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1、电机与拖动基础复习提纲绪论1.电磁感应定律中掌握引起磁链变化的两种原因：（1）线圈与磁场相对静止，但是穿过线圈的磁通本身（大小或方向）发生变化，变压器工作原理就是基于这个原因；（2）磁场的大小及方向不变，而线圈与磁场之间有相对运动，旋转电机（包括直流电机和交流电机）工作原理就是基于这个原因。还应掌握感应电动势的方向如何判断（右手定则）。2.电磁力定律中掌握电磁力的方向判断（左手定则）。第一章 直流电机1.掌握直流电动机和直流发电机工作原理的区别，结合课件重点掌握直流电动机和直流发电机在以下几个方面的不同：换向器和电刷的不同作用、电磁转矩的不同作用、感应电动势和感应电流的方向问题。2.掌握可逆原
2、理的内容。3.掌握额定功率指的是输出功率，对于直流电动机指的是轴上输出的机械功率，对于直流发电机指的是电刷引出的电功率。掌握直流电动机和直流发电机额定功率、额定电压和额定电流的关系表达式。4.掌握直流电机的励磁方式，重点掌握各种励磁方式中出线端电流、电枢电流和励磁电流之间的关系。5.掌握什么是电枢反应。6.掌握什么是直流电机的换向，改善换向的方法有哪些。7.掌握通过端电压和电动势的比较判断直流电机的运行状态：当时处于直流电动机运行状态；当时处于直流发电机运行状态。8.本章需要掌握的公式有：第二章 直流电机的电力拖动1.掌握单轴系统的运动方程式：，掌握当和取值不同时判断系统处于何种运行状态。2.
3、生产机械的负载转矩特性重点掌握恒转矩负载特性，反抗性和位能性恒转矩负载的特性图会绘制。3.掌握他励直流电动机的机械特性方程式：，针对固有机械特性和人为机械特性（包括串阻人为特性、降压人为特性和弱磁人为特性）要求会绘制相应特性曲线（在同一坐标下绘制）。4.掌握电力拖动系统的稳定运行条件的公式描述，会用稳定条件判断特性上的某点的稳定性。5.掌握为什么直流电动机不能直接起动，起动方法有几种。6.他励直流电动机的制动部分是重点中的重点，按照课上的总结掌握能耗制动、反接制动（两种）和回馈制动在实现条件、特性曲线象限、制动电阻的作用、能量的传递、适用的负载和制动功能、机械特性方程等方面的不同，计算部分主要
4、集中在各种状态下的制动电阻计算，结合课上习题、作业及老师提供的课外计算题进行复习。7.掌握他励直流电动机的调速方法，具体的调速方法与人为机械特性是一致的。8. 本章需要掌握的公式有：（注：回馈制动的机械特性方程按照不同的状态或与降压人为特性方程相同，或与电压反向的反接制动特性方程相同。）第三章 变压器1.掌握变压器的工作原理。2.掌握变压器铭牌数据中额定容量、额定电压和额定电流之间的关系，注意区别单相变压器和三相变压器公式上的区别。掌握额定电压和额定电流都是指的线值。3.掌握单相变压器需要通过绕组参数折算获得等效电路，折算原则是保证折算前后电磁关系和功率不发生变化。掌握T形等效电路中各参数物理
5、意义（注意这部分内容一定要与感应电动机部分对照复习，明确各自区别，不要混淆）。4.掌握变压器空载和短路试验的计算。注意空载和短路试验计算时都是按照等效电路进行的，等效电路用到的都是相值（相电压和相电流），要注意线相值的转换。空载试验在低压侧加电压，短路试验在高压侧加电压。空载试验可计算出励磁参数（励磁电阻和励磁电抗）和铁耗，短路试验可计算出短路参数（一次侧电阻和电抗，二次侧电阻和电抗）和铜耗。5.掌握标幺值的概念。6.掌握变压器什么时候效率最大。7.变压器调整率和哪些参数有关？8.掌握三相变压器联接组别的判断。判断时要注意画出正确的相电动势相量图，找到对应的线电动势相量进行比较，写出联接组别号
6、，符号要正确。9.变压器并联运行的条件。10.特殊用途变压器：电压互感器和电流互感器，用于测量电压和电流。注意事项：电流互感器二次侧不允许开路，电压互感器二次侧不允许短路。第四章 三相感应电动机1.掌握三相感应电动机工作原理，旋转磁动势的产生，旋转磁动势的转向由电流相序决定，旋转磁动势的转速为同步转速。2.掌握转差率的定义，。感应电动机电动状态时。3.掌握感应电动机根据转子结构可分成绕线式和鼠笼式。绕线式可根据集电环和电刷外串电阻，鼠笼式内部已短接无法外串电阻。4. 掌握感应电动机铭牌数据中额定容量、额定电压和额定电流之间的关系。掌握额定电压和额定电流都是指的线值，这一点与变压器相同。5.掌握
