电机与拖动
绪论 一、名词解释1. 磁场:电流周围的效应
2.磁动势（磁通势、磁势）:产生磁场的源泉
3.磁场强度:表征距离磁源即磁动势一定位置的地方，磁动势影响强度的一个物理量。 4.磁场感应强度（磁通密度）:表征距离磁源即磁动势一定位置的地方，磁动势感应能力强弱的一个物理量。
5.磁通量Φ：垂直穿过某一截面（面积为S）磁力线的数目
6.磁阻：就是磁力线通过磁路时所遇到的阻碍，磁阻与磁路的长度成正比，与磁路的磁导率成反比，并与磁路的截面积成反比
7电感：其实质表征的就是电磁装置电与磁转换能力的大小。 二、填空
1、在电机中磁场的几个常用量分别是磁动势、磁场强度、磁感应强度、磁通等。
2、进行磁路分析和计算时，常用到磁路的基本定律有全电流定律、磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫定律。
3、电机的电流有交、直流之分，所以，旋转电机也有直流电机与交流电机两大类。 4、旋转电机是一种机电能量转换的机电装置。
5、把电能转换机械能的电机称为电动机; 把机械能转换电能的电机称为电发电机。 三、判断题
1、垂直穿过线圈的磁通量随时间变化，必然会在线圈中产生感应电动势。（ √） 2、棱次定律表明垂直穿过线圈的变化磁通，会在线圈中产生电动势。（ √ ） 3、棱次定律表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场变化率的方向一致的。（ × ） 4、棱次定律表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场方向一致的。（ × ） 六、问答题 1.电磁作用原理的综述 有电流必定产生磁场，即 “电生磁” ； 磁场变化会在导体或线圈中产生感应电动势，即“动磁生电” ;载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，即“电磁生力” 第一章 直流电机的原理与结构 一、名词解释
（一）1.电枢：在电机中能量转换的主要部件或枢纽部分 2.换向：直流电机电枢绕组元件从一条支路经过固定不动的电刷短路，后进入另一条 支 路，元件中的电流方向改变的过程。
3.额定值：在正常的、安全的条件下，电气设备所允许的最大工作参数。 （二） 1.电机：机电能量（或机电信号）转换的电磁装置 2.直流电机：直流电能与机械能量进行转换的电磁装置 3.直流发电机：把机械能量转换为直流电能的电磁装置 4.直流电动机：把直流电能转换为机械能量的电磁装置 5.交流电机：交流电能与机械能量进行转换的电磁装置
6.交流电动机：把交流电能转换为机械能量的电磁装置 7.交流发电机：把机械能量转换为交流电能的电磁装置
（三）第一节距：同一元件的两个元件边在电枢圆周上所跨的距离 （四）极距：相邻两个磁极轴线之间的距离 （五）电角度：磁场在空间变化一周的角度表示 二、填空
1、铁心损耗一般包括磁滞损耗、涡流损耗。
1
2、电枢反应是主磁场与电枢磁场的综合。 3、电枢反应是主磁场与转子磁场的综合。 4、电枢反应是定子磁场与转子磁场的综合。5、电枢反应是励磁磁场与转子磁场的综合。 三、单项选择题（一）
1、在直流电机中，发电机的额定功率是指 （ C ）
A．输入的功率 B．输出的机械功率 C．IaUa D．电磁功率
2、 在直流电机中，电动机的额定功率是指 （ C ） A．输入的功率 B． IeUe C．输出的机械功率 D．电磁功率
3、在直流电机中，电动机的输入功率等于 （ C ） A．电磁功率 B．输出的机械功率 C．IaU D．机械源动装置输入的机械功率 4、 在直流电机中，发电机的输入功率等于 （ C ） A．电磁功率 B．输出的机械功率C．机械源动装置输入的机械功率 D．IaUa 5、有2对磁极的直流电机、单波绕组、则此电机的支路数应为 （ D ） A．8 B．6 C．4 D．2
6、大容量的直流电机中补偿绕组必须和 （ C ）
A．励磁绕组串联 B．励磁绕组并联 C．电枢绕组串联 D．电枢绕组并联 7、在直流电动机中，理想的换向应是 （ A ） A．直线换向 B．延迟换向 C．超前换向 D．前面三个答案都正确 四、多项选择题
1、下列结构部件中属于直流电动机旋转部件的为 （ B C ） A．主磁极 B．电枢绕组 C．换向器 D．电刷
2、直流电动机电枢反应的结果为 （ ABCD ） A．总的励磁磁势被削弱 B．磁场分布的波形发生畸变
C．与空载相比，磁场的物理中性线发生偏移 D．物理中性线逆旋转方向偏移 3、直流电动机中影响换向的因素应该是 （ A B C D ） A．电抗与电枢反应 B．电抗与物理化学 C．电枢反应与机械D．前面三个答案都正确 4、影响直流电机换向的电磁因素主要有 （ ABC ） A．电抗电势 B．电抗电势以及电枢反应电势
C．电枢反应电势 D．电源电压波动以及电枢绕组的电势 五、判断题（ ×√）
1、磁饱和现象会导致电流、磁通和电动势的波形畸变。（ √ ） 2、直流电机中一个磁极下所有导体电流向必须一致。（ √ ） 3、直流电机中相邻两个磁极下所有导体电流向必须相反。（ √ ） 4、直流电机电枢中流过的是交流电流。 （ √ ） 5、直流电动机换向中，理想的是直线换向（ √ ）
6、直流电机单叠绕组，并联电路的只路数等于其极对数。（ × ） 7、直流电机与交流异步电动机电枢中的电流对负载贡献一样。（ × ） 8、直流电机单叠绕组元件两端应联接在相邻的两个换向片上。（ √ ） 9、在直流电机中，通常所讨论的电枢指的是定子。 （ × ） 10、电刷装置并不是直流电机所特有的部件。（ √ ）
11、在直流电动机中一个元件中产生的磁场一般为方波（ √ ） 12、在直流电机中其主磁场的分布一般为平顶波分布（ √ ） 13、在直流电机中其电枢磁势的分布一般为三角波分布（ √ ） 14、在直流电机中换向极的作用主要是帮助换向（ √ ）
六、问答题（一）直流电机中绕组的基本形式以及各自的基本特点是什么?
