电机拖动与变频调速课后练习第二章完整习题练习题带答案.docx

第二章 第一节 直流电动机的基本结构和工作原理（P31）
1．判断在下列情况下，电刷两端的电压是交流还是直流。
（1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转；
（2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。
答；（1）交流；（2）直流。
2．在直流电动机中，加在电枢两端的电压已是直流电压，这时换向器有什么作用？
答；换向器将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流，并保证每一磁极下，电枢导体的电流的方向不变，以产生恒定的电磁转矩。
3. 直流电机的电枢铁心、机座、主磁极、换向极各用什么材料制成？为什么？
答：电枢铁芯旋转，电枢铁芯内的磁场是交变的，为了减小铁耗，故要用硅钢片迭成。机座和主极中的磁场是恒定的，故可采用整块的铁。但是，由于电枢齿槽的影响，电枢旋转时主磁极极靴表面磁场发生脉动，引起附加损耗，为了降低表面损耗，主磁极有时采用薄钢板迭成。
4．直流电机磁路中的磁通一般情况下不随时间发生变化，为什么电枢铁心却要用薄的硅钢片叠成？并且在硅钢片间还要涂漆绝缘？
答：电枢铁芯中磁通在变，会产生涡流损耗，硅钢片的电阻大，可以减小涡流损耗；主磁极的磁通不变，不产生涡流损耗，用薄钢板即可降低材料成本。
5. 为什么一台直流电机既可作电动机运行又可作发电机运行？
答：一台直流电机既可作发电机运行，也可作电动机运行，称为直流电机的可逆性
6. 直流电动机中是否存在感应电动势？如果存在，其方向如何？直流发电机，当电刷两端接上负载，线圈流过电流时，是否受到电磁力的作用？如果有，其方向如何？
答；直流电动机中存在感应电动势。如果存在，其方向与电枢电流方向相反。直流发电机，当电刷两端接上负载，线圈流过电流时，受到电磁力的作用。其方向与原动机旋转方向相反。
7. 如果要改变他励直流发电机输出端电压的极性，应采取什么措施？
答：交换励磁绕组接到电源上的两根线。
8. 在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电机是运行于发电机状态还是运行于电动机状态？
答：在直流电动机中，电磁转矩的方向与转子旋转的方向相同，为拖动转矩；电动势的方向与电枢电流的方向相反，为反电动势。在直流发电机中，电磁转矩的方向与转子旋转的方向相反，为制动转矩；电动势的方向与电枢电流的方向相同，为电源电动势。
9. 如何改变他励直流电动机的转向？如何改变并励直流电动机的转向？
答：他励直流电动机只要改变电枢电压方向或励磁电压方向的其中一个就可以了。 并励直流电动机需要单独改变励磁电压方向或者电枢电压方向。
10. 电磁转矩与什么因素有关？如何确定电磁转矩的实际方向？
答：电磁转矩T=转矩常数*磁通*电流可以用左手定则判定：左手四指和拇指在同一平面并成90度关系，让磁通穿过手心，四指代表电流方向，而电磁转矩T的方向即为拇指所指的方向。
11.何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？公式中的应是什么磁通？
答：电枢反应
（1）电枢磁势对主磁场的影响称为电枢反应。  
（2）直流电机在负载运行时，气隙磁场由励磁磁势和电枢磁势共同产生，由于电枢磁势的存在使负载时气隙磁场和空载时仅由励磁磁势产生的主磁砀有所不同。  
电枢反应对气隙磁场的影响：  
（1）使气隙磁场发生畸变：   
（2）考虑饱和时，还存在去磁效应，使每极磁通比空载时略有减小。  
12. 一台直流电动机，其额定功率，额定电压，额定效率, 额定转速，求该电动机的输入功率、额定电流和轴上输出的额定转矩？
答：

13.一台直流发电机，其额定功率，额定电压，额定效率 ,额定转速，求
(1)该发电机的额定电流为多少？
(2)电流保持为额定电流值而电压下降为100V时，原动机的输入功率（设此时）
答：（1）
(2)=

第二章 第三节 直流电动机的机械特性（P40）
1．他励直流电动机起动时未加励磁，会出现什么后果？如果在运行中励磁回路突然断线，又会出现什么后果？
答：未加励磁时，主磁极只有剩磁，与电枢电流作用产生很小的电磁转矩，不能克服负载转矩起动，故电枢回路没有反电动势，电枢电流很大。如不及时切断电源，对电刷、电枢绕组等会造成过热损坏。若运行时磁路突然断开，主磁路通讯减小，转速将急速增加，造成飞车现象。
2．一台他励直流电动机，，求电机的输出功率、输入功率、电磁功率、铜损耗和空载损耗。
答：

