长沙理工大学电机题库.docx

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1、电机与拖动基础练习题及其答案第1章直流电机、填空题:1-1-1,并励直流发电机自励建压的条件是； ； （答:主磁路存在剩磁;并联 在电枢两端的励磁绕组极性要正确,使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同;励磁回路 的总电阻必须小于临界电阻）1-1-2、可用下列关系来判断直流电机的运行状态,当时为电动机状态,当时为发电机状态。（答:EaU）1-1-3、直流发电机的绕组常用的有 和 两种形式,若要产生大电流,绕组常采用绕组。（答:畳绕组；波绕组;叠）1-14、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向,直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转 方向。（答:相反;相同）1-1-5,单叠和单波绕组，极对数

2、均为p时，并联支路数分别是，0 （2p； 2）1-1-6、直流电机的电磁转矩是由和 共同作用产生的。（答：每极气隙磁通量;电枢电流）二、判断题1-2-1 台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。（F）1-2-2、一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。（）（T）1-2-3、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（F）1-2-4、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。（F）三、选择题1-3-1、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）中。（1）（1）电枢绕组；（2）励磁绕组；（3）电枢绕组

3、和励磁绕组1-3-2、直流发电机电刷在几何中线上,如果磁路不饱和,这时电械反应是（3）（1）去磁；（2）助磁;（3）不去磁也不助磁。1-3-3、如果并励直流发电机的转速上升20%,则空载时发电机的端电压Uo升高（2）。（1） 20%； （2）大于 20%； （3）小于 20%。1-3-4、直流并励电动机起动时,电枢回路的起动电阻阻值应置于（D ）A零的位置;B中间位置；C接近于零的位置；D最大位置1-3-5、串励直流电动机的主要特点是:（A ）A,牛马特性;B恒转矩特性;C恒功率特性1-3-6、直流发电机通过主磁通感应的电势应存在于:（A ）A电枢绕组；B励磁绕组1-3-7、直流电动机运行于发

4、电状态时,电枢电压U和电枢电势关系（B ）A U纥；B UEaiC U = Ea1-3-8、负载运行的直流电机,气隙磁密沿电枢圆周的分布为（C ）A随负载变化的平顶波；B始终与电机转向相同;C随负载变化的畸变的尖顶波1-3-9、一台直流电动机，电刷位于几何中性线上，如果考虑磁路饱和的影响，这时电枢反应对磁场的 影响是（A ）：A去磁; B増磁；C不去磁也不増磁四、简答题1-4-1,直流发电机的励磁方式有哪几种?（答:他励;自励（包括并励，串励和复励）1-4-2、如何确定换向极的极性,换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联?（答:使换向极产生的磁通与电枢反应磁通方向相反。对于直流发电机而营,换向极性

5、和电枢要进入 的主磁极性相同；而对于直流电动机，则换向极极性和电枢要进入的主磁极极性相反。换向极绕组与电枢组相串联的原因是:使随着电枢磁场的变化，换向极磁场也随之变化,即任何 负载情况下都能抵消电枢反应的影响。）1-4-3、试比较他励和并励直流发电机的外特性有何不同?并说明影响曲线形状的因素。（答：并励直流发电机的外特性比他励的软。他励：影响因素有两个:（1）随着la增加,laRa增加,使U下降;（2）随着la增加,电枢反应附 加去磁作用增强,使磁通tp减少，电枢电动势Ea减少，最后使U下降。并励:影响因素有三个：（1）随着la增加,laRa增加，使U下降;（2）随着la增加,电枢反应附 加去

6、磁作用增强,使磁通屮减少，电枢电动势Ea减少,最后使端电压U下降。（3）两端电压下降, 磁通屮下降,电枢电动势Ea进步减少,端电压U进步下降。）1-4-4、一台并励直流发电机并联于电网上,若原动机停止供给机械能,将发电机过渡到电动机状态 作,此时电磁转矩方向是否变?旋转方向是否改变?（答：电磁转矩方向改变，电机旋转方向不变。） 1-4-5、在直流电机中,换向器和电刷的作用是什么? 答:在直流电机中,电枢电路是旋转的,依靠换向器和电刷的作用,使构成每条支路的元件不停地轮 流变换,而每条支路的元件数、位置和感应电动势的方向不变，支路电流产生的磁动势的空间位置也 始终不变。因此,直流发电机的换向器和

