一、1-1. 为什么异步电动机的转速一定小于同步转速？

一、1-1答从异步电动机的工作原理可知，异步电动机转子的旋转方向与由定子三相对称交流电产生的旋转磁场的转向相同，只有（异步电动机），即转子绕组与定子旋转磁场之间有相对运动，转子绕组才能感应电动势和电流，从而产生电磁转矩。（4分）若转速上升到，则转子绕组与定子旋转磁场同速、同向旋转，两者相对静止，转子绕组就不感应电动势和电流，也就不产生电磁转矩，电动机就不可能转动了。（4分）

一、1-2. 两台型号完全相同的笼型异步电动机共轴连接，拖动一个负载。如果起动时将它们的定子绕组串联以后接到电网上，起动完毕后再改接成并联。试问这样的起动方法，对电机起动电流和起动转矩有何影响？

一、1-2答定子绕组串联，设电网电压为，则每台电动机的端电压将为，（4分）由于起动电流与电压成正比，起动转矩与电压的平方成正比，所以将使得总的起动电流降为原来的

，总的起动转矩为原来的

。（4分）

一、1-3. 三相异步电动机在运行时有一相断线，能否继续运行？当电机停转之后，能否再起动？

一、1-3答 三相异步电动机运行时有一相断线，电机或是变成单相运行（接），或是变成不对称运行（Δ接），电机不会停下来，但是电流将会变得很大，能否继续运行要视电机负载转矩的大小和发热而定。（4分）

对于接法电机，起动前一相断线，起动转矩为零，不能再起动；对于Δ接法电机，起动前有一相断线，起动转矩不为零，但由于有负序电流，从安全考虑，也不允许电机起动。（4分）

一、1-4. 感应电动机转速变化时，为什么定、转子磁势之间没有相对运动？ 一、1-4答 因为站在定子绕组上看定子旋转磁动势旋转磁动势而

转子磁势之间没有相对运动。（4分）

一、1-5. 异步电动机拖动额定负载运行时，若电源电压下降过多，会产生什么后果？

的转速为

，转向与定子旋转磁动势

的转速为

，转子

相同。（4分）

，所以，感应电动机转速变化时，定、

一、1-5答当时，若电源电压下降过多，因为，则电磁转矩下降更多（4分）,会造成定、转子电流急速增大，则定子、转子铜耗增大，且其增加的幅度远远大于铁耗减小的幅度，故效率下降，甚至电动机停转。若无保护，则绕组会因过热而烧毁。（4分）

一、1-6. 为什么异步电动机最初起动电流很大，而最初起动转矩却并不太大？

一、1-6答 起动时，因为，旋转磁场以同步转速切割转子，感应出产生很大的电动势和电流，因为电流平衡关系，引起于它平衡的定子电流的负载分量也跟着增加，所以异步电动机最初起动电流很大；（3分）但是，起动时的

很小，转子电流的有功分量就很小，其次，由于起动电流很大，定

减小，这样，

也减小，所以，起动

子绕组的漏抗压降大，使感应电动势时，

小，电流的有功分量也小，使得起动时的起动转矩也不大。（4分）

一、1-7. 当异步电动机运行时，定子电动势的频率是多少？转子电动势的频率为多少？由定子电流的产生的旋转磁动势以什么速度切割定子，又以什么速度切割转子？由转子电流的产生的旋转磁动势以什么速度切割转子，又以什么速度切割定子？，它与定子旋转磁动势的相对速度是多少？

一、1-7答定子电动势频率为

；转子电动势频率为的速度切割定子，又以

；（2分） 的速度切割

由定子电流产生的定子旋转磁动势以

转子。（2分）由转子电流产生的转子旋转磁动势以又以

的速度切割转子，

的速度切割定子，（2分）它与定子旋转磁动势的相对速度为。（2分）

一、1-8. 为什么三相异步电动机的功率因数总是滞后性质的？

一、1-8答在三相异步电动机等效电路的参数中，有电阻和感抗，没有容抗，这就使异步电动机不管带多大的机械负载（即），其功率因数总是滞后的。（4分）或者从物理意义上讲，三相异步电动机运行时必须从电网吸收感性无功功率磁场，故其功率因数

总是滞后的。（4分）

一、1-9. 60HZ和50HZ的异步电动机可以混淆使用吗？

答 不能。（3分）在电源电压不变的情况下，60HZ的电动机接到50HZ的电源上，气隙磁通必须增加20%，这样励磁电流也要增加，且大于20%，这样会

使电动机的各种损耗增加，使电机的温升增加，电机会出现因过热而不能使用的情况。（5分）

一、1-10. 变频调速有哪两种控制方法，试述其性能区别。

答 变频调速时，从基频向下调有两种控制方法。1.保持=常数的恒磁通控制方式时，频率下降，机械特性向下平移，即各条特性彼此平行，硬度较高，最大电磁转矩不变，过载能力强。调速性能最好，属恒转矩调速方式。（4分）2.从基频向下变频调速，采用保持常数时的机械特性不如保持特性变坏了。但

=常数的近似恒磁通控制方式时，频率下

=

降时，机械特性最大转矩略有下降，机械特性接近平行下移。显然保持

=常数的控制方式简单。（4分）

=常数时的机械特性，特别在低频低速的机械

一、2-1试分别定性地画出隐极式和凸极式同步发电机的功角特性曲线。 一、2-1答：隐极式和凸极式同步发电机的功角特性曲线如下图所示。

隐极式同步发电机的功角特性（4分）凸极式同步发电机的功角特

性（4分）

一、2-2测定同步发电机的空载特性和短路特性时，若转速降为0.95nN，对试验结果会 有何影响？

一、2-2答：测定发电机空载特性时，如果转速降为0.95nN，由于空载电动势与转速成正比，因此其值降为额定转速下测得的空载电动势的0.95倍。（3分）由于转速降低，同步电机感应电动势和定子电流的频率也随着降低。同时由于同步电抗值与频率成正比，因此其值也降低到额定转速时的0.95倍（3分）又由于短路电流的值决定于空载电动势与同步电抗的比值，两者同时下降0.95倍，则短路电流的值和额定转速时测得的值相同，即短路特性不会发生变化。（2分）

