1、電機與拖動緒論一、名詞解釋1.磁場：電流周圍的效應2 .磁動勢（磁通勢、磁勢）：產生磁場的源泉3 .磁場強度：表征距離磁源即磁動勢一定位置的地方，磁動勢影響強度的一個物理量。4 .磁場感應強度（磁通密度）：表征距離磁源即磁動勢一定位置的地方，磁動勢感應能力強弱的一個物理量。5 .磁通量：垂直穿過某一截面（面積為S）磁力線的數目6 .磁阻：就是磁力線通過磁路時所遇到的阻礙，磁阻與磁路的長度成正比，與磁路的磁導率成反比，并與磁路的截面積成反比7電感：其實質表征的就是電磁裝置電與磁轉換能力的大小。二、填空1、在電機中磁場的幾個常用量分別是磁動勢、磁場強度、磁感應強度、磁通等。2、進行磁路分析和計算時

2、，常用到磁路的基本定律有全電流定律、磁路的歐姆定律、磁路的基爾霍夫定律。3、電機的電流有交二直流之分，所以，旋轉電機也有直流電機與交流電機兩大類。4、旋轉電機是一種機電熊量轉換的機電裝置。5、把電能轉換機械能的電機稱為電動機；把機械能轉換電能的電機稱為電發電機。三、判斷題1、垂直穿過線圈的磁通量隨時間變化，必然會在線圈中產生感應電動勢。（，）2、棱次定律表明垂直穿過線圈的變化磁通，會在線圈中產生電動勢。（V）3、棱次定律表明線圈中的感生磁場的方向始終是與原磁場變化率的方向一致的。（X）4、棱次定律表明線圈中的感生磁場的方向始終是與原磁場方向一致的。（X）六、問答題1.電磁作用原理的綜述有電流必

3、定產生磁場，即"電生磁”；磁場變化會在導體或線圈中產生感應電動勢，即“動磁生電”；載流導體在磁場中要受到電磁力的作用，即“電磁生力”第一章直流電機的原理與結構一、名詞解釋（一）1.電樞：在電機中能量轉換的主要部件或樞紐部分2 .換向：直流電機電樞繞組元件從一條支路經過固定不動的電刷短路，后進入另一條支路，元件中的電流方向改變的過程。3 .額定值：在正常的、安全的條件下，電氣設備所允許的最大工作參數。（二）1.電機：機電能量（或機電信號）轉換的電磁裝置4 .直流電機：直流電能與機械能量進行轉換的電磁裝置5 .直流發電機：把機械能量轉換為直流電能的電磁裝置6 .直流電動機：把直流電能轉換

4、為機械能量的電磁裝置7 .交流電機：交流電能與機械能量進行轉換的電磁裝置8 .交流電動機：把交流電能轉換為機械能量的電磁裝置9 .交流發電機：把機械能量轉換為交流電能的電磁裝置（三）第一節距：同一元件的兩個元件邊在電樞圓周上所跨的距離（四）極距：相鄰兩個磁極軸線之間的距離（五）電角度：磁場在空間變化一周的角度表示二、填空1、鐵心損耗一般包括磁滯損耗、渦流損耗。2、電樞反應是主磁場與電樞磁場的綜合。4、電樞反應是定子磁場與轉子磁場的綜合。三、單項選擇題（一）1、在直流電機中，發電機的額定功率是指A .輸入的功率 B .輸出的機械功率3、電樞反應是主磁場與轉子磁場的綜合。5、電樞反應是勵磁磁場與轉

5、子磁場的綜合。(CC IaUa2、在直流電機中，電動機的額定功率是指A .輸入的功率B. I eU C.輸出的機械功率）D .電磁功率（C ）D.電磁功率3、在直流電機中，電動機的輸入功率等于A.電磁功率B,輸出的機械功率C.IaUD.機械源動裝置輸入的機械功率4、在直流電機中，發電機的輸入功率等于（C）A.電磁功率B.輸出的機械功率C.機械源動裝置輸入的機械功率D.IaUa5、有2對磁極的直流電機、單波繞組、則此電機的支路數應為（D）A.8B.6C.4D.26、大容量的直流電機中補償繞組必須和（C）A.勵磁繞組串聯B.勵磁繞組并聯C.電樞繞組串聯D.電樞繞組并聯7、在直流電動機中，理想的換向

