《电机与电气控制（第三版）习题册》 习题答案

PAGEPAGE10电机与电气控制(第三版)习题册参考答案课题一 直流电机的应用任务1认识直流电机一、填空题1．直流电能 直流电能 直流电动机2．调速性能 复杂 火花3．电枢 换向极 电枢绕组 换向器4．改善换向 减小火花5．感应电动势 电磁转矩6．直流电 电磁转矩7．他励8．机械9.可逆10.最小 最大励磁 电枢1．A21．A2．A3．C4．C5．B6．B7．B8．A9．B三、判断题1．√2．×3．×4．×5．×6．√7．×8．×9．×四、简答题1．直流电动机具有优良的调速性能和启动性能。直流电动机有宽广的调速和印刷机械、船舶机械、大型精密机床和大型起重机等生产机械中。2．直流电机由定子和转子（电枢）两大部分组成，定子部分包括机座、主转轴、风扇等部件。3．当直流电动机接入直流电源时，借助于电刷和换向器的作用，使直流电方向连续旋转。4．在发电机中是将电枢绕组中的交流电转换为电刷间的直流电，起整流作方向不变。5.励磁绕组与电枢绕组的连接方式不同，又可分为并励、串励和复励三种。6.直流电动机铭牌上有额定功率kW或为UfN，单位为V；额定励磁电流IfN，单位为A；等等。五、计算题1．IN

UN3 90.9A

N

11.7685%T

Nmn1NnN2．

N

88%NI UNN3 .3AT

.3Nmn2NnN六、作图题

他励他励励串励复任务2直流电机的运行一、填空题1.主磁场2.去磁作用3.电磁转矩4.转速5.主磁场6.电枢电流7.电枢电流8.电流9.电磁原因10.安装换向极11.安装换向极12.电枢绕组13.转矩方程式14.小于15.电磁转矩16.电磁17.空载特性18.增大19.励磁电流20.剩磁并联接线小于二、选择题1.C2.B3.C4.B5.B6.D7.D.8.A9.B10.C11.A12.A13.D三、判断题1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.√6.√ 7.√ 8.× 9.× 10.×四、简答题磁场有附加的去磁作用。量和转速；电枢电动势的方向由电机的转向和主磁场的方向根据右手定则决定。的方向和电枢电流的方向根据左手定则决定。蚀或磨损而变得粗糙，使电刷接触不良，产生火花。装设补偿绕组。最有效的方法是安装换向极。运行于电动状态时，输入端电压总是大于电枢电动势。使主磁通减小，端电压也就下降的更多一些。转速相对应的临界电阻。五、计算题INUN3 86.96AIfN

U Rf

2.4Ap I2R

86.962WNa

2IRIR

2.42W

pmpFe11.134

任务3直流电动机的调速一、填空题1.电动机2.恒定转速加速 3.恒转矩恒功率4.转速Φ=ΦN6.电枢回路串电阻降低电枢电压减弱磁通7.越大8.不变9.增大10.空载或轻载运行强交直流两用11.调速范围调速的平滑性12.恒功率13.往下恒转矩14.往下恒转矩15.往上恒功率二、选择题1.B 6.D 2.D7.A3.D8.C4.C9.B5.B 三、判断题1.×2.×3.√4.√5.×6.√ 7.√ 8.√ 9.√ 10.√四、简答题1当电源电压U=UN励磁电流If=IfN即主磁通Φ=ΦN以及电枢回路不串电阻即电枢电路电阻为Ra时直流电动机的转速与电磁转矩之间的关系n=f(T)，称为电动机的固有机械特性若改变电枢电压U电枢回路电阻R和气隙磁通量，就可得到相应的三种人为机械特性。2.直流串励电动机具有以下特性：轻载运行。力强。Ia同时改变方向，所以电磁转矩方向不变，因此是一种交直流两用的电动机。3.直流他励电动机的调速方法有：（1）电枢回路串电阻调速。特点是电动机的转速只能从额定转速往下调；设备简单，初次投资小。于转速降ΔnN与最低转速之比可达10倍以上；当电枢电压连续可调时，转速也连续可调，可恒转矩调速方式；需要专用的可调直流电源，初次投资大。范围较小，一般不超过2nN。特殊设计的广调速电动机，最高转速可达额定转速的3～4倍。4.由于直流电动机在额定状态运行时，磁路已接近饱和，所以通常只能减小Фn0性的斜率βΔnn0升高对转速的影响远远大于转速降Δn的影响，因此磁通Ф减小时，电动机的转速升高。因此，改变磁通的人为机械特性都在固有机械特性的上方。由于直流电动机的工作电压不能大于额定电压因此电枢电压只能从额定电压往下调理想空载转速0与电枢电压U成正比，改变电枢电压的人为机械特性斜率β不变降低电枢电压的人为机械特性低于且平行于固有机械特性因此改变电枢电压的人为机械特性全在固有机械特性的下方。作用。负载一定时，电枢电压越低，转速越低。Ф随之减小，理想空载转速n0升高了，机械特性的斜率β也增大，引起转速降Δn增n0升高对转速的影响远远大于转速降Δn通Ф减小时，电动机的转速升高。生很大的加速度。五、计算题（1）CeN

UNINRanN

0.1An0

UNCeN

9.55CeNINNm2 Ra29.55(CeN)

0.1 2固有特性方程式:nT对应的曲线如下图①所示。（2）R

RaRp9.55(C)2

0.10.4 11.912e N电枢串电阻的人为特性方程式:nRTRTN对应的曲线如下图②所示。（3）n

U eNCeN降低电枢电压的人为机械特性:nT对应的曲线如下图③所示。（4）n0

UN75%CeN

75%

Ra29.55(75%CeN)2

0.1 22减弱磁通的人为机械特性:nT对应的曲线如下图④所示。任务4直流电动机的启动、反转和制动一、填空题1.10~202.电枢串电阻 3.2~2.54.降低电枢电压5.很少较大6.励磁绕组7.电枢绕组8.能耗倒拉反接9.制动电阻电枢电流10.迅速停车11.电枢电压12.电能电能很多13.迅速反转14.位能倒拉反接15.电枢电阻和制动电阻16.慢速下放重物17.再生制动发电制动18.电车下坡二、选择题1.B 2.A 3.C 4.B 5.D6.A 7.C 8.D 9.D 10.B三、判断题1.× 2.√ 3.× 4.√ 5.√6.× 7.√ 8.√ 四、简答题Ra10~20极小的电动机可以采用直接启动以外，一般直流电动机不允许直接启动。起动，是一种比较理想的启动方法。3.直流电动机改变转向的方法有两种：反接，从而改变电枢电流和电磁转矩的方向，使电动机反转。改变了磁场的方向，可使电磁转矩方向改变，实现电动机反转。速地反转，往往采用电枢反接的方法。4．直流电动机的电气制动方法有四种：能耗制动、电枢反接制动、倒拉反般用于电车下坡或起重机快速下放重物场合。五、计算题1．（1）Rst

