第3章直流電機(jī)(習(xí)題與解答).(DOC)

1、第 3 章直流電機(jī)一、填空1.直流電機(jī)的電樞繞組的元件中的電動(dòng)勢和電流是 _ 。答：交流的。2.一臺(tái)四極直流發(fā)電機(jī)采用單疊繞組，若取下一支或相鄰的兩支電刷，其電流和功率_，而電刷電壓 _ 。答：減小，不變。3.一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，如果電源電壓和勵(lì)磁電流If不變，當(dāng)加上一恒定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載后，發(fā)現(xiàn)電樞電流超過額定值， 有人試在電樞回路中接一電阻來限制電流，此方法_。串入電阻后，電動(dòng)機(jī)的輸入功率P將_ ，電樞電流la_，轉(zhuǎn)速n將_,電動(dòng)機(jī)的效率n將_ 。答：不行，不變，不變，下降，下降。4.一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，做額定運(yùn)行時(shí)，如果將電源電壓降低了20%,則穩(wěn)定后電機(jī)的電流為 _ 倍的額

2、定電流（假設(shè)磁路不飽和）。答：1.25倍。5.并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電源反接時(shí)，其中l(wèi)a的方向 _，轉(zhuǎn)速方向 _。答：反向，不變。6.直流發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是 _ 轉(zhuǎn)矩，直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是 _轉(zhuǎn)矩。答：制動(dòng)，驅(qū)動(dòng)。7.一臺(tái)串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)與一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，都在滿載下運(yùn)行，它們的額定功率和額定電流都相等，若它們的負(fù)載轉(zhuǎn)矩同樣增加0.5,則可知： _電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降得多，而_電動(dòng)機(jī)的電流增加得多。答：串勵(lì)，并勵(lì)。8.電樞反應(yīng)對(duì)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性和轉(zhuǎn)矩特性有一定的影響，當(dāng)電樞電流Ia增加時(shí)，轉(zhuǎn)速n將，轉(zhuǎn)矩Te將_。答：下降，增加。9.直流電動(dòng)機(jī)電刷放置的原則是：答：空載時(shí)正、負(fù)電刷之間獲得最大的電動(dòng)勢

3、，這時(shí)被電刷短路的元件的電動(dòng)勢為零。10.直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)， 在勵(lì)磁回路中增加調(diào)節(jié)電阻，可使轉(zhuǎn)速 _ ，而在電樞回路中增加調(diào)節(jié)電阻，可使轉(zhuǎn)速_ 。答：升咼，降低。11.電磁功率與輸入功率之差，對(duì)于直流發(fā)電機(jī)包括 _損耗； 對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)包括_ 損耗。答：空載損耗功率，繞組銅損耗。12.串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在負(fù)載較小時(shí)，la -；當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，T -,3.la_；n隨著負(fù)載增加下降程度比并勵(lì)電動(dòng)機(jī)要 _。答：小，增加，增加，嚴(yán)重。13.一臺(tái)p對(duì)磁極的直流發(fā)電機(jī)采用單迭繞組，其電樞電阻為ra，電樞電流為la，可知此單迭繞組有 _ 條并聯(lián)支路，其每條支路電阻為 _；若為單波繞組其每條支路電阻為_ ，電樞電

4、阻為_ 。答：2p,2pra, 2p2ra, p2a14.并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向的方法有 _， _。答：將電樞繞組的兩個(gè)接線端對(duì)調(diào)，將勵(lì)磁繞組的兩個(gè)接線端對(duì)調(diào)，但二者不能同時(shí)對(duì)調(diào)。15.串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在電源反接時(shí)，電樞電流方向 _ ，磁通方向 _ ，轉(zhuǎn)速n的方向_。答：反向，反向，不變。16.當(dāng)保持并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，在電樞回路中串入電阻后，則電機(jī)的轉(zhuǎn)速將_ 。答：下降。17.并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路電阻和轉(zhuǎn)速同時(shí)增大一倍，則其空載電壓_。答：不變。18.直流電機(jī)單疊繞組的并聯(lián)支路對(duì)數(shù)為 _ ，單波繞組的并聯(lián)支路對(duì)數(shù) _ 。答:2p,2。19.直流電機(jī)若想實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換，靠 _ 電

5、樞磁勢的作用。答：交軸。20.直流發(fā)電機(jī)，電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一角度，直軸電樞反應(yīng)是 _；若為電動(dòng)機(jī)，則直軸電樞反應(yīng)是 _ 。答：去磁的，增磁的。、選擇填空1.一臺(tái)串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，若電刷順轉(zhuǎn)向偏離幾何中性線一個(gè)角度，設(shè)電機(jī)的電樞電流保 持不變，此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。A:降低，B:保持不變，C：升高。答:C2.一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)，由額定運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)速下降為原來的30%,而勵(lì)磁電流及電樞電流不變,則。A:Ea下降30%,B:T下降30%,C:Ea和T都下降30%,D:端電壓下降30%。答:A臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)希望改變電樞兩端正負(fù)極性，采用的方法是A:改變原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，9.E:改變勵(lì)磁繞組的接法，C:改變原動(dòng)機(jī)

6、的轉(zhuǎn)向或改變勵(lì)磁繞組的接法。答：C4.把直流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高2 0%，他勵(lì)方式運(yùn)行空載電壓為Uoi，并勵(lì)方式空載電壓為U02，則_A:U01=U02,B:U01U02。答：B5.一直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的外電壓，勵(lì)磁電流不變時(shí)，增加發(fā)電機(jī)的負(fù)載，則電動(dòng)機(jī)的電樞電流Ia和轉(zhuǎn)速n將a-A:Ia增大，n降低,B:Ia減少，n升高,C:Ia減少，n降低。答:A6.一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，在保持轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，如果電源電壓U降為0.5UN，忽略電樞反應(yīng)和磁路飽和的影響，此時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 _。A:不變，B:轉(zhuǎn)速降低到原來轉(zhuǎn)速的0.5倍，C:轉(zhuǎn)速下降，D:無法判定。答：C起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，磁路回路

7、應(yīng)A;與電樞回路同時(shí)接入，B:比電樞回路先接入，7.在直流電機(jī)中，公式Ea= n和T =CTla中的指的是答:8.答:A:每極合成磁通 ，C:主磁通每極磁通，A直流電動(dòng)機(jī)在串電阻調(diào)速過程中，若負(fù)載轉(zhuǎn)矩保持不變，則A:輸入功率 ，C:電磁功率，AB:所有磁極的總磁通,D:以上都不是 。B:輸出功率，D:電機(jī)的效率。保持不變。電源。9.C:比電樞回路后接入。答：B10.一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)將單疊繞組改接為單波繞組，保持其支路電流不變，電磁轉(zhuǎn)矩將 _A:變大，B:不變，C:變小。答：C11.一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁繞組突然斷開，則 _ 。A:電機(jī)轉(zhuǎn)速升到危險(xiǎn)的高速，B:保險(xiǎn)絲熔斷C:上面情況都不會(huì)

