电机与拖动基础思考题答案

《电机及拖动基础》（3版）

浙江机电职业技术学院 胡幸鸣主编

思考题与习题

解答

第一章 直流电机

1-1 在直流电机中，电刷之间的电动势与电枢绕组某一根导体中的感应电动势有何不同？

解：前者是方向不变的直流电动势，后者是交变电动势；前者由多个电枢元件（线圈）串联而成，电动势相对后者的绝对值要大。

1-2 如果将电枢绕组装在定子上，磁极装在转子上，则换向器和电刷应怎样放置，才能作直流电机运行？

解：换向器放置在定子上，电刷放置在转子上，才能作直流电机运行

1-3 直流发电机和直流电动机中的电磁转矩T有何区别？它们是怎样产生的？而直流发电机和直流电动机中的电枢电动势，Ea又有何区别？它们又是怎样产生的？

解：直流发电机的电磁转矩T是制动性质的，直流电动机的电磁转矩T是驱（拖）动性质的，它们都是由载流导体在磁场中受到的电磁力，形成了电磁转矩；直流发电机的电枢电动势Ea大于电枢端电压U，直流电动机的电枢电动势Ea小于电枢端电压U，电枢电动势Ea都是运动导体切割磁场感应产生的。

1-4 直流电机有哪些主要部件？各起什么作用？

解：直流电机的主要部件有定子：主磁极（产生主极磁场）、机座（机械支撑和导磁作用）、换向极（改善换向）、电刷（

附录:

第1章 思考题及答案

1-1 变压器的电动势的产生原理是哪一个定律？说明其原理。

答：变压器的电动势的产生原理是法拉第电磁感应定律，即设N匝线圈处在磁场中，它所交链的磁链??N??,当磁链?发生变化时，会产生电场，并在线圈内产生感应电动势。即：

e??Nd?d??? dtdt1-2 根据功能与用途，电机可以分为哪几类？

答：根据功能与用途电机可以分为：动力电机和控制电机。动力电机又分为：静止的电机（变压器）和旋转电机（直流电机和交流电机）。控制电机是信号转换和信号传递的装置，容量和体积一般都比较小，在自动控制系统中常用于检测、放大、执行和校正等元件。

静止电机：变压器

动力电机

电机

旋转电机

交流电机

控制电机

1-3 一个电力拖动系统的组成有哪些组成部分，各部分的作用是什么？

答：电力拖动系统包括：电动机、传动机构、生产机械、控制设备和电源等组成。

电源电动机传动机构生产机械直流电机

生产机械是执行某一生产任务的机械设备，是电力拖动的对象；电源给动力机构——电动机以及控制设备提供电能，电动机把电能转换为机械能，通过传动机构经过中间变速或变换运动方式后，拖动生产机械工

附录:

第1章 思考题及答案

1-1 变压器的电动势的产生原理是哪一个定律？说明其原理。

答：变压器的电动势的产生原理是法拉第电磁感应定律，即设N匝线圈处在磁场中，它所交链的磁链??N??,当磁链?发生变化时，会产生电场，并在线圈内产生感应电动势。即：

e??Nd?d??? dtdt1-2 根据功能与用途，电机可以分为哪几类？

答：根据功能与用途电机可以分为：动力电机和控制电机。动力电机又分为：静止的电机（变压器）和旋转电机（直流电机和交流电机）。控制电机是信号转换和信号传递的装置，容量和体积一般都比较小，在自动控制系统中常用于检测、放大、执行和校正等元件。

静止电机：变压器

动力电机

电机

旋转电机

交流电机

控制电机

1-3 一个电力拖动系统的组成有哪些组成部分，各部分的作用是什么？

答：电力拖动系统包括：电动机、传动机构、生产机械、控制设备和电源等组成。

电源电动机传动机构生产机械直流电机

生产机械是执行某一生产任务的机械设备，是电力拖动的对象；电源给动力机构——电动机以及控制设备提供电能，电动机把电能转换为机械能，通过传动机构变速或变换运动方式后，拖动生产机械工作；控制

附录:

第2章 思考题及答案

2-1 直流电机的主要部件是什么？各有什么作用？

答：直流电机的主要包括定子、转子

定子部分：包括主磁极、换向磁极、机座、电刷装置

1）主磁极：建立主磁通，包括： 铁芯：由低碳钢片叠成

绕组：由铜线绕成

2）换向磁极：改善换向，包括： 铁芯： 中大型由低碳钢片叠成。

小型由整块锻钢制成。 绕组：由铜线绕成。

3）机座：固定主磁极、换向磁极、端盖等，同时构成主磁路的一部分，用铸铁、铸钢或钢板卷成。

4）电刷装置：引出（或引入）电流，电刷由石墨等材料制成。 转子部分：包括电枢铁芯、电枢绕组、换向片

1） 电枢铁心：构成主磁路，嵌放电枢绕组。由电工钢片叠成。

2） 电枢绕组：产生感应电动势和电磁转矩，实现机—电能量转换。由铜线绕成。 3） 换向片：换向用，由铜线围叠而成。 4）

2-2 在直流电机中，为什么要用电刷和换向器，它们起到什么作用？

答：在直流发电机中，电刷和换向器起到整流的作用，将电枢绕组中的交流电整流成出线端的直流电。直流发电机中，起到逆变的作

《电机及拖动基础》（3版）

浙江机电职业技术学院 胡幸鸣主编

思考题与习题

解答

第一章 直流电机

1-1 在直流电机中，电刷之间的电动势与电枢绕组某一根导体中的感应电动势有何不同？

解：前者是方向不变的直流电动势，后者是交变电动势；前者由多个电枢元件（线圈）串联而成，电动势相对后者的绝对值要大。

1-2 如果将电枢绕组装在定子上，磁极装在转子上，则换向器和电刷应怎样放置，才能作直流电机运行？

解：换向器放置在定子上，电刷放置在转子上，才能作直流电机运行

1-3 直流发电机和直流电动机中的电磁转矩T有何区别？它们是怎样产生的？而直流发电机和直流电动机中的电枢电动势，Ea又有何区别？它们又是怎样产生的？

解：直流发电机的电磁转矩T是制动性质的，直流电动机的电磁转矩T是驱（拖）动性质的，它们都是由载流导体在磁场中受到的电磁力，形成了电磁转矩；直流发电机的电枢电动势Ea大于电枢端电压U，直流电动机的电枢电动势Ea小于电枢端电压U，电枢电动势Ea都是运动导体切割磁场感应产生的。

1-4 直流电机有哪些主要部件？各起什么作用？

解：直流电机的主要部件有定子：主磁极（产生主极磁场）、机座（机械支撑和导磁作用）、换向极（改善换向）、电刷（

一 名词解释（5个*4=20分） 拖动系统的运动方程式 动态转矩

静态工作点及其稳定性

直流他励电机机械特性方程 直流电机的制动方式（三种）【发电反馈】 调速范围 静差率

恒转矩/恒功率调速 转差率 启动能耗

二 简答题（4道*10=40分）

简述机电传动系统运动方程中动态转矩的物理意义。

简述机电传动系统运动方程中双轴传动系统中静态转矩和动态转矩的折算方法。

简述静态工作点稳定性的判定条件。

简述传动系统的起停过程中减少过渡过程时间的方法。 简述直流他励电机三种制动方式的原理及特点

简述已知直流他励电机运行参数和固有机械特性时，人为机械特性的方法

直流他励电机的机械特性方程

直流电机制动运行的三种方式及其特点 四象限图

静差率、调速范围、最高工作转速和转速降落之间的关系 发电机-电动机调速系统的工作原理

异步电动机的固有特性公式及转差率s的含义

绕线转子电机串入电阻后人为特性曲线与固有特性曲线之间的关系

简述笼型转子异步电动机起动过程中能量损耗构成与减少转子回路能量损耗的办法。

简述通过改变异步电动机的定子绕组电压时，异步电动机人为特性曲线有什么特点？

异步电机传动系统启动应该注意哪些问题

第2章 三、思考题

2-1 直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。特点略。

2-2 简述直流 PWM 变换器电路的基本结构。答：直流 PWM 变换器基本结构如图，包括 IGBT 和续流二极管。三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。