UNIst

0 0.51.72（2）UstIst250V2．（1）

UN2IN

0.51.72（2）2

2UN2IN

20.53.92任务5直流电机的使用和维护一、填空题1．压力接触 阻塞 小于 正确 良好2．23.励磁绕组调到最小4.生产机械5.1½6.降压电枢串电阻7.去负载8.一9.010.牌号尺寸11.2000~2500二、选择题1.C 6.D 2.D7.D3.A8.B4.B9.C5.A三、判断题1.× 2.×3.×4.×5.√四、简答题1.直流电动机启动前需要做以下准备工作：（1）清除电机内部的灰尘，检查轴承润滑脂是否洁净、适量。（2）用柔软、干燥而无绒毛的布块擦拭换向器表面。（3）检查电刷压力是否正常均匀，电刷与换向器的接触是否良好。（4）检查电枢转动时是否阻塞或是否有撞击或磨擦之声。（5）检查接地装置是否良好。（6）测量绕组对机壳的绝缘电阻，是否符合要求。直流电动机的绝缘电阻必须大于1MΩ2.直流他励电动机启动的步骤为：动器的弹簧是否灵活，接触是否良好。下，转动启动器，在每个触点上停留约2s时间，直至最后一点，转动臂被电磁铁吸住为止。（4）电机与生产机械的联轴器先别连接，输入小于10%的额定电枢电压，确定电机与生产机械转速方向是否一致，一致时表示接线正确。输出特性，该极性与控制屏极性应一致。（6）电机启动完毕后，应观察换向器上有无火花，火花等级是否超标。直流他励电动机的停机步骤为：（1）如为变速电动机，先将转速降到最低值。（2）去掉电动机负载（除串励电动机外）后切断电源开关。（3）切断励磁回路，励磁绕组不允许在停车后长期通额定电流。3.直流电动机定期维护的项目有：（1）电动机的清洁工作每月不得少于一次。云母片铣成1~1.5mm的凹槽；换向器车削或云母片下刻时，须防止铜屑、灰尘侵入电枢内部，加工完毕后用压缩空气作清洁处理。1小时，使电刷在换向器上得到良好的接触面。2000~2500防止灰尘及潮气侵入，并严禁对轴承内圈或外圈的任何冲击。（5）绝缘电阻。应当经常检查电动机的绝缘电阻，不能小于1MΩ。必要时可采用热空气干燥法，使绝缘电阻值符合要求。足够，如果温升超过允许值，应立即停车检查通风系统。4.直流电动机不能启动的原因可能有：（1）电源电路不通（2）启动时负载过大或传动机构卡死（3）励磁回路断路（4）启动电流太小5.引起直流电动机“飞车”的原因可能有：（1）并励绕组接线不良或断路（2）串励电动机轻载或空载课题二 变压器的应用任务1认识变压器一、填空题1．电磁感应交流电2．电压电流阻抗相位3．铁心绕组4．磁路电路5．壳式6．同心式7．额定电压额定电流8．开路9．线电压10．三相总二、选择题1.D 2.C3.B4.C5.B 三、判断题1.×2.×3.√4.√5.×6.×7.×8.×四、简答题1.变压器根据用途不同可以分为：器等。变压器等。2.变压器型号S9—500/10的含义是：S表示三相油浸自冷铜绕组变压器，9表示设计序号表示额定容量为表示高压侧电压等级为10kV。增大。五、计算题1．I1NI

SNU1NSN

AAU2N2NU2NNSNU1N2．I1U1N

33 A3SNU2NU2N

33 A3任务2 单相变压器的运行一、填空题1．直流电能频率2．变比3．匝数之比4．电源电压电源频率5．180°匝数6．K27．铁损耗主磁通8．磁动势功率9．稳定性10．电压变化率负载系数β内阻抗zk11．端电压U2 电流I212．铜损耗13．可变不变14．短路损耗15．铁损耗二、选择题1.A 2.C 3.A 4.B 5.A 6.B 三、判断题1.×2.×3.√4.√5.×6.×7.√8.×9.√四、简答题大小。变压器一次绕组与二次绕组的电压之比约等于匝数之比。当K>1U20，变压器起降压作用；当K<1时，U1<U20，变压器起升压作用。2.变压器主磁通Φm的大小主要取决于电源电压的大小、电源频率的高低、以及绕组匝数的多少。因此在使用变压器时必须注意：电源电压U1过高，电源频率fN1Φm中用来产生磁通的励磁电流（即空载电流I0）大大增加而烧坏变压器。3.一台额定电压为220/110V的单相变压器，如果不慎将低压绕组误接到220V的电源上，则的低压绕组上施加了220V的电源电压，从变压器的电动势U1≈E1=4.44fN1Φm可知铁心中的磁通增加一倍，由于磁路饱和的原因，变压器的输入电流大大增加而很快烧坏变压器。变压器不能为了节约铜线把一次绕组和二次绕组的匝数减少一半。4.将一台额定频率为60Hz的变压器接到50Hz的电源上使用，若电压不变，5.负载阻抗ZL经过一台变比为K的变压器反映到电源侧的输入等效阻抗Z，其值扩大了K2倍。的原则是保持磁动势和功率关系不变。电压却会上升。8.变压器电压变化率大小。ΔU%与负载系数β成正比。（2）变压器内阻抗的大小。ΔU%与内阻抗zk成正比。(3）负载的性质。ΔU%与cosφ2有关。9.变压器在传输功率时，存在着两种基本损耗。其一是铜损耗pCu，它是一次绕组和二次绕组中的电流流过相应的电阻产生的，其值与电流的平方成正比。铁损耗pFe，它包括铁心中通过交变磁通引起的涡流损耗和磁滞损耗，其值与电耗也基本不变，与空载时的损耗p0大致相等，即pFe=p0，因此，把铁损耗称为不变损耗。p0pK为mp0pK10.变压器空载试验可以在高压侧进行，也可以在低压侧进行，但从试验电度的考虑，短路试验一般都在高压侧加电源电压。11.变压器的空载可以测出低压侧的电压p0以及高压侧的开路电压U10。计算出变压器的变比K，励磁阻抗zm、rm和xm。变压器的短路试验可以测出短路电压pk。计算出变压器的短路阻抗zk、rk和xk。12.变压器空载试验时，电流很小，功率因数较低，为了减小测量误差，应流，电压表接在离变压器最远的位置，选用低功率因数的功率表。变压器短路试验时，电压很低，为了减小测量误差，应该把电压表接到在离变压器最远的位置。13.变压器空载试验测得功率包含绕组的铜损耗和铁心中的涡流损耗及磁与空载时的损耗p0大致相等,变压器的铁损耗pFe可以通过空载试验测得。同理，耗损耗与短路时的损耗pCu大致相等,所以变压器额定工作时的铜损耗pk可以通过短路试验测得。14.变压器绕组的阻抗很小，短路试验通电前，一定要检查电源电压是否调到零位。调节电压时一定要缓慢增大，以防电路出现过流的危险。15.变压器负载试验时，随着负载电流的增大，电源内阻会使得电源输出电压降低，即变压器的输入电压U1降低，而U1的降低会引起变压器输出电压U2U1N不变。五、计算题1．K