8、發(fā)生。答：C12.直流電動(dòng)機(jī)的電刷逆轉(zhuǎn)向移動(dòng)一個(gè)小角度，電樞反應(yīng)性質(zhì)為 _。A:去磁與交磁B:增磁與交磁C:純?nèi)ゴ臘:純增磁答:A13.一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，額定電壓為200伏，六極，額定支路電流為100安培，當(dāng)電樞為單疊繞組時(shí)，其額定功率為 _ ;當(dāng)電樞為單波繞組時(shí)，其額定功率為 _A:20WB:40kWC:80kWD:120kW答:D,B14. y = yc=為單疊繞組y :=yc=為單波繞組。A:QU/2p eB:1C:2D:yc=k-1E:（K+1）/2p答：B，E15.并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)磁通增加10%，當(dāng)負(fù)載力矩不變時(shí)（T2不變），不計(jì)飽和與電樞反應(yīng)的影響，電機(jī)穩(wěn)定后，下列量變化為：Te

9、,n ,la ,P _ 2_。A:增加B:減小C:基本不變答：C,B,B,B16.一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，額定電壓220V, 6極，額定支路電流為100A,當(dāng)電樞為單疊繞組時(shí)，其額定功率 _;當(dāng)電樞繞組為單波繞組時(shí)，其額定功率為 _A:22kWB:88kWC:132kWD:44kW答：C,D17.在直流電機(jī)中，右行單疊繞組的合成節(jié)距y二yc= _。A:2p,B: ；,C:1,D:2.2p答：C18.直流發(fā)電機(jī)的電刷逆轉(zhuǎn)向移動(dòng)一個(gè)小角度，電樞反應(yīng)性質(zhì)為 _。A:去磁與交磁，B:增磁與交磁，C:去磁.答：B19.并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁繞組斷開了，電機(jī)將 _ 。A:飛車，B:停轉(zhuǎn)，C:可能飛車，也可

10、能停轉(zhuǎn).答：C20.若并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升20%，則空載時(shí)發(fā)電機(jī)的端電壓U。將_A:升高20%, B:升高大于20%, C:升高小于20%, D:不變.答：B21.直流電動(dòng)機(jī)的額定功率指 _。A:轉(zhuǎn)軸上吸收的機(jī)械功率，B:轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率，C:電樞端口吸收的電功率，D:電樞端口輸出的電功率。答：B22.欲使電動(dòng)機(jī)能順利起動(dòng)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，要求 _電磁轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩。A:平均,B:瞬時(shí),C:額定.答:A23.負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，在直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁回路串入電阻，穩(wěn)定后，電樞電流將_，轉(zhuǎn)速將_。A,上升，下降B,不變，上升C,上升，上升答:A三、判斷1.并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升0.2倍，則空載時(shí)發(fā)電

11、機(jī)端電壓上升0.2倍。（）答：錯(cuò)2.直流電機(jī)的電樞繞組并聯(lián)支路數(shù)等于極數(shù)即2a=2p。（）答：錯(cuò)3.直流電機(jī)主磁通既鏈著電樞繞組又鏈著勵(lì)磁繞組，因此這兩個(gè)繞組中都存在著感應(yīng)電勢。（） 答：錯(cuò)4.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在固有特性上弱磁調(diào)速，只要負(fù)載不變，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高。（）答：對(duì)5.直流電機(jī)的電樞繞組至少有兩條并聯(lián)支路。（）答：對(duì)6.電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小相等，則直流電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。（）答：錯(cuò)7.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)降低電源電壓調(diào)速與減小磁通調(diào)速都可以做到無級(jí)調(diào)速。（）答：對(duì)8.并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)短路電流很大。（）答：錯(cuò)9.直流發(fā)電機(jī)中的電刷間感應(yīng)電勢和導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢均為直流電勢。（）答：錯(cuò)10.起動(dòng)

12、直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，勵(lì)磁回路應(yīng)與電樞回路同時(shí)接入電源。（）答：錯(cuò)11.直流電動(dòng)機(jī)的額定功率指轉(zhuǎn)軸上吸收的機(jī)械功率。()答: 錯(cuò)12.直流電機(jī)無電刷一樣可以工作。()答: 錯(cuò)13.直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向不可改變。()答: 錯(cuò)14.冋一臺(tái)直流電機(jī)既可作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，由可作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。()答: 對(duì)15.并勵(lì)直流電電機(jī)不可輕載運(yùn)行。()答: 錯(cuò)四、簡答1.在直流電機(jī)中換向器-電刷的作用是什么？答 在直流電機(jī)中，電樞電路是旋轉(zhuǎn)的， 經(jīng)換向器-電刷作用轉(zhuǎn)換成靜止電路，即構(gòu)成每條支路的元件在不停地變換， 但每個(gè)支路內(nèi)的元件數(shù)及其所在位置不變，因而支路電動(dòng)勢為直流，支路電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢在空間的位置不動(dòng)。2.直流電樞繞組元

13、件內(nèi)的電動(dòng)勢和電流是直流還是交流？若是交流，那么為什么計(jì)算穩(wěn)態(tài)電動(dòng)勢時(shí)不考慮元件的電感？答 直流電樞繞組元件內(nèi)的電動(dòng)勢和電流是交流的。直流電機(jī)電樞繞組是旋轉(zhuǎn)的，經(jīng)換向器-電刷的作用，變換成為靜止電路， 兩電刷間的電路在空間位置是不變的，因而電刷電動(dòng)勢是直流的，所通過的電流也是直流的，電感不起作用。3.直流電機(jī)的磁化曲線和空載特性曲線有什么區(qū)別？有什么聯(lián)系？答 直流電機(jī)的磁化曲線是電機(jī)主磁通與勵(lì)磁磁動(dòng)勢的關(guān)系曲線0二f(F。)，電機(jī)的空載特性曲線是指電機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下空載電壓與勵(lì)磁電流的關(guān)系曲線U0= f(lf)。由于U0=E=CEG0F0=2Nflf兀If，因此兩者形狀相似。4.何謂電機(jī)飽和現(xiàn)象

