《电机与拖动I》离线作业答案

1、西南交10秋学期电机与拖动I离线作业答案电机与拖动I第1次作业一、单项选择题(只有一个选项正确，共2道小题)1 .电机和变压器运行时，在铁芯材料周围的气隙中()磁场(A)不存在(B)存在(C)不好确定正确答案：B2 .磁通磁路计算时如果存在多个磁动势，()可应用叠加原理进行计算。(A)线性磁路(B)非线性磁路(C)任何磁路正确答案：A二、判断题(判断正误，共4道小题)3 .电机和变压器常用硅钢片做铁芯材料，是因为它们是软磁材料。正确答案：说法正确4 .铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率。正确答案：说法错误5 .铁芯叠片越厚，铁耗越小。正确答案：说法错误6 .磁通磁路汁算时如果存在多个磁动势

2、，可应用叠加原理进行计算。正确答案：说法错误三、主观题(共2道小题)7 .何谓饱和现象电机的磁路为什么会出现饱和现象饱和对电机运行性能有何影 响参考答案：答：电机磁路由铁心部分和空气隙部分组成，当铁心的B达到一定程度后， 铁心部分的磁压降开始不能忽略，此时随着励磁磁动势的增加，主磁通的增加渐 渐变慢，电机进入饱和状态。由于饱和现象的存在，使电机设计时对H和B的值不能取得过高，材料利用率受到限制，激磁电流需要增大。8 .电机和变压器的磁路常用什么材料制成，这类材料应具有哪些主要特性？ 试比较交流磁路和直流磁路的异同点。参考答案：答：电机和变压器的磁路常用导磁性能好的铁磁材料制成。直流磁路磁通不

3、随时间变化，无磁滞、涡流损耗，也不会在无相对运动的导体中感应电势；而交 流磁路磁通随时间变化，会在铁心中产生磁滞、涡流损耗，并在其交链的导体中 感应电势电机与拖动I第2次作业一、单项选择题（只有一个选项正确，共2道小题）1 .直流电动机的额定功率指（）<7 )7A B c D ?| /(X /n转轴上吸收的机械功率转轴上输出的机械功率电枢端口吸收的电功率电枢端口输出的电功率 正确答案：B2 . 一台四极直流发电机，单迭绕组，额定功率为20kW,现将其改接为单波绕组, 则电机的额定功率为（）（A）减少一半（B）保持不变（C）增大一倍（D）增大二倍正确答案：B二、判断题（判断正误，共1道小题

4、）3 .直流电机工作在任何运行状态下，感应电动势总是反电动势。 正确答案：说法错误三、主观题（共9道小题）4 .为什么直流电机能发出直流电？如果没有换向器，直流电机能不能发出直流电流？参考答案:答：直流由于换向器的作川，使电刷短接的元件始终切割相同磁极，感应电势在电刷两端不变，故直流机能发出直流电。如果没有换向器，直流机不能发出直流电，而只能发出交流电。5 .什么叫电枢反应电枢反应对气隙磁场有什么影响参考答案：答：电枢反应是电枢磁势对气隙磁场的影响。反应为去磁及磁场畸变。6 .如何判断直流电机运行于发电机状态还是电动机状态它们的Tem、n、E、U 的方向有何不同能量转换关系如何参考答案：答：可

5、以根据反电势（感应电势）E的大小来判断直流的运行状态。当E>U时处 于发电机状态，反之处于电动机状态。 发电状态时与n反向，E与L同向， 与工反向；电动机乙1与口同向，E与I.?、工反向。 发电机从机械能转化为电 能，电动机从电能转化为机械能。7 .直流电机的励磁方式有哪几种每种励磁方式的励磁电流或励磁电压与电枢电 流或电压有怎样的关系参考答案：答：直流电机励磁方式有四种：1）他励一励磁电流由独立电源供给，与电枢电流无关；2）并励一励磁绕组与电枢并联，励磁电压等于电枢电压；3）串励一励磁绕组与电枢串联，励磁电流等于电枢电流；4）复励一既有串励绕组乂有并励绕组，按两绕组磁动势方向的异同分类