ZZL842．KU1NU2N

/33/3NSNU1NI1U1N

03 A3NSNU2NU2N33 .33UN

%U2NU2%%2.5%m

U2NpOppOpK14

0.5

mSNcos2% 0.51 %96.15%0SmN20SmN2

2p2

0.5100121N

%

SNcos2SNcos2p0pK% 1 %95.2%114六、作图题1.rm——反映铁损耗大小的等效电阻r1、r2——一次、二次绕组的电阻2. 任务3 三相变压器的应用一、填空题1．互不关联对称2．较短大一点3.△接法4.联接组5.时钟法6.Ii0Ii6Ii07.YYND8.等边三角形9.Yyn0Yd11Yy010.400/23011.三相动力12.供电变压器的备用量13.额定电压联接组别14.±0.5%10%相同二、选择题1．B 2．C 3．D 4．B 5．B6．A 7．B 8．A 9．A 10．B11．C 三、判断题1．× 2．√ 3．× 4．×四、简答题1．由三个完全一样的单相变压器组成的三相变压器称作三相变压器组。把磁路较短，相应的空载电流也小一些，I0U=I0W>I0V。2．变压器中的两个绕组串联时必须异名端接在一起；两个绕组并联时必须同名端接在一起。否则会烧坏变压器。压器只能采用以下五种联接组别：Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0和Yy0。Yyn0联接组主要用于容量不大的三相电力变压器，一次绕组电压不超过35kV，二次绕组电压为400/230V，以供给动力和照明的混合负载。Yd11联接组标号的三相变压器用于低压绕组超过400V的电力线路中；YNd11联接组标号的三相变压器用于110kV以上的高压输电线路中；YNy0联接组标号的三相变压器用于一次绕组需要接地的场合；Yy0联接组标号的三相变压器专门为三相动力负载供电。4．变压器并联运行的优点：提高供电的可靠性，提高工作效率，减少变压器的备用量和初次投资。变压器理想并联运行的条件：各变压器输入/输出的额5．将变压器一次绕组和二次绕组的首末端分别标记为和一次绕组和二次绕组的两个末端U2和u2次绕组两端施加单相交流电源，用万用表测取输入电压U1和二次绕组的输出电压U2，再测取两个首端U1与u1之间的电压U12，若U12=U1–U2，则端点U1与u1为同名端；若U12=U1+U2，则端点U1与u2为同名端。6．连接交流电源、三相变压器和开关。将一次绕组和二次绕组的两个首端U1和u1用导线连在一起，成为等电位点，接通三相交流电源；再慢慢升高电压直至UU1V1及的相量图和所测得的电压值，判别确定三相变压器的联结组别。7.连接三相变压器三相绕组时，如果把同名端或首末端接错，可能会使变压器无法正常工作，甚至烧坏变压器。五、作图题1.三相变压器Yyn4连接组的三相绕组接线图和相量图2.三相变压器YNd5连接组的三相绕组接线图和相量图任务4 特种变压器的应用一、填空题1．一个绕组2．互相连通3.抽头位置4.传导5.安全照明6.降压空载7.1008.短路9.升压短路10.511.开路12.电流互感器13.外特性14.60~7515.焊接电流16.动铁心磁分路二、选择题1．D 2．A 3．B 4．C 5．D 三、判断题1．× 2．× 3．× 4．× 5．×6．√ 7．√ 8．√ 四、简答题1．自耦变压器的一次绕组与二次绕组共用一个绕组；一次绕组与二次绕组压或大电流电路隔离，保证仪表和人身的安全；（2）可以扩大仪表的量程，便于仪表的标准化，同一块仪表使用不同的互感器就有不同的量程；（3）可以减少测量中的能量损耗，提高测量的准确度。3．电压互感器相当于一台小型降压空载的变压器。而二次绕组短路时，其该串联熔断器作短路保护。一次绕组磁动势I1N1要拆换电流表，应先将二次绕组短路后再进行。5．电焊变压器有如下性能特点：（1）空载时，具有60~75V的输出电压U20，以保证容易起弧。约为30V左右。（3）短路时，其短路电流不应过大。（4）为了焊接不同的工件和使用不同的电焊条，要求焊接电流能在一定的范围内可调。五、计算题1．输入电流