一、2-3定性地画出同步发电机在

出对应的正常励磁、过励磁和欠励磁状态。

的V形曲线，并标

一、2-3答：同步发电机的V形曲线如下图所示。（8分）

一、2-4为什么同步电抗的数值一般都较大（不可能做得较小），试分析下

列情况对同步电抗的影响：

1) 电枢绕组匝数增加； 2) 铁心饱和程度增大； 3) 激磁绕组匝数增加；

一、2-4答：同步电抗是电枢反应电抗和漏抗之和（如隐极式同步电机同步

电抗

xs=xa+xσ），其中电枢反应电抗是反应电枢旋转磁场所经过的主磁路磁化性能的参数。由于电机的气隙较小，磁阻Rm很小，由抗较大。（4分）

可知同步电

1) 电枢绕组匝数增加，由于xa∝N2，所以同步电抗应增大； 2) 当铁芯饱和程度提高时，由于磁阻Rm增大，因此同步电抗应

减小； 3) 当电机气隙加大时，由于磁阻Rm增大，因此同步电抗应减小；

（4分） 一、2-5一台同步电机，定子绕组施以三相对称电压，并保持恒定，试问：抽出转子与

使转子以同步转速沿电枢方向旋转（激磁绕组开路）这两种情况下哪种情况定子电流大，为什么？

一、2-5答：当同步电机的定子三相绕组通入三相交流电时，会在电机内产生一旋转磁

场。此磁场切割定子绕组，在定子绕组中感应出一电动势，该电动势可表示为

。如果忽略定子绕组电阻，则定子绕组的电动势平衡方程式可表示为

，因此定子电流

。（4分）

在电机的转子被抽出的情况下，由于电机气隙很大，磁阻Rm很大，又由于，因此此时定子电流较大。而在转子没有抽出的情况下，电机气隙很小，

磁阻Rm很小，因此定子电流较小。（4分）

一、2-6一台同步发电机在额定负载运行情况下保持激磁电流不变而甩去全部负载，此

时端电压上升率为ΔU升；在空载额定电压时保持激磁电流不变而加上额定负载，此时端电压下降变化率为ΔU降，问ΔU升和ΔU降哪个大？为什么？（负载为感性负载）

一、2-6答：ΔU降比ΔU升的值要大。这是因为在额定运行状态下，当甩去全部负载后，

由于电枢电流为零，此时电机中的磁场全部由励磁电流产生，由于失去了电枢电流的去磁作用，电机中的磁场饱和程度上升。（4分）而电机在空载额定电压情况下保持激磁电流不变，加上额定负载后，由于电枢电流的去磁作用，使得电机磁场饱和程度下降，因此此时电机端电压的下降率ΔU降要比前一种情况下的ΔU升的值要大。（4分）

一、2-7三相同步发电机投入并联时应满足哪些条件？若并网时不满足某一条件，会发 生什么现象？

一、2-7答：同步发电机并网运行的条件有：(1)发电机的电压与电网电压幅值相等；(2)7发电机电压的相位于电网电压相位相同；(3)发电机的频率与电网频率相等；(4)发电机的相序与电网电压相序一致。（4分）

若条件(1)和(2)不满足，发电机在并网瞬间会产生巨大的瞬态冲击电流，使定子绕组端部受冲击力而变形；若条件(3)不满足，发电机在并网时会产生脉振电流，在转轴上产生时正、时负的转矩，使电机振动，同时冲击电流会使电枢绕组端部受冲击力而变形；若条件(4)不满足，发电机绝对不允许并网，因为此时发电机电压和电网电压相位恒差120°，它将产生巨大的冲击电流而危及发电机，不可能使发电机牵入同步。（4分）

一、2-8为什么同步电机稳态对称短路电流不太大，而变压器的稳态对称短路电流值却 很大？

一、2-8答：因为同步电机在发生对称稳态短路时，由于对称稳态短路电流

（以

隐极式同步电机为例，忽略定子电阻），而同步电抗xs较大，因此短路电流并不大。（4分）而对于变压器来说，由于其对称稳态短路电流，其中zk为短路阻抗，主要由变压器绕组电阻和漏电抗构成，其值较小，因此短路电流较大。（4分）

一、2-9与无限大电网并联运行的同步发电机，如何调节有功功率和无功功

率？ 一、2-9答：当同步发电机和电网并联运行时，如果希望增加它输出的有功功率，从功

率平衡的观点来看，只有增加原动机的输入功率，以改变功率角σ的大小。（4分） 在调节无功功率时，以假定发电机输出的有功功率保持不变为前提，可以通过调节同步发电机的励磁电流来实现无功功率的调节，例如增加励磁电流，可使发电机运 行在过励状态，此时发电机除输出有功功率外，还输出滞后性无功功率；减少励磁电流，可使电机运行于欠励状态，此时发电机输出的无功功率为超前性无功功率。 （4分）

一、2-10试比较变压器的激磁阻抗，异步电机的激磁阻抗和同步电机的同步

阻抗，说 明为什么有这些差别？

一、2-10答：变压器的激磁阻抗最大，异步电机的激磁阻抗比同步电机的同步阻抗大，

比变压器的激磁阻抗小。（2分）因为变压器的主磁通的路径是铁芯，磁阻小主磁通大，所以激磁阻抗大。（2分）异步电机的激磁阻抗对应空气隙的主磁通，空气隙磁阻大，所以激磁阻抗比变压器的激磁阻抗小。（2分）同步电机的电枢反应电抗和异步电机的激磁阻抗性质相同，和气隙旋转磁场的主磁通相同，由于同步电机的空气隙比异步电动机空气隙大，磁阻较大，因而同步阻抗较小。（2分）

一、3-1什么叫同步电机的短路比？它和同步电抗有什么关系？它的大小对电机的运行

性能和制造成本有何关系？

一、3-1答：在空载额定电压下的短路电流与额定电流之比称短路比。短路比和不饱和

同步电抗成反比关系。（2分）短路比大时，发电机过载能力较大，负载引起的端电压变化较小，但会使空气隙增加，使电机尺寸增大且转子激磁安匝增加，电机成本增加。（3分）短路比小时，发电机短路电流较小，稳定性较差，电机尺寸减小可降低成本。（3分）

一、3-2同步发电机短路特性曲线为什么是直线？当Ik=IN时，这时的激磁电流已处于空

载特性曲线的饱和段，为什么此时求得的xd却是不饱和值，而在正常负载下却是饱和值？

一、3-2答：同步发电机稳态短路时，电枢磁动势基本上是一个纯去磁作用的直轴磁动

势，气隙合成磁动势为，合成电动势为，即合成电动势只等于漏抗压降，所以其对应的气隙合成磁通很小，电机的磁路处于不饱和状态。由于气隙合成磁动势

，而

，所以励磁磁动势

必然正比于I，而，故，即同步发电机的短路特性

是一条直线。（4分）正因为这样，当Ik=IN时，虽然以处于空载特性的饱和段，但因为此时磁场并未饱和，所以求得的xd为不饱和值。但若在正常负荷下，由于磁场饱和，因此求得的xd为饱和值。（4分）

一、3-3什么是同步电机的功角特性？同步发电机的功角在时间和空间上各有什么含 义？

一、3-3答：功角特性表示电磁功率与功角的关系。（2分）功角θ是电动势E0和电压U

之间的时间相位差，（2分）如忽略漏阻抗压降，θ是产生电动势E0的转子磁通Φ0和产生Eδ＝U的合成磁通Φδ之间的空间相位差。表示转子旋转磁场和气隙合成旋转磁场之间的相对位置。（2分）功角θ的大小决定磁功率的大小。功角θ数值的正负，决定同步电机的运行状态。θ>0，E0超前于U，为同步发电机运行。θ<0，E0滞后于U，为同步电动机运行，发电机输出有功功率，电动机输入有功功率。（2分）

