電機(jī)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)課后習(xí)題答案

《電機(jī)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)》

項(xiàng)目一課后習(xí)題

簡(jiǎn)答題

1.磁通、磁導(dǎo)率、磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度分別表征磁場(chǎng)的哪些特征？

答：磁通量表示穿過(guò)平面磁感線的條數(shù)，條數(shù)越多，磁通量越大。

磁導(dǎo)率表示物質(zhì)的導(dǎo)磁能力。

磁感應(yīng)強(qiáng)度表示磁場(chǎng)內(nèi)某一點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。

磁場(chǎng)強(qiáng)度方便了市磁場(chǎng)的分析和研究，是一個(gè)與物質(zhì)的磁導(dǎo)率無(wú)關(guān)的量，它

不受磁場(chǎng)中介質(zhì)的影響，只與導(dǎo)體的電流大小、幾何形狀及在磁場(chǎng)中的位置有關(guān)。

2.根據(jù)導(dǎo)磁性不同，可以將物質(zhì)分成哪幾類？

答：根據(jù)相對(duì)磁導(dǎo)率的不同，可以將磁介質(zhì)分為三類：

（1）內(nèi)＜1的物質(zhì)稱為抗磁物質(zhì)，如銅、銀等。

（2）內(nèi)＞1的物質(zhì)稱為順磁物質(zhì)，如空氣、鎂、鉛等。

（3）Hr?l的物質(zhì)稱為鐵磁性物質(zhì)。這類物質(zhì)包括鐵、銀、鉆以及這些金屬

的合金，以及鐵氧體材料等。

3.請(qǐng)列舉電動(dòng)機(jī)在日常生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

答：無(wú)標(biāo)準(zhǔn)答案。

項(xiàng)目二課后習(xí)題

一、選擇題

12345678910

AABBABCCBD

11121314151617181920

BCADAABCBC

二、判斷題

12345678910

XXXXXXTX

11121314151617

X7X7VqX

三、填空題

1、定子、轉(zhuǎn)子

2、轉(zhuǎn)差率

3、60f/p

4、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速

5、鼠籠式、繞線式

6、機(jī)械、額定

7、2Hz

8、電阻

9、延邊三角形降壓、自耦變壓器降壓

四、簡(jiǎn)答題

1.如何從結(jié)構(gòu)上區(qū)別鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)和繞線式異步電動(dòng)機(jī)？

答：鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子與外界不相連接。

繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)滑環(huán)和電刷接到外部的可變電阻器上

2.三和異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是如何產(chǎn)生的？

答：三相異步電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯中放置三相結(jié)構(gòu)完全相同的繞組U、V、W,各

相繞組在空間上互差120。電角度，當(dāng)通入對(duì)稱的三相交流電流時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)

的原理，每相繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)疊加在一起，便形成一個(gè)合成的旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。

3.在確保電源電壓不變的情況下，將采用三角形接法的電動(dòng)機(jī)接成星形，或者將

星形接法的電動(dòng)機(jī)接成三角形會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？

答：將采用三角形接法的電動(dòng)機(jī)接成星形無(wú)問(wèn)題，但是將星形接法的電動(dòng)機(jī)接成

三角形定子繞組可能會(huì)因過(guò)壓被損壞。

4.交流異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的條件是什么？

答：（1）對(duì)于容量小于7.5kW的電動(dòng)機(jī)一般可采用直接啟動(dòng)。這是因?yàn)樾」?/p>

率電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流較小、啟動(dòng)快，通常對(duì)電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)都不會(huì)造成影響。

（2）對(duì)于容量較大的電動(dòng)機(jī)就要充分考慮電源的容量能否允許電動(dòng)機(jī)直接

啟動(dòng)，可參考以下經(jīng)驗(yàn)公式確定能否直接啟動(dòng)。

五、計(jì)算題

1.三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=2.2kW,UN=38OV,〃N=2960r/min,%80%,