6、應是（A）A.直線換向B.延遲換向C.超前換向D.前面三個答案都正確四、多項選擇題1、下列結構部件中屬于直流電動機旋轉部件的為（BC）A.主磁極B.電樞繞組C.換向器D.電刷2、直流電動機電樞反應的結果為（ABCD）A.總的勵磁磁勢被削弱B.磁場分布的波形發生畸變C.與空載相比，磁場的物理中性線發生偏移D.物理中性線逆旋轉方向偏移3、直流電動機中影響換向的因素應該是（ABCD）A.電抗與電樞反應B.電抗與物理化學C.電樞反應與機械D.前面三個答案都正確4、影響直流電機換向的電磁因素主要有（ABC）A.電抗電勢B.電抗電勢以及電樞反應電勢C.電樞反應電勢D.電源電壓波動以及電樞繞組的電勢五、判斷

7、題（X，）1、磁飽和現象會導致電流、磁通和電動勢的波形畸變。（V）2、直流電機中一個磁極下所有導體電流向必須一致。（V）3、直流電機中相鄰兩個磁極下所有導體電流向必須相反。（V）4、直流電機電樞中流過的是交流電流。（V）5、直流電動機換向中，理想的是直線換向（V）6、直流電機單疊繞組，并聯電路的只路數等于其極對數。（X）7、直流電機與交流異步電動機電樞中的電流對負載貢獻一樣。（X）8、直流電機單疊繞組元件兩端應聯接在相鄰的兩個換向片上。（V）9、在直流電機中，通常所討論的電樞指的是定子。（X）10、電刷裝置并不是直流電機所特有的部件。（V）11、在直流電動機中一個元件中產生的磁場一般為方波（V

8、）12、在直流電機中其主磁場的分布一般為平頂波分布（V）13、在直流電機中其電樞磁勢的分布一般為三角波分布（V）14、在直流電機中換向極的作用主要是幫助換向（V）六、問答題（一）直流電機中繞組的基本形式以及各自的基本特點是什么？繞組的基本形式：單疊繞組、單波繞組；單疊繞組的基本特點是：（1）所有元件組成一個閉合回路；（2）元件兩端分別接在相鄰兩個換向片上；（3）一個極下所有上層邊元件組成一條支路；（4）電刷對數等于極對數；（5）支路對數等于極對數；（6）電刷的位置：電刷所接換向片所接元件的邊應處在相鄰兩磁極中間（對稱元件處在磁極軸線下）。單波繞組的基本特點是：（1）所有元件組成一個閉合回路；（

9、2）元件兩端分別接在yk=（K11）/p個換向片上；（3）同一極性極下所有上層邊元件組成一條支路；（4）電刷對數等于極對數；（5）支路對數等于1;（6）電刷的位置：電刷所接換向片所接元件的邊應處在相鄰兩磁極中間（對稱元件處在磁極軸線下）。（二）1、寫出直流電動機電磁轉矩的公式，并說明什么因素決定直流電動機的電磁轉矩？在電動、發電、制動三種運行狀態下電磁轉矩與轉速的關系怎樣？電磁轉矩的公式：T=Ct如a,決定直流電動機的電磁轉矩的因素是負載轉矩；電動運行狀態下電磁轉矩與轉速的方向相同，拖動電樞旋轉，電能變機械能；發電運行狀態下電磁轉矩與轉速的方向相反，源動機拖動電樞旋轉克服電磁轉矩，機械能變電能

10、；制動運行狀態下電磁轉矩與轉速的方向相反，電磁轉矩制動電樞旋轉，把能量消耗在轉子內的電阻上。（三）小型直流電動機多為兩極電動機，一般在結構上只用一個換向極，問能否良好運行，為什么？能良好運行，因為一個換向磁極，可以產生兩個磁極；另外因為小型直流電動機的容量較小，用只用一個換向極產生的兩個磁極，足可以保障換向要求。（四）怎樣改變直流發電機的電動勢與電磁轉矩的方向？電動勢Ea=Cen改變勵磁電壓或轉速中的任一個方向即可，但不能同時改變；電磁轉矩T=CT®Ia,改變勵磁電壓或轉速中的任一個方向即可，但不能同時改變。（五）、換向器與電刷的作用是什么？直流電機內部元件流的是交流；所以直流電動機