14、？飽和程度高低對(duì)電機(jī)有何影響？答電機(jī)的磁路由鐵心部分和空氣隙部分組成，當(dāng)鐵心的磁通密度達(dá)到一定程度后，鐵心部分的磁壓降開始不能忽略，此時(shí)隨著勵(lì)磁磁動(dòng)勢的增加，主磁通的增加漸漸變慢，電機(jī)進(jìn)入飽 和狀態(tài)，即電機(jī)磁化曲線開始變彎曲。電機(jī)的飽和程度用飽和系數(shù)來表示，飽和系數(shù)的大小與 電機(jī)的額定工作點(diǎn)在磁化曲線可以分為三段，如圖2-1所示，a點(diǎn)以下為不飽和段，ab段為飽和段，b點(diǎn)以上為高飽和段。將電機(jī)額定工作點(diǎn)選在不飽和段有兩個(gè)缺點(diǎn)：材料利用不充分；磁場容易受到勵(lì)磁電流的干擾而不易穩(wěn)定。額定工作點(diǎn)選在過飽和段，有三個(gè)缺點(diǎn)：勵(lì)磁功率大增；磁場調(diào)節(jié)困難；對(duì)電樞反應(yīng)敏感。一般將額定工作點(diǎn)設(shè)計(jì)在ab段的中間，即

15、所謂的“膝點(diǎn)”附近，這樣選擇的好處有：材料利用較充分；可調(diào)性較好；穩(wěn)定性較好。u圖2-15.直流電機(jī)電樞繞組型式由什么決定？答 直流電機(jī)繞組型式由繞組的合成節(jié)距y決定。y =一1為疊式繞組；y二K二1 / p為波繞組，其中K為換向器片數(shù)，p為極對(duì)數(shù)。6.直流電機(jī)電樞繞組為什么必須是閉合的？答 因?yàn)橹绷麟姌欣@組不是由固定點(diǎn)與外電路連接的，而是經(jīng)換向器-電刷與外電路想連接的，它的各支路構(gòu)成元件在不停地變化。為使各支路電動(dòng)勢和電流穩(wěn)定不變，電樞繞組正常、 安全地運(yùn)行，此種繞組必須是閉合的。7.直流電機(jī)電刷放置原則是什么？答 在確定直流電機(jī)電刷的安放原則上就考慮：（1）應(yīng)使電機(jī)正、負(fù)電刷間的電動(dòng)勢最大

16、：（2）應(yīng)使被短路元件的電動(dòng)勢最小，以利于換向。兩者有一定的統(tǒng)一性，一般以空載狀態(tài)為出 發(fā)點(diǎn)考慮電刷的安放。因此，電刷的合理位置是在換向器的幾何中性線上。無論疊繞組還是波 繞組，元件端接線一般總是對(duì)稱的，換向器的幾何中性線與主極軸線重合，此時(shí)電刷的合理位 置是在主極軸線下的換向片上。8.一臺(tái)四極直流電動(dòng)機(jī)，試分析下列情況下有無電磁轉(zhuǎn)矩：（1） 有兩個(gè)極的勵(lì)磁繞組的極性接反，使主極變?yōu)镹、N、S、S,如圖2-2（a）所示；（2） 主極極性和（1）相同，但將電刷B、D拿去，在電刷A、C兩端加直流電壓，如圖2-2(b)所示。答 (1)在四極電機(jī)中，A、C電刷的極性相同，如同為正，貝UB、D電刷同為負(fù)

17、極性。由于電刷是電樞繞組電流的分界線，在電刷C、D之間的N極下的電樞導(dǎo)體電流的方向與電刷D、A之間的N極下的電樞導(dǎo)體電流的方向是相反的，因此電刷C、A之間在N極下電樞導(dǎo)體所產(chǎn)生的總的電磁轉(zhuǎn)矩為零。同理，在電刷A、C之間在S極下的電樞導(dǎo)體所產(chǎn)生的部電磁轉(zhuǎn)矩亦為零，故此時(shí)無電磁轉(zhuǎn)矩。(2)此時(shí)對(duì)于電樞繞組的上層邊而言，在電刷C、A之間，在N極下的上層邊的電流方向是相同，因此，其電磁轉(zhuǎn)矩的方向是一致的；在電刷A、C之間，在S極下的上層邊的電磁轉(zhuǎn)矩方向也是一致的， 并與前者相同，故全部上層邊所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為N極下(或S極下)上層邊所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的兩倍。但對(duì)電樞繞組的下層邊而言，在電刷C、A之間，無

18、論在N極下的下層邊或在S極下的下層邊均有兩種不同的電流方向，而且導(dǎo)體數(shù)各占一半(假設(shè)原四 極電機(jī)為整距繞組即 =.),故每極下的下層邊所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩剛好抵消為零，如圖2-2 (b)所示。實(shí)際上，這時(shí)相當(dāng)于一個(gè)短了半個(gè)極矩的短距繞組的兩極電機(jī)，其所產(chǎn)生的總電磁轉(zhuǎn)矩，只有原來整距繞組四極電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的一半。圖2-2(a)9.一臺(tái)六極直流電機(jī)原為單波繞組，如改制成單疊繞組，并保持元件數(shù)、每元件匝數(shù)、每 槽元件數(shù)不變，問該電機(jī)的額定容量是否改變？答單波繞組的并聯(lián)支路數(shù)等于2，單疊繞組的并聯(lián)支路數(shù)等于電機(jī)極數(shù)。電樞繞組由單(b)波改成單疊后，并聯(lián)支路數(shù)由2條變成了6條，每條支路的串聯(lián)元件數(shù)變?yōu)樵瓉淼?