I1

U2I2U1

.3A2公共绕组中的电流：II2

I1

.372.7A2输出视在功率：S2

U2I2

103W2电磁功率：UIW221传导功率：21

327.3W12．U1

KuU2

86V13.I1

KiI2

3.6A任务5 变压器的维护与故障分析处理一、填空题1．过高2．853.60%~70%4.短路击穿5.绝缘短路响声二、选择题1．D 2．A 3．C 4．D 三、判断题1．× 2．× 3．× 4．× 四、简答题1．变压器维护过程中需要检查的项目有:（1）检查变压器的音响是否正常。（2）检查变压器油的温度是否超过允许值。现象。螺栓是否紧固，有无接触不良和发热现象。（6）检查接地装置是否正常。（7）检查冷却、通风装置是否工作正常。异常现象。2．油浸式变压器上层油的温度一般不应该超过85℃，最高不能超过95℃。油温过高可能是变压器过负荷引起，也可能是变压器内部存在故障。3．变压器绕组发生短路的故障现象有：变压器异常发热，油温升高，油发杂质，外部短路过载等所产生的电磁力使绕组产生机械变形而使绝缘损坏等。4．变压器绕组对地短路会出现的现象有：过电流保护装置动作，安全气道受损等。造成对地短路的原因可能有：绝缘因老化而有破裂、折断等严重缺陷，击穿，引线随导电杆转动造成接地等。好，调整或更换分接开关。（2）分接开关相间触头放电。检查处理的方法是：课题三交流电机的应用任务1 认识三相异步电动机一、填空题1．结构简单工作可靠2．功率因数调速性能3.转子4.定子铁心定子绕组5.三角形6.转子绕组转轴7.绕线型8.349.机械10.断续工作方式11.Y12.异步13.速度14.0.015～O.06015.旋转磁场电流的相序两根电源线成正比成反比16.1017.链式交叉式18.线圈数层间19.叠绕组波绕组二、选择题1．C 2．C 3．D 4.A 5．D 6．A 7．C 8．B 9.C 10．A 11．D 12．A 13．B 14.D 三、判断题1．×2．×3．×4．√5.×6．×7．×8．×9．×10.× 11．×12．× 四、简答题1．Y112S-2的含义是：一般用途三相笼型异步电动机，机座中心高112mm，短机座，磁极数为2。2．如果三相异步电动机转子与旋转磁场的转速相等，两者之间就没有相对应原理，所以异步电动机又称为感应电动机。3．三相对称交流电通入三相对称绕组产生旋转磁场；转向取决于电流的相nf1序，任意调换两根电源线即可改变转向；同步转速1。p绝缘、槽利用率高，制造方便，其缺点是磁场和电动势波形中高次谐波影响大，电动机性能较差。常用于10kW以下的小型异步电动机中。单层绕组可分为同心10kW以连线较多，耗铜量较大。五、计算题n f11．12nnNsN)2．∵nN1=140r/inn11=1500/mi,21=nnsN1

N1

∵nN2=29r/in∴n1=3000rmi,2p=s ns nN2n12

3．PN1 N

32.97P

103IN

N

58.24ANcosN

30.86N4．（1）N

2.83 80.39%36.32.8 n（2）TNnN

Nm（3）∵nN=1370r/min,∴n1=1500r/min,2p=4NsnNN

（4）∵n1=1500r/min，∴2p=4六、作图题1．将图3—22中U相绕组右移4个槽可以得到V相绕组，再右移4个槽可以得到W相绕组，请自行绘制完整的定子单层绕组。qq12．每极每相槽数：23223Z极距： 12p

922节距：y≈0.8τ=0.8×9=7.2取y=73相4极36槽异步电动机定子双层绕组的U相展开图如下：任务2 三相异步电动机的运行一、填空题1．铁损耗励磁电抗2．短距分布3.20%～50%4.相同静止5.频率6.机械功率7.小大高8.略微降低增大提高下降上升很快二、选择题1．B 2．A 3．C 4．A 三、判断题1．× 2．× 3．× 4．× 5．× 6．√ 四、简答题1．转子绕组中感应电动势频率与转差率成正比。形等值电路见教材中的图是反映铁损耗的等效电阻；r2是转子每相绕组的电阻，反映的是1s转子铜损耗；s电能量转换产生的机械功率。3．三相异步电动机中有以下功率或损耗：从电源输入的电功率P1,定子绕组的铜损耗PM,转子绕组的铜损耗轴上产生的机械功率Pm，通风和摩擦等机械损耗pm以及附加损耗ps，转轴上输出的机械功率步电动机的效率最高，一般出现在额定负载的80%左右。4．三相异步电动机的工作特性是指：U1=UN1=fNη=f(P2)的关系。即转速特性n=f(P2)，定子电流特性I1=f(P2)，定子功率因数特性cos1=f(P2)，电磁转矩特性T=f(P2)，效率特性η=f(P2)。5．三相异步电动机空载试验的目的是测出空载电压U0、空载电流I0和空载功率rm和Uk、短路电流Ik和短路功率Pk，求出每相的短路参数rk和xk。任务3 三相异步电动机的调速一、填空题1．有功分量主磁通2．正比反比3.电源电压的平方4.临界转差率sm5.最大转矩Tm（或临界转差率sm）6.1.8～2.27.成正比无关8.无关成正比9.额定转矩1.3～2.210．降低电压改变频率11．变极调速变频调速12．减少一半上升一倍13.Y/YY Δ/YY14.三相绕组接线15.电源电压16.基本平行17.恒功率18.越低19.电压调节方便恒转矩二、选择题1．A 2．B 3．B 4．A 5．D 6．A 7．C 8．D 9．D 10．C 11．D 三、判断题1．× 2．× 3．× 4．√ 5．× 6．× 7．× 8．√ 四、简答题1．电动机正常运行时，最大负载转矩不可超过最大转矩，否则电动机将带电流的5～7TN选得比最大转矩Tm小，使电动机能有较大的短时过载运行能力。保证电动机工作的可靠性。2．由于磁通Φ与电源电压U1成正比，而转子电流I2又是切割磁通Φ产生T与U12电压过高时，磁路饱和，空载励磁电流大大增加；电压过低时，电磁转矩减小，甚至烧坏电机。同时，改变三相绕组接线的相序。4.根据三相异步电动机的相电压公式率时，还保持电源电压为额定值，则随着f1下降，气隙每极磁通Φ增加。电动U1/f1不变。以实现无级调速。6．三相异步电动机变转差率调速方法有以下几种：果差。主要用于恒转矩负载如起重运输设备中。突出的优越性。压调速。缺点是对于常见的恒转矩负载，调速范围很小，实用价值不大。五、计算题N1．03Nm

