电机与拖动基础课后思考题3章

1、第1章电机中的电磁学基本知识1、电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这种材料有哪些主要特性?答：磁导率高的铁磁材料；特性：磁导率高。2、磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？他们的人小与哪些因素有关?答：磁滞损耗:该损耗是由于铁磁材料在交变磁场的作用下反复磁化的过程中，磁畴之间不停地互相摩 擦，消耗能量，引起的损耗。其大小与材料的磁滞损耗系数，磁场的交变频率f,磁通密度的幅值Bm的n次方，铁 芯重量G有关涡流损耗:损耗是由于铁芯的磁通发生改变时，诜芯中产生感应电动势，并引起漩涡电流而引起能 量损耗。其大小与迟滞损耗因素相似，并且与材料涡流损耗系数和叠加的硅钢片厚度有关。3、变压器电势、切割电势

2、产生的原因各有什么不同？其大小与哪些因素有关?答：区别:变压器电势是由变化的磁场经过线圈感应产生的E=-磅（N线圈匝数、e磁通）切割电势是由于导线以某一速度，其速度分量与磁场正交切割稳定磁场而感应出电动势E = B L V （B磁感应强度、L导体切割有效长度、V相对切割速度）4、试比较磁路和电路的相似点和不同点。答：不同点，1磁路存在漏磁，电路中没有这说法2几乎所有介质都能连成磁路，但是电路需要特定的条件才能形成通路（如低电压不能击穿空气）3磁路为闭合回路，方向由N极出发，S极终结 4电路不一定为回路，方向总是由高电势流向低电势相似点：两者在回路当中都符合基尔霍夫第一第二定律、欧姆定律。5、什

3、么是软磁材料？什么是硬磁材料?答：软磁材料磁能的储存能力低，磁滞回线较窄，且剩磁Br和矫顽力氐都小:相对的硬磁材料对于磁能的储存能力高，剩磁Br和矫顽力He都小。6、磁路的基本定律有哪些?答：磁路欧姆定律、磁路基尔霍夫第一、第二定律7简述铁磁材料的磁化过程答:0-a为磁化曲线8、磁路计算的步骤是什么？答：1、先将磁路进行分段2、先建立数学模型3、根据物理定律和模型列出对应的数学表达式4、联立方程求出未知量9、说明交流磁路与直流磁路的异同点答：同：都符合基尔霍夫定律异：交流磁路幅值随时间变化，具有一定频率，经过导体器件会产生磁滞损耗和涡流损 耗：直流磁路幅值恒定不变，不会产生磁滞损耗和涡流损耗。

4、第2章电力拖动系统力学1、如何从电力拖动运动方程判断系统是处于加速、减速、稳速运行状态答:2、已知某电动机的机械特性如图中曲线1所示，请问该电机分别与负裁特性2、特性3、特性4进行配合时，平衡点A、B、C、D中哪些是稳定的，哪些是不稳定的？答：系统能稳定的前提，具有一定的抗干扰能力，在干扰过来的时候，具有一定的能力自我 恢复回到稳定点。A点和C点是稳定点,dni doi判断依据稳定点的乔>而（匸2、3、4） 根据图中曲线设:曲线1： T】=fi（n）特性 2： 丁2 = f2（n）特性 3： 丁3 = f3（n）特性 4： 丁4 = f4（n）"Tan . Tl =瑞Tl =

5、Ti = fi(n)(i = 2、3、4)让AT = Ti - Ti假设在某一转速no下，系统处于稳定状态即当n增人时，An = II - Ito > 0,则AT < 0,系统才能回到稳定点所以AT=f】(n)-fi(n)(i=2、3、4)凹二咧_哋- KkodTidn dndndTKi =亦_ dTi dTidni dn：得证：乖乔3、电力拖动系统的负®特性有哪些?答:1恒转矩负载特性2. 恒功率负報特性3风机.泵类负載的转矩特性4. 电力拖动交通车辆的特性4、简述列车运行的速度-阻力的关系答：低速运行时，阻力基本不变，速度达到一定值时，阻力会随着速度上升而增加。第3章

6、直流电机1. 直流电机磁路中的磁通一般为不变值，为什么电枢铁芯都用硅钢片叠成，而且在片河还涂绝缘漆?答: 以空载运行为例，直流电机实际在运行过程中，电枢绕组磁场是变化的，不是幅值上的改变 而是穿过电枢铁芯的角度会周期性变化（f不等于0）,会让电枢诜芯产生涡流损耗-通过 减少电枢导体厚度，降低涡流损耗，涂绝缘漆的目的是为了使每1层硅钢片不导通，而且在 硅钢片之间形成一层磁导率低的介质，降低通过电枢的磁感应强度，同样降低涡流损耗。2、在直流发电机中，电刷之间的电势与导体中的感应电势有何不同:电刷之间的电势是并联支路上导体产生电动势的总和。3、在直流电机里，换向器起了什么作用？答：稳定磁极下的导体电

7、流方向，使对应的导体通过相应的电流方向。4、直流电机空载时气隙磁密是如何分布的?答:5、一台四极直流电机，釆用单叠绕组。若取下一只电刷或取卞相邻的两只电刷，则电机是否可以工作？若只用相同两只电刷，则是否可以工作？若电枢绕组中的一个元件断线，则是 否可以工作？若有一极失去励磁，将产生什么后果?答:取下一只电刷两路导通可以毬，转矩是原来的二分之一取卜相邻的两只电刷支路h电流值为原来的三分之一，力矩反方向 -(1/3)T支路2：电流值为原来的三分之一，力矩正方向(1/3)T支路3：原来的电流值犬小，力矩正方向支路4：电流值为原来的三分之一，力矩正方向(1/3)T原来的转矩为T+T+T+T=4T现在：