19、/3，支路電 阻也變?yōu)樵瓉淼?/3。因此，額定電壓變?yōu)樵瓉淼?/3，而額定電流則變?yōu)樵瓉淼?倍，故電機(jī) 的容量保持不變。10.電樞反應(yīng)的性質(zhì)由什么決定？交軸電樞反應(yīng)對(duì)每極磁通量有什么影響？直軸電樞反應(yīng)的 性質(zhì)由什么決定？答 電樞反應(yīng)的性質(zhì)由電刷位置決定，電刷在幾何中性線上時(shí)電樞反應(yīng)是交軸性質(zhì)的，它 主要改變氣隙磁場的分布形狀，磁路不飽和時(shí)每極磁通量不變，磁路飽和時(shí)則還一定的去磁作 用，使每極磁通量減小。電刷偏離幾何中性線時(shí)將產(chǎn)生兩種電樞反應(yīng)：交軸電樞反應(yīng)和直軸電樞反應(yīng)。當(dāng)電刷在發(fā) 電機(jī)中順著電樞旋轉(zhuǎn)方向偏離、在電動(dòng)機(jī)中逆轉(zhuǎn)向偏離時(shí)，直軸電樞反應(yīng)是去磁的，反之則是 助磁的。11.在什么條件下電樞

20、磁動(dòng)勢與磁場相互作用才產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩？若電樞磁動(dòng)勢有交、直軸兩 個(gè)分量，那么是哪個(gè)分量產(chǎn)生，哪個(gè)分量不產(chǎn)生？還是兩個(gè)都產(chǎn)生？答 產(chǎn)生直軸電樞磁動(dòng)勢的電流沿電樞表面對(duì)稱分布在幾何中性線兩側(cè)，受到異極性磁場 的作用，合成電磁力為零，即不產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生交軸電樞磁動(dòng)勢的電流對(duì)稱分布在主極軸 線兩側(cè)，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩是同一方向的?？梢姡挥薪惠S電樞磁動(dòng)勢才產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。12.直流電機(jī)空載和負(fù)載運(yùn)行時(shí)，氣隙磁場各由什么磁動(dòng)勢建立？負(fù)載后電樞電動(dòng)勢應(yīng)該用什 么磁通進(jìn)行計(jì)算？答 空載時(shí)的氣隙磁場由勵(lì)磁磁動(dòng)勢建立，負(fù)載時(shí)氣隙磁場由勵(lì)磁磁動(dòng)勢和電樞磁動(dòng)勢共 同建立。負(fù)載后電樞繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢應(yīng)該用合成氣隙磁場對(duì)應(yīng)的

21、主磁通進(jìn)行計(jì)算。13.一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，磁路飽和。當(dāng)電機(jī)負(fù)載后，電刷逆電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一個(gè)角度。試分析 在此種情況下電樞磁動(dòng)勢對(duì)氣隙磁場的影響。答 電刷移動(dòng)后，電刷不在幾何中性線上，同時(shí)存在交軸電樞磁動(dòng)勢和直軸電樞磁動(dòng)勢。 交軸電樞磁動(dòng)勢使氣隙磁場發(fā)生畸變，因磁路飽和，還有去磁作用，使每極磁通減少。對(duì)電動(dòng) 機(jī)而言，電刷逆旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)后，直軸電磁磁動(dòng)勢方向相反，電樞反應(yīng)起去磁作用，使每極磁 通減少。14.直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢與哪些因素有關(guān)？若一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下的空載電動(dòng)勢為230V（等于額定電壓），試問在下列情況下電動(dòng)勢變?yōu)槎嗌?？?）磁通減少10%； （2）勵(lì)磁電流減少10%；（3）轉(zhuǎn)速

22、增加20%；（4）磁通減少10%。答 感應(yīng)電動(dòng)勢E =Cj：n=：.：n，在其它條件不變的情況下，感應(yīng)電動(dòng)勢E與磁通和轉(zhuǎn)速n成正比。(1)減少10%,E亦減少10%，為20V。(2)勵(lì)磁電流減少10%，由于磁路飽和，減少不到10%,E亦減少不到10%，因此207VE230V(3)n增加20%,E亦增加20%，為276V。(4)減少10%,n上升10%,E=(1 -0.1)(10.1) 230V -228V。15.直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢公式用機(jī)械角速度表示轉(zhuǎn)速時(shí)，其結(jié)構(gòu)常數(shù)和電磁轉(zhuǎn)矩公式的結(jié)構(gòu)常數(shù)是統(tǒng)一的，試證明。pN , pN , 60門pN小答E =Ce汕nnCT:-JI160a60a2兀2r

23、a16.直流電機(jī)的勵(lì)磁方式有哪幾種？每種勵(lì)磁方式的勵(lì)磁電流或勵(lì)磁電壓與電樞電流或電樞電壓有怎樣的關(guān)系？答 直流電機(jī)勵(lì)磁方式四種：他勵(lì)- 勵(lì)磁電流If由獨(dú)立電源供給，與電樞電流Ia無關(guān)；并勵(lì)一一勵(lì)磁電流并在電樞兩端，勵(lì)磁電壓Uf等于電樞電壓U；串勵(lì)勵(lì)磁繞組與電樞串聯(lián)，If=匚；復(fù)勵(lì)一一既有并勵(lì)繞組又有串勵(lì)繞組，按兩繞組磁動(dòng)勢方向的異同分 成：積復(fù)勵(lì)串勵(lì)與并勵(lì)磁動(dòng)勢同向，差復(fù)勵(lì)串勵(lì)與并勵(lì)磁動(dòng)勢反向。17.直流電機(jī)空載和負(fù)載時(shí)有哪些損耗？各由什么原因引起？發(fā)生在哪里？其大小與什么有關(guān)？在什么條件下可以認(rèn)為是不變的？答 電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)有機(jī)械損耗、鐵耗和附加損耗。機(jī)械損耗由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)軸承摩擦、電刷摩擦以

24、及通風(fēng)引起，其大小與轉(zhuǎn)速有關(guān)。鐵耗是由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)主磁通在電樞鐵心交變引起的，其大小與轉(zhuǎn)速的次方(1 1 2和鐵心磁密的平方成正比。空載時(shí)的附加損耗包括轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)電樞齒槽引起氣隙磁通脈動(dòng)，從而在鐵心中產(chǎn)生脈振損耗，以及轉(zhuǎn)子上的拉緊螺桿等結(jié)構(gòu)件中的鐵耗。以上三種損耗統(tǒng)稱為空載損耗，其中附加損耗所占比例很小。在轉(zhuǎn)速和主磁通不變的情況下，可以認(rèn)為空載損耗不變。此外，在空載時(shí)還存在勵(lì)磁功率，即勵(lì)磁電路銅耗。電機(jī)負(fù)載時(shí)除有機(jī)械損耗、鐵耗、附加損耗和勵(lì)磁損耗外，還存在電樞回路銅耗，它與電樞電流的平方成正比。在附加損耗中，除了空載時(shí)的兩項(xiàng)外，還包括電樞反應(yīng)使磁場畸變引起 的額外電樞鐵耗以及由換向電流產(chǎn)生的損耗