7、电刷起了整流器的作用，将电枢绕组产生的交流感应电动势 和电流变换成直流引到外电路;直流电动机的换向器和电刷起r逆变器的作用,将外部直流电流变换 成交流电流引入电枢绕组。1-4-6、分析哪些因素影响直流电机的感应电动势:若一台直流发电机额定运行时的电动势为E”，那 么当励磁电流、磁通分别减少10%或者转速提高10%时的电动势为多少?答:根据直流电机感应电动势的公式E = Ce中可知，电动势正比于磁通与转速的乘积,当磁通为常 数时,电动势正比于转速,当转速为常数时,电动势正比于磁通。当励磁电流减少10%时,磁通将相应减少，此时的感应电动势将减小，但由于磁路饱和的影响, 磁通减少不到10%,故0.9

8、En E 台并励直流发电机,铭牌数据如下:PN=23kW, Un=230V, nN=1500r/min,励磁回路电阻Rr57.5Q,电枢电阻RlO.IQ,不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行,把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源:运行时维持电枢电流为原额定值。求（1）转速n； （2）电磁功率:（3）电磁转矩。解:/ =A = 4A； /23x10A = 1（X）A / =/ +/ =1044f Rf 57.7n 厶 230f%= &/；=108L6WE(1) Eu=Un + /?,/ = 240.4V ； =0.1603 nN电动机运行：Eu =UN- RJa

9、= 209.6V ： C,a = C,(D = xO. 1603 = 0.1533 ae 230230En = -2-= 1367 min CO,（3）&=221,798xlQ32x1367/60N = 152.27(2) = %/= 21.798ZW1-5-4一台并励直流发电机=16%W, UN =230V , IN =69.6A , nN =1600r/min电枢回路电阻Ra =0.1280,励磁回路电阻R/=150C,额定效率=85.5%。试求额定工作状态下的励磁电流、电枢电流、电枢电动势、电枢铜耗、输入功率、电磁功率。U 230解：/心=1.534 /仙=厶+，例=69.6+1.53=

10、71.134Rf 150EaN = UN IaN Ra =230+ 71.13x0.128 =239.1V=4 = 71.132 x 0.128 =647.6W:耳必=239.1x71.13=17*W输出功率Pin416 16n 85.5% 85.5%= l8.7kW1-5-5、并励直流发电机厶,=7.5kW, UN =220V, lN =40.64, nN =3000r/min, Ra=O.213Q ,额定励磁电 流/加=0.683A,不计附加损耗，求电机工作在额定状态下的电枢电流、额定效率、输出转矩、电枢铜耗、励磁铜耗、空载损耗、电磁功率、电磁转矩及空载转矩。解:“ = /n-/n=406

11、-0.683=40A； Pt=UN = 220x40.6=8932W；nAf=-LxlOO% =-X100% =84%： 7； =9550=9550x- =24/V -mPi89322 nN 3000P,u” 二 I 1Ra= 402 x 0.213=341 W； Rf = = 322Q“af / 0.683Pe = I2 Rf = UN I小=220 x 0.683 = 150W%为M=8932 - 7500-341-150 = 941Pm = Px-Pcua-Pcuf =8932 - 341 -150 = 8441 Wp“8.4419550=9550=27 N mnN3000To = T

12、- T2 =27-24=3 N - m 1-5-6、某直流电机,PN = 4KW、Un = 110、nN =1000 r/min以及rjN = 0.8 O若是直流发电机, 试计算额定电流/N:如果是直流电动机,再计算/解:若是直流发电机=/(Z可=4x103/11 = 36.36A ：如果是直流电动机，再计算/!N=PN/UNrjN=4x 107(110 x0.8) = 45.45A1-5-7、一台直流发电机额定功率=30KW,额定电压= 23OV,额定转速n =00 min , 极对数 =2,电枢总导体数N = 572,气隙每极磁通。= 0.01%,单叠绕组。求:(1)额定运行时的电枢感应电

13、势石“:额定运行时的电磁转矩。解:(1) EaN =Ce(/)NnN =(/NnN =x0.015xl500=214.5VaN e N N 60a N 60x2(2)以,3OxlO3aN N UN 230=130.443c血瑞%，渡 x0-015x130.4 = 178.1N.根 1-5-8 已知一台并励直流发电机，额定功率T=10KW,额定电压U” =230，额定转速 nN =1450r/min.电枢回路各绕组总电阻?” = 0.486。，励磁绕组电阻R, = 215。，对电刷上 压降为2V,额定负载时的电枢铁损耗“枚=442W和机械损耗p,“ =104W,求:(1)额定负载时的电磁功率和电