6、：积复励 （串、并励磁动势同向）、差复励（串、并励磁动势反向）。8. 一台四极单迭绕组的直流电机。1）如果取出相邻的两组电刷，只用剩下的两外两组电刷是否可以对电机性能有 何影响端电压有何变化此时发电机能供给多大的负载（用额定功率的百分数表 示）；2）如果有一元件断线，电刷间的电压有何变化电流有何变化3）若只川相对的两组电刷是否能够运行？4）若有一极失磁，将会产生什么后果？参考答案：答：（1）对于四级单迭绕组直流电机，如果取出相邻的两组电刷，用另外剩下 的两组电刷仍然可以运行，并联支路数由原来的4变为了 2,其中一条支路是原 来的，另一条由原来的三条支路串联组成。两条支路的电动势相等，故端电压不

7、 变。但两条支路的电阻不一样，为使任何一条支路不过载，电阻小的支路只能供 给1/3的额定电流，可见，此时电机只能供给1/3的额定负载。（2）如果有一元 件断线，使原来并联支路数由4变成3,电刷间电压不变，负载能力变为原来的 75%。（3）若只用相对两组电刷不能运行，此时等效电路为两条并联支路且感 应电势互相抵消，使端电压为零，电机不能运行。（4）若有一极失磁，则每极 下磁通不等，故在每极下导体中感应电势也不等，这样各并联支路产生的总感应 电势不等，形成环流，由于电机绕组电阻很小，环流将很大，使电机过热。9. 试判断下列情况下，电刷两端电压性质：1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转：2）电枢固定，电

8、刷与磁极同时旋转。参考答案：答：（1）电刷两端的是交流电压：（2）电刷两端的是直流电压。10. 用单波绕组代替单迭绕组时，若导体数和其他条件均不变，电机额定容量有 无改变例如一台六极电机原为单波绕组，如果改成单迭绕组，保持元件数和元件 匝数不变，问电机额定容量会不会改变其它额定量要不要改变参考答案：答：用单波代单迭时，其它条件均不变，则电机额定容量不会变化，因为每个元 件的感应电势、负载能力均不变，所以改变接法之后电机容量不变。如一台六极 电机由单波改为单迭，保持元件数和元件匝数不变，则电机额定容量不变，额定 电压变成原来1/3,额定电流变为原来的3倍，其它的额定量不变。这是因为每 个极下绕组

9、产生的感应电势和每根导体内流过的电流并没有改变。11. 一台并励直流发电机，电动机的额定数据为:额定功率25kW,额定电压230V, 额定转速1455r/min,励磁电阻130 Q,电枢电阻Q ；带额定负载时杂散损耗为 PN,铁耗582W,机械损耗305W,求发电机额定负载时：（1）电磁功率与电磁转 矩；（2）输入功率；（3）效率。参考答案：解退3落108.7工,讯=1用十/用="。.474=匹=4以2械 Pc7%= 9&二弓十十2世=27.24kW(2)输入功率：F产 %+外 + Pc +P 而=29.03 kW（分效率:7)= = 86.21%Nm(2)1旷瓦220181

10、.5= 1.212012. 一台并励直流电动机的额定数据如 下田117部,作二220%城二300017叫酬二88.94电枢回路电阻 ra=Q ,励磁 回路电阻Rf=Q ,若忽略电枢反应的影响，试求：1）电动机的额定输出转矩；2）在额定负载时的电磁转矩；3）额定负载时的效率；4）在理想空载（Ia=O）时的转速；5）当电枢回路吊入一电阻R二Q时，在额定转速时的转矩。 参考答案：_ P_ 17000x 60 _ 解7J 2疗300。一兀"二 "二组 121236 %Ew二 Un- 14 = 220-87.688 x 0.0896 = 212.1,= E4 =212.14x87.6

11、88=18602.13 ,= P= 18602Bx60 = 59 2jd2n”Nm九二乙17v 59.2-54.1=5.1.po=7oQ = 5.1x2/rx3000""60""= 1602.2=pgFr+F瓜=+x+x=-xl00% = 86.9% PN_ U好 _ UnUn _ 22Qx300° = 31n.2“淡 C应人 212.14(5)因为调速前后T=不变，所以la不变£；二 0川一心(凡+ 幻= 220 87688x(0.0896+ 0.15) =199/.3000 F =xl99=2814.2r/2以 212.14电机与

