“电机与拖动基础（第2版）”习题解答
r/min，n1?750r/min，nL?150r/min。试求：折TL'?72N?m，转速ne?1500算到电动机轴上的系统总飞轮惯量GD2和负载转矩TL。 解：
Je ne JeJ1 n1 JL nL 图2-16 三轴拖动系统
折算到电动机轴上的系统总飞轮惯量为
GD2?GDe2?(n12n2)GD12?(L)2GDLnene
75021502?15?()?16?()?100
15001500?20(N?m2) 折算到电动机轴上的负载转矩为 TL?TL?TL?72???5(N?m) j?cj1jL?c1?c21500?1500?0.9?0.8750150
2-10 有一起重机的电力拖动系统如图2-18所示，电动机转速1000r/min，齿轮减速箱的传
动比j1?j2?2；卷筒直径D?0.2m；滑轮的减速比j3?5；空钩重量G0?100N；起重负荷G?1500N；电动机的飞轮惯量GDe2?10N?m2，传动系统的总传动效率
?c?0.8，放大系数??1.2。试求提升速度vL和折算到电动机轴上的静转矩TL以及折
算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GD。 解：
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“电机与拖动基础（第2版）”习题解答
nr Je J1 nne J2 vL JL nL （1）提升速度vL
图2-18 提升机构
依照电动机转速n经过三级减速后，再转换成直线速度的关系，得
n?j，nLj?j1j2j3，nL??njn j1j2j3 vL?πDnL vL?πDnL?πD3.14?0.2?1000n??31.4(m/min) j1j2j32?2?5 （2）折算到电动机轴上的静转矩TL
根据功率平衡原则，折算到电动机轴上的静转矩为 TL?FLvL??c
这里，FL?GL?G?G0，vL?(G?G0)j?c2πnπDn， ??，所以 j6060D2?(1500?100)?0.1?10(N?m)
2?2?5?0.82 TL? （3）折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GD
题中未给出系统中间传动轴和卷筒的飞轮惯量，可用放大系数?近似估计。今取
??1.2，则折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量为
GD2???GDe2?365(G?G0)(vL2)n31.42)
60?1000 ?1.2?10?365?(1500?100)?(?12.16(N?m2)
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“电机与拖动基础（第2版）”习题解答
第三章 直流电机原理
3-1 换向器在直流电机中起什么作用？
答：
换向器是直流电机最重要的部件之一，对于直流发电机，是将电枢绕组元件中的交变电动势转换为电刷间的直流电动势；对于直流电动机，则是将输入的直流电流转换为电枢绕组元件中的交变电流，以产生恒定方向的电磁转矩。
3-2 说明下列情况下空载电动势的变化：
（1）每极磁通减少10%，其他不变； （2）励磁电流增大10%，其他不变； （3）电机转速增加20%，其他不变。 答：
根据直流电机感应电动势（即空载电动势）的基本计算公式 Ea?Ce?n
（1）若每极磁通?减少10%，则空载电动势Ea减小10%；
（2）若励磁电流?f增大10%，因电机磁路存在非线性的磁饱和效应，空载电动势
Ea将增大，但低于10%；
（3）如电机转速n增加20%，则空载电动势Ea增大20%。
3-3 主磁通既链着电枢绕组又链着励磁绕组，为什么却只在电枢绕组里感应电动势？
答：
因为主磁通是由定子励磁绕组通入直流励磁电流而产生，是一恒定的磁场，它与励磁绕组间没有相对运动，所以只在转子电枢绕组里感应电动势。
3-4 他励直流电动机的电磁功率指什么？
答：
他励直流电动机的电磁功率Pem是指由定子方通过气隙传入转子方的功率，可以由
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“电机与拖动基础（第2版）”习题解答
定子方的输入电功率P1扣除定子铜耗?pCua来计算，也可以由转子方的输出机械功率
P2加上铁心损耗?pFe、机械摩擦损耗?pm和附加损耗?padd来计算，即
Pem?P1??pCua?P2??pFe??pm??padd
3-5 他励直流电动机运行在额定状态，负载为恒转矩负载，如果减小磁通，电枢电流是增大、
减小还是不变？ 答：
根据他励直流电动机的电压平衡方程和转矩平衡方程
Ua?Ea?IaRa?Ce?n?IaRa，Te?TL?CT?Ia
如果减小磁通?，则感应电动势Ea减小，电枢电流Ia将增大，以保持转矩Te?TL的平衡关系。
3-6 某他励直流电动机的额定数据为PN?17kW，UN?220V，nN?1500r/min，?N?83%。
计算额定电枢电流、额定转矩和额定负载时的输入电功率。 解：
额定负载时的输入电功率 P1N? 额定电枢电流
P20.48?1031N??93.09(A) IN?UN220PN??17?20.48(kW) 0.83 额定转矩
PN17?103?9.55??108.23(N?m) TN?9.55nN1500
3-7 有一他励直流电动机的额定数据为PN?5kW，UN?220V，nN?1000r/min，
ΔpCua?500W，P0?395W，计算额定运行时电动机的Te，TL，T0，P1，?N，Ra。
解：
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“电机与拖动基础（第2版）”习题解答
PN5?103?9.55??47.75(N?m) 负载转矩TL?9.55nN1000 空载转矩T0?9.55P0395?9.55??3.77(N?m) nN1000 电磁转矩Te?TL?T0?47.75?3.77?51.52(N?m)
输入功率P1?Pem??pCua?PN?P0??pCua?5?0.395?0.5?5.895(kW) 额定效率?N?PN5?100%??100%?84.8% P5.8951?pCua?pCua500???0.696(?) 2P58952IN12()()220UN 电枢电阻Ra?
3-8 有一他励直流发电机的额定数据为：PN?46kW，UN?230V，nN?1000r/min，
Ra?0.1?，已知P0?1kW，Δpadd?0.01PN，求额定负载下的P1、Pem及?N。
解：
电枢电流IN?PN46??0.2(A) UN2302Ra?0.22?0.1?4(kW) 定子铜耗?pCua?IN 输入功率P1?PN??pCua?P0??padd?46?4?1?0.01?46?51.46(kW) 电磁功率Pem?PN??pCua?46?4?50(kW)
第四章 直流电机拖动基础
4-1 直流电动机一般为什么不允许直接起动？可采用什么方法起动比较好？
答：
所谓起动就是指电动机接通电源后，由静止状态加速到某一稳态转速的过程。他励直流电动机起动时，必须先加额定励磁电流建立磁场，然后再加电枢电压。他励直流电动机当忽略电枢电感时，电枢电流为
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