一、3-4什么是同步发电机的V形曲线？什么时候是正常励磁、过励磁和欠

励磁？一般

情况下发电机在什么状态下运行？

一、3-4答：与无穷大电网并联运行的同步发电机，在输出有功功率不变的情况下，改

变励磁电流If，测出相应的定子电流I，得到关系曲线I=f(If)，因正常励磁时，相应的定子电流I最小，曲线形状像字母“V”，故称为V型曲线。（2分）

正常励磁：cosφ=1，定子电流与电压同相位，对应励磁电流为If； 过励磁：φ>0，定子电流滞后电压，对应励磁电流欠励磁：φ<0，定子电流超前电压，对应励磁电流

； 。（4分）

由于电网功率因数一般为滞后状态，并且发电机过励状态下运行时，静态稳定性好，故

同步发电机一般处于过励磁状态运行。（2分）

一、3-5同步发电机单独供给一对称负载且转速保持不变时，定子电流的功率因数由什

么决定？发电机与大电网并联时，定子电流的功率因数又由什么决定？

一、3-5答：同步发电机单机运行时，定子电流的功率因数由负载性质来决定，即由负

载阻抗决定。（3分）发电机与大电网并联时，负载由电网供给，发电机担负的有功功率由其原动机输入的功率大小决定，担负的无功功率决定于发电机的励磁电流，过励时发电机的功率因数滞后，欠励时发电机的功率因数超前。（5分）

一、3-6怎样使同步电机从发电机运行方式过渡到电动机运行方式？其功角、

电流和电 磁功率如何变化？

一、3-6答：当同步电机处于发电机状态运行时，原动机输入机械功率，其功角为正，

即定子绕组端电压滞后于感应电动势，电流、电磁功率为正。若要过渡到电动机运行状态，则需减小原动机输入的机械功率直至零（即将原动机从同步电机上脱离），并在同步电机轴上加入机械负载。（4分）此时，同步电机的功角变为负值（即定子绕组端电压超前于感应电动势），电流和电磁功率也变为负。（4分）

一、3-7为什么V型曲线的最低点随有功功率增大而向右偏移？

一、3-7答：V型曲线的最低点对应于正常励磁情况，此时cosφ=1，定子电流最小且与定子电压同相位。（3分）因PM=3UIcosφ，当电压为常数、cosφ=1时，PM∝I，随着PM的增加，I必将增大，根据电动势平衡方程式

，

I增大时，

也增大，所需的励磁电流将会增加，故V型曲线最低点会随着有功功率增大而向右偏移。（5分）

一、3-8凸极式同步电动机与凸极式同步发电机运行时突然转子失去励磁，对电机有何 影响？

一、3-8答：凸极式同步电动机失磁后只有磁阻功率，电磁功率大大降低，若磁阻功率大于负载功率，电机仍可继续运行，否则停机；（4分）凸极式同步发电机失磁后，处于严重欠励状态，电枢电流增大，且失去稳定。（4分）

一、3-9异步转矩与同步转矩有何不同？

一、3-9答：定子磁场和转子有相对运动，旋转磁场在转子中感应电势和电流，定子旋转磁场和转子电流相互作用产生电磁转矩称为异步转矩。（4分）定子旋转磁场和转子磁场彼此相对静止，在空间有相位差，两磁场相互作用产生电磁转矩称为同步转矩。（4分）

一、3-10增加或减少同步电动机的励磁电流时，对电机内的磁场产生什么效

应？ 一、3-10答：当同步电动机处于过励磁状态时，电枢磁动势对电机内的磁场起去磁作

用，增加或减少同步电动机的励磁电流时，电枢磁动势对电机内的去磁作用增加或减弱，甚至进入欠励磁状态。当同步电动机处于欠励磁状态时，电枢磁动势对电机内的磁场起增磁作用，增加或减少同步电动机的励磁电流时，电枢磁动势对电机内的磁场增磁作用减弱或增强。

一、4-1. 直流电机电刷在换向器上摆放的原则是什么？

一、4-1答直流电机电刷在换向器上摆放的原则是：（1）使电机正、负电刷间的电动势最大（3分）（2）或使被电刷短路的元件电动势最小，以利于换向。（3分）考虑到元件端接线一般总是对称的，当被电刷短路的元件处在几何中性线时，此时电刷的合理位置是在主磁极轴线下的换向片上。（2分）

一、4-2. 直流电机有几种励磁方式？

一、4-2答直流电机的励磁方式可分为他励、并励、串励和复励四种。（4分）其中，采用复励方式的这种电机，其主磁极中有两套励磁绕组：一套与电枢绕组并联，称为并励绕组；另一套与电枢绕组串联，称为串励绕组。按两个励磁

绕组所产生的磁动势关系，又可分为积复励和差复励两种。积复励：串励绕组所产生的磁动势

和并励绕组所产生的磁动势

方向一致，互相叠加。此时主磁

方向与

相反，则

极的总励磁磁动势为：；差复励：如果的

称为差复励。此时主磁极的总励磁磁动势为：；差复励：如果的

。

方向与相反，则称为差复励。此时主磁极总励磁磁动势为：（4分）

一、4-3. 什么是直流电机的电枢反应？交轴电枢反应对直流电机有什么影响？

一、4-3答 直流电机负载运行，电枢绕组中就有了电流，电枢电流也产生磁动势，叫电枢磁动势。电枢磁动势的出现，必然会对空载时只有励磁磁动势单独作用所产生的磁场有一定影响。我们把电枢磁动势对励磁磁动势所产生的磁场的影响称为电枢反应。（4分）交轴电枢反应（被电刷短路的元件处在几何中性线时）对电机的影响：

（1）使气隙磁场分布发生畸变；

（2）使物理中性线位移（空载时，电机的物理中性线与几何中性线重合。在负载时，对电动机而言，物理中性线逆转向离开几何中性线角度。若在发电机状态，则为顺转向移过角度）；

（3）在磁路饱和的情况下，呈现一定的去磁作用。（4分） 一、4-4. 试述并励直流发电机的自励过程和自励建压的条件？

一、4-4答由 于电机磁路中总有一定剩磁，当发电机由原动机推动至额定转速时，发电机两端将发出一个数值不大的剩磁电压。而励磁绕组又是接到电枢两端的，于是在剩磁电压 的作用下，励磁绕组将流过一个不大的电流，并产生一个不大的励磁磁动势，如果励磁绕组接法正确，即这个励磁磁动势的方向和电机剩磁磁动势的方向相同，从而 使电机内的磁通和由它产生的电枢端电压有所增加，在比较高的励磁电压的作用下，励磁电流又进一步加大，导致磁通的进一步增加，继而电枢端电压又进一步加 大。如此反复作用下去，发电机的端电压便自动升高。由于主磁场具有饱和特性,当励磁回路电阻小于其临界值，使二者相交，这个交点就是稳定运行点。这就是发电机的自励过程。（4分）