12、拖动I第3次作业一、单项选择题(只有一个选项正确，共2道小题)1 .直流电动机的机械特性描述的是()之间的关系。(A)速度与电压(B)速度与电流(0转矩与电压(D)转矩与速度正确答案：D 解答参考：2 .并励电动机在运行时励磁绕组断开了，电动机将()17 7 A B c D /| f /( /|飞车停转可能飞车，也可能停转正常运行 正确答案：C解答参考：二、判断题（判断正误，共2道小题）3 .直流电动机采用反接制动快速停车时，机械特性位于第二象限。正确答案：说法正确解答参考：4 .他励直流电动机降低电源电压属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负 载运行正确答案：说法错误解答参考：三、主观题（

13、共4道小题）5 . 一台串励直流电动机U=220V, n=1000r/m, IN=40A,电枢回路电阻为欧, 假定磁路不饱和。试求：（1）当Ia=20A时，电动机的转速及电磁转矩？（2）如果电磁转矩保持上述值不变，而电压减低到HOV,此时电动机的转速及 电流各为多少？参考答案： 解：Ew二。- 40x 0" 200 VC 00.2也泡io。工=20月C/小。03'El Un-LIL 220-20x0.5,H = = 21UUr / w00 10 1所以 5甲 九二。）工二355x0420二段屋仙I（2）串励且转矩保持不变,所以乙不变.C0不变=20 A110-20x0.50.

14、1=lOOOr/6 .一台直流他励电动机拖动一起重机械，电动机的额定数据为：额定功率 PN=21kw,额定电压UN=220V,额定电流IN=110A,额定转速nN=1500r/min,电枢电 阻（不包括电刷接触压降）；带额定位能性恒转矩负载，不计电枢反应的影响， 求：1）以750r/m转速提升重物时，电枢电路应串入多大的电阻？2）以200r/m的转速下放重物，有几种方式，所需的参数各为多少？参考答案：解，求6肉;求检；% =6=14255M.2750 =220 _ 0.15+R, 04357. 935x04357242.55邑=0.92 5 Q（2）方式一：电枢回路串电阻-200 =X142.

15、53220 _ Q15+% 0A357 9.55x0A35723 2.097力方式二：能耗制动-200=- 。，/ + 凡2 % 142.55 9.55x0-57凡2 = Q097力方式三：回馈制动-200 = -5 x 142.550.1357550.13572U' =-10.6477 . 一台17kw, no伏，185安,1000r/m的并励电动机。额定励磁电流 安，电 枢电路总电阻（包括电刷接触电阻）欧，运行在额定工况。采用能耗制动方式停 车，在它的电枢电路里吊入欧的电阻。试求制动初瞬的电枢电流和转矩。8 . 一台并励电动机”二101,11=220丫,壮口1500/111111,

16、安，欧，试求：在额定 电枢电流下，从下列制动方式制动时、电枢电路内所需串联的电阻值，电枢电路 内的损耗以及电磁制动转矩。（1）反接制动，n = 200r/m： （2）回馈制动，n = 200r/m： （3）能耗制动，n=200r/m。参考答案：解：额定运行时电枢电流1训一/"-1四= 185-4.02 = 180.98“片"心凡方="0 1被非乂0.0566 = 99.75伏C 电=鱼= 0.09975心 nM io。C血=会4=。贫26在能耗制动时初瞬，因服不变，n也未及改变所以感应电势左二E二9976伏L=初瞬电流99.76凡十艮 0.05664-1.5=64

17、.09安 =丁0=6952。又 6499 = 61.03 , 电磁转矩，谢J丁也(m)P°w = UwQ双一I成 一 1 嫡艮75"一Pn= 110X (185-) -x-17000/。发#(N m)减速转矩”北十九3。5十，2(N m)8.台并励电动机-U,5%,3由安,见澳=0.354欧，试求：在额定电枢电流下，从下列制动方式制动时，电枢电路内所需串联的电阻值.电枢电路内的损耗以及电磁制动转矩。(I)反接制动，n=2OOr/m： (2)回馈制动，n=2OOr/m： (3)能 耗制动,n=200r/mo参考答案：1汉=Pw =53.79 解：额定运行时：额定电流 Un%7