cos^=0.81,求電動(dòng)機(jī)的輸入功率、額定電流和額定轉(zhuǎn)矩。

解：輸入功率

PN2.2k加

=2.75/ciy

P0.8

額定電流

2.2kW

h==5.154

y/3UNcos(prjx0.38kVx0.81x0.8

額定轉(zhuǎn)矩

PN2.2kW

TN=9550—=9550x「….=7.1N-m

NnN2960r/nun

2.三相異步電動(dòng)機(jī)的PN=4.5kW,UN=38OV,/2N=960r/min,過(guò)載系數(shù)為1.6。當(dāng)電

源電壓下降到3O（）V時(shí)，能否帶動(dòng)額定負(fù)載運(yùn)行？

解：額定轉(zhuǎn)矩為

PN4.5/ciy

TN=9550—=9550x….=44.77N?m

NnN960r/min

最大轉(zhuǎn)矩為

Tm=1.6TN=1.6x44.77/V?m=71.63/V-m

設(shè)在電壓為額定電壓的3OOV時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩為舞

四、簡(jiǎn)答題

1.變頻調(diào)速的優(yōu)勢(shì)是什么？

答：1、調(diào)速效率高，屬于高效調(diào)速方式。2、調(diào)速范圍寬，并在整個(gè)調(diào)速范圍

內(nèi)具有高的調(diào)速效率。3、機(jī)械特性較硬。4、電機(jī)啟動(dòng)、調(diào)整控制性好。5、節(jié)

能。

2.變頻是如何分類的？

答：1、按變換環(huán)節(jié)可以分為交一交變頻器和交一直一交變頻器。2、交一直一交

變頻器中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件可分為電流型變頻器和電壓型變頻器。3、按輸

入電源相數(shù)可分為單進(jìn)三出變頻器和三進(jìn)三出變頻器。4、按輸出電壓的調(diào)制方

式可將變頻器分為脈幅調(diào)制（PAM）方式變頻器和脈寬調(diào)制（PWM）方式變頻

器。5、根據(jù)變頻控制方式的不同，變頻器大致可以分為4類：V/F控制、轉(zhuǎn)差頻

率控制、直接轉(zhuǎn)矩控制和矢量控制。6、變頻器按供電電壓可分為低壓變頻器、

中壓變頻器和高壓變頻器，按輸出功率大小可分為小功率變頻器、中功率變頻器

和大功率變頻器。7、按功能用途分類為地鐵機(jī)車用變頻器、空調(diào)用變頻器、軋

機(jī)同步電動(dòng)機(jī)用變頻器、電梯專用變頻器等。

3.變頻器的控制方式有哪些？

答：1）V/F控制

V/F控制也稱為轉(zhuǎn)矩提升，通用型變頻器多采用這種控制方式。其原理是在

保證電動(dòng)機(jī)的磁通不變的情況下，調(diào)速時(shí)按比例同時(shí)改變電源電壓和電源頻率。

2）轉(zhuǎn)差頻率控制

轉(zhuǎn)差頻率控制是在V/F控制的基礎(chǔ)上所做的改進(jìn)，其原理是測(cè)量電動(dòng)機(jī)實(shí)

際轉(zhuǎn)速并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的電源頻率，根據(jù)預(yù)期轉(zhuǎn)矩來(lái)調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率，最.后獲

得電動(dòng)機(jī)輸出預(yù)期轉(zhuǎn)矩。

3）直接轉(zhuǎn)矩控制

直接轉(zhuǎn)矩控制可以理解為簡(jiǎn)單地通過(guò)電機(jī)定子的電流和電壓來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)

的磁通和轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁通和轉(zhuǎn)矩的直接控制?？刂妻D(zhuǎn)矩后，也可以控制電動(dòng)機(jī)

的速度。

4）矢量控制

矢量控制理念是受直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式的啟發(fā)而形成的，通過(guò)分析交流電動(dòng)

機(jī)的等效電路，利用坐標(biāo)變換思想使交流電動(dòng)機(jī)具有與直流電動(dòng)機(jī)相似的控制性

能。

4.什么是跳變頻率？為什么要設(shè)定跳變頻率？

答：變頻器的頻率跳變功能使設(shè)備不在某些速度下運(yùn)行。主要是在工業(yè)生產(chǎn)中，

為了防止設(shè)備共振。

項(xiàng)目四課后習(xí)題

1.什么是脈振磁場(chǎng)？它是如何產(chǎn)生的？

答：電流在正半周期及負(fù)半周期之間不斷交替變化，產(chǎn)生的磁場(chǎng)及方向也在不斷

變化，但磁場(chǎng)的軸線沿縱軸固定不變，這樣的磁場(chǎng)稱為脈振磁場(chǎng)。

2.簡(jiǎn)述單相異步電動(dòng)機(jī)的分類。

答：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)按分相和運(yùn)行方式不同可分為電阻分相式單相異步電動(dòng)機(jī)、