14、磁转矩:(2)额定负载时的效率。,、,PnUnIOxIO3230 解:1)&:,+/加= + =+ =44.554l,N nm厶Rf 230215EaN =UN + IaN Ru + 2kU =230 + 44.55 x 0.486 + 2 = 253,7VPmn = EaNIaN = 253.7 x 44.55 = 11.3k WTn = 9550 O生=9550 x 丄!二=74.42 N.加N nN14502）=川 + 外,=11.3 + 0.104 + 0.442 = 11.846AW以=/=10/11.846 = 84.4%1-5-9、一台直流电动机,其额定数据如下:& =160%

15、W,=220，=90%，N = 1500;融。 求该电动机的额定电流。解:宜流电动机的额定功率为=U/nN则其额定电流为:_PN160xl03小 220x0.9A = 80841-5-10、一台并励直流电动机,已知其额定值为=37&W, UN =440V, IaN =95.4A, nN = 1500 r/nin , Ra = 0.29Q ,励磁功率号=1200 W,空载损耗稣= 1935 W。试求:（1）电 动机的额定电流和额定效率;（2）额定运行时的电磁功率和输出转矩;（3）当电枢电流为额定值的50% 时的电磁转矩、转速和效率。解：（1）额定电枢铜损耗为PCua = R“I：n = 0-29

16、 x 95,42 W = 2639 .34W电动机的额定输入功率为= + ,必 + 号 + 4=（37 x 1 3 + 2639.34 + 1200+1935何=42774.34W电动机的额定电流和额定效率为VYilAp37x1 ( m = x 100% =xlOO% = 86.5%P、N42774.34(2)额定运行时的电磁功率和输出转矩为n = + 4=(37 x 1 +1935=38935VVp37x1O3Tn = 9.55丄= 9.55 xN-m = 235.6N-mN nN1500（3）当电枢电流为额定值的50%时,由/； =。/“可知电磁转矩也为额定值的50% （因为励磁没有改变）

17、,即p38935T = 0.57；. = 0.5x9.55= 0.5x9.55 xN 加=123.94N 加。 调nN1500电动势为En =Vn- RJaN =(440 - 0.29 x 95.4)V = 412.3VE = Un- RaIa =(440- 0.29x 95.4x 0.5)V = 426.2V转速为n =nN =x 1500 r/min = 1550.6 r/ min输入功率为P =UNIa+Pf =(440 X 95.4 X 0.5 + 1200)W = 22188 W电磁功率为=6 号=卜2188-0.29x(0.5x95.4-12OolV = 20328.2W或 p产迫

18、 T = 2% * 1550.6 x 123.94W = 20125.2W60 60输出功率为Pe = EIa =(426.2 x 95.4 x 0.5)W = 20329.74W6=-4=(20382,2 一 1935)W = 18393.2W效率为p1oona =二 X 100% =X100% = 82.9%P221881-5-1K 一台并励直流电动机拖动一台他励直流发电机发电,已知电动机的额定值为=22%W, UN = 220V , Ru =0.1250 , Rf =57.6Q, nN = 1450 r/min , r/ = 86% ,发电机的额定值为 PN = 19左 W , UN =

19、 230 V , Ra = 0.20 , nN = 1450 r/min ,=85% 若忽略空载损耗和电枢 反应的影响,试求:（1）当发电机额定运行时,电动机的输入功率;（2）当发电机空载时,机组的转 速和发电机的端电压（设各台电机的励磁始终保持额定励磁不变）。解:（1）发电机的输入功率即为电动机的输出功率,故当发电机额定运行时电动机的输入功率为“p rNG NMNG0.86x0.8519x10 kV = 26kW（2）电动机的额定电枢电流为=/ - / aNM 1 NM 1 fMPnm nmU nmU NM Rjm22x1032200.86x220 57.64 = 112.464则 Ce M

20、 =UnM RaMlaNMnNM220 - 0.125 x112.46 ,=0.1421450电动机的空载转速为“Unm _ 220盘中m 0.142r/min = 1549 .3 r/min发电机的额定电枢电流为,空= 3a = 826弘则 COG = Ug. + &“g.nNG230 + 0.2 x 82.61 = 0.171450发电机的空载电压为九=CE(DGn0M =0.17x 1549.3V = 263 AV1-5-12, 一台他励直流电动机:PN=10kW, Un=220V, n=90%，nN=1000r/min, R；,= 1Q,不计电枢反应 的影响,试求: (1)In； Ea