25、。18.他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)由空載到額定負(fù)載，端電壓為什么會(huì)下降？并勵(lì)發(fā)電機(jī)與他勵(lì)發(fā)電機(jī)相比，哪個(gè)電壓變化率大？答 他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)由空載到額定負(fù)載，電樞電流la由0增加到額定值IaN電樞回路電阻 壓降laRa增加，且電樞反應(yīng)的去磁作用使主磁通 門下降，從而使感應(yīng)電動(dòng)勢E下降。由公式U二E-laRa可知，端電壓U隨la的增加而下降。對(duì)于并勵(lì)發(fā)電機(jī)，除上面兩個(gè)原因外，端電壓下降，引起勵(lì)磁電流If下降，使得 G 下降和E下降，所以并勵(lì)發(fā)電機(jī)的電壓變化率比他勵(lì)發(fā)電機(jī)電壓變化率要大些。19.做直流發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)，若并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的端電壓升不起來，應(yīng)該如何處理？答 并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的端電壓升不起來，可按下述步驟進(jìn)行

26、處理，先檢查一下線路和儀表 接法是否正確，然后：檢查電機(jī)轉(zhuǎn)速是否達(dá)到額定轉(zhuǎn)速；調(diào)節(jié)勵(lì)磁回路所串電阻，使勵(lì)磁 回路電阻小于臨界電阻；把勵(lì)磁繞組兩端對(duì)調(diào)接在電樞繞組兩端，使勵(lì)磁磁通與剩磁磁通方 向一致；若以上三點(diǎn)都無效，則電機(jī)沒有剩磁，應(yīng)給電機(jī)充磁。20.并勵(lì)發(fā)電機(jī)正轉(zhuǎn)能自勵(lì)，反轉(zhuǎn)能否自勵(lì)？答 發(fā)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)能夠自勵(lì)，表明發(fā)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)滿足自勵(lì)條件，即：有一定的剩磁； 勵(lì)磁回路的電阻小于與運(yùn)行轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的臨界電阻；勵(lì)磁繞組的接線與電機(jī)轉(zhuǎn)向的配合是正 確的。這里的正確配合就是說當(dāng)電機(jī)以某一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，勵(lì)磁繞組只有一個(gè)正確的接法與之相 對(duì)應(yīng)。如果轉(zhuǎn)向改變了，勵(lì)磁繞組的接線也應(yīng)隨之改變，這樣才能保證勵(lì)磁電流

27、所產(chǎn)生的磁場 方向與剩磁方向相同，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的自勵(lì)。當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)向改變了，而勵(lì)繞組的接線未改變， 這樣剩磁電動(dòng)勢及其產(chǎn)生的勵(lì)磁電流的方向必然改變，勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁場方向必將與剩磁的 方向相反。電機(jī)內(nèi)磁場被削弱，電壓不能建立，所以并勵(lì)發(fā)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)能自勵(lì)；反轉(zhuǎn)時(shí)，不改 變勵(lì)磁繞組的兩個(gè)端頭的接線，是不能自勵(lì)的。21.在勵(lì)磁電流不變的情況下， 發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)電樞繞組感應(yīng)電動(dòng)勢與空載時(shí)電樞繞組感應(yīng)電 動(dòng)勢大小相同嗎？為什么？答負(fù)載時(shí)電動(dòng)勢比空載時(shí)小，由于負(fù)載時(shí)有電樞反應(yīng)去磁作用，使每極磁通減小。22.一臺(tái)并勵(lì)發(fā)電機(jī)，在額定轉(zhuǎn)速下，將磁場調(diào)節(jié)電阻放在某位置時(shí)，電機(jī)能自勵(lì)。后來原 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低了磁場調(diào)節(jié)電阻

28、不變，電機(jī)不能自勵(lì)，為什么？答 對(duì)應(yīng)于不同的轉(zhuǎn)速有不同的空載曲線，因而臨界電阻也不同。電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，臨界電 阻減小，當(dāng)臨界電阻小于勵(lì)磁回路電阻時(shí)，電機(jī)便不能自勵(lì)。23.一臺(tái)他勵(lì)發(fā)電機(jī)和一臺(tái)并勵(lì)發(fā)電機(jī)，如果其它條件不變，將轉(zhuǎn)速提高20%，問哪一臺(tái)的空載電壓提高得更高？為什么？答 當(dāng)轉(zhuǎn)速提高時(shí)，兩者的空載電壓都會(huì)提高。兩者相比較，并勵(lì)發(fā)電機(jī)的空載電壓會(huì)更 高些，因?yàn)橛蒃 =Cen可知，并勵(lì)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢除與轉(zhuǎn)速有關(guān)外，其磁場大小也與感應(yīng)電 動(dòng)勢有關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，不僅有轉(zhuǎn)速升高的原因?qū)е码妱?dòng)勢增加，還有因電樞電動(dòng)勢的增加 而使勵(lì)磁電流磁加，并導(dǎo)致磁通增加的原因。這一因素半導(dǎo)致感應(yīng)電動(dòng)勢進(jìn)一步增加。

29、24.為什么并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)工作在空載特性的飽和部分比工作在直線部分時(shí)，其端電壓更 加穩(wěn)定？答 在飽和區(qū)工作，當(dāng)勵(lì)磁電流變化時(shí)空載電動(dòng)勢的變化較小，因此端電壓更加穩(wěn)定。25.一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，當(dāng)發(fā)電機(jī)的電樞電流 增加時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流有何變化？分析原因。答 直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流也增加。因?yàn)橹绷靼l(fā)電機(jī)電流增加時(shí)，則制動(dòng)轉(zhuǎn)矩即電磁轉(zhuǎn)矩 增大(磁通不變)，要使電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，則必須增大輸入轉(zhuǎn)矩即電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩， 那么，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩增大，因此電樞電流也增大。26.如何改變并勵(lì)、串勵(lì)、積復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向？答 改變直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向就是要改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向，

30、電磁轉(zhuǎn)矩是電樞電流和氣隙磁場相 互作用產(chǎn)生的，因此改變電樞電流的方向或改變勵(lì)磁磁場的方向就可以達(dá)到改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的 目的。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)：將電樞繞組的兩個(gè)接線端對(duì)調(diào)或?qū)⒉?lì)繞組的兩個(gè)接線端對(duì)調(diào)，但兩者 不能同時(shí)改變；串勵(lì)電動(dòng)機(jī)：方法與并勵(lì)電動(dòng)機(jī)相同；積復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)：要保持是積復(fù)勵(lì)， 最簡單的方法是將電樞繞組的兩個(gè)接線端對(duì)調(diào)。27.并勵(lì)電動(dòng)機(jī)和串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性有何不同？為什么電車和電力機(jī)車都采用串勵(lì)電動(dòng)機(jī)？答并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性表達(dá)式nURTTe= n。- KTeCL CeC2當(dāng)忽略電樞反應(yīng)時(shí)，磁通 門為不隨負(fù)載變化的常數(shù)，n - f (Te)是一條略下傾的直線，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載增加而略有下降。如果電車

