电机拖动习题集部分参考答案解析

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1、第一章习题解答思考题1.1电机中涉及到哪些基本电磁定律？试说明它们在电机中的主要作用。答：电机与变压器中涉及到：（1）安培环路定律；（2）法拉第电磁感应定律；（3）电磁力定律；（4）磁路的欧姆定律。其中，安培环路定律反映了一定磁势（或安匝数）所产生磁场的强弱。在电机中，磁场在机电能量转换过程中起到了媒介的作用；法拉第电磁感应定律反映了交变的磁场所产生电势的情况。在电机中，电磁感应定律体现了机电能量转换过程中所转换为电能的大小；电磁力定律反映了通电导体在磁场中的受力情况，它体现了机电能量转换过程中所转换为机械能的大小；磁路的欧姆定律类似于电路的

2、欧姆定律，它体现了一定磁势作用到磁路中所产生的磁通大小，亦即耦合磁场的大小。1.2永久磁铁与软磁材料的磁滞回线有何不同？其相应的铁耗有何差异？答：永久磁铁又称为硬磁材料，其磁滞回线与软磁材料的不同主要体现在形状上。硬磁材料的磁滞回线较“肥胖”；而软磁材料则“瘦弱”。硬磁材料的面积反映了铁磁材料磁滞损耗的大小，因而软磁材料的铁耗较小。1.3什么是磁路饱和现象？磁路饱和对磁路的等效电感有何影响？答：当励磁安匝（或磁势）较小时，随着磁势的增加，磁路中所产生的磁通也线性增加；当磁势增加到一定程度时，随着磁势的增加，磁路中所产生的磁通增加较小，甚至不再

3、增加，这一现象称为磁路的饱和。与磁路线性时相比，磁路饱和后的磁导率和等效电感有所减小。1.4铁心中的磁滞损耗与涡流损耗是如何产生的?它们与哪些因素有关?答：铁心中的磁滞损耗是由铁磁材料在交变磁场作用下的磁化过程中，内部的磁畴相互摩擦所引起的铁心发热造成的；而涡流损耗则是由于交变的磁场在铁心中感应电势并产生涡流，从而引起铁心发热。由可见，磁滞损耗正比于磁场交变的频率、磁密的平方以及铁心的体积；由可见，涡流损耗正比于磁场交变频率的平方、磁密的平方以及铁磁材料的厚度。1.5实际的电机和变压器的铁心中,一般不是采用整块铸钢或矽钢组成,而是采用矽钢片叠

4、压而成,为什么?答：涡流损耗反映了铁磁材料的导电性能，它与铁磁材料的厚度成正比。因此，为减小铁磁材料的导电性能及涡流损耗，交流电机或变压器的铁心多采用矽钢片叠压而成。1.6如果感应电势的正方向与磁通的正方向符合左手螺旋关系，则电磁感应定律应写成，试说明原因。答：现对图1.7所示铁心线圈进行分析。感应电势和磁通的假定正方向如图所示，即符合左手螺旋关系。当磁通增加即Φ0>Φdtd时，由dtdNeΦ=可知，，即e的实际方向与假定正方向一致；又由楞次定律可知，线圈中所感应电势以及相应的电流所产生的磁通（图中用Φ表示）应阻碍磁通0>e′Φ的增加。很显然

5、，上述正方向与关系式符合楞次定律。亦即，当感应电势与磁通符合左手螺旋关系时，只有采用dtdNeΦ=才能使实际情况与楞次定律一致。至于当磁通Φ减少即d$/dt<0时，则与此类似，只不过线圈中所感应电势以及相应的电流所产生的磁通将有助于磁通Φ的增加，具体过程略。第2章习题解答思考题2.1直流电机电刷内的电枢绕组中所流过的电流是交流还是直流？若是交流，其交变频率是多少？答：直流电机电刷内的电枢绕组中所流过的电流是交流，而电刷外部为直流。电刷与换向器组合实现了外部直流与内部交流的转换（或换流）。内部电枢绕组所感应电势或电流的频率为：Hznpf60=，

6、即内部电流的方向每转交变p次（p为电机的极对数）。2.2为什么直流电动机必须采用电刷和换向器把外加直流电源转变交流然后再给电枢绕组供电，而不是直接采用直流电源供电？答：对于直流电动机，若不采用电刷或换向器将直流转换为内部交流，而是直接采用直流供电，则当电枢绕组的某一导体边转至极下时，假定电流为流入的，电磁转矩沿顺时针方向。则当该导体边转至极下时，电流仍为流入的，则所产生的电磁转矩必为逆时针方向。这样，在一个周期内，电机的转子（或电枢）不可能产生有效的电磁转矩。故此，必须采用机械式换流器完成直流到交流的转换。NS2.3直流电机铭牌上所给出的额定

7、功率是指输出功率还是输入功率？是电功率还是机械功率？答：电机铭牌上的额定功率均指输出功率。对于电动机，其额定功率是指机械输出功率；对于发电机，其额定功率是指电枢绕组的输出电功率。2.42.4为什么说直流电机的绕组是闭合绕组？答：直流电机的线圈之间是通过换向片依次相联的，每一个换向片均与不同线圈的两个导体边相连，由此构成的电枢绕组自然是闭合绕组。2.5如果将传统永磁直流电动机的定子和转子颠倒，即定子侧为电枢绕组而转子采用永久磁钢产生励磁，试分析这样一台反装式直流电动机其电刷应该是静止还是旋转的？说明理由。答：传统永磁直流电动机的磁极位于定子,而

8、电枢绕组位于转子，其换向器随电枢绕组一同旋转，而电刷则固定在定子侧，只有这样才能产生有效的电磁转矩。换句话说，直流电机的电刷必须相对主极是静止不动的，才能产生有效的