7、电角度和机械角度之间的关系。6.异步电动机运行的磁场条件。7.掌握交流电机的电枢绕组采用的是短距分布绕组（可以消除高次谐波的影响），与之对应变压器绕组可看成是整距集中绕组。感应电动势公式为：8.掌握感应电动机正常运行时定子和转子频率不同，9.掌握感应电动机需要通过频率折算和绕组参数折算获得等效电路，折算原则是保证折算前后电磁关系和功率不发生变化。掌握T形等效电路中各参数物理意义，尤其掌握附加电阻代表的物理意义。（注意这部分内容一定要与变压器部分对照复习，明确各自区别，不要混淆）。要求会画T形等效电路图。10.掌握三相感应电动机的功率和转矩计算，需要掌握的公式有：以上公式可对照T形等效电路记忆。
8、第五章 三相感应电动机的电力拖动1.掌握感应电动机固有机械特性和人为机械特性曲线的绘制（要求绘制在同一坐标系下）。2.掌握感应电动机降压起动的具体方法（包括鼠笼式感应电动机可采用定子回路串对称电阻起动、自耦变压器降压起动和星-三角起动；绕线式感应电动机可采用逐级切换电阻的起动方式）。掌握感应电动机在某种条件成立的前提下是允许直接起动的，这一点与直流电机不同。3. 掌握感应电动机制动部分的计算，按照课上的总结掌握能耗制动、反接制动（两种）和回馈制动在实现条件、特性曲线象限、制动电阻的作用、能量的传递、适用的负载和制动功能，转差率s所处的范围等方面的不同，计算部分主要集中在各种状态下的制动电阻计算
9、，结合课上习题、作业及老师提供的课外计算题进行复习。这部分的计算一定不要和直流电动机制动计算混淆。感应电动机制动计算肯定会与转差率s有关的。这部分需要掌握的公式有：4.掌握如何根据s的取值范围判断感应电动机的运行状态：5.掌握感应电动机的调速方法，知道名称就可以了。6.电动机选择：主要是额定功率的选择，要进行发热校验、过载校验和起动校验。复习题：1.他励和并励直流发电机电压变化率有何不同？为什么？（画出外特性分析）2. 并励直流发电机正转时能够自励，反转后能否自励？如不能，如何处理？3. 并励直流发电机自励的条件是什么？4. 简述直流电机的可逆原理。5.同样容量和电源电压的三相异步电动机和变压
10、器相比，哪一个空载电流大？为什么？6. 什么是电力拖动系统的平衡稳定状态？平衡状态的充要条件是什么？稳定运行的充要条件是什么？7.变压器一次侧和二次侧并没有直接电的联系，可是负载运行时二次侧电流加大或减小的同时，一次侧电流也跟着加大或减小，为什么？8. 某台变压器原、副边电压为220V/110V，如果不慎将低压边误接到220V交流电源上，变压器的I0、Zm、铁耗pFe与正常相比，会发生什么变化？为什么？参考答案：I0会快速增大、Zm减小、铁耗pFe快速加大。因为，U加大，m加大，因为磁路饱和，励磁电流I0会迅速增大。而，感应电势增大的幅度不如励磁电流增大的幅度大，所以Zm减小。铁耗，所以pFe
11、迅速增大。9. 三相异步电动机有哪几种运行状态？如何从转差率的数值来区别各种运行状态？10.鼠笼式异步电动机降压起动，若降压倍数为，则起动电流、起动转矩降低倍数是多少？（比较定子串电抗、自耦变压器两种方法）11. 三相异步电动机若采用Y-降压起动，定子绕组正常运行应为何种接法？Y-降压起动与直接起动相比，起动转矩、起动电流有何变化？写出关系式。12. 三相异步电动机有哪些调速方法？13. 三相异步电动机，额定转速为950r/min，带位能性恒转矩负载额定运行，现将定子三个出线端中的任意两个对调，写出制动瞬间及稳态时的转速、转差率、电机的运行状态。14. 三相异步电动机，额定转速为950r/mi
12、n，带反抗性恒转矩负载额定运行，现将定子三个出线端中的任意两个对调，写出制动瞬间及稳态时的转速、转差率、电机的运行状态。15. 直流电动机为什么不允许直接起动？可采用什么起动方法？16. 他励直流电动机原在固有特性上电动运行，欲采用能耗制动，如何实现？如何将电枢电流限制在允许范围之内？17. 他励直流电动机原在固有特性上电动运行，欲采用电压反接制动，如何实现？如何将电枢电流限制在允许范围之内？18. 他励直流电动机采用能耗制动和电压反接制动，在电枢回路串入较大电阻的目的是什么？若原电动运行转速相同，采用哪种制动串接的电阻大？为什么？计算题：1.他励直流电动机额定功率PN=17KW，额定电压UN
13、=110V，额定电流IN=185A，额定转速nN=1000r/min，已知电动机最大允许电流为1.8 IN ，电动机拖动反抗性恒转矩负载Tz=0.8TN电动运行。求：（1）若采用能耗制动停车，电枢应串入多大电阻？ （2）若采用反接制动停车，电枢应串入多大电阻？ （3）两种方法在制动开始瞬间的电磁转矩各是多少？（4）两种方法在制动到转速n=0时的电磁转矩各是多少？2.一台他励直流电动机，额定功率PN=2kW，额定电压UN=440V，额定电流IN=76A，额定转速nN=1000r/min，电枢回路电阻Ra=0.377，负载转矩与额定转矩的关系是Tz=0.8TN，拖动恒转矩负载，工作在固有电动状态。