18、 = 7 - 7=53.79-1.178 = 52.61电枢电流/祈1簿安220- 53.61x0.3M = q 13425Un1500Cm 丸* CN=l2820E = C （h «= 0,13425x200 = 2.85 （1）反接制动，感应电势5甲双伏氐=所串电阻Un+e一凡75。=220 + 26.8552.61-0.354 = 4,338欧损耗产广办凡+凡）=您巴,c 0 1疝=乙282乂32,51 = 57.43制动转矩T= L训N m（2）反馈制动，感应电势E = C&J = O1 13425 x 2000 = 2685 伏一旦75k26.85-22052.61

19、-0.354 = 0,568欧损耗九=以凡+氏） = 255巴r (b I v= 1.282x52.61 = 67.45制动转矩T= L守”邮N mE = C <b «= 0.13425x2000 = 26.85(3)能耗制动，感应电势5甲NA兄二串电阻R尸26.8552.61- 0.334 = 0/564欧损耗产绍=/亚凡+瓦） = 1412.7,c (b I 疗=乙282 乂32,51 = 5743制动转矩T= L 西Nm电机与拖动I第4次作业一、单项选择题(只有一个选项正确，共3道小题)1 .变压器采用从付边向原边折算的原则是()(A)保持付边电流12不变(B)保持付边电

20、压力额定电压(0保持付边磁通势不变(D)保持付边绕组漏阻抗不变正确答案：C解答参考：2 .某三相电力变压器的S=500KVA, UlN/U2N=10000/400V, Y, yn接法，下面数 据中有一个是它的励磁电流值，它应该是()。A7 17 A B c D /| /( /(X /(28. 78A0A2A10A正确答案：c解答参考：3 .单相变压器在磁路饱和情况下，通入正弦波形的励磁电流，二次侧的空载电 压波形为()o(A)正弦波(B)平顶波(0尖顶波(D)不一定正确答案：B解答参考：二、判断题(判断正误，共3道小题)4 .用标幺值进行变压器参数计算时，可以不进行绕组折算。正确答案：说法正确

21、解答参考：5 .变压器空载和负载运行时损耗相等。正确答案：说法错误解答参考：6 .变压器空载运行时，输入电流为感性。正确答案：说法正确解答参考：三、主观题(共3道小题)7 .将一台变压器的一次电压增加5%,不计磁路饱和，励磁电流、主磁通、漏抗、励磁电抗、铁耗将如何变化？参考答案：答：笈=4"加募、口,电压增加则磁通增加，磁路饱和程度也增加，因此铁耗增加、励磁电抗降 低，而漏抗不变。U =日 xy8 .一台单相变压器,Sn = 10°徒勺*6.3/ = 50及,空载及短路实验的结果如下：实验名称电压（伏）电流（安）功率（W）电源加在空载63005000低压边短路3240140

22、00高压边试计算（1）折算到高压边的参数（实际值及标么值），假定八一，2 ,(2)(3)(4)(5)画出折算到高压边 的T型等效电路; 计算短路电压的百分值及其二分量； 满载及滞后时的电压变化率及效率 最大效率。参考答案：解.： （1）空载实验可以得到折算到高压边的参数,而 k=60/=二 56.5TOQ10.1七二9,52屋 ,二4446g %二五ri 二 56.4必Q根据短路实验得到折算到低压边的参数- 1 Px 140007csr, = =y =55c1 2 2 t 2X15.152醇齐品r g3c= 102.50Zb%*："L IN3 加十二分二 1235 A 二笋= 15.

23、667 所以 40Z lstA二 A二力二&472丑0一=总=耍=2.8472x10-2（2）折算到高压的T型等效电路桁免洌庭必的T 53等段电藤（3）必，:7；+ S=2£= 1.6944%为=疝+琮=2&= 5.6944%所以为二位菽=5.94%电压变化率”为义出色+以驰利=（X+X） % =%此时，U产Uy"UL."工叫令二16.667月而Uur所以巴=匕/85/ =订138 义 16667%0,8 = 952.3kw2严广巴十区十（3巳=974.24kw故h952 3H=- x100%=x 100% = 97.75%则,A 97424达到最大效率时，丸=产他=50003所以5000“ur = 9.05H-':' 0-；1 -Q 543尸"11 -16,67" ° 543n = a #°十1*）x io。所以户呦+凡+凡=%9.有一台单相变压器，额定容