并励直流发电机的自励建压需要满足的条件为： （1）电机必须有剩磁；

（2）励磁绕组的接线与电枢旋转方向必须正确配合，以使励磁电流产生的磁场方向与剩磁方向一致；

（3）励磁回路的电阻应小于与电机运行转速相对应的临界电阻。（4分） 一、4-5.他励直流发电机由空载到额定负载，端电压为什么会下降？并励发电机与他励直流发电机相比，哪一个电压变化率大？

一、4-5答他励直流发电机由空载到额定负载，电枢电流值

，电枢回路电阻压降

由0增加到额定

增加，且电枢反应的去磁作用增加，使主磁通

下降，从而使感应电动势下降。由公式可知，端电压随的增加而下降。（5分）而对于并励直流发电机而言，除上述两个原因外，端电压的下降，会引起励磁电流的下降，使得下降，下降，从而引起端电压的进一步降低，所以并励发电机电压变化率比他励发电机电压变化率要大些。（3分）

一、4-6. 并励发电机正转时能自励，其它条件不变，反转时能否自励？如果没有磁路饱和现象，并励直流发电机能否自励？

一、4-6答反转时不能自励。因为当电机的转向改变了，而励磁绕组的接线未改变，这样剩磁电动势及其产生的励磁电流的方向必然改变，励磁电流产生的磁场的方向将和剩磁的方向相反，所以反转时不能自励建压。（4分） 如果没有磁路饱和现象，并励直流发电机不能自励。因为如果没有磁路饱和现象，则电机的空载特性就会是一条直线，这样，它与励磁回路的伏安特性（也是一条直线）就会有两种情况出现：（1）完全重合在一起，使电机的端电压处于不稳定状态，无法运行；（2）不重合，即没有交点，无法实现自励建压。（4分）

一、4-7. 并励直流电动机在运行时励磁回路突然断线，问电机会有什么后果？若在起动时就断线（电机有剩磁），又会出现什么后果？

一、4-7答 并励直流电动机在运行时励磁回路突然断线，励磁电流消失（=0），主磁通将减小至剩磁磁通值，而在断线瞬间，由于惯性，电机转速不发生变化，则电枢电动势将会大大减小，从而电枢电流 急剧增大，电枢绕组有被烧毁的可能。若发生在空载或轻载运行时，则转速剧增至飞逸速度，致使换向不良，换向器、电枢绕组和转动部件损坏，甚至造成人身伤害事故。若负载转矩较大，, 转速下降, 甚至停转, 此时电枢电流仍很大, 同样可能会烧毁电枢绕组。（4分）

若在起动时励磁回路就断线, 这时=0, 电枢电动势, 则电枢电流很大。同时，由于此时主磁通很小（剩磁磁通），就小，而不能起动，也导致电枢电流剧增，电枢绕组有被烧毁的可能。（4分）

一、4-8. 试分析在下列情况下，他励直流电动机稳态运行时电枢电流和转速有何变化（假设电机磁路不饱和）

① 电枢端电压减半，励磁电流和负载转矩不变； ② 电枢端电压减半，励磁电流和输出功率不变

一、4-8答 ①因为磁路不饱和且励磁电流不变，所以主磁通不变。稳态运行时负载转矩不变即电磁转矩不变，由于

，所以电枢电流不变。根据

，电枢端电压减半，所以转速下降，且小于原来的一半。（4分）

②电枢端电压减半，根据于原来的一半。由于输出功率不变，由

，即使不变，转速必然下降，且小

，

必然上升，且大于原来的2倍。（4分）

一、4-9. 把一台他励发电机的转速提高20%，空载电压会提高多少（若励磁电阻保持不变）？若是一台并励发电机，则电压升高得多还是少（励磁电阻保持不变）？

一、4-9答已知：

，所以：

① 他励发电机：故

, 即，

，空载电压增加20%。（4分）

②并励发电机：由于增加的同时，也相应增加，从而导致也增大，

所以并励发电机空载电压增加的程度比他励发电机大，即空载电压增加大于20%。（4分）

一、4-10. 在直流发电机中，电刷之间的感应电动势与某一根导体中的感应电动势有什么不同？在直流电动机中，外电路中的电流与某一根导体中的电流有什么不同？

一、4-10答由直流发电机的工作原理可知，旋转的导体一会儿在极下，一会儿在极下，因此感应电动势的方向是交变的，而通过换向器从正、负电刷之间引出的感应电动势却是直流电势。（4分）

在直流电动机中，外电路中的电流为直流，而通过电刷和换向器的作用，导体中的电流却是交变电流。（4分）

一、5-1 什么叫伺服电动机的自转现象？如何消除交流伺服电动机的自转现象？

一、5-span

style='mso-ignore:vglayout;;z-index:18;left:0px;margin-left:287px;margin-top:8px;width:270px; height:180px'

span style=';mso-ignore:vglayout;left:0pt;z-index:18' 1答 伺服电动机在控制信号消失后仍继续 旋转的失控现象称为“自转”现象。可以通过 增加转子电阻的办法来消除“自转”。（3分） 因为增加转子电阻，使正向磁场产生最大 转矩时的Sm+≥1，控制电压消失后的机械特性 如右图所示。正向旋转时在控制电压消失后的 电磁转矩为负值，即为制动转矩，使电机制 动到停止；若电机反向旋转，则在控制电压消失后

的电磁转矩为正值，也为制动转矩，也使电机制动到停止，从而消除“自转”现象。

（5分）

一、5-2为什么磁滞同步电动机的磁滞转矩在异步状态时是不变的， 而在同步状态时却是可变的?

一、5-2答 磁滞转矩在异步状态时所对应磁滞角是最大磁滞角θc，其大小只决定于转子所用的硬磁材料的性质。因而当转子在低于同步速运转时(常称异步状态运行)，不管转子转速如何，磁滞转矩是不变的。（4分）

而在同步状态运行时，磁滞同步电动机相当于一台永磁式同步电动机。磁滞角的大小决定于负载的大小，当负载的大小从0到，定子磁动势与转子磁动势夹角相应从0到θc变化。当负载阻转矩增大时， 电机就要瞬时减速， 定、 转子两个磁场间的夹角增大， 电机产生的转矩也增大，再与负载阻转矩相平衡以同步速运转，因而磁滞角增大。（4分）

一、5-3力矩式自整角机与控制式自整角机控制方式有何不同？转子的起始位置有何不同？

一、5-3答 （1）自 整角机控制系统中，当失调角产生时，力矩自整角接收机输出与失调角成正弦关系的转矩，直接带动接收机轴上的机械负载，直至消除失调角。但力矩式自整角机力 矩不大，如果机械负载较大，则采用控制式自整角控制系统，自控式自整角机把失调角转换为正弦关系的电压输出，经过电压放大器放大后送到交流伺服电动机的控 制绕组中，使伺服电机转动，再经齿轮减速后带动机械负载转动，直到消除失调角。（4分）

（2）对力矩式自整角机转子的起始位置分别为发送机和接受机a相定子绕组的轴线位置；对控制式自整角机，发送机的转子绕组仍以a相定子绕组轴线作为起始位置，而把自整角变压器的转子由a相定子绕组轴线旋转90?作为起始位置。（4分）

一、5-4 为什么直流测速发电机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值?