21、N ； Ce;(2)负载转矩不变,电压下降至200V时的电机转速ni； (3)负载转矩不变,电枢回路串入电阻Rn=l。时的电机转速m； 解:1) Pn = UJn:=/0=10000 /220/09 = 50.54；EaN = UN IaNRn = 220 50.5 x 1 = 169.5V = CenN ；EaN!nN =169.5/1000 = 0.1695 = C,：E=U - InNRa = 200-50.5x 1 = 149.5V = C tDn.,2)因为转矩不变,所以电枢电流不变。”勺=,/CO = 149.5/0.1695 = 882r/min;3)因为转矩不变,所以电枢电流不

22、变。n2 =耳,/。仲=220 - 50.5 x (1 + 1)/0.1695 = 702 r/min;第2章直流电动机的电拖动、填空题:2-1-1、他励直流电动机的固有机械特性是指在 条件下,和 的关系。（答:U=Un、中=中n,电枢回路不串电阻;n； Tc ）2-1-2,直流电动机的起动方法有。（答:降压起动、电枢回路串电阻起动）2-1-3、如果不串制动电阻,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。（答:2）2-1-4、当电动机的转速超过 时，出现回馈制动。（答：理想空我转速）2-1-5、拖动恒转矩负载进行调速时,应采 调速方法,而拖动恒功率负载时应采用 调速方法。（答：降

23、压或电枢冋路串电阻:弱磁）二、判断题2-2-1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。（F）2-2-2、直流电动机串多级电阻起动。在起动过程中，每切除级起动电阻,电枢电流都将突变。（T） 2-2-3、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） 2-2-4、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） 2-2-5、他励直流电动机降压或串电阻调速时,最大静差率数值越大,调速范围也越大。（T） 三、选择题2-3-1、电拖动系统运动方程式中的GD反映了: （2）（1）旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积,它没有任何物理意见;（2）系统

24、机械惯性的大 小,它是个整体物理量;（3）系统储能的大小,但它不是个整体物理量。2-3-2、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化,那么这条 人为特性一定是;（3）（1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性:（3）弱磁的人为特性。2-3-3、直流电动机采用降低电源电压的方法起动,其目的是:（2）（1）为了使起动过程平稳:（2）为了减小起动电流:（3）为了减小起动转矩。2-3-4、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时,这时电动机处于;（2）（1）能耗制动状态；（2）反接制动状态;（3）回馈制动状态。2-3-5、他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串

25、电阻调速,设调速前、后的电枢电流分别为L和L,那 么;（1） IiI2 2-3-6、一台直流电动机在额定电压下空载起动,和在额定电压下半载起动,两种情况下的起动电流的 关系是（B ）：A前者小于后者:B两者相等:C后者小于前者2-3-7、他励直流电动机,电源电压及负载转矩不变,如果磁场减弱,电机转速将:（A ）A.升高;B.降低；C.不变2-3-8、他励直流电动机拖动恒转矩负载额定运行，若励磁电流下降，稳定运行后，其电枢电流将;（A ）A升高;B降低:C不变2-3-9、他励直流发电机励磁电压不变,转速提高10%时，其空载电压将升高（A ）；A =10%； B 10%； C % = 1058/7

26、min时电动机运行在回馈制动状态。2-5-3、电动机的数据同上题。试计算并画出下列机械特性:（1）电枢回路总电阻为0.5R,v时的人为特 性。（2）电枢回路总电阻为2,的人为机械特性。（3）电源电压为0.5Un,电枢回路不串入电阻时的 人为机械特性。（4）电源电压为电枢不串入电阻,= 0.5时的人为机械特性。解：已知凡=丄（ = 0.038。,C,/ 厶勺= 0.208,2（ 丿NTn = 955CQ3 = 606N m , RN =Un 22077=305= 0.721。Un2200.208= 1058r/min(1)电枢回路总电阻为0.5Rn时:n = 1058 -。5。721$ = 10

27、58 -528.7 = 529.3r/min ， = 1058-0.8737.9.55x0.208?根据(1058 , 0)和(529.3, 606)两点可画出曲线!(2)电枢回路总电阻为2/?时： =1058-X7 1-x606 = 1058-2115 = -1057r/min , = 1058-0.7617, 9.55x0.208?根据(1058, 0)和(-1057 , 606)两点可画出曲线2。(3)电源电压为0.5U,=0时：n = O.5xlO58 - - x 305 = 529-56 = 473r/ min I = 529 - 0.0927 ,0.208根据(529, 0)和(473, 606)两点可画出曲线3。(4)=0.56“ U =，凡,=0时:Un0.5c n= 2115r/min, n = 2115-0.3687 , 0.5x0.208= 2115-111 = 2004r/min,亠-2115 3逆。仲、0.5x0.208根据（2115, 0）和（2004, 606/