电机与电气控制- 习题及答案汇总 刘子林 ch01 -- ch15.docx

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1、第一章直流电机及拖动一、填空题1磁滞损耗涡流损耗周波大小频率平方材料的电阻率2130度150度3电枢机座主磁极换向级电刷装置电枢铁芯电枢绕组转向器转轴和风扇4改善换向主磁极之间建立主磁场主磁极铁心和励磁绕组5换向器电刷电流6电动机发电机7电能机械能机械能电能8交变电动热直流电动势直流电源沟通电流9根号3电功率3UnIncos输出的机械功率10相邻的末端首端同一两个相隔较远11励磁磁场感应电动势相同相反相反相同12电枢电动势EO励磁电流If中心线13生出电流转动方向14直流动流对立磁15装设换向极选用合适的电刷装设补偿绕组装设换向极16他励磁并励磁串励磁复励磁二、选择题17-21CABAC22-

2、26BCDDA27-31BCACD32B三、判断题3334X3536X37X3839404142四、筒答题43直流电机的电枢铁芯能否用铸钢制成?为什么？不可以的，都是用硅钢片叠压而成，如果用铸钢将会产生很大的涡流，这样电机会发热的。44对于一台直流电机，当负载增加时，输入电流是增大还是减小?增大45何为电枢反应?电枢反应对主碰场有哪些影响？电枢反应指的是当电枢绕组中没有电流通过时，由磁极所形成的磁场称为主磁场，近似按正弦规律分布。当电枢绕组中有电流通过时，绕组本身产生一个磁场，称为电枢磁场。电枢磁场对主磁场的作用将使主磁场发生畸变。46什么是换向过程?讨论换向有何实际意义？直流电机运行时，电枢

3、绕组的线圈（元件）由一条支路经电刷短路进入另一条支路，该线圈中的电流方向发生改变，这种电流方向的改变叫换向。47电机产生火花的电磁原因是什么？电枢电流经过电刷换向时，由于受到某些磁场的作用，换向元件将感应出一些电势。这些电势作用在换向元件的闭合回路内，会产生一个附加电流I,当主足够大时，便会在电刷下产生火花。48改善换向的方法有哪些？装设换向极、选用合适的电刷、装设补偿绕组三种。49换向极的作用是什么?它安装在什么位置?换向极绕组与电绕组如何连接?为什么?怎样确定换向极的极性?换向极极性弄反了会有什么结果？换向极安装在主磁极的几何中性线上，换向绕组与电枢绕组串联，即流过电枢电流，并使换向极在主

4、磁极几何中性线附近建立与电枢磁场相反方向的磁场，以抵消或削弱几何中性线附近电枢磁场的影响，维持几何中性线附近磁场强度为零，并在换向元件中感应产生与自感电动势相反方向的电势，以削弱或消除换向元件中的自感电动势，从根本上消除电刷下产生火花的电磁原因。50换向概念与工作原理中的换向有什么不同？换向器直流电机的重要部件，作用-将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流或将绕组内的交变电动势转换为电刷端上的直流电动势。旋转电机结构形式，必须有满足电磁和机械两方面要求的结构，旋转电机必须具备静止和转动两大部分51一台4单直电机如果缺少一对电刷，那对电机有影响?为单绕组那么又有什么影响呢？影响不大影响不

5、大52直流发电机与直流电动机的输出功率有什么不同？直流电动机的输出功率是扭矩乘转速是机械功率，直流发电机输出是电气功率。53对于一台直流电机，已知ZS=K=22,2P=4,要求绘制右行单叠绕组展开图1.43直流电机的电枢铁芯能否用铸钢制成?为什么？略五、计算题54一台直流发电机的B=6kW,U=230V,n=1450rmin,试求额定电流I。55一台直流电动机的R=4kW,U=220V,n=3000rmin,=81%,试求额定电流56台4极直流电机的电枢为单叠绕组，电枢总导体数N=152根，每磁极磁通D=35x1O2Wb.(D当n=1200r/Inin时，电枢感应电势E为多少？(2)若保持每条