nN2TstTN

1.52．TN△TNYY

nN△nNYY

320.03Nm3Nm六、作图题1．TN

.9NmnN .9.8NmNm2．三相异步电动机变频调速的机械特性曲线如下：3737PAGEPAGE38变压变频（VVVF）调速的机械特性恒压变频（CVVF）调速的机械特性任务4 三相异步电动机的启动、反转和制动一、填空题1．很大不大2．全压启动降压启动晶闸管降压软启动变频启动转子串电阻启动转子串频敏变阻器启动深槽式和双鼠笼异步电动机3.104.定子串接电抗器启动Y-△启动自耦变压器降压启动5.1/3 1/36.△7.1/K2 1/K28.变频启动9.转子串电阻启动10．绕线型11．深槽式双鼠笼12．降压13.调换任意两根电源线14.电源反接倒拉反接15.电源反接16.倒拉反接17.能耗制动18.再生制动发电制动超过二、选择题1．B 2．C 3．D 4．A 5．B 6．C 7．D 8．D 三、判断题1．× 2．× 3．√ 4．√ 5．√ 6．× 7．× 8．× 9．× 10．√四、简答题1．容量在10kW以下的三相异步电动机一般都采用直接启动。只要满足下面公式，则电动机可以直接启动。(A)(A)