一、5-4答由于电机的磁路存在饱和，因而电枢反应有去磁效应，当负载电阻一定时，直流测速机的转速越高，感应电动势越大，电枢电流越大，电枢反应有去磁效应就越强，同时延迟换向去磁效应越强，使输出特性偏离直线越多，所以，直流测速发电机的转速不得超过规定的最高转速。（4分）

当直流测速发电机的电枢电势一定时，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应有去磁效应就越强，使输出特性偏离直线越多，所以，直流测速发电机的负载电阻不能小于给定值。（4分）

一、5-5 转子不动时，交流异步测速发电机为何没有电压输出? 转动时，为何输出电压值与转速成正比？其频率是多少?

一、5-5答在转子不动时，由励磁绕组产生的脉振磁通在空心杯转子中感应出变压器电势（空心杯转子可以看成有无数根导条的笼式转子，相当于变压器短路时的二次绕组，而励磁绕组相当于变压器的一次绕组），产生与励磁电源同频率的脉振磁场，也在d轴，其合成磁场为?D，与处于q轴的输出绕组无磁通交链，故没有电压输出。（3分）

在转子转动时，转子切割直轴磁通?D，在杯型转子中感应产生旋转电势E r，其大小正比于转子转速n，并以励磁磁场?D的脉振频率f交变，又因空心杯转子相当于短路绕组，故旋转电势E r在杯型转子中产生交流短路电流Ir，其大小正比于Er ，其频率为E r的交变频率f。若忽视杯型转子的漏抗的影响，那么电流Ir所产生的脉振磁通?q的大小正比于E r，在空间位置上与输出绕组的轴线（q轴）一致，因此转子脉振磁场?q与输出绕组相交链而产生感应电势E，据上分析有：

即输出绕组的输出U正比于转速n，（4分）其频率为励磁电源的频率f。（1分）

一、5-6 正、余弦旋转变压器在空载运行和负载运行时输出电压会有什么变化？

一、5-6答 正、余弦旋转变压器在负载运行时，绕组电动势为转子转角的正、余弦函数的关系。 （3分）正、余弦旋转变压器在负载运行时，绕组中会有电流流过，且建立了在绕组轴线方向上的电枢反应磁动势，这个磁动势可以分解成为轴分量和轴分量。其中，轴分量与接电源的励磁绕组组成变压器副边与原边的关系，由于磁动势平衡，对轴磁通大小无影响。但轴分量得不到补偿，就又在输出绕组中感应电动势，这样就破坏了正、余弦绕组电动势只应为转子转角的正、余弦函数的关系，使输出电压发生畸变。（5分）

一、5-7正、余弦旋转变压器如何去消除输出电压的畸变现象？

一、5-7答 正、余弦旋转变压器消除畸变的方法是进行补偿，补偿的方法是从消除或减弱造成电压畸变的交轴分量磁势入手。1）可以给正弦绕组或余弦绕组接上相同的负载阻抗，它们各自产生轴方向的磁动势大小相等、方向相反，

二者可以互相抵消，使输出电压不再畸变，即二次侧补偿；（3分）2）也可以在原边进行补偿，将 D3D4作为补偿绕组通过阻抗Z（等于电源内阻抗）或直接短接（因电源内阻抗很小），在绕组D3D4中产生感应电流，从而产生交轴方向磁通势，补偿转子绕组的交轴磁势，即一次侧补偿。（3分）为了减小误差，在使用时我们常常把一次侧、二次侧补偿同时使用。（2分）

一、5-8 交流伺服电动机的控制方式有几种？对它们是如何控制的？

一、5-8答 有三种：（1）幅值控制：通过改变控制电压制电压

与励磁电压

的大小，而控

之间的相位差保持不变，来控制电机转速；（3分）

（2）相位控制：通过改变控制电压与励磁电压之间的相位差来实现对电机转速和转向的控制，而控制电压的幅值保持不变；（3分）

（3）幅值—相位控制：交流伺服电动机的幅值—相位控制通过励磁绕组串接电容C后与控制电压接到同一交流电源上。当与

的幅值改变时，控制电压

之间的相位差也随之改变，这种控制方式称为幅值—相位控制。（2分）

一、5-9 一般单相异步电动机若无起动绕组时，电机能否自行起动？为什么？

一、5-9答不能起动。（2分）因为单相异步电动机只有一个绕组接单相电源时产生的磁场为脉动磁场，其机械特性曲线如右图所示，没有起动转矩，故电机不能自行起动。（6分，其中机械特性曲线3分）

。

单相异步电动机的T-s曲线

一、5-10 反应式步进电动机的步距角是什么概念？三相六极步进电动机，若单三拍、双三拍、单、双六拍通电方式下，步距角的电角度值各是多少？

一、5-10答 反应式步进电动机的步距角指每给一个脉冲转子所转动的角度，可以用电角度表示，也可以用机械角度表示。（2分）每一个通电循环拍数

为，每一个通电循环转子走一个齿为机：

电角度，因此对于三相六极步进电动

单三拍通电方式，步距角 电角度；（2分）

双三拍通电方式，步距角 电角度；（2分）

单、双六拍通电方式，步距角电角度。（2分）

，额定电

二、1.有一台三相四极的笼形异步电动机，额定电压流，额定转矩，接，起动时的参数为：

试求：（1）在额定电压下直接起动时的起动电流、起动转矩和起动电流倍数、起动转矩倍数；

（2）当拖动，要求起动电流倍数小于2.5时，可否采用

（本题12分） 二、1解（1）在额定电压下直接起动时：

起动？

起动电流倍数：（3分）

起动转矩：

起动转矩倍数：（3分）

(2)采用起动时，起动电流倍数（2分）

起动转矩故可以采用

起动。（2分）

（2分）

二、2. 一台三相异步电动机：

，

定子绕组形联接。已知在额定电压下直接起动时，电网所供给的线电流是电动机额定电流的6.5倍，直接起动时的起动转矩是电动机额定转矩的1.6倍。1）采用法起动，求电网所供给的线电流和起动转矩；2）采用自耦变压器降压起动，副边抽头为60%U1N。求电网所供给的线电流和起动转矩。（本题12分）