6、支路电流二50A,则单叁绕组和单波绕组时的电磁转矩T各为多少？(1)额定电流IN=PNUN=6000230=20A(2)PN=4kw,un=220V,nN=3000rmin,N=81%,(3)单叠绕组中2a=2p=4,1=4x1=200A,单波绕组中2a=2,1.=2x1=IOOA第二章直流电动机一、填空题1T=T2+T0T=T2-T0T=T0-T22励磁绕组铜损耗机械摩擦损耗铁损耗电枢铜损耗直流电机铜耗一般大于铁耗，铜耗等于铁耗时3恒转矩负载特性恒功率负载特性风机泵类负载特性4转速相等增加5 Rs1U1BI16 n1b点不变7将电枢两端电压反接，改变电枢电流的方向。改变励磁绕组的极性，即改变

7、主磁场的方向。8U=Es+IsRsU=Es+IsRsU=Es+Is(Rs+R1)Es9起动转矩电动工具与作业场所距离较远工作手柄破裂10拖动转矩拖动制动转矩制动移动转矩移动二、选择题11-15CBACA16-19BCA三、判断题20 21 X22 23 24 X25 26 27 28 X29X四、筒答题29什么是直流电动机的工作特性？是指在端电压，励磁电流，电枢回路不串附加电阻时的条件下，电动机的转速、电磁转矩和效率分别随输出功率而变化的关系。30什么是直流电动机的固有机械特性?人为机械特性有什么特点？他励直流电机的固有机械特性，是指在额定电枢电压、额定磁通、转子回路不串外接电阻情况下，电动机

8、的转速n与电磁转矩T的关系曲线n=f（T）称电动机的固有机械性。改变电动机的励磁磁通（或励磁电压）或改变电枢电压或电枢回路串外接电阻时的机械特性称为直流电动机的人为机械特性。31直流串励电动机有哪些特点？使用中应注意腑些问题？直流电动机的工作特性与励磁方式有密切关系.他、并励直流电动机的机械特性是掌握的重点内容,其特点是:当负载变化时,转速变化很小，电磁转矩基本上正比于电枢电流.串励直流电动机的特点是：负载变化时转速变化较大.电磁转矩近似与电枢电流的平方成比例，因此串励直流电动机的起动力矩较大在使用时注意不准空载或轻载工作，以避免转速过高32直流电动机实现反转有哪些方法?画出直流并励电动机正、

9、反转接线图1.改变电流方向2.改变电机接线方式3.使用电子控制器33常用生产机械的负载转矩特性有哪几种？（1）恒转矩负载特性（2）通风机负载特性（3）恒功率负载特性34为什么串励电动机不能空载启动或空载运行？因为在空载时,励磁电流很小,导致电机转速很高,很快飞车,会有安全事故发生。所以一般的串励电机不允许空载启动或运行。五、计算题35台并励直流电机并接于220V直流电网上运行，已知支路对数a=1,磁极对数P=2,电枢总导体数N=372根，额定转速n=1500rmin,每磁极通=1IX1oWb,电回路总电阻1022励磁回路总电阻上1202,铁耗P=362W,机械损耗P=240W,试求：（1）此电

10、机是发电机还是电动机运行状态？（2）电机的电磁转To（3）输入功率P和效率7。答：（I）Ea=204.6伏，U=220伏，该机是电动机（2）T=IoO.3牛米（3）P1=16.94千瓦，n=89.66%o36有一台并励电动机，=17kW,U=220V,n=3000rmin,励磁回路电阻R=18152电枢电阻R=0.1442,1=88.9A试求:在额定负下运行时，电回路串入电阻R=O.152时的转速答：2815.6rmin37一台并励电动机在U=220V,I=80A的条件下运行，电回路电阻R=O.12,励回路电阻R=9022,额定效率n=0.86,试求：(1)额定输入功P。(2)额定输出功率B。