34 42．三相异步电动机Y-△启动时的启动电流是△接法直接启动电流的1/3。启动转矩也减小为直接启动时的1/3。Y-△启动设备简单，工作可靠，但只适用于正常工作时△接法的电动机。3．三相绕线转子异步电动机的启动方法有，转子串电阻启动和转子串频敏变阻器启动。4．大容量三相异步电动机轻载启动可选用降压启动。5．大容量三相异步电动机重载启动可选用转子串电阻或频敏变阻器启动。任务5 三相异步电动机的使用、维护和检修一、填空题1．通风干燥受潮2．103.10% 5%4.拉闸5.过于频繁6.启动电阻7.从大到小8.停机检查处理9.人身触电事故电动机冒烟电动机剧烈振动电动机轴承发热严重电动机转速迅速下降，温度迅速升高10．故障隐患故障发生11．污垢绝缘可靠良好变脏或干涸完好12．机械损伤油泥、污垢汽油柴油1/3～2/3存在故障磨损和变形13.断路处14.对地短路15.有断裂处16.断路或短路17.引线碰壳二、选择题1．C6．D2．D7．D3．D 8．B 4．B 9．B 5．B10．A三、判断题1．×2．×3．√4．×5．√ 6．√7．×8．√9．√10．√11．√四、简答题1．对新安装或久未运行的电动机，在通电使用之前必须先做下列检查，以验证电动机能否通电运行。(1)心无偏移等。(2)缘电阻和三相绕组对地绝缘电阻，测得的冷态绝缘电阻一般不小于10MΩ。(3)电源检查。一般当电源电压波动超出额定值+10%或-5%时，应改善电源条件后投运。(4)电动机除外）；电动机所配熔丝的规格合适；外壳接地良好。在以上各项检查无误后，方可合闸启动。2．(1)合闸后，若电动机不转，应迅速、果断地拉闸，以免烧坏电机。(2)排除后，才能重新合闸启动。(3)笼型电动机采用直接启动时，短时间内连续启动的次数不宜过于频繁。对功率较大的电机要随时注意电动机的温升。(4)后，随着电动机转速的上升而逐渐切除启动电阻。(5)动。3．对运行中的电动机应经常检查它的外壳有无裂纹，螺钉是否有脱落或松若闻到焦糊味或看到冒烟，必须立即停机检查处理。4．三相异步电动机不能启动的可能原因有:（1）电源线路有断开处；（2）定子绕组中有断路处；（3）绕线式转子及其外部电路有断路处。检查和处理方法是：（1）检查电源是否有电，熔丝是否烧断，电源开关接触是否良好，电动机接线板上的接线头是否松脱；（2）在断开电源的情况下，并检查各连接点的接触是否紧密.5.三相异步电动机转速不正常的可能原因有：（1）应该Δ接法的电动机错接成的电压到额定值。（3）取出转子修理。（4）适当减轻负载.子铁心相擦引线碰壳电动机。处理的方法是：（1）进行烘干处理。（2）浸漆修补绝缘，重接引线任务6 单相异步电动机的应用一、填空题1．脉动2．大小相等方向相反3.为零初速度旋转磁场4.电阻启动电容启动电容运行电容启动与运行罩极5.少细多粗超前6.长期通电7.电容器8.两9.未罩部分被罩部分10．首末端改接11．串电抗器定子绕组抽头双向晶闸管二、选择题1．A2．C3．D4．B 5．D 6．D7．A 8．B三、判断题1．× 2．× 3．√ 4．× 5．√ 6．× 7．× 8．√ 9．× 10．× 11．×12．√ 13．√ 14．× 15．√ 16．×17．× 18．×四、简答题1．单相异步电动机一相绕组通电的机械特性有如下特点：（1）当n=0时，T+=T-，合成转矩T=0。即单相异步电动机的启动转矩为零，不能自行启动。（2）当n＞0时，T＞0；n＜0时，T＜0。即转向取决于初速度的方向。（3由于转子中存在着方向相反的两个电磁转矩因此理想空载转速0小于旋转磁场的转速n。2．为了解决单相异步电动机的启动问题，可在电动机的定子中加装一个启入相位差电动机、单相罩极电动机等。等。组的首末端对调。（2）将电容器从一个绕组改接到另一个绕组。单相罩极式电动机不能改变转向，只能由未罩部分向被罩部分旋转。电风扇风叶变形等，用久之后转速变慢，启动困难，可能是电容器容量减小。电动机的机械特性是n＞0时，T＞0；n＜0时，T＜0。因此转子仍能继续转动。速n0小于旋转磁场的转速n1，与同容量的三相异步电动机相比，单相异步电动机额定转速略低，过载能力、效率和功率因数也较低。任务7 三相同步电机的应用一、填空题1．凸极式隐极式2．发电机电动机调相机3.励磁电流4.功率因数5.没有什么6.较低较高7.电刷滑环8.功率角功角9.功角特性10．矩角特性11．失步12．励磁电流13．正常励磁14．欠励15．过励16．不能17．辅助异步变频二、选择题1．C 2．B 3．D 4．A 5．B 6．D 7．D 8．D 9．D 10．D 11．D 12．B 13．C 三、判断题1．√ 2．√ 3．× 4．× 5．√ 6．× 7．√ 8．× 9．√ 10．×11．√ 12．√ 13．×14．× 15．√16．× 17．× 18．×19．× 20．×21．× 22．√ 23．√ 四、简答题1．转子的转速始终与定子旋转磁场的转速相同的交流电机称作同步电机。额定频率为50Hz、转速为100r/min的同步电机，有60个磁极。子，凸极式与隐极式同步电机的转子具有明显不同的结构特点。电动机的定子三相对称绕组通入三相交流电时产生旋转磁场，转子绕组通转子跟随旋转磁场一起同步转动，转子转动的速度与旋转磁场的速度始终相同。磁场的速度始终不相等。PM与功率角θ的正弦值成正比，把PM=f（θ）的关系称为同步电动机的功角特性。4．同步电动机的V形曲线，是指电网电压、频率恒定，电动机输出功率不变的条件下，定子输入电流I与转子励磁电流If之间的关系曲线，即I=f（If）。定子电流将减小，功率因数将增大。任务8 电动机的选用一、填空题1．生产机械2．负载特性安装要求工作环境结构简单工作可靠维护方便价格低廉3.额定功率种类结构形式额定电压额定转速额定功率4.绝缘材料5.130906.连续短时周期性断续7.等于略大于8.1.1~1.69.1530609010．连续11．1525406012．1013．变化负载下14．三相异步15．直流16．交流同步17．卧式立式18.单轴伸双轴伸19.开启式防护式封闭式防爆式20．潮湿尘土多21．38022．22044023．越高24．功率电压转速设备电能维护二、选择题1．B 2．D 3．D 4．C 5．D 6．A7．B 8．C 9．D 10．C11．A12．D 13．B14．B 15．A16．C 17．D 三、判断题1．×2．×3．×4．×5．× 6．√7．√8．×9．√10．√课题四 特种电机的应用任务1 伺服电动机的应用一、填空题1．控制电压角速度2．快速响应自转现象机械调节3.交流伺服4.速度位置5.无刷高可靠性6.永磁式电磁式7.线性度好响应速度快8.电磁干扰9.笼型杯型10．电容运转11．增大转子电阻12．幅值相位幅相13．18014．机电一体化电动机驱动控制器15．永磁异步16．转子位置速度17．电压 频率 转速转矩二、选择题1．D6．B2．D7．C3．A 8．D 4．B9．B5．D 三、判断题1．×2．×3．×4．√5．× 6．√7．√8．√9．×10．√11．×12．× 四、简答题1．伺服电动机也称执行电动机，在自动控制系统中作为执行元件，其作用是将输入的控制电压信号转换为转轴的角速度或角位移输出。自动控制系统对伺服电动机的基本要求有以下几方面：(1)尽可能高的快速响应性能。(2)良好的低速平稳性，无“自转现象”。(3)尽可能大的调速范围。(4)具有线性的机械特性和调节特性。(5)过载能力强。2．直流伺服电动机的控制方式可分为电枢控制和磁场控制两种。在工程上多采用电枢控制方式。提供了极高的加速度和快速响应。（2）高的热容量，使电机在自然冷却全封闭的条件下，仍能长时间过载。（3）电机所具有的高转矩和低速特性使得它与机床丝杠很容易直接耦合。（4）精心选择电刷的材料，且电刷的接触面积大，使得电动机有良好的换向性能。（5）电动机采用耐高温的H级绝缘材料，具有足够的机械强度，以保证可靠性。（6）采用能承受重载的轴和轴承，使得电动机在加、减速和低速时能承受大转矩。4．空心杯电枢直流伺服电动机的性能特点是：超低转动惯量。由于转子无1msl00mV250次启动与80％或更高；转矩波动小，低速运转平稳，噪声很小；换向性能好。5．如果交流伺服电动机像单相异步电动机一样，当控制信号消失后，继续动机消除“自转”现象的方法是增大转子电阻。子绕组中，达到控制电动机转速和转矩的目的。7．与直流伺服电机相比，永磁三相正弦交流伺服电动机的优点是：结构简单、运行可靠、功率因数和效率较高；缺点是体积大、启动特性欠佳。任务2 测速发电机的应用一、填空题1．电压信号2．直流发电机3.输出电压极性4.转速励磁电源180°5.中频电源6.速度伺服二、选择题1．D 2．A 3．D 4．C 5．D 6．D 三、判断题1．× 2．× 3．√ 4．× 5．√ 6．√ 7．× 四、简答题1．直流测速发电机负载电阻较小或转速过高时，电枢电流较大，电枢电流起测速发电机的误差过大。2直流测速发电机主要性能参数有(1)最大线性转速范围(nmax)(2)比电动(△U／△n)也称为灵敏度(3)线性误差(δx)(4)最小负载电阻(Rmin)。(5)特性的不对称度(k)。(6)纹波系数。 系列电机除了雷达天线驱动系统、跟踪系统等。CYN系列电机采用钕铁硼永磁材料作磁极，系列为封闭式他励直流测速发电机，线性误差小，运行较可靠，广泛用作测速反馈元件。CK系列交流测速发电机采用400Hz压小。任务3 步进电动机的应用一、填空题1．角位移线位移2．脉冲频率3.永磁式混合式反应式4.磁阻式5.拍步距角6.三相单三拍三相单双六拍三相双三拍7.正负8.启动工作二、选择题1．D 2．B 3．C 4．A 5．B 6．A 7．B 8．C 三、判断题1．× 2．× 3．× 4．√ 5．× 6．× 7．√ 8．√ 四、简答题1．步进电动机的负载越大，启动频率和工作频率就越低。2．反应式步进电动机的定、转子磁路均由软磁材料制成，只有定子上有绕组并称为控制绕组，结构简单，控制方便，工作可靠。率小，在断电情况下有定位转矩。感应子式步进电动机因转子中磁铁与极齿同时存在，所以叫混合型。这种又具有控制功率小、输出转矩大、加速度好的优点。3．步进电动机的定子控制绕组从一种通电状态切换到另一种通电状态叫做一“拍”。每一种通电状态只有一相定子控制绕组通电时称为单拍制。每一种通电状态都有两相定子控制绕组通电时称为双拍制。步距角标记为示该步进电动机在单拍或双拍工作方式时的步距角为3°。而在单双拍工作方式时的距角标为1.5°。4．步进电动机的控制系统由运动控制器、脉冲分配器、功率驱动级、电流控制和保护电路等组成。运动控制器输出控制系统所需的脉冲信号和方向指令。驱动级将脉冲分配器的输出信号转换成其内部功率开关的基极(或栅极)驱动信号，给步进电动机提供驱动电源。功率驱动级除包括功率开关及其驱动电路外，可能还包括一些电流反馈控制和限流、限压、过热保护等电路。五、计算题（1）三相单三拍工作方式ss