11、電刷把外部供給的直流電引到換向器上，通過換向器上換向片的旋轉，轉換到元件上的為交流電；直流發電機內部發的是交流電，引到換向器的換向片上，旋轉的換向器通過電刷把內部的交流轉換外部的直流電。（六）、換向繞組的作用是什么，裝在什么位置，補償繞組的作用是什么，裝在什么位置，流過補償繞組的電流是什么電流。電流方向如何？換向繞組的作用是幫助直流電機良好換向，一般裝在主磁極之間，與電樞繞組串聯；直流電機只有在容量較大時才加裝補償繞組，目的是幫助換向極繞組進一步補償直流電機良好換向，裝在主磁極上；補償繞組一般與電樞繞組串聯，則流過補償繞組的電流為電樞電流；電流方向為補償換向的方向。（七）直流電機有幾中勵磁方式

12、，各自有什么的特點。直流電機勵磁方式：他勵、并勵、串勵、復勵；他勵電機的勵磁繞組與電樞繞組電源各自獨立。并勵電機的勵磁繞組并接在電樞繞組兩端，共用一個電源；串勵電機的勵磁繞組串接在電樞繞組中，共用一個電源；復勵電機有兩套勵磁繞組一個并接在電樞繞組中，一個串接在電樞繞組中，共用一個電源，按二者產生的磁場是增加還是減少，分為積復勵和差復勵。（八）試分別說明，繞組連接圖、展開圖及電路圖的作用。繞組連接圖的作用是方便于實際嵌線。繞組展開圖的作用是方便于電機電磁工作原理的分析。繞組電路圖的作用是方便于電路分析。（試繪制Z=S=K=6,2P=4,直流電機單疊繞組連接圖、展開圖及電路圖，并說明各自的作用）(

13、1)繞組連接圖的作用是方便于實際嵌線。元件號元件上層邊所在槽號元件端接換向器號(2)繞組展開圖的作用是方便于電機電磁工作原理的分析。(3)繞組電路圖的作用是方便于電路分析。元件下層邊所在槽號第二章直流電機拖動一、名詞解釋1 .恒轉矩負載：生產機械的負載轉矩Tl的大小不隨電機轉速n變化而改變的負載。2 .恒功率負載：電機轉速變化時，而負載從電動機吸收的功率為恒定值。3 .通風機類負載：負載轉矩的大小與轉速n的平方成正比，即TL=Kn24 .生產機械負載轉矩的特性：生產機械的轉速n與負載轉矩之間的關系n=f(L)。5 .直流電動機的工作特性：是指在端電壓U=Un,勵磁電流If=IfN,電樞回路不串

14、附加電阻時即Rk=0的條件下，電動機的轉速n、電磁轉矩T和效率刈分別隨輸出功率P2而變化的關系，即n,T,"=f(P2)曲線6 .機械特性是指電動機的轉速n與其轉矩(電磁轉矩)T之間的關系，即n=f(T)曲線。7 .電力拖動系統穩定運行：是指系統在擾動作用下，離開原來得平衡狀態，仍能在新的運行條件下達到新的平衡，或者在擾動消失后，能夠回到原來平衡狀態的系統8 .它勵發電機的外特性：就是它勵發電機電樞電流1a變化引起端電壓變化的關系。9 .它勵發電機的調節特性：為保持端電壓基本不變，根據負載變化適當調節勵磁電流即If=f（Ia）的關系三、單項選擇題1、他勵直流電動機穩態運行時，電動勢平

15、衡方程式為A.Ua=IaR+EaB.E=U+IaR+Ladia/taC.EM+IaRD.U=Ea+IaR+Ladia/dt2、在討論直流電動機的工作特性時，它勵或者并勵電動機的理想空載轉速應是（C）A.E/CeB.IaR/CeC.U/CeD.U/Ct3、在直流電動機時，運行效率最高時應是（A）A .不變損耗與機械損耗相等BC .鐵耗與磁滯損耗相等時D4、在直流電動機中機械特性最硬的一般為A .并勵電動機B.他勵電動機四、多項選擇題1、并勵直流發電機發電的條件（A.并勵發電機內部必須有一定的剩磁。R. R。C.勵磁電阻Rf - RfLj臨界電阻 D.應是鐵耗與銅耗相等時.可變損耗與不變損耗相等（