11、(3)总损耗ZP。(4)路Pf(5)电回路铜P(6)机械损耗和铁耗之和P。答：略38一台并励直流电动机的额定功率P=IkW,额定电压U=220V,转速nn=900rmin,电枢电阻R=O.32,励磁回路总电阻R=IOO2。试求：(1)电动机刚接上电源瞬时的电枢电流1-(2)额定输出功率Pin(3)理想空转速m(4)额定效载转T。出转TN(7)额定电磁转矩Tn答：略第三章直流电动机的启动调速和制动一、填空题1通过软启动器起动通过变频器起动全压直接启动通过变频器起动2 2.5快速3.5电流3转子的高电阻起动瞬间需要的大电流4 NmaxNminNmaxNmin5机械特性越大越大6手动调速方法衰减型调

12、速方法脉宽调制调速方法衰减型调速方法脉宽调制调速方法手动调速方法7反接制动能耗制动电容制动能耗制动电容制动反接制动8第四第二第一第三9越慢二、选择题10-14CCABC15-19BCACC20-21DD三、判断题2223X24X2526X2728X293031X四、简答题32一台并励直流电动机，当电源电压、励电负转不时，若在电回路中串入适当电阻R且电动机稳定运行后，电枢电流是否改变?为什么？不变直流他励电动机启动时，为了防止电机出现“飞车”和“堵转”现象，所以一定要先把励磁电流加上。若忘加励磁电流，CD当T1=O启动时：If=0,但是励磁绕组还有一定剩磁，所以稍大于0；所以仍不大，Un大部分仍

13、要加在电阻Ra上，产生很大的启动电流和不大的电磁转矩T,使系统不断加速,fN1.34相当大的某一转速下稳速运行，由于T=KtIa=T1-0,所以Ia-O,此时，E相当大。当T=T1启动时：If=O,但是励磁绕组还有一定剩磁,所以稍大于0;但因为S0,T=Kt1a0,所以出现TvT1情况。33直流他励电动机启动时，为什么一定要先加励电压并将励回路电阻R切除?如果未加励磁电压，而先将电枢接通电源，则会出现什么后果？答:直流他励电动机启动时,一定要先把励磁电流加上,这是因为主磁极靠外电源产生磁场。如果忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通，由于励磁磁场存在剩磁，由公式T=CT（I）Ia可知，电机

14、产生了力矩,在力矩的作用下，电机开始旋转。当T1=O时，由于电机产生的力矩大于负载力矩（此时负载力矩为零），电机会不停地加速,理论上电动机转速将趋近于无限大,引起飞车,高速旋转将会损坏机械设备。当T1=TN时，由公式T=CTIa可知，由于磁通小很小,要产生大的力矩拖动负载，电动机电流将会大大增加而严重过载,烧毁电机。34直流电动机能否全压启动?为什么？不能全面启动，直流电动机通常由直流蓄电池组供电，直流电机直接启动时，起动电流非常大（大到什么程度未做过测试），会造成蓄电池电压急剧下降，考虑到直流蓄电池同时为其它设备（控制、保护、UPS等）供电，如果电压下降过多，其它用电设备将失电，造成重大损失

15、。直流电动机（大功率）通常采用直流软启动柜，用IGBT和晶闸管控制起动电流，保证电气启动电流平稳上升，保证直流系统电压稳定。35直流电动机有哪几种调速方法?有哪几种制动方法?它们各自的特点是什么？直流电动机的调速方法有三种（以他励电动机为例）：（1）改变电枢电压调速转速特性为一组平行下移的直线，特点是空载转速随电枢电压的下降而减小。（2）电枢回路串电阻调速转速特性为一组空载转速不变的直线，特点是所串电阻要消耗功率，电动机转速随所串电阻的增加而下降。（3）改变磁通调速弱磁调速的特点是电动机转速只能向上调高而不能向下调低，当然也可以采用两种方法同时进行的调速。36直流电机电动状态与制动状态有何本质区别？答：电动机的电动状态特点是：电动机所发出的转矩T的方向与转速n的方向相同。制动状态特点是：电动机所发的转矩T的方向与转速n的方向相反。37启动电阻R是否可作为调速电阻R使用?为什么？启动电阻工作时间很短，功