2.4ZRN3nf

ZRN3（2）三相单双六拍工作方式ss

1.2ZRN6nf

ZRN6任务4 无刷直流电动机的应用一、填空题1．线性宽大简单2．位置检测器控制器（题目中多了第一条横线）3.换相信息4.换相顺序5.较小低复杂二、选择题1．B 2．D 3．C 4．C 5．D 三、判断题1．× 2．√ 3．× 4．√ 5．× 6．√四、简答题使这种电机不仅保留了直流电动机的优点，而且又具有交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等优点。2．位置检测器的作用是检测转子磁极相对于定子绕组的位置信号，为逆变器提供正确的换相信息。3．无刷直流电动机是一种典型的机电一体化产品，它是由电动机本体、位各相绕组，使电动机产生持续不断的转矩。任务5 直线电动机的应用一、填空题1．相同2．感应直流步进3.初级次级4.短初级5.沿直线相序6．频率7．气隙功率因数8.直流直线无刷9.电机本体电子线路动子二、选择题1．D 2．B 3．A 4．B 5．D 6．C 7．D 三、判断题1．× 2．√ 3．× 4．√ 5．× 6．× 7．√ 8．×四、简答题1．直线感应电动机常见的形式有平板形和圆筒形两种，平板形直线感应电对小些.2．直线感应电动机的特点是：结构简单、维护方便；散热条件好，额定值机、以及高速列车、电动门等等。3．直线无刷直流电动机具有如下性能：（1）调速范围宽。（2）高动态特性。（3）运行平稳、定位精度高。（4）维护方便、可靠性高、耐用性好。五、计算题225vs)0.05)课题五 三相异步电动机基本控制线路的安装与调试任务1 三相异步电动机启停控制线路的安装与调试一、填空题1．12001500通断保护2．低压供电隔离3.静动4.上平装5.短路6．串7．等于8.2.59.查明原因10．电源11．主电路自动12．交流13.电磁系统触点系统14.主控制15.大于16．过载17．热效应18.不会19.启动停止20．按钮帽动触头静触头21．启动22．电气23.红绿24.接通分断短路25．上方26．不会失压二、选择题1．C6．A11．D16．D2．C 7．B12．C17．B3．C8．B13．B18．C4．C9．A14．A19．D5．B10．D15．B 三、判断题1．×2．×3．×4．×5．× 6．×7．×8．√9．×10．√11．√12．√13．√14．×15．×16．√17．√18．×19．×20．×21．× 22．√ 23．√四、简答题1．HK系列刀开关在安装和使用时应注意下列事项：（1）电源进线应接在静触点一边的进线端(进线座应在上方)，用电设备应换熔丝时的安全。（2）安装时，刀开关在合闸状态下手柄应该向上，不能倒装或平装，以防止触刀松动落下时误合闸。2．为了便于识别各个按钮的作用，避免误操作，通常在按钮帽上做出不同标记或涂上不同的颜色。例如：蘑菇形按钮表示急停；一般红色表示停止按钮；钮必须用红色蘑菇按钮；“启动”按钮是绿色的。3．接触器是用于远距离频繁地接通与断开主电路及大容量控制电路的一种自动切换电器。其型号CJ20—60的含义是，C：接触器；J：交流；20：设计序号：60：主触点额定电流。4．热继电器是一种利用电流的热效应原理进行工作的保护电器，热继电器器不会动作。5．在电动机的控制线路中，熔断器与热继电器的功能不同，不能互换。熔断器的作用是短路保护，而热继电器的作用是过载保护。五、作图题1．刀开关的图形符号和文字符号2．熔断器的图形符号和文字符号3．按钮的图形符号和文字符号4．接触器的图形符号和文字符号5．热继电器的图形符号和文字符号6．电动机单向运行的电气控制线路工作原理：自启动：QS+→SB2→KM+自

→M+停机：SB1→KM-→M-→QS-FU：短路保护KH：过载保护KM：自锁，失压保护7.启动、停止和点动控制的完整线路工作原理：自长动：QS+→SB2→KM+自

→M+停机：SB1→KM-→M-→QS-点动：SB3+→KM+→M+SB3-→KM-→M-FU：短路保护KH：过载保护KM：失压保护任务2 三相异步电动机正反转控制线路的安装与调试一、填空题1．互锁2．电气3.双重4.限位主令限位5.直动转动直动滚动微动6．SQ7．行程二、选择题1．B 2．C 3．C 4．B 5．B 三、判断题1．×2．×3．×4．×5．√6．×7．√四、简答题1．按钮和接触器的互锁触点在继电器——接触器控制电路中的作用是，使两个接触器的动作形成相互制约的关系，接触器A吸合时，接触器B一定断开，防止电源短路或实现顺序控制。2．行程开关又称限位开关，是一种利用生产机械运动部件的碰撞发出指令的主令电器，用于控制生产机械的运动方向、行程大小或限位保护。五、作图题1．行程开关的图形符号和文字符号2．按钮和接触器双重互锁的电动机正反转控制线路简要工作原理：正转：QS+→SB1→KM1+