3.一台他励直流电动机，,，，计算：
(1) 额定输出转矩和电磁转矩；
（2）理想空载转速和实际空载转速 。
答；(1)

（2)

4. 一台并励直流电动机在某负载转矩时转速为1000转/分，电枢电流为90安，电枢回路总电阻欧，电网电压为110伏。当负载转矩增大到原来的4倍时，电枢电流及转速各为多少？（忽略电枢反应）
答；
由得：
所以
5. 他励直流电机运行在220V的电网上，已知电枢回路总电阻，铁心损耗，机械损耗，忽略附加损耗，问：
(1)该电机运行在发电机状态还是电动机状态？
(2)电磁转矩是多少？
(3)输入功率和效率各是多少？
答；（1）,所以该电机运行在电动机状态。
（2）

效率

第二章 第四节 他励直流电动机的起动、调速和制动（P48）
1.他励直流电动机稳定运行时，电枢电流大小与什么量有关？改变电枢回路电阻，能否改变电枢电流的稳态值？
答：电枢电流由负载转矩决定，不能。
2.直流电动机为什么不能直接起动？如果直接启动会引起什么后果?
答：启动瞬间转速n=0，电动势，最初起动电流。若直接起动，由于很小会达到十几倍甚至几十倍的额定电流，造成电机无法换向，同时也会过热，因此不能直接起动。
3.改变励磁回路的电阻调速时，电动机的最高转速和最低转速受什么因素限制？
答：采用该方法，若增大该回路的外接电阻，电机转速会升高，但其电机最高转速受电机机械强度的限制，若减小该回路中的电阻，电机转速将下降，但受于负载转矩的作用，电机可能停转。
4.直流电动机有哪几种调速方法?各有什么特点？各属于什么调速方式？
答：直流电动机的调速方法有：（1）降压调速；（2）电枢回路串阻调速；（3）弱磁调速。前两种调速方法适用于恒转矩负载，后一种调速方法适合用于恒功率负载。降压调速可实现无级调速，机械特性斜率不变，速度稳定性好，调速范围大。串电阻调速为有级调速，调速平滑性差，机械特性斜率增大，速度稳定性差，受静差率的限制，调速范围小。弱磁调速控制方便，能量损耗小，调速平滑，受最高转速限制，调速范围不大。
他励直流电动机的降压调速和电枢串电阻调速属于恒转矩调速方式，而弱磁调速属于恒功率调速方式。
5.如何区别电动机是处于电动状态还是处于制动状态？
答：电机所发出的电磁转矩与转速方向相同，即为电动状态；若电机所发出的的电磁转矩与转速方向相反，即为制动状态。
6.采用能耗制动和电压反接制动进行系统停车时，为什么要在电枢回路中串入制动电阻？哪一种情况下串入的电阻大？为什么？
答：进行制动时，如果不在电枢回路中串入制动电阻，则制动瞬间电枢电流将很大。例如，能耗制动瞬间电枢电流为，电压反接制动瞬间，由于很小，所以很大。制动时在电枢回路串入适当的制动电阻，是为了限制过大的制动电流。由和两个公式可知，电压反接制动时的制动电流约为能耗制动时的制动电流的2倍，故电压反接制动时应串入较大的制动电阻。
7.实现倒拉反转反接制动和回馈制动的条件是什么？
答：这两种制动方式的实现都是以位能性负载为前提条件，当电枢回路中串入较大的电阻，使电动机的机械特性与位能性负载转矩特性的交点（工作点）处于第四象限时，电动机便处于倒拉反转反接制动运行状态，此时电机的转速方向与电动状态运行时相反。而回馈制动时，转速方向不变，但转速值超过了理想空载转速，这是位能性负载作用的结果。
8.他励直流电动机的额定数据为：，求（1）如果采用直接启动，则起动电流是额定电流的几倍？
（2）如果将起动电流限制在,求应串入电枢回路的电阻值？
答：（1），。
（2）
9.他励直流电动机的额定数据为：，，当电磁转矩保持额定转矩不变时，计算采用下述方法调速时的转速：
（1）R增大20%；
（2）U降低20%；
（3）减少20%；
答：

（1）,

（2）

（3）

10.一台他励直流电动机，，,求：
（1）电动机以500r／min的转速吊起重物时，电枢回路应串入多大电阻？
（2）用哪几种方法可使电动机以500r／min的转速下放重物？每种方法电枢回路应串入的电阻是多少？
答：
(1)

（2）能耗制动：

=3
倒拉反转制动：

11.他励直流电动机铭牌数据为：,，,要使电机以1254r／min的转速稳定运行，如何实现，计算有关参数。
答：

9