的极性如何? P7

3. 为了获得最大的直流电势， 电刷应放在什么位置? 为什么端部对称的鼓形绕组(见图 2 - 3)的电刷放在磁极轴线上? P9-10

4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值? P23 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上， 而在偏离几何中性线α角的直线上， 如图 2 - 29 所示， 试综合应用所学的知识， 分析在此情况下对测速机正、 反转的输出特性的影响。(提示： 在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。

6. 具有 16 个槽， 16 个换向片的两极直流发电机结构如图 2 - 30 所示。 (1) 试画出其绕组的完整连接图；

(2) 试画出图示时刻绕组的等值电路图；

(3) 若电枢沿顺时针方向旋转， 试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性； (4) 如果电刷不是位于磁极轴线上， 例如顺时针方向移动一个换

电机与电气控制技术与实践

项目五 特种电机的应用

一、选择题

1．测速发电机在自动控制系统中常作为（ C ）元件。 A．电源 B．负载 C．测速 D．放大

2．若按定子磁极的励磁方式来分，直流测速发电机可分为（ C ）两大类。

A．有槽电枢和无槽电枢 B．同步和异步 C．永磁式和电磁式 D．空心型形转子和同步 3．交流测速发电机的定子上装有（ D ）。 A．两个并联的绕组 B．两个串联的绕组 C．一个绕组 D．两个在空间相差90电角度的绕组 4．交流测速发电机的杯型转子是用（ A ）材料做成的。 A．高电阻 B．低电阻 C．高导磁 D．低导磁 5．交流测速发电机的输出电压与（ D ）成正比。

A. 励磁电压频率 B. 励磁电压幅值 C. 输出绕组负载 D. 转速 6．若被测机械的转向改变，则交流测速发电机的输出电压（ D ）。

A．频率改变 B．大小改变 C．相位改变90 D．相位改变180

???二、判断题

1．交流测速发电机的主要特点是其输出电压和转速成正比。（ √

1. 直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定? 答

根据转矩平衡方程式， 当负载转矩不变时， 电磁转矩不变； 加上励磁电流If不变， 磁通Φ不变， 所以电枢电流Ia也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电动机的总阻转矩决定。

2. 如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性(见图 3 - 33)， 就会发现， 当其他条件不变， 而只是减小发电机负载电阻RL时， 电动机的转速就下降。 试问这是什么原因?

L发a发1发2电2电

3. 一台他励直流电动机， 如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变， 而仅仅提高电枢端电压， 试问电枢电流、 转速变化怎样? 答：最终电枢电流不变，转速升高

4. 已知一台直流电动机， 其电枢额定电压Ua=110 V， 额定运行时的电枢电流Ia=0.4 A， 转速n=3600 r/min, 它的电枢电阻Ra=50 Ω， 空载阻转矩T0=15 mN·m。 试问该电动机额定负载转矩是多少?

R??I??T??T??I??n?

5. 用一对完全相同的直流机组成电动机—发电机组， 它们的励磁电压均为 110 V， 电枢电阻Ra=75 Ω。 已知当发电机不接负载， 电动机电枢电压加 110 V

电力拖动基础部分课后习题答案

1-8 某起重机电力拖动系统如图1-13所示。电动机PN＝20kW,n?950r/min，传动机构转速比j1?3，j2?3.5，j3?4，各级齿轮传递效率?1??2??3?0.95，各轴的飞轮矩

222GD12?125N?m2，GD2?50N?m2，GD3?40N?m2，GD4?460N?m2，卷筒直径

D?0.5m，吊钩重G0?1900N,被吊重物G?49000N,忽略电动机空载转矩、钢丝绳重量

和滑轮传递的损耗，试求：

(1)以速度v?0.3m/s提升重物时，负载(重物及吊钩)转矩、卷筒转速、电动机输出功率及电动机的转速；

(2)负载的飞轮矩及折算到电动轴上的系统总飞轮矩； (3) 以加速度为0.1m/s提升重物时，电动机输出的转矩。

260v60?0.3??11.46r/min2?R2?3.14?0.25'解：（1）卷筒速度：n?nj1j2j3?11.46?3?3.5?4?481r/min

n??T??FR?50900?0.25?12725N?m

折算到电机转矩： TL?9.55?G?G?v?353.6N?m Fv?9.550n?481?0.953（另： TL?G??R?G0?G?R?1900?49000??0.

第1章 导论

1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。 特点：导磁率高。

电路：紫铜线。 特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片， 永磁材料 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。

1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？

解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦，消耗能

量，产生功率损耗。 与磁场交变频率f，磁通密度B，材料，体积，厚度有关。

涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生叫涡流，

涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。 与磁场交变频率f，

磁通密度，材料，体积，厚度有关。

1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势E?4.44fN?m。

运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的