2
绕组的基本形式：单叠绕组、单波绕组；单叠绕组的基本特点是：（1）所有元件组成一个闭合回路；（2）元件两端分别接在相邻两个换向片上；（3）一个极下所有上层边元件组成一条支路；（4）电刷对数等于极对数；（5）支路对数等于极对数；（6）电刷的位置：电刷所接换向片所接元件的边应处在相邻两磁极中间（对称元件处在磁极轴线下）。
单波绕组的基本特点是：（1）所有元件组成一个闭合回路；（2）元件两端分别接在（3）同一极性极下所有上层边元件组成一条支路；（4）电刷yk?(K?1)p个换向片上；
对数等于极对数；（5）支路对数等于1；（6）电刷的位置：电刷所接换向片所接元件的边应处在相邻两磁极中间（对称元件处在磁极轴线下）。
（二）1、写出直流电动机电磁转矩的公式，并说明什么因素决定直流电动机的电磁转矩?在电动、发电、制动三种运行状态下电磁转矩与转速的关系怎样?
电磁转矩的公式：T?CT?Ia，决定直流电动机的电磁转矩的因素是负载转矩；电动运行状态下电磁转矩与转速的方向相同，拖动电枢旋转，电能变机械能；发电运行状态下电磁转矩与转速的方向相反，源动机拖动电枢旋转克服电磁转矩，机械能变电能；制动运行状态下电磁转矩与转速的方向相反，电磁转矩制动电枢旋转，把能量消耗在转子内的电阻上。 （三）小型直流电动机多为两极电动机，一般在结构上只用一个换向极，问能否良好运行，为什么?
能良好运行，因为一个换向磁极，可以产生两个磁极；另外因为小型直流电动机的容量较小，用只用一个换向极产生的两个磁极，足可以保障换向要求。 （四）怎样改变直流发电机的电动势与电磁转矩的方向?
电动势Ea?Ce?n改变励磁电压或转速中的任一个方向即可，但不能同时改变；电磁转矩T?CT?Ia ，改变励磁电压或转速中的任一个方向即可，但不能同时改变。
（五）、换向器与电刷的作用是什么?
直流电机内部元件流的是交流；所以直流电动机电刷把外部供给的直流电引到换向器上，通过换向器上换向片的旋转，转换到元件上的为交流电；直流发电机内部发的是交流电，引到换向器的换向片上，旋转的换向器通过电刷把内部的交流转换外部的直流电。 （六）、换向绕组的作用是什么，装在什么位置，补偿绕组的作用是什么，装在什么位置，流过补偿绕组的电流是什么电流。电流方向如何?
换向绕组的作用是帮助直流电机良好换向，一般装在主磁极之间，与电枢绕组串联；直流电机只有在容量较大时才加装补偿绕组，目的是帮助换向极绕组进一步补偿直流电机良好换向，装在主磁极上；补偿绕组一般与电枢绕组串联，则流过补偿绕组的电流为电枢电流；电流方向为补偿换向的方向。
(七)直流电机有几中励磁方式，各自有什么的特点。
直流电机励磁方式：他励、并励、串励、复励；他励电机的励磁绕组与电枢绕组电源各自独立。并励电机的励磁绕组并接在电枢绕组两端，共用一个电源；串励电机的励磁绕组串接在电枢绕组中，共用一个电源；复励电机有两套励磁绕组一个并接在电枢绕组中，一个串接在电枢绕组中，共用一个电源，按二者产生的磁场是增加还是减少，分为积复励和差复励。 （八）试分别说明，绕组连接图、展开图及电路图的作用。
绕组连接图的作用是方便于实际嵌线。绕组展开图的作用是方便于电机电磁工作原理的分析。绕组电路图的作用是方便于电路分析。（试绘制Z=S=K=16，2p＝4，直流电机单叠绕组连接图、展开图及电路图，并说明各自的作用）
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