16、B ）C .串勵電動機 D .復勵電動機ABC ）B .勵磁繞組接線極性要正確。,必須先給勵磁通電。五、判斷題（X，）1、直流電機中減弱磁通人為機械特性的一般6下降，n上升，但負載過大速度反而會下降。（V）2、直流電機中電樞串接電阻時的人為機械特性變軟，穩定性變差。（V）3、直流電機降壓時的人為機械特性變軟，穩定性變差。（x）六、問答題（一）1、試繪制功率流程圖，并說明各流程中的功率含義電源輸入的電功率P"機械損耗Pm:軸承損耗、電刷摩擦損耗、通風損耗、周邊風阻損耗；電樞銅耗Pcu包括電阻損耗與電刷接觸損耗電磁功率Pem；鐵耗PFe：磁滯損耗、渦流損耗；雜散損耗P:齒槽損耗、電樞反應

17、損耗；軸上的凈輸出機械功率P2射入電功率電磁功率L 311輸出機械功率（二）1.電樞串接電阻時人為機械特性的特點(1)理想空載轉速n0與固有特性時相同，且不隨串接電阻R的變化而變化;（2）電樞串接電阻R的變化，獲得不同斜率的射線族。（3）隨著R的加大，特性的斜率P增加，轉速降落An加大，特性變軟，穩定性變差。2 .電源電壓改變時人為機械特性的特點(1)理想空載轉速n0發生變化，隨電源電壓的而降低。(2)由于Rk=0,特性斜率p不變，機械特性由一組平行線所組成。(3)特性斜率P不變，轉速降落An不變，因此其特性較串聯電阻時硬。3 .改變主磁通力時人為機械特性的特點(1)理想空載轉速n0與磁通中成

18、反比，即當中下降時，%上升。(2)不同的磁通，所得機械特性曲線斜率P不同。(3)磁通中下降，特性斜率P上升，且P與2成反比，曲線變軟；(4) 一般中下降，n上升，但負載過大速度反而會下降。(三)減小直流它勵發電機端電壓下降的方法(1)減小電樞電阻(內阻)在制造發電機時采用電阻較小的材料，但對于已制造好的發電機是無法降低電阻的。(2)減小電樞反應的影響采用自動控制，隨著負載電流的增大，勵磁電流也應略微增大，以確保端電壓基本不變或降壓較小。七、故障分析題他勵直流電動機起動時，為什么要先加勵磁電壓，如果未加勵磁電壓(或因勵磁線圈斷線)，而將電樞通電源，在空載起動或負載起動會有什么后果？UR根據直流電

19、動機的機械特性公式n=-7Ia,他勵直流電動機起動時，若先將電CeCe樞通電源，后加勵磁電壓(或因勵磁線圈斷線)，即磁場處于磁化的比例去區此時可能4上0,則理想空載轉速n0=U/Ce$T8很大，嚴重會產生“飛車”。負載時，會出現“悶車”而燒毀電機。第三章直流電機的過渡過程一、名詞解釋1 .電機的過渡過程：就是電機從一種穩定運行狀態過渡到另一種穩定運行狀態的過程。2 .電機的動態特性：是電力拖動系統在過渡過程的變化規律和性能3 .調速范圍：在一定的負載轉矩下，電機可能運行的最大轉速nmax與最小轉速nmin之比maximin4 .調速的平滑性：在一定的調速范圍內，相鄰兩級速度變化的程度即K=ni

20、/n-5 .電機的起動：就是電動機從靜止狀態過渡到某一穩定運行狀態的過程；實際上也就是轉子的速度從零升速到某一穩定速度的過程。7 .調速：是根據生產機械工藝要求，通過改變電氣參數，人為改變電力拖動系統速度的一種控制方法。8 .制動：實質上就是指電動機從某一穩定運行狀態減速到另外一種穩定運行狀態的過渡過程。9 .調速時的容許輸出：是指電動機在某一轉速下長期可靠工作時，所能輸出的最大功率和轉矩10 .電氣制動：就是使電動機的電磁轉矩成為制動轉矩的一種制動。特點是電動機的電磁轉矩方向與轉速方向相反，為制動性質三、單項選擇題1、在直流電動機的運行中，不能空載或輕載啟動的是A.復勵電動機 B.并勵電動機