電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)和罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)。

3.簡(jiǎn)述單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。

答：1）變極調(diào)速

利用單相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與磁極對(duì)數(shù)成正比的關(guān)系，將繞組中線圈組的連

接方式改變，使電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)發(fā)生變化，即可改變轉(zhuǎn)速。

2）調(diào)壓調(diào)速

調(diào)壓調(diào)速是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的電源電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。由于受繞組絕緣耐壓的

限制，電動(dòng)機(jī)的電壓只能從額定電壓向下調(diào)，轉(zhuǎn)速也只能隨電壓的降低而降低。

因?yàn)殡姶呸D(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，所以電動(dòng)機(jī)電壓下降的同時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩

也下降。調(diào)壓調(diào)速適用于風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備的調(diào)速。常用的調(diào)壓調(diào)速方法包括串

電抗器調(diào)速、自耦變壓器調(diào)速、串電容調(diào)速、繞組抽頭法調(diào)速。

項(xiàng)目五課后習(xí)題

三、填空題

1.電磁感應(yīng)

2.下降

3.電流

4.電樞回路串電阻

5.主磁極鐵心、勵(lì)磁繞組

6.并勵(lì)

7.飛車

8.電、機(jī)械

9.機(jī)械、電

1().理想空載轉(zhuǎn)速

11.正比

四、簡(jiǎn)答題

1.什么是電樞反應(yīng)？有何影響？

答：直流電機(jī)在負(fù)載時(shí)，前極尖處的磁場(chǎng)被加強(qiáng)，后極尖處的磁場(chǎng)被削弱，氣隙

磁場(chǎng)發(fā)生了畸變，電樞磁場(chǎng)對(duì)勵(lì)磁磁場(chǎng)產(chǎn)生的影響稱為電樞反應(yīng)。

電樞反應(yīng)的特點(diǎn)如下:

(1)氣隙磁場(chǎng)畸變。

(2)物理中性線移動(dòng)。

(3)去磁現(xiàn)象。

(4)換向難度增大。

2.直流電動(dòng)機(jī)有哪幾種調(diào)速方式？

答：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)有3種調(diào)速方法：電樞回路串電阻調(diào)速、降低電樞電壓調(diào)速

和減弱磁通調(diào)速。

五、計(jì)算題

1.已知某直流發(fā)電機(jī)的額定功率PvlOkW,額定電壓UN=230V,額定效率〃N=80%,

求它的額定電流及額定負(fù)載時(shí)的輸入功率。

解：額定電流

PN10kWx1000

IN==—————=54.35/ciy

'UNr]N230,x0.8

額定負(fù)載時(shí)的輸入功率

P10kW

P=—N=12.SkW

DN0.8

2.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī),?N=10kW,UN=220V,/N=53A,nN=1500r/min,2a=0.4C,求

(1)額定運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)矩和空載轉(zhuǎn)矩；(2)理想空載轉(zhuǎn)速和實(shí)際

空載轉(zhuǎn)速；(3)半載時(shí)的轉(zhuǎn)速。

解：(1)電磁轉(zhuǎn)矩

Ea=6-MRa=2201/-534x0.4C=198.8V

P€m=EaIN=198.81/XS3/4=10S36.4WZ

Pem10536.41V

7.=9.55廣=qqqx_=__6_7_._0_8_/_V_-m

nN'1500r/?7un

輸出轉(zhuǎn)矩

PlOkW

=9550—N=9550x…八’.=63.67/V-m

nN1500r/min

空載轉(zhuǎn)矩

Tg=1斷-TN=67.08/V-m-63.67/V-m=3.41/V-m

（2）理想空載轉(zhuǎn)速

UN-IR220P-534x0.4Q

Na=0.133

1500r/min

U220V

九。=西N=而行=1654.14丁/疝幾

實(shí)際空載轉(zhuǎn)速

金①N=9.556中N=L27

、UR220V0.4。

n=—N------------a-To=——-—————x3.41N?m=1646.06r/min

00

C*NCeCT（P^0.1330.133x1.27/

（3）半載時(shí)的轉(zhuǎn)速

RaTM__

n=n0-2'f=1654.15r//nin—75.39r/min=1578.76r/min

Ce。中N2

項(xiàng)目六課后習(xí)題

一、選擇題

123456

DCDACC

二、填空題

1、電脈沖

2