8、T+(1/3)T=(4/3)T所以可以转，转矩为原来的三分之一只用相同两只电刷不能转动，绕组没有电流，不能产生转矩电枢绕组中一个元件断线可以转，转矩为原来的四分之三有一极失去励磁，有什么后果电路1： U=IiR+Ei(此为去磁极2电路4： U二IaR+I%为去磁极确生反电动势, I 总=Il + H 占h + I4反电动势，等于0)+E路 2： U=l2R+2E于 0)+E路 3： U=IgR+2E在转速上不妨在这个回路中分析，在空载运行时，电机系统达到稳定点的一个特征就是，干路电流接 近于0,这个非常重要，在电机转速达到加的时候，支路2和支路3上的电流犬小等于0, 而支路1和支路4由于缺少从

9、N1中感应产生反电动势，所以支路1和支路4上还有电流。说明Tg H 0,那么这时候电机还在一个加速阶段当转速增加到某一个值n的时候，会产生一个内部环流，平衡前支路1中的电流是叠加的IR + E = E211 = 12 + la（I3干路电流的一部分） la 0时候，则II 2 I2,支路2实际上进入了发电状态，给支路1进行电流供给，两者之间形成一个坏流E1 U系统达到平衡 电流值计算E1 = Cein所以2E = E2IR + E二场=2E空载支路1、2、3、4电流衣小，1、4跟2、3支路电流方向相反失去一极后，转速增加，内环路电流很人11 = I很有可能烧毁电机6、一台四极直流电动机，有两个

10、极的励磁绕组极性相反，使主磁极的极性变为N-N-S-So问此时有无电磁转矩？若将两N极和两S极之间的电刷拿掉，另外两个电刷端仍加直流电压,此爭有否电磁转矩?答：无电磁转矩，电磁力矩相互抵消，合力距为零:有电磁转矩。7、主磁通链着电枢绕组，又链着励磁绕组，为什么只有电枢绕组中有感应电动势，而在励磁绕组中没有感应电动势?答：励磁绕组并没有与磁场切割8、用什么办法能改变直流电动机的转向？答：励磁方向或考电枢电压正负极改变其中一个，通过串电阻改变特性曲线，使平衡点在反 转区间9、并励直流电动机在运行时，若励磁绕组断线，会出现什么后果?答:轻载可能可以继续运行10、答:发电机状态电机运行参数在第二、四象

11、限，发出功率如何判断直流电机运行于发电机状态还是电动机状态？他们的功率关系有何不同?电动机状态电机运行参数在第一、三象限，消耗功率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?答:换向器做整流；不能。12、试判断下列情况下，电刷两端电压的性质:（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）产生交变电压（2）产生直流电压13、何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磁通人小与哪些因素有关?答：主磁通即是在一个磁场中人部分磁感线通过的通路，漏磁通是在励磁绕组周鬧形成了通 路不通过气隙产生电动势和转矩：漏磁通人小与磁场的饱和程度有关。14、何谓饱和现彖？

12、电机的磁路为什么出现饱和现彖？饱和对电机运行性能有何影响?答：饱和现象：随着励磁源增强，导磁材料的磁导率出现明显卞降或者磁场强度没有得到明 显增强的现彖：与导磁材料有关: 磁饱和对于电机的影响1. 磁场增强不明显，降低效率2. 轻载减速，重裁提速，使特性曲线更稳定，但效果不明显3. 磁饱和的时候，想提高磁场强度，需要提高的电流更人15、一台四极直流单波绕组的直流电机:1如果取出相邻的两组电刷，只用剩卞的另外两组电刷是否可以？对电极性能有何影响？端电压有何变化？此时发电机能供给多人的负載（用额定功率的百分数表示）？2如果有元件断线，则电刷见的电压有何变化？电流有何变化?3. 若只有相对的两组电刷

13、，则是否能够运行?4若有一极失磁，将会产生什么后果?答：1可以，但是电刷电流增人2电压不变，电流减少3.不能运行4能运行，转速增16、用单波绕组代替单叠绕组时，若导体数与其他条件均不变，电机额定容量有无改变？例如一台六极电机原为单波绕组，如果改成单叠绕组，保持元件数和元件匝数不变，问电机额 定容量会不会改变？其他额定量要不要改变?答：单叠绕组改为单波绕组，电机额定容量变小六级电机由单波绕组改成单叠绕组，电机额定容量变人:其他额定量：额定电流增人，额定电压减小17、一台四极直流发电机，空载电压为440伏，电枢绕组修理后，保持原来的转速和励磁电流不变，发出的空裁电压为220伏，问修理前后该电枢绕组可能是什么形式的绕组？为什 么？如果保持电枢导体电流不变，问修理前后发电机的功率有无改变？为什么？ 答：修理前电枢绕组是单波绕组，修理后绕组是单叠绕组Ea = Ce<PilNp 以=汗 60aa叠 =2a渡 18、直流发电机感应电动势与哪些因素有关？若一台直流发电机空载电压为230伏，试问在卜列情况卞电势的变化如何?(1)磁通减少10%(2)励磁电流减少10%(3) 磁通不变，速度增加20%(4) 磁通减少10%,同时速度增加20%答:Ea = Ce<Pil1. 减少10%:若磁饱和则几乎不变2. 减少10