2-3 直流 PWM 变换器输出电压的特征是什么？答：脉动直流电压。

2=4 为什么直流 PWM 变换器-电动机系统比 V-M 系统能够获得更好的动态性能？答：直流 PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流 PWM 变换器的时间常数Ts等于其 IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数Ts通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。因 fc 通常为 kHz 级，而 f 通常为工频（50 或 60Hz）为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过 20，故直流 PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。 2=5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止

第二部分 直流电动机的电力拖动

一、填空题： 1、他励直流电动机的固有机械特性是指在_______条件下，_______和_______的关系。 （U=UN、φ=ΦN，电枢回路不串电阻；n；Tem

2、直流电动机的起动方法有____ ___。（降压起动、电枢回路串电阻起动）

3、如果不串联制动电阻，反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_______倍。 （2）

4、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。（理想空载转速）

5、拖动恒转转负载进行调速时，应采_______调速方法，而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。（降压或电枢回路串电阻；弱磁） 1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。（ ）（F）

2、直流电动机串多级电阻起动。在起动过程中，每切除一级起动电阻，电枢电流都将突变。（ ） （T）

3、提升位能负载时的工作点在第一象限内，而下放位能负载时的工作点在第四象限内。（ ） （T）

4、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。（ ） （F）

5、他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越

思考题与习题一

P39 第一章

l—1 什么叫变压器?变压器的基本工作原理是什么?

答：p1变压器是一种静止电气设备，它利用电磁感应原理，将某一数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压，还可以变换交变电流、阻抗等。

变压器的基本工作原理是利用电磁感应。

1—2 在电能的输送过程中为什么都采用高电压输送?

答：p2，电能的输送过程中由P?I2R，线路的阻抗一定时，电流愈大，功率损失也愈大，从P=UI，输送同功率的电能，电压越高电流越小，为了减少输电线路的功率损耗，节省导电材料，所以都采用高电压输送。

1—3 在电力系统中为什么变压器的总容量要远远大于发电设备的总装机容量? 答：p3，从发电厂到电能用户，一般要经过4～9次的升降压，而每次的升降压都要使用大于（至少等于）用电量容量的变压器，所以变压器的总容量要远远大于发电设备的总装机容量。

1—4 为什么在电力系统中要求广泛采用低损耗变压器作为输、配电变压器? 答：p3，传输电能过程的能量损耗中，变压器损耗约占60%，为了节约能源、要求电力系统中要广泛采用低损耗变压器作为输、配电变压器。

1—5 变压器的作用是什么?它可分为哪些类别?

答：p3，作用：变换交变电压、变换交变电

电机拖动基础---杭州电子科技大学

杭州电子科技大学自动化学院电气工程系

电机与拖动基础第二十三讲王家军 Email: wangjiajun@2009年5月11日

电机拖动基础---杭州电子科技大学

第十一章

电动机的选择

一,电动机(种类)的选择 1,电动机的主要种类直流电动机他励直流电动机并励直流电动机鼠笼式异步电动机串励直流电动机复励直流电动机

交流电动机

异步电动机

三相异步电动机

普通鼠笼式高启动转矩式(深槽式,双笼式)多速电动机

绕线式异步电动机单相异步电动机

同步电动机

凸极同步电动机

隐极同步电动机

永磁同步电动机

第1页

电机拖动基础---杭州电子科技大学

2,电动机种类选择时考虑的主要内容 1)电动机的机械特性; 2)电动机的调速性能; 3)电动机的启动性能; 4)电源情况; 5)经济性.二,电动机类型的选择 1,安装方式卧式和立式 2,轴伸个数单轴和多轴

3,防护方式开启式,防护式,封闭式和防暴式等.第2页

电机拖动基础---杭州电子科技大学

三,电动机额定电压和额定转速的选择 1,额定电压的选择电动机电压等级,相数,频率都要与供电电源一致. 2,额定转速的选择对于电动机本身而言,额定功率相同的电动机额定转速越高,体积越小,造价越低.一般来说,电动机的转子越细长