31、和電力機(jī)車使用這種電動(dòng)機(jī)，那么當(dāng)電車載重或上坡時(shí)電機(jī)將 過載較多。，C。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流等于電樞電流，磁路CeS la2不飽和時(shí)門:cla，C：.：力一常數(shù)，Te二Ia；磁路高度飽和時(shí)，門基本不變，C：.：.與成反比,而TeIa。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 門=f (Te)是一條轉(zhuǎn)速隨T增加而迅速下降的曲線。當(dāng)電車載重或上坡時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)自動(dòng)下降，使得(nTe)增加不多，因而電機(jī)輸入功率增加不像并勵(lì)電動(dòng)機(jī)那樣快，所以電車和電力機(jī)車通常采用串勵(lì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。28.一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，當(dāng)所拖動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，電機(jī)端電壓和電樞附加電阻的變化都不能改變其穩(wěn)態(tài)下電樞電流的大小，這一現(xiàn)象應(yīng)如何理解？這時(shí)

32、拖動(dòng)系統(tǒng)中哪些量必然要發(fā)生變化？對(duì)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)情況又如何？答 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，要求電磁轉(zhuǎn)矩不變。由公式Te=CTIa知，叮Ia必須不變。在他電動(dòng)機(jī)端電壓，電動(dòng)機(jī)的輸入功率R=Ula改變，E改變，n改變，輸出功率P2=T2i改變,鐵耗PFe改變，而電樞銅耗FCuai；Ra不變。Ia、n、E和Te值下，設(shè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2增大，試分析電機(jī)將發(fā)生怎樣的過渡過程，并將最后穩(wěn)定的Ia、n、E和Te的數(shù)值和原值進(jìn)行比較。答 直流電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，TT2T0，T2增大后，Te：T2，T0，從而使得n下降。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性表達(dá)式為其中，G二C，C2Ce .fC：.：丿勵(lì)電動(dòng)機(jī)中勵(lì)磁是獨(dú)立的，不計(jì)電樞反應(yīng)的影響時(shí)

33、,門不變。在Te不變時(shí)la必然不變。改變變。改變電樞回路附加電阻時(shí),P不變，E改變，n改變,P2改變,PFe和Pmec改變，Pcua改在串勵(lì)電動(dòng)機(jī)中，同樣由于Ia不變，不變，結(jié)果與他勵(lì)電動(dòng)機(jī)相似。29.一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)原運(yùn)行于某一程一直持續(xù)到Te二T2TO為止,電動(dòng)機(jī)在新的狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行。與原值相比，la增大，n減小,E減小，Te增大。30.對(duì)于一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，如果電源電壓和勵(lì)磁電流保持不變，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為恒定值。試分析在電樞回路串入電阻R1后，對(duì)電動(dòng)機(jī)的電樞電流、轉(zhuǎn)速、輸入功率、銅耗、鐵耗及效率有何影響？為什么？答 由轉(zhuǎn)矩平衡方程式Te=T0T2可知，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩是不變的。 當(dāng)電

34、動(dòng)機(jī)的 勵(lì)磁電流保持不變，在不考慮電樞反應(yīng)的影響或電樞反應(yīng)保持不變時(shí)，氣隙磁通G =常數(shù)，因而電樞電流|a是不變的。又由于電壓U不變，所以輸入功率R =U（la+ lf）不變。從U -la（RaRi）n一 一j可知，當(dāng)u、la、不變時(shí)，轉(zhuǎn)速將隨著R的增大而減小。而P2：-T2n，Ce所以輸出功率隨n下降而下降，因此電機(jī)的效率將降低。銅耗FCuanlR R1）隨Ri增大而增大，鐵耗隨n下降而減少。因此電樞回路串電阻后，電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，電樞電流不變，輸入 功率不變，輸出功率減少，鐵耗減少，銅耗增加，效率降低。31.一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，如果電源電壓U和勵(lì)磁電流If保持不變，加上恒定轉(zhuǎn)矩T2的負(fù)載以后

35、，發(fā)現(xiàn)電樞電流la超過額定電流，有人企圖在電樞回路中串接一電阻來限制電樞電流，試問是否可行？答 當(dāng)U、lf保持不變時(shí)，按電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩平衡方程式Te二C：la，CT為一制造常數(shù)，因此有CHa二T?。今電樞電流超過額定電樞電流，即la laN，說明C：JlaN n與磁通成比例減小。由Ra可知,la將急劇增加到最大值，當(dāng)能“調(diào)低”。改變勵(lì)磁電流，機(jī)械特性的斜率發(fā)生變化并上下移動(dòng)。為使電機(jī)在調(diào)速過程中得到 充分利用，在不同轉(zhuǎn)速下都能保持額定負(fù)載電流，此法適用于恒功率負(fù)載的調(diào)速。(2)改變電樞端電壓調(diào)速。當(dāng)勵(lì)磁電流不變時(shí)，只要改變電樞端電壓，即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，提高電樞端電壓，轉(zhuǎn)速升高。改變

36、電樞端電壓，機(jī)械特性上下移動(dòng)，但斜率不變，即其硬度不變。此種調(diào)速方法的最在缺點(diǎn)是需要專用電源。在保持電樞電流為額定值時(shí)，可保持轉(zhuǎn)矩 不變，故此法適用于恒轉(zhuǎn)矩的負(fù)載調(diào)速。(3)改變串入電樞回路的電阻調(diào)速。 在端電壓及勵(lì)磁電流一定、 接入電樞回路的電阻為零時(shí)，轉(zhuǎn)速最高，增加電樞路電阻轉(zhuǎn)速降低，故轉(zhuǎn)速只能“調(diào)低”不能“調(diào)高”。增加電樞電阻 ，機(jī)械特性斜率增大，即硬度變軟，此種調(diào)速方法功率損耗大，效率低，如果串入電樞回路的調(diào)節(jié) 電阻 是分級(jí)的，則為有級(jí)調(diào)速，平滑性不高，此法適用于恒轉(zhuǎn)矩的負(fù)載調(diào)速。五、計(jì)算1. 一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，PN=138kW，UN= 230V，nN= 970r/min，電樞回路總

