《电机与拖动基础(第2版)》汤天浩(练习题解答).docx

“电机与拖动基础（第2版）”习题解答 － PAGE 1 － PAGE 电机与拖动基础 TOC \o 1-3 \h \z HYPERLINK \l _Toc384366929 第一章 电机的基本原理 PAGEREF _Toc384366929 \h 1 HYPERLINK \l _Toc384366930 第二章 电力拖动系统的动力学基础 PAGEREF _Toc384366930 \h 6 HYPERLINK \l _Toc384366931 第三章 直流电机原理 PAGEREF _Toc384366931 \h 12 HYPERLINK \l _Toc384366932 第四章 直流电机拖动基础 PAGEREF _Toc384366932 \h 14 HYPERLINK \l _Toc384366933 第五章 变压器 PAGEREF _Toc384366933 \h 29 HYPERLINK \l _Toc384366934 第六章 交流电机的旋转磁场理论 PAGEREF _Toc384366934 \h 43 HYPERLINK \l _Toc384366935 第七章 异步电机原理 PAGEREF _Toc384366935 \h 44 HYPERLINK \l _Toc384366936 第八章 同步电机原理 PAGEREF _Toc384366936 \h 51 HYPERLINK \l _Toc384366937 第九章 交流电机拖动基础 PAGEREF _Toc384366937 \h 61 HYPERLINK \l _Toc384366938 第十章 电力拖动系统电动机的选择 PAGEREF _Toc384366938 \h 73 第一章 电机的基本原理 请说明电与磁存在哪些基本关系，并列出其基本物理规律与数学公式。答： 电与磁存在三个基本关系，分别是 （1）电磁感应定律：如果在闭合磁路中磁通随时间而变化，那么将在线圈中感应出电动势。感应电动势的大小与磁通的变化率成正比，即 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定，式中的负号表示感应电动势试图阻止闭合磁路中磁通的变化。 （2）导体在磁场中的感应电动势：如果磁场固定不变，而让导体在磁场中运动，这时相对于导体来说，磁场仍是变化的，同样会在导体中产生感应电动势。这种导体在磁场中运动产生的感应电动势的大小由下式给出 而感应电动势的方向由右手定则确定。 （3）载流导体在磁场中的电磁力：如果在固定磁场中放置一个通有电流的导体，则会在载流导体上产生一个电磁力。载流导体受力的大小与导体在磁场中的位置有关，当导体与磁力线方向垂直时，所受的力最大，这时电磁力F与磁通密度B、导体长度l以及通电电流i成正比，即 电磁力的方向可由左手定则确定。 通过电路与磁路的比较，总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系（如电阻与磁阻），请列表说明。答： 磁路是指在电工设备中，用磁性材料做成一定形状的铁心，铁心的磁导率比其他物质的磁导率高得多，铁心线圈中的电流所产生的磁通绝大部分将经过铁心闭合，这种人为造成的磁通闭合路径就称为磁路。而电路是由金属导线和电气或电子部件组成的导电回路，也可以说电路是电流所流经的路径。 磁路与电路之间有许多相似性，两者所遵循的基本定律相似，即KCL：在任一节点处都遵守基尔霍夫第一定律约束；KVL：在任一回路中都遵守基尔霍夫第二定律；另外，磁路与电路都有各自的欧姆定律。两者之间相似的物理量主要有：电路中传输的是电流，磁路中相应的为磁通；电路中的电动势、电压与磁路中的磁动势、磁压降类似。电路中的电阻或电导与磁路中的磁阻或磁导相似。这些对应关系如下表所示：  当然两者之间也有一些不同之处，比如磁通只是描述磁场的物理量，并不像电流那样表示带电质点的运动，磁通通过磁阻时，也不像电流通过电阻那样要消耗功率，因而也不存在与电路中的焦耳定律类似的磁路定律；分析电路时一般不涉及电场问题，不考虑漏电流，而分析磁路时离不开磁场的概念，要考虑漏磁现象；在电路中电动势为零时，电流也为零，但在磁路中往往有剩磁，磁动势为零时，磁通不一定为零；磁路的欧姆定律与电路的欧姆定律也只是形式上的相似，由于铁心的磁导率不是常数，它随励磁电流而变化，因而磁路计算不能应用叠加原理。 如何理解机电能量转换原理？根据这个原理可以解决什么问题？答： 从能量转换的观点，可以把依靠电磁感应原理运行的机