21、 C.它勵電動直流電機D .串勵電動機2、在直流電動機中機械特性最硬的一般為A.并勵電動機B.他勵電動機C .串勵電動機D3、在電機的制動中不能用于回饋制動方法的電機是A.并勵電動機B.他勵電動機C .串勵電動機D四、多項選擇題 1 、下列結構部件中屬于直流電動機旋轉部件的為A.主磁極B .電樞繞組C .換向器2、下列電機屬于單邊或者雙邊勵磁的電機分別是A.洗衣機電機B.空調電機C .交直流通用電機3、直流電動機電樞反應的結果為(B ).復勵電動機(C ).復勵電動機(B C )D.電刷(ABCD)D.交流電機(ABCD )A.總的勵磁磁勢被削弱B .磁場分布的波形發生畸變C.與空載相比，磁場

22、的物理中性線發生偏移D.物理中性線逆旋轉方向偏移4、直流發電機電樞反應的結果為(ABCD)A.總的勵磁磁勢被削弱B.磁場分布的波形發生畸變C.與空載相比，磁場的物理中性線發生偏移D.物理中性線順旋轉方向偏移5、并勵直流發電機中，發電電壓建立有以下列條件(ABC)A.電機內部必須有剩磁B.勵磁與電樞繞組的接法要正確C.rfVjLjD.J>rfLj6 .A.并勵直流電動機中影響換向的主要因素應該是自感與互感電抗B.機械與物理化學(AC )C.電樞反應D .前面三個答案都正確7、影響直流電機換向的電磁因素主要有(ABC)A.電抗電勢B.電抗電勢以及電樞反應電勢C.電樞反應電勢D .電源電壓波動

23、以及電樞繞組的電勢8、直流電機的調速一般可以采用的方法有A.電樞回路串接電阻的調速方法BC.改變電動機主磁通的調速方法D9、電機電氣制動的方法一般有A.電樞電源反接制動 B .能耗制動(ABCD )改變電源電壓的調速方法.改變電動機結構的調速方法(ABCD )C .回饋制動D .倒拉反接制動五、判斷題(X，)1、恒轉矩調速方式配恒轉矩負載(V)2、對于風機型負載，采用電樞串電阻調速和降壓調速要比弱磁調速合適一些；在實際中針對于風機型(泵類)負載多采用交流變頻調速方式。(V)六、問答題(一)、電樞回路串電阻的調速性能(1)理想空載轉速不變，只能在額定轉速下調節(2)改變機械特性硬度。電阻大，特性

24、軟穩定性差(3)屬于有級調速，調速的平滑性很差。(4)串電阻越大，且運行時間越長，損耗也就越大(5)屬于強電流調速。電樞回路的電阻變化，直接控制電樞電流變化，而電樞電路為主電路，電樞電流一般來說要比勵磁電流大，所以屬于強電流調速(6)串電阻調速在電氣控制上實現簡單操作方便可靠(7)屬于恒轉矩調速性質，因為在調速范圍內，其長時間輸出的額定轉矩基本未變。(8)應用：只能用在調速平滑性要求不高，低速工作時間不長，容量較小的電動機。一般在采用其他調速方法不值得的地方采用這種調速方法。(二)、改變電源電壓的調速性能(1)理想空載轉速發生變化，隨電源電壓降低的而降低(2)理想空載轉速隨外加電壓的平滑調節而

25、改變。特性斜率不變，因此機械特性斜率硬，穩定性好。故調速的范圍也相對大得多。(3)調速是無級的，調速的平滑性很好。(4)損耗較小，比較經濟。(5)降低電樞電壓，屬于強電流調速。(6)電源成本。因采用電壓可調的電源技術，所以電源裝置結構上復雜技術含量高(7)屬于恒轉矩調速性質，因為在調速范圍內，其長時間輸出的額定轉矩基本未變。(8)適用于對調速性能要求較高的中、大容量拖動系統，以及自動化程度較高的系統。在冶金、機床、軋鋼、重型機床(龍門刨)、精密機床、礦井提升以及造紙機等方面得到廣泛應用。(三)、調速方法的分類：機械方法、電氣方法或機械電氣配合的方法(1)機械調速方法：電機轉子的速度沒有變化，通