37、電阻Ra二0.051，定子為6極，電樞采用單疊繞組。正常運(yùn)行時(shí)有三對(duì)電刷，忽略電樞反應(yīng)的影響，試分析計(jì)算該電機(jī)可能發(fā)出的最大功率。答 去掉相鄰的一對(duì)電刷后的電樞后的電樞繞組電路圖如圖2-3所示。正常運(yùn)行時(shí)電樞電流laT N=也38 10AUN230支路電流iaG=600A=100A2a 6勵(lì)磁電動(dòng)勢E二UNIaRa=(230 600 0.05)A=260A支路電阻ra=6Ra=6 0.05】-0.31ra去掉相鄰的一對(duì)電刷后，支路數(shù)由原來的六條支路變成了四條支路，其中三條是原來的（圖中2，3，4），另一條則是由原來的三條支路（圖5，6，1）串聯(lián)組成。當(dāng)使前三條支路中的負(fù)載電流各仍為100A時(shí)，

38、則后一條支路中的電流將為電樞電流為la=(3 100 33.33)A = 333.3A輸出功率P=UNIa=230 333.3W = 77.66kW由于各支路電流均未超過原來的支路電流額定值100A，故電機(jī)的發(fā)熱不會(huì)超過原來的數(shù)值。若使后一條支路中的負(fù)載電流達(dá)到100A，則端電壓U將降為U =(260 -100 0.9)V =170V而前三條支路中的負(fù)載電流共為即每支路為300A，為原來額定支路電流的三倍。無論從發(fā)熱或是從換向來講都是不允許的, 最大功率應(yīng)為77.66kW。2.設(shè)一臺(tái)4kW、220V，效率N=84%的兩極直流電動(dòng)機(jī)，電樞繞組為單疊繞組， 槽數(shù)Q=18，E-UN3ra260 -

39、2303 0.3A= 33.33A260 -1700.3/3A =900A(1)改善換向，電刷前移9機(jī)械角。試求直軸與交軸電樞反應(yīng)磁勢Fad和Faq。每槽每層元件邊數(shù)u=4,元件匝數(shù)Ny =8。試求:(1)電機(jī)的額定電流;Qu，換向片數(shù)K，繞組元件數(shù)S,總導(dǎo)體數(shù) 乙以及繞組各節(jié)y2= y - y =1-18-17或-193.一臺(tái)長復(fù)勵(lì)直流發(fā)電機(jī)PN=11kW，UN= 230V，nN=1450r/min，2p=4，換1向片數(shù)K=93，元件匝數(shù)Ny =3，單波繞組，電樞外徑Da= 0.195m，額定勵(lì)磁電流3IfN=0.956A，電機(jī)磁路有一定的飽和程度。(2)電樞繞組數(shù)據(jù)：虛槽數(shù)距。解(1)額定

40、電流PNUN N4 103220 0.84A =21.65A(2)虛槽數(shù)Qu= uQ = 4 18 = 72元件數(shù)、換向片數(shù)總導(dǎo)體數(shù)Za=2NyS = 2 8 72根二1152根合成節(jié)距第一節(jié)距y1唱“逬18第二節(jié)距(2)電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)時(shí)，F(xiàn)ad和Faq各起什么作用。解額定電流(1)交軸電樞反應(yīng)節(jié)0 153Faq= A( - b1)= 24694-0.0153)A/極=1511A/極2 2直軸電樞反應(yīng)Fad二Ab =24694 0.0153A/極二377.8A/極PNUN11 103230A二47.83A額定電樞電流IaN= |N|倶=(47.83 0.956)A二48.79A支路電流

41、IaN2a =48.792A=24.40A極距元件數(shù)總導(dǎo)體數(shù)電樞線負(fù)荷，型m 153m2p4乙=2SNy=2 93 31二6203電刷在電樞表面移過的距離620 24.4A/ m二24694 A/m : 0.195bl3600Da903600二0.195m = 0.0153m(2)電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)了角，因?yàn)槭前l(fā)電機(jī)，故Fad起去磁作用。Faq使氣隙磁場發(fā)生畸變，因?yàn)榇怕凤柡?，故Faq還有去磁作用。4.一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)：2p=6，總導(dǎo)體數(shù)N=720,2a= =6，運(yùn)行角速度 門-40二rad/s,每極磁通=0.0392Wb。試計(jì)算:(1)發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢；(2)當(dāng)轉(zhuǎn)速n=900r/mi

42、n，但磁通不變時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；(3)當(dāng)磁通=0.0435Wb,n=900r/min時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢。解 (1)轉(zhuǎn)速3030n40二r/min= 1200r/minTtTt感應(yīng)電動(dòng)勢E二Ce：F=13 0.0392 1200V = 611.5V(2)當(dāng)CeG不變時(shí)，E二n。因此n =900r /min時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢為900E611.5V =458.671200(3)當(dāng)Ce和n不變時(shí)，Ex卜。因此：=0.0435Wb時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢為0.0435E=泊458.6V = 508.9V0.03925.一臺(tái)四極、82kW、230V、971r/min的他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，如果每極的合成磁通等于空載額定轉(zhuǎn)速下具有額

43、定電壓時(shí)每極磁通，試求當(dāng)電機(jī)輸出額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩。解額定電流他勵(lì)電機(jī)，額定電樞電流CepN60a3 78060 3-13PN82 103230A=356.5AlaN = I N= 356.5A依題意有Cj：=山二230= 0.2371n 970CT：=30C=300.2371 =2.2643jiji電磁轉(zhuǎn)矩Te二CTGlaN= 2.2643 356.5N m=807.2N m6.一臺(tái)直流電機(jī)，2p =4,S=120，每元件電阻為0.21，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=1000r/min時(shí)，每元件的平均電動(dòng)勢為10V。問當(dāng)電樞繞組分別為單疊和單波時(shí)，正負(fù)電刷端的電壓U和電樞繞組電阻Ra各是多少？解 設(shè)直流電機(jī)電

44、樞繞組的并聯(lián)支路數(shù)2a,則每條支路串聯(lián)的元件數(shù)為S/2a,每條支路的感應(yīng)電動(dòng)勢等于支路串聯(lián)的各元件感應(yīng)電動(dòng)勢之和，而支路電阻亦等于支路串聯(lián)的各元件電阻 之和。由于各條支路是對(duì)稱的，因此正負(fù)電刷間的感應(yīng)電動(dòng)勢等于支路感應(yīng)電動(dòng)勢，而電樞繞 組電阻則等于支路電阻除以并聯(lián)支路數(shù)。空載時(shí)，正負(fù)電刷端的電壓等于正負(fù)電刷間的感應(yīng)電 動(dòng)勢。電樞繞組為單疊繞組時(shí)，2a= = 2p = 4，每條支路串聯(lián)的元件數(shù)為120/4=30。因此端電壓U和電樞繞組電阻Ra分別為U =1030V =300V0.230小Ra1.5.14電樞繞組為單波繞組時(shí)，2a = =2，每條支路串聯(lián)的元件數(shù)為120/2=60，故有U =106