（KM2-）→M+自 正反转：SB2→KM1-→KM2+

→M+自 反停机：SB3→KM1-（KM2-）→M-→QS-3．工作台自动往返循环控制的电气控制线路简要工作原理：正向启动：QS+→SB1→KM1+

（KM2-）→M+

→向前→SQ1+→自 正- - -

→KM2+

→M+

→后退→S1

→SQ2+→KM2→自 反

→M+

→向前→S2-→SQ1+→……自 正停机：SB3→KM1-（KM2-）→M-→QS-任务3三相异步电动机顺序控制和时间控制线路的安装与调试一、填空题1．时间2．电磁空气阻尼通电断电3.数量容量4.常开串联并联5.通电断电二、选择题1．C 2．B 3．D 4．D 5．B 6．A 三、判断题1．√ 2．√ 3．× 4．× 5．√ 6．× 四、作图题1．某机床主轴和润滑油泵的电气控制原理图2．小车运行的电气控制线路任务4 三相异步电动机启动和制动控制线路的安装与调试一、填空题1．电流2．过电流欠电流3.转速4.触头二、选择题1．C 2．C 3．B 4．C 三、判断题1．× 2．× 3．× 4．× 5．√ 6．× 7．√ 8．× 9．× 四、作图题(略)任务5 电气控制线路的设计与故障分析一、填空题1．加工工艺2．中间3.简单造价低4.人工方便5.线圈6．串7．减少8．自锁互锁二、选择题1．B 2．C 3．D 4．D 5．D 6．B 7．A 三、判断题1．×2．√3．√4．×5．×6．√7．×8．√9．√10．√11．×12．√ 四、简答题1．设计电气控制线路时应遵循的基本原则是：（1）电气控制线路应最大限度地满足机械设备对加工工艺的要求。（2）控制线路应能安全、可靠地工作.（3）控制线路应简单、经济、合。（4）控制线路应便于操作和维修。2．电气控制线路设计时应注意的问题如下：（1）控制电器的线圈应接在电源的同一端。（2）交流电器的线圈不能串联使用。（3）应避免许多电器依次动作才能接通另一个电器的现象。（4）应尽量减少控制线路中所用控制电器触头的数量。的导线。虑机床调试方便和安全操作。3．电气控制线路设计的一般步骤（2）设计各控制单元环节中电动机的启动、正反转、制动、调速、停机的主电路和其它执行元件的电路。（3）设计满足电动机运转功能和与工作状态相对应的控制电路。自动或调整的控制电路。（5）设计保护、联锁、检测、信号和照明等环节的控制电路。（6）全面检查所设计的电路，在有条件的情况下，进行模拟实验，进一步完善设计的电气控制线路。（7）标准化电气控制线路图。（8）恰当选用电器元件，并制订元器件明细表。4．电气控制线路故障的检修步骤和方法：（1）详细了解故障产生的经过。（2）从原理上进行分析，确定故障的可能范围。（3）进行一般的外表检查。（4）试验控制回路电器的动作顺序。（5）用电工仪表测量寻找故障部位。用电工仪表检查电器元件是否通路，们经常使用的找出故障的方法。方法。5．继电器和接触器触头的常见故障及维修方法：（1）触头过热。触头容量不够时，应选择容量大的触头；对灰尘可用刷子理。（2）触头发毛。触头烧毛后可用细锉把触头表面锉平，只要把凸出的部分意银块的厚度。（3）触头的熔焊。触头熔焊后，只能更换触头，如果因触头容量不够而产生熔焊，则应选择容量更大的继电器、接触器。（4）触头磨损。触头逐渐磨损是一种正常现象，如果磨损很快，需要经常更换，这是属于一种故障现象。6．继电器和接触器的吸引线圈所加的电压过低时，产生的电磁吸力不足，小，通过的电流增大，导致线圈过热甚至烧坏。a的问题是两个接触器KM1和KM2的线圈串联，应该把KM1和KM2的线圈改为并联。图b的缺点是两个继电器KA1和KA2的线圈放置在电路的两端，不合理，应该把这两个线圈统一放置到电路的下面。图c的缺点是两个按钮SB1和SB2中间隔着接触器KM的线圈，增加了导线的连接长度，应该把这两个按钮放在一起，便于从按钮盒中引出三根导线即可。课题六 常用机床电气控制线路的安装与调试任务1 普通车床电气控制线路的安装与调试一、填空题1．旋转2．主轴3.直接4.后面5.主轴冷却泵6．36二、选择题1．D 2．C 3．A 4．B 5．A 6．B 7．B 三、判断题1．× 2．× 3．√ 4．× 5．× 四、简答题的动力由V到溜板箱，使刀架作横向走刀运动。2．进入车床前的电源(配电箱或铁壳开关)处已装有熔断器作短路保护。冷却泵电动机加了熔断器FUlKHl和KH2分别作为主轴电动FU2保护功能，还具有欠压保护功能。照明变压器T将380V的交流电压降低到36V时可能发生的触电事故。熔断器FU3作照明电路的短路保护。3．车床切削时，铁屑很可能会飞出打破照明灯泡，使带电的灯丝造成触电事故。为了防止发生人身和设备的触电，用照明变压器将380V的交流电降低到36V的安全电压，照明变压器还能起到电气隔离的作用。4．主轴电动机不能启动的可能原因：(1)控制电路熔断器FU2熔体熔断。(2)热继电器KH1已动作过，动断触点未复位。(3)控制电路接触器线圈松动或烧坏，接触器的主触点及辅助触点接触不良。(4)启动按钮或停止按钮内的触点接触不良。(5)各连接导线虚接或断线。(6)主轴电动机损坏。(7)电源断相。5．冷却泵电动机不能启动的可能原因：(1)熔断器FU1熔体熔断。(2)热继电器KH2已动作过，未复位。(3)转换开关SA2触头已损坏。(4)冷却泵电动机已损坏。任务2 磨床电气控制线路的安装与调试一、填空题1．砂轮工作台砂轮2．工作台电磁吸盘砂轮箱3.电气接线盒电气操纵盒4.控制电路电磁吸盘5.砂轮液压泵冷却泵6．电磁吸盘YHKA去磁7.整流装置保护装置8．欠电流过电压二、选择题1．C 2．B 3．D 4．C 5．A 三、判断题1．√ 2．× 3．√ 4．× 5．√6．× 7．× 四、简答题1．电磁吸盘与机械夹紧装置相比，具有夹紧迅速，不损伤工件，工作效率则电流的大小和方向随时间作周期性变化，吸力不稳定，工作不可靠。保护触点分别串接在KMl、KM2线圈电路中，则砂轮电动机M1和液压泵电动机M3其中一台过