《电机与拖动基础第》汤天浩习题解答.docx

《电机与拖动基础第》汤天浩习题解答.docx电 机 与 拖 动 基 础
第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章

电机的基本原理
电力拖动系统的动力学基础
直流电机原理
直流电机拖动基础
变压器
自有什么作用？气隙又有何作用？
1-25 答：
1-26

旋转电机模型的基本结构由定子、

转子和气隙三个部分组成：

定子是固定不动的，

转子
是运动的， 它们之间隔着一层薄薄的气隙。 在定子和转子上分别按需要安装若干线圈， 其目的是在气隙中产生磁场。 往往要求气隙磁场按一定的形式分布， 例如正弦分布磁场。 电机作为一种机电能量转换装置， 能够将电能转换为机械能， 也能将机械能转换为电能。 由于机械系统和电气系统是两种不同的系统， 其能量转换必须有一个中间媒介， 这个任务就是由气隙构成的耦合磁场来完成的。
1-27
1-28 以两极原型电机作为旋转电机的物理模型，有何应用意义？
1-29 答：
1-30 两极原型电机结构简单，原理清晰，易于扩展，可作为旋转电机的物理模型。通过对该
模型的研究和分析，便于学习和掌握一般旋转电机的基本原理。
1-31
1-32 通过模型电机， 是如何建立电机的基本电动势和转矩方程的？又怎样将两极电机的方程推广
到多极电机？
1-33 答：
1-34 通过模型电机，根据电磁感应定律，可以求得旋转电机电动势的通用计算公式
N dΦ cos t NΦ sin t 。利用该公式可以推导出具体电机的电动势，比如同步
dt
电机、异步电机或直流电机。再根据机电能量转换原理，可得两极电机的电磁转矩公式
W
μπDl
f
0
FsFrsin sr
。由于电机的磁极总是成对设置的，
常用极对数
np 来表示
Te
2g
sr
μ0
π
电机的磁极数，则多极电机的电磁转矩为
Dl
sr 。
Tenp
Fs Fr sin
2g
1-35
1-36 电机中存在哪些能量损耗？有哪些因素会影响电机发热？电动机与发电机的功率传递有何
不同？
1-37 答：
1-38 电机进行机电能量转换时总是存在能量损耗的，能量损耗将引起电机发热和效率降低。
一般来说，电机的能量损耗可分为两大类：
1-39 （ 1）机械损耗：由电机的运动部件的机械磨擦和空气阻力产生的损耗，这类损耗与电
机的机械构造和转速有关。
1-40 （ 2）电气损耗：主要包括导体损耗、电刷损耗和铁耗等。导体损耗是由于电机的线圈
电阻产生的损耗， 有时又称为铜耗， 通常在电机的定子和转子上都会产生铜耗； 电刷损耗是
由于电刷的接触电压降引起的能量损耗， 因为只有在直流电机中安装电刷， 所以电刷损耗仅
仅出现在直流电机中； 铁耗是由于电机铁磁材料的磁滞效应和涡流效应产生的一种损耗，
主
要取决于磁通密度、转速和铁磁材料的特性。
1-41
电动机与发电机的功率传递过程如下图所示：
电动机是将电能转换为机械能，
而发动机
是将机械能转换为电能。
1-42
电功率
电磁功率
机械功率
机械功率
电磁功率
电功率
P1
Pem
P2
P1
Pem
P2
pFe
pmec
pCu
pm
pCu
pFe
pFe
pm
pFe
pmec
a)
b)
电动机与发电机的功率传递过程
a) 电动机
b) 发电机
1-43
1-44 用硅钢作为导磁材料，现已知
B ，试根据图 1-3 所示的 B
H 曲线求取在此磁场条
件下硅钢的磁导率
r 。
1-45 解：
1-46
根据图 1-3 所示的硅钢 B
H 曲线，查得 B
时， H 2200A/m
1-47
B