45、0V =600V0 2疋60 Ra=0.2 60門=6門27.一臺(tái)二極發(fā)電機(jī)，空載時(shí)每極磁通為0.3Wb，每極勵(lì)磁磁動(dòng)勢為3000A。現(xiàn)設(shè)電樞圓周上共有電流8400A，并均勻分布，已知電樞外徑為0.42m，若電刷自幾何中性線前移20機(jī)械角度。試求:(1)每對(duì)極的交軸電樞磁動(dòng)分為和直軸電樞磁動(dòng)勢各為多少？(2)當(dāng)略去交軸電樞反應(yīng)的去磁作用和假定磁路不飽和時(shí)，試求每對(duì)極的凈有磁動(dòng)勢及每極下的合成磁通。解 (1)線負(fù)荷Zaia8400A口A/m=6366A/mDa二0.42極距電刷移動(dòng)的弧長每極交軸電樞磁動(dòng)勢為Faq二AC? -bJ= 6366.2 (0.66-0.0733A/極二1 63A/極2每

46、極直軸電樞磁動(dòng)勢為FacJ二A =6366 0.0733A/極二466.6A/極每對(duì)極的交、直軸電樞磁動(dòng)勢分別為1634 2A/對(duì)極=3268A/對(duì)極和466.6 2A/對(duì)極=933.2A/對(duì)極。(2)發(fā)電機(jī)電刷自幾何中性線前移時(shí)，直軸電樞磁動(dòng)勢起去磁作用，故每極凈有磁動(dòng)勢為F =Ff- FacJ=(3000-466.6)A/極：2533A/極每對(duì)極凈有磁動(dòng)勢為2533 2A/對(duì)極=5066A/對(duì)極。由于磁路不飽和，因此；-：F，故合成磁通為不25330.3Wb =0.253Wb30008.一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，PN=35kW，UN=115V，nN=1450r/min，電樞電路各繞組總電阻r0.

47、02431，一對(duì)電刷壓降2Ub=2V，關(guān)勵(lì)電路電阻Rf=20.T。求額定2p二0.422A/m = 0.660mbi：; =P3600Da2003600負(fù)載時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩及電磁功率。解額定電流9.一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，額定數(shù)據(jù)為：UN=11CM,IN=28A,nN=1500r/min，電樞回路總電阻Ra=0.15門，勵(lì)磁電路總電阻Rf=1101。若將該電動(dòng)機(jī)用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)作為發(fā)電機(jī)并入電壓為UN的電網(wǎng)，并忽略電樞反應(yīng)的影響，試問:（1）若保持電壓電流不變，此發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為多少？向電網(wǎng)輸出的電功率為多少?（2）當(dāng)此發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸出電功率為零時(shí)，轉(zhuǎn)速為多少？解 （1）電動(dòng)機(jī)狀態(tài)額定運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁電流額定勵(lì)磁電

48、流1fN額定電樞電流PN35 103115A = 304.3AUNR二115A =5.72A20.1額定電樞電動(dòng)勢|aN= INIfN二(304.3 5.72)A二310AEN -UN 1aNra2二Ub= (115310 0.02432)V =124.5V電磁功率巳二ENIaN=124.5 31CW=38.6kW電磁轉(zhuǎn)矩T_ Pe _ENIaN廠書14502兀-60N m = 245.2 N m電樞電流IaN= IN- IfN=(21)27A感應(yīng)電動(dòng)勢EN UN -1aNRa= （110 27 0.15）V =114.1V由于額定電壓不變，勵(lì)磁電流不變，因此主磁通保持不變。故發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)

49、速為E1141nFFnN1500r/min=1615r/minEN106發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)輸出功率P2二UN（IaFfN）10 （27-1）W= 2860W =2.86kW（2）發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸出功率為0,即此時(shí)輸出電流為0，故發(fā)電機(jī)的電樞電流等于勵(lì)磁電流IaIfN1A發(fā)電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢為EF UNIaFRa= （110 10.15）V =110.2V發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速IE1102nF- nF1615r / mi n=1560r/minEF114.110.一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)如下：PN=46kW，nN=1000r/min，U 230V，極對(duì)數(shù)p = 2，電樞電阻ra= 0.031，一對(duì)電刷壓降2厶Ub=2V

50、，勵(lì)磁回路電阻Rf=30， 把此發(fā)電機(jī)當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，所加電源電壓UN=220/，保持電樞電流為發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行IfNRf110110A=1A時(shí)的電樞電流。試求：（1）此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為多少（假定磁路不飽和）？（2）發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩為多少？(3)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩為多少?空AJ33A307 330.2382 = 0.22767.67220-O.。3 207.7 -2r/mjn=930.4r/min(2)發(fā)電機(jī)額定電磁轉(zhuǎn)矩T；F=9.55CeFlaN= 9.55 0.2382207.7N m=472.5N mTeD =CTDIaN= 9.55C DIaN二9.55 0.2276 207.

51、7N m二451.5N mIfD- UN / Rf解 (1)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí),額定電流PNUNA= 200A230勵(lì)磁電流UNfN空A 67 ARf30額定電樞電流IaNINIfN=(200 7.67)A = 207.7ACeF二UNlaNa2 UbnN230叱O03J0.23821000今作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=UN-ralaN-2UCED(3)電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩Ce：J:CeFIfF0.227627011.一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，額定功率4.6kW，額定電壓230V，每極勵(lì)磁繞組匝數(shù)為500匝,已知在額定轉(zhuǎn)速下空載時(shí)產(chǎn)生額定電壓的勵(lì)磁電流為0.8A，而在額定負(fù)載時(shí)產(chǎn)生額定電壓的勵(lì)磁電流需1.2A，

52、今欲將該電機(jī)改為差復(fù)勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，問每極應(yīng)加入多少匝串勵(lì)繞組？解額定電流34.6 10一230設(shè)每極串勵(lì)繞組匝數(shù)為Ns,依題意為差復(fù)勵(lì)Ns1N Tf0=(IfN_ 1f 0)Nf=10匝/極12.設(shè)有一臺(tái)差復(fù)勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，空載和滿載電壓均為230V，額定轉(zhuǎn)速nN=1000r/min，其空載特性可用式E-500丄表示，并勵(lì)繞組1000匝，串勵(lì)繞組10匝，電樞回路總電阻5 + lfRa =021（包括