14、 求：（1）理想空载转速n0=？在固有机械特性上稳定运行时nA=？（2）如果电压突降到360V，降压瞬间的电磁转矩T=？此时处于何种工作状态？（3）降压后的稳定转速nB=？3.一台他励直流电动机额定功率PN=29kW，额定电压UN=440V，额定电流IN=76A，额定转速nN=1000r/min，电枢回路电阻Ra=0.376，拖动位能性恒转矩负载运行，负载转矩Tz=250N.m。求：（1）电动机运行在固有机械特性上时转速为多少？ （2）若采用能耗制动停车，最大制动电流为1.8 IN，电枢回路应串入多大制动电阻Rn=？ （3）若制动到n=0时没有采取其他停车措施，不计传动机构损耗转矩，电动机稳定
15、运行的转速是多少？4.他励直流电动机UN=220V，IN=20A，nN=1000r/min，Ra=0.5，原在电动状态下额定运行。求：（1）欲使电机快速停车，采用能耗制动，制动转矩为2TN，外串制动电阻Rn=？ （2）若负载为位能性负载Tz=TN，采用负载倒拉反接下放重物，下放转速-300r/min，外串制动电阻Rf=？（3）画出以上两种情况的机械特性曲线。（画在同一个直角坐标系中）5.他励直流电动机PN=12KW，UN=220V，IN=62A，nN=1340r/min，Ra=0.25，带反抗性恒转矩负载Tz=TN，原在电动状态下额定运行。求：（1）欲使电动机迅速降速，采用反接制动，最大制动转
16、矩为2.5 TN，外串反接制动电阻Rf =？能否停车？稳定转速n=？ （2）若采用能耗制动，最大制动转矩仍为2.5 TN，外串能耗制动电阻RN =？能否停车？（3）画出能耗制动机械特性6.有一台三相四极绕线式异步电动机，已知额定功率PN=10kW，额定转速nN=1440 r/min，额定频率f1=50Hz，定子铜耗和铁耗pcu1+pFe=800W，机械损耗p=400W，附加损耗ps=100W。求：电动机额定运行时的（1）转子电流频率f2 ；（2）机械功率P；（3）转子铜耗pcu2；（4）输入功率P1 。7.一绕线式异步电动机，额定功率PN=75KW，额定转速nN=1460r/min，额定定子电
17、流I1N=144A，额定定子电压U1N=380V，额定转子感应电动势E2N=399V，额定转子电流I2N=116A，转矩过载倍数M=2.8。求：（1）当负载转矩为0.8 Tem时，要求提升转速nB为500r/min，转子每相应串多大电阻？ （2）从额定转速换接到反接制动，要求起始转矩为2 Tem，转子每相应串多大电阻？求此电阻时，下放额定负载的稳定转速是多少？8.某绕线式异步电动机额定功率PN=180KW，额定转速nN=1440r/min，定子额定电压U1N=380V，转矩过载倍数M=2.4，转子每相电阻Rr=0.03，拖动反抗性恒转矩负载，负载转矩Tz=TN。求：（1）欲使电机转速nA=75
18、0r/min，转子每相应串入多大的电阻? （2）转子每相应串入多大的电阻，才能使电机停转？ （3）在本题（2）的情况下，电机停转后，若把三条定子引出线中的任意两条对调一下（仍串电阻），电动机的转速nC=？ （4）在本题（3）的情况下，如果把外串电阻全部切除，电机稳定转速nD=？ （5）画出以上几种情况下的机械特性。（画在同一坐标系下）。 9.已知一台三相四极异步电动机的额定数据为：额定功率PN=10kW，额定电压UN=380V，额定电流IN=11.6A，定子为Y联结，额定运行时，定子铜损耗PCu1=560W,转子铜损耗PCu2=310W，机械损耗p=70W，附加损耗PS=200W，试计算该电动
19、机在额定负载时的：（1）额定转速；（2）空载转矩；（3）转轴上的输出转矩；（4）电磁转矩。10.一绕线式异步电动机，额定功率PN=30KW，额定转速nN=726r/min，转子额定感应电势E2N=285V，转子额定电流I2N=65A，转矩过载倍数M=2.5，拖动反抗性恒转矩负载原在固有特性上电动运行，负载转矩为额定转矩的0.8倍。求：（1）转子每相电阻r2、额定转差率Se、额定转矩TN。 （2）在固有特性上运行的稳态转速n1=？ （3）若采用转子串电阻调速，使n2=300r/min，转子每相应串入多大电阻？ （4）若反向运行，工作在固有特性上，稳定转速是多少？11.已知一台三相四极鼠笼式异步电动机的数据为：额定频率，输入功率，定子铜损耗，铁损耗，转子铜损耗，机械损耗，附加损耗。求： （1）转差率s；（2）转速n；（3）电磁转矩T