26、過改變傳動機構的速度比來實現，但機械變速機構較復雜。(2)電氣調速方法：電動機在一定負載情況通過改變電氣參數，人為改變電力拖動系統速度的一種控制方法。(3)機械電氣調速方法：機械調速變化有限；單靠電氣上調速，控制系統可能較復雜。配合調速能更好的滿足生產設備調速的需要。(四)、調速與負載變化轉速變化的區別(1)調速一般是在某一不變的負載條件下，人為地改變電路的參數，而得到不同的速度。調速與因負載變化而引起的轉速變化是不同的。調速是主動的，它需要人為的改變電氣參數，則機械特性變化。(2)負載變化而引起電機轉速的變化，不是自動進行的，而是被動的。(五)、改變電動機主磁通的調速方法(1)理想空載轉速發

27、生變化。理想空載轉速與磁通成反比，即當下降時，上升。普通非調磁電動機額定轉速一般可高達1500r/min左右，但弱磁調節的專用電機速度可更高(2)特性變軟穩定性差(3)調速是無級的，調速的平滑性很好。(4)損耗較小，比較經濟。(5)屬于小電流調速。因勵磁電流較小，調節控制中的控制電流也就較小，但可通過磁場的變化，間接引起電樞電流變化(6)控制簡單，容易實現。(7)屬于恒功率的調速方式。因為電動機發熱所允許的電樞電流不變，所以電動機的轉矩隨磁通的減小而減小，故這種調速方法是恒功率調節。(8)可調磁電動機的設計是在允許最高轉速的情況下降低額定轉速以增加調速范圍。適于高轉速工作，一般調速范圍可達1：

28、2、1：3或1：4。常與調壓調速聯合使用，以擴大調速范圍，因而在生產中可到廣泛應用。(六)、直流電動機調速方法有幾種？各有什么特點？URc根據直流電動機的機械特性公式n=-=-Ia，有三種方法：(1)電樞回路串接CeCe電阻，方法簡單，硬度下降，大容量設備不允許，電阻損耗大；(2)改變電源電壓，此方法節能，硬度較大，目前經常應用，但變壓技術含量高，成本大。(3)改變電動機主磁通，此方法硬度小，但能高于額定轉速，以控制勵磁電流控制電動機理論較好，但電動機為專用，體積較大成本高。(七)、電力拖動系統動態分析的假設條件為了便于分析，設電力拖動系統滿足假設條件：(1)忽略電磁過渡過程，只考慮機械過渡過

29、程。(2)電源電壓在過渡過程中基本不變。(3)磁通量基本保持不變。(4)負載轉矩基本保持不變。(八)、直流電動機起動的基本要求1 .直流電動機起動線路控制的要求必須先保證有磁場(即先通勵磁電流),而后加電樞電壓。如果先加電樞電壓，而后有磁場，則會出現不能正常起動的問題。(1)空載或輕載起動：出現“飛車”(2)負載起動：會燒毀繞組2 .直流電動機起動性能的要求(1)要有足夠大的起動轉矩(2)起動電流要限制在一定范圍內L=U_與=UE=D=(47)IN(3)起動設備要簡單、可靠RaRaRa3 .電樞回路串電阻起動的特點(1)電樞串接的附加電阻Rk越大，電樞電流流過Rk所產生的損耗就越大。(2)屬于

30、有級起動，主要是電阻連續變化困難引起。(3)只能用于容量較小、不頻繁起動、也不長時間運行的電動機。(4)實現方法簡單。(九)、制動通常可分為機械制動、電氣制動、機械與電氣聯合制動1.機械制動：所謂的機械制動就是利用機械摩擦獲得制動轉矩方法的制動。機械制動一般有自然停車和抱閘裝置。(1)自然停車：是切斷設備的電源，靠設備轉軸本身的摩擦以及風阻而使設備停下來的一種制動方法。這種停車的方法停車時間很長，經常用在設備停止工作且安全要求不高的情況下。(2)抱閘裝置：是利用專用的機械裝置，把轉軸抱死一種制動方法。這種制動有電磁抱閘與液壓抱閘裝置兩種。這種停車的方法停車時間極短，對設備的沖擊很大，一般使用在設備需要停車且安全要求較高的情況下。2.