二、2解 1）直接起动时

（2分）

（2分）

采用

法起动时，电网所供给的线电流

（2分）

起动转矩

2）采用自耦变压器降压起动

（2分）

（2分）

（2分）

二、3. 某鼠笼式三相异步电动机，额定数据为

,

的恒转矩负载运行，用机械特性实用公式计算： （1） 电动机的转速；

拖动

（2） 降低电源电压到二、3解（1）

时电机的转速。（本题12分）

时电动机的转速计算

额定转差率临界转差率

（1分）

（1分）

时的转差率为s，则

所以：电动机的转速

（2）降压调速转速计算 降压调速时最大转矩为降压调速后的转差率为s，则

（3分）

（1分）

（2分）

（3分）

降压后的转速

二、4. 一台绕线式三相异步电动机：

定子为接。试求：

（1分）

（1）采用转子串电阻调速，带额定负载转矩运行，要求转速为每相应串如多大电阻？

（2）采用变频调速，其他条件同（1），保持各为多少？（本题12分）

常数，求频率与电压

，

二、4解（1）因为

带额定负载运行，要求转速为

（1分）

，所以对应的转差率为：

（1分）

（2分）

转子回路串电阻

（2分）

（2）采用变频调速，其他条件同（1），保持

常数，因为 （1分）

时

（2分）

（1分）

（2分）

二、5 一台绕线式三相异步电动机的额定数据为：

，定、转子均为Y接，如果拖动额定负载运行时，

采用反接制动停车，要求制动转矩

（本题12分）

时，求转子每相应串入多大的电阻？

二、5解

分）

（2

转子每相电阻为反接制动电阻计算：

（2分）

反接制动时转差率

反接制动机械特性临界转差率为

（2分）

（4分）

转子每相串入电阻为

二、6.一台绕线式三相四极异步电动机，额定数据为：

（2分）

如果拖动额定负载运行时，采用反接制动停车，

要求制动开始时最大制动转矩题12分）

时，求转子每相应串入多大的电阻？（本

二、6解（4分）

反接制动电阻计算：

反接制动时转差率

反接制动机械特性临界转差率为

（2分）

（4分）

则，转子每相串入电阻为

二、7. 某鼠笼式三相异步电动机，额定数据为

,

的恒转矩负载运行，求： (1) 电动机的转速；

拖动

（2分）

(2) 若降低频率到

12分） 二、7解（1）

保持不变时电动机的转速。（本题

时电动机的转速计算

额定转差率方法一：临界转差率

（2分）

时的转差率为s，则

所以：电动机的转速方法二：当

（2分）

（4分）

时，可用机械特性直线方程，即s∝T

电动机的转速

（2）变频降速转速计算 固有机械特性上运行时转速降落变频后同步转速变频调速后的转速

（4分）

（4分）

span style='mso-ignore:vglayout;;z-index:17;left:0px;margin-left: 239px;margin-top:12px;width:255px;height:236px' span style=';mso-ignore:vglayout;left:0pt;z-index:17' （3）机械特性曲线如下图（4分） 二、8.某绕线式三相异步电动机，技术数据为：

，

钩，当提升重物时电动机负载转矩

，求：

。其拖动起重机主

（1） 电动机工作在固有机械特性上提升该重物时，电动机的转速； （2） 若是下放速度为，不考虑提升机构传动损耗，

且不改变电源相序，转子回路应串入多大电阻？（本题12分）

二、8.解：(1)

用机械特性直线方程。（2分）

，可

，

（4分）

（2）（2分）

转子电阻

转子回路应串电阻

（2分）

（2分）

方法二：用机械特性实用公式求解得分不变。 二、9. 有一台三相四极

的笼形异步电动机，

，

时参数为：

（1）当采用

。试求：

起动时，起动电流、起动转矩各为多少？

接，起动

（2）若采用定子串电抗器降压起动，降压量与（1）相同，这时的起动电流、、起动转矩又各为多少？（本题12分）

二、9解（1）因为在额定电压下直接起动时：

（2分）

（2分）

采用起动时，起动电流（2分）

起动转矩（2分）

（2）采用电抗器降压起动，降压量和（1）相同，即，

起动电流为: 起动转矩不变

（2分）

（2分）

二、10.一台绕线式三相异步电动机：

转子每相电阻

，

定子为接。试求：

，

（1）采用转子串电阻调速，带额定负载转矩运行，要求转速为

每相应串如多大电阻？

（2）采用变频调速，其他条件同（1），保持各为多少？

常数，求频率与电压

（3）定性画出（1）、（2）两种情况下的机械特性曲线（本题12分）

二、10解（1）因为

带额定负载运行，要求转速为

（1分）

，所以对应的转差率为：

（1分）

转子回路串电阻

（2分）

（2）采用变频调速，其他条件同（1），保持

常数，因为 （1分）

时

（1分）

（1分）

（1分）

（3）机械特性曲线如下图（4分）

span style='left:0px;;left:167px;top:-22px;width:231px;height:215px' span style=';mso-ignore:vglayout;left:0pt;z-index:16' 三、1 三相汽轮发电机，2500kVA，6.3kV，Y接法，同步电抗xs=10.4Ω，电枢电阻

ra=0.071Ω。试求在额定负载且功率因数为0.8滞后时的感应电动势、功角及电压调整率。（本题12分）

三、1解：

（4分）

，（6分）

（2分）

三、2某工厂共用电1800kW，cosφ=0.8（滞后），现添置一台机械设备，其机械功率为300kW。若准备选用一台三相同步电动机来拖动，同时利用同步电动机使本厂的功率因素cosφ=1。若不计同步电动机损耗，试问：

1） 所选用同步电

动机的视在功率是多少千伏安？ 2） 所选同步电动

机按上述要求运行时的功率因数是多少？（本题12分） 三、2解：1）

（4

分）

（4分）

2）（4分）

三、3有一工厂电源电压为6000V，厂中使用了多台异步电动机，设其总输出功率为

1500kW，平均效率为70%，功率因数为0.7滞后。由于生产发展又增添了一台同步电动机。设当该电动机的功率因数为0.8超前时，已将全厂功率因数调整到1，求此电动机现在承担多少视在功率和有功功率？（本题12分）

三、3解：

（4分）

（2分）

（4分）

（2分）

三、4有一台隐极式同步电动机，在额定电压、额定频率及额定负载下运行时，功率角δ=30°。设在励磁保持不变的情况下，运行情况发生了下述变化，问功率角有何变化？（忽略定子电阻）

1） 电网频率下降5%，负载转矩不变；

2） 电网频率下降5%，负载功率不变。（本题12分） 三、4解：

（2分）

1） 当电网频率下降5%且负载转矩不变时：

（5分）

2） 当电网频率下降5%且负载功率不变时：

（5分）

二、5从某电厂的35kV、10公里长的输电线供给某工厂20000kVA的功率，

功率因数 为0.707（滞后），受电端的变压器电压为35/6.3kV。设输电线每公里电阻为0.17Ω，求：

1） 没有调相机时输电线的电流及功率损耗？

2） 如果用户处装设一台调相机，使功率因数提高到0.905（滞后）。

问此时调相机的容量为多少千伏安？（调相机的有功电流可忽略），补偿后线路的功率损耗为多少？（本题12分）

三、5解：1） （4

分）

2）

（4分）

（4

分）

三、6某工厂变电所的变压器容量为2000kVA，该厂电力设备总功率为1200kW， cosφ=0.65（滞后）。由于生产发展，欲新添一台500kW，cosφ=0.8（超前），η=95%的同步电动机，问当此电动机满载时全厂的功率因数为多少？变压器过载否？（本题12分）

三、6解：

（4分）

（4分）

（4分）

三、7 一台并联于无穷大电网的汽轮发电机，SN=31250kVA，UN=10.5kV，Y

接法，

cosφ=0.8（滞后），xs=7.0Ω，ra≈0。试求：

1）当发电机在额定状态运行时的电磁功率PM和功率角δ。 2）将发电机的励磁电流加大10%时的电磁功率PM、功率角δ。（本题

12分）

三、7解：1）

（2分）

（4分）

2）当发电机的励磁电流增大10%时，不考虑此路饱和的影响，

则

由于发电机输出有功功率没有改变，因此电磁功率

（6分）

三、8有一台三相凸极同步发电机，电枢绕组Y接法，每相额定电压UN=230V，额定

相电流IN=9.06A，额定功率因数cosφN=0.8（滞后），已知该机运行于额定状态，每相励磁电动势为E0=410V，内功率因数角ψ=60°,不计电阻压降。试求：Id，Iq，xd，xq各为多少？（本题12分）

三、8解：由凸极式同步电机的相量图可知：

，

（4分）

，

（4分）

（4分）

三、9设有一凸极式同步发电机，Y 接线，xd=1.2Ω，xq=0.9Ω，和它相连的

无穷大电网

的线电压为230V，额定运行时δN=24°，每相空载电动势E0=225.5V，求该发电机：

1） 在额定运行时的基本电磁功率；

2） 在额定运行时的附加电磁功率；

3） 在额定运行时的总的电磁功率；

4） 画出额定运行时的相量图（本题12分）

三、9解：1）额定运行时的基本电磁功率为

（3分）

2）额定运行时的附加电磁功率为

（3分）

3）额定运行时的总电磁功率为

（3分）

4）额定运行时的相量图如下：（3分）

三、10 一台水轮发电机，PN=72500kW，UN=10.5kV，Y接法，cosφN=0.8（滞后），

xd=2.1Ω，xq=1.2Ω，ra≈0。试求额定负载下发电机的励磁电动势E0以及功率角δ。（本题12分）

三、10解：

（4分）

（4分）

，

（4分）

四、1一台汽轮发电机，PN=25000kW，UN=10.5kV，Y接法，cosφN=0.8（滞后），xs=6.1Ω，ra≈0。试求：1）额定负载下发电机的励磁电动势E0以及功角；

2）画出额定运行时的相量图。（本题12分）

四、1解：1）

（4分）

（4分）

2） 额定运行时的相量图如下：（4分）

四、2一台50000kW，13.8kV（Y接法），cosφN=0.8（滞后）的并联于无穷大电网上的

水轮发电机，ra≈0，xd=6.1Ω，xq=3.7Ω，并近似假定其空载特性为一直线。试求：

1） 当输出

10000kW，且cosφN=1时的功率角δ。 2） 保持此时输入

功率不变，当发电机失励后功率角δ为多少？还能稳定运行否？（本题12分）

四、2解：1）

（3分）

（3分）

2）

，（3分）

则

，

（3分）

四、3一台汽轮发电机，PN=25000kW，UN=10.5kV，Y接法，cosφN=0.8（滞后），xs=6.1Ω，

ra≈0。试求：1）额定负载下发电机的励磁电动势E0以及功角；2）现因输电线路故障使电网电压降为60%UN，如想使δ角保持在40°，应加大励磁使E0上升为原来的多少倍？

（本题12分）

四、3解：1）

（4分）

（4分）

2）

，即应加大励磁使E0上升到原

来的1.42倍。（4分）

四、4一台Y接法的汽轮发电机PN=25000kW，UN=10.5kV，cosφN=0.8（滞后），xs=6.1Ω，

ra≈0，磁路不饱和。当发电机与无穷大电网并联运行时，试求：

1）当发电机输出功率为额定功率的一半且cosφN=0.8（滞后）时的励磁电动势E0、功率角δ。

2）保持此励磁电流不变而输出功率增为PN，则功率角变为多少？（本题12分）

四、4解：1）

（4分）

（4分）

2）保持励磁电流不变，则励磁电动势E0 不变

（4分）

四、5一台三相凸极Y接同步电动机，额定电压UN=6000V，频率fN=50Hz，额定转速

nN=300r/min，额定电流IN=57.8A，额定功率因数cosφ=0.8（超前），同步电抗xd=64.2Ω，xq=40.8Ω，不计电阻压降。试求：

1） 额定负载时的功率角δ和励磁电动势E0；

2）额定负载下的电磁功率PM和电磁转矩T。（本题12分）

四、5解：1）

（2分）

（2分）

（2分）

2）

（4分）

（2分）

四、6有一台发电机向一感性负载供电，有功电流分量为1000A ，感性无功电流分量 为 1000A ，求：

1）发电机的电流I和cosφ；

2）在负载端接入调相机后，如果将cosφ提高到 0.8 （滞后），发

电机和调相机的电流各为多少？

3）如果将cosφ提高到1，发电机和调相机的电流又各为多少？（本

题12分）

四、6解：1）

（4分）

2）发电机电流：

发电机无功电流：调相机电流：

（4分）

3） 当cosφ=1

时，发电机电流全是有功分量，即无功电流全由调相机提供，即：

（4分）

四、7一台三相隐极同步发电机并网运行，电网电压U=400V，发电机每相同步电抗

xs=3.5Ω，定子绕组Y接法。试求：1）当发电机输出有功功率为80kW时，cosφ=1时的电枢电流、功率角和励磁电动势；2）若保持励磁电流不变，减少有功功率至20kW，不计电阻压降，求此时的功率角。（本题12分）

四、7解：1）（2分）

（3分）

（3分）

2）若保持励磁电流不变，则励磁电动势E0 不变

（4分）

四、8有一台三相同步发电机，PN=2500kW，UN=10.5kV，Y接法，cosφN=0.8（滞后），

作单机运行，已知同步电抗xs=7.52Ω，电枢电阻不计，每相的励磁电动势E0=7520V。求下列几种负载下的电枢电流，并说明电枢反应的性质。

1）7.52Ω的三相平衡纯电阻负载； 2）7.52Ω的三相平衡纯电感负载； 3）15.04Ω的三相平衡纯电容负载；

4）7.52-j7.52Ω的三相平衡电阻电容负载。（本题12分）

四、8解：

1）

，电枢反应为交轴电枢反应加

直轴去磁电枢反应。（3分）

2）

，电枢反应为直轴去磁电枢反应。（3

分）

3）

，电枢反应为直轴助磁电枢反应。（3

分）

4）

，电枢反应为交轴电枢反应。（3分）

四、9原工厂有多台异步电动机，总输入功率1000kW，功率因数为0.8，现增加一台同

步电动机，其输出功率为800kW，效率为93%，使工厂功率因数提高到1。试求：

1）所需同步电动机的额定容量和功率因数；

2）工厂原有异步电动机的总容量和装同步电动机后工厂总容量； 3）不装同步电动机，而是装PN=800kW，cosφ=0.8（滞后），η=0.93的异步电动机，此时工厂总容量。（本题12分）

四、9解：1）工厂原输入功率P=1000kW，cosφ=0.8，

则无功功率Q=Ptanφ=1000ⅹ0.6/0.8=750kvar。

因无功功率由同步电动机供给，则同步电动机额定容量为：

同步电动机的功率因数为：

（4分）

2）原异步电动机总容量

装同步电动机后，工厂总容量为：

（4分）

1. 装上异步电动机后输入容量为：

工厂总容量为：

（4分）

四、10三相汽轮发电机，200MW，cosφ=0.85（滞后），15.75kV（Y接法）。

空载试验时：U0=UN=15.75kV，If0=630A。 从气隙线查出：U0=15.75kV，If0(δ)=560A。 短路试验数据如下：

Ik(A) If(A) 4270 560 4810 630 8625 1130 试求同步电抗欧姆值和标幺值，短路比。（本题12分）

四、10解：从气隙线上U0=15.75kV时，If0(δ)=560A，在短路特性上If0=560A时，Ik=4270A，则：

同步电抗（不饱和值）（3分）

额定电流（3分）

同步电抗标么值（3分）

短路比

五、1. 一台4极，

，励磁绕组

（3分）

的并励发电机，电枢绕组

，额定负载时，并励电路串入

的调节

电阻，电刷压降2基本铁耗及机械损耗为，附加损耗为。试求额定负载时发电机的电磁功率、电磁转矩、输入功率和效率。（本题12分）

五、1解 额定电流 （2分）

励磁电流

额定电枢电流 感应电动势 ① 电磁功率

（2分） （2分）

② 电磁转矩 ③ 输入功率 （2分）

（2分）

④ 效率

五、2. 一台并励直流电动机，路总电阻定功率

，励磁回路电阻

，额定负载时的效率

（2分）

，额定运行时，电枢回

，

，求：

，附加损耗占额

（1）额定输入功率（2）额定输出功率（3）总损耗（4）电枢回路铜损耗（5）励磁回路铜损耗（6）附加损耗（7）机械损耗和铁损耗之和。（本题12分）

五、2解（1)输入功率（2)输出功率（3)总损耗

（2分） （1分）

（2分）

（4)励磁电流: 电枢电流：电枢回路铜损耗：（5）励磁回路铜损耗：

（2分） （2分）

（6）附加损耗：

（7）机械损耗和铁损耗之和：

（1分）

（2分）

五、3. 一台他励直流电动机的额定数据如下：

，已知电动机最大允许电流

，电动机拖动

负载电动运行时，求：若采用能耗制动停车，

）（本题12分）

电枢应串入多大的电阻；（取额定电枢感应电动势

五、3解额定电枢感应电动势

电动机的电枢电阻（3分）

电动机（3分）

制动前电枢电流制动前电枢电势

若采用能耗制动停车，电枢应串入的最小电阻为：

（3分）

（3分）

五、4. 一台

型他励直流电动机，额定数据如下：

，电枢回路电阻为

计算：

① 直接起动时起动电流

；

② 若限制起动电流不超过入多大起动电阻？

，采用电枢回路串电阻起动时，最小应串

③ 若拖动负载转矩为的恒转矩负载起动时，采用降压起动的最低电压为多少？这时起动电流为多大？（本题12分）

五、4解 ①直接起动时起动电流

②若限制起动电流不超过100A，则串入附加电阻：

（3分）

③若拖动负载转矩为等于（1.1-1.2）

的恒转矩负载起动，故最少起动电流

（3分）

必须大于或

，才能起动，所以

（3分）

最低起动电压：

五、5. 一台他励直流电动机，

（3分）

，

，

。电动机拖动额定负载运行，保持励磁电流不变，

要把转速降到

。求：

1) 若采用电枢回路串电阻调速，应串入多大电阻？ 2) 若采用降压调速，电枢电压应降到多大？（本题12分） 五、5解 1）若采用电枢回路串电阻调速，应串入的电阻为：

（2分）

由

得： 2） 得：

五、6. 一台他励直流电动机的额定数据如下：

，

（5分）

（5分）

。已知电动机

最大允许电流，电动机拖动负载电动运行时，求：若采用反接制动停车，电枢应串入多大的电阻。（本题12分）

五、6解（3分）

制动前电枢电流制动前电枢电势

若采用反接制动停车，电枢应串入的最小电阻为：

（3分）

（2分）

（4分）

五、7. 一台他励直流电动机，额定数据如下：

，电枢回路电阻为

计算：

① 直接起动时起动电流②若限制起动电流不超过多大起动电阻？

；

，采用电枢回路串电阻起动时，最小应串入

③若拖动负载转矩为的恒转矩负载起动时，采用降压起动的最低电压为多少？这时起动电流为多大？（本题12分）

五、7解 ①直接起动时起动电流

②若限制起动电流不超过250A，则串入附加电阻：

（3分）

③若拖动负载转矩为等于（1.1-1.2）

的恒转矩负载起动，故最少起动电流

（3分）

必须大于或

，才能起动，所以

（3分）

最低起动电压：

五、8. 一台他励直流电动机，

（3分）

，

，

。电动机拖动额定负载运行，保持励磁电流不变，

要把转速降到

。求：

1) 若采用电枢回路串电阻调速，应串入多大电阻？ 2) 若采用降压调速，电枢电压应降到多大？

3) 试作出两种调速方法下的机械特性图。（本题12分） 五、8解 1）若采用电枢回路串电阻调速，应串入的电阻为：

（2分）

由

得： 2） 得：

（4分）

（3分）

3）两种调速方法下的机械特性图如图所示：（3分）

五、9. 一台并励直流电动机，

，电枢回路总电阻

，励磁回路电阻

（1）电动机的额定输出转矩； （2）额定负载时的电磁转矩；

（3）额定负载时的效率。（本题12分）

，忽略电枢反应的影响，求：

五、9解（1）额定输出转矩（2）额定负载时电磁转矩：

（3分）

励磁电流电枢电流

（3分） （3分）

（3）额定负载时效率

五、10一台他励直流电动机，

（3分）

，电枢回路总电阻

，忽略电枢反应的影响，求：

（1）电动机的额定输出转矩； （2）在理想空载时（

）的转速；

时，在额定转矩下的转速。（本题

（3）当电枢回路中串入一电阻12分）

五、10解（1）额定输出转矩（3分）

（2）（3分）

理想空载时（）的转速为

，在

时转速：

（3分）

(3) 当电枢回路串入

六、1 一对控制式自整角机如图题1所示。发送机转子绕组通上励磁电流后, (1) 画出自整角变压器转子的协调位置； (2) 求失调角

。（本题12分）

图题1 图题2

六、1解 (1)自整角变压器转子的协调位置如题图2Xt所示。（6分）

(2) 失调角?=?1-?2=500-300=200（6分）

六、2 某对力矩式自整角机接线图如图题3所示。(1) 画出接收机转子所受的转矩

方向；(2) 画出接收机的协调位置；(3) 求失调角

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span style=';mso-ignore:vglayout;z-indespan style=';mso-ignore:vglayout;z-indx:15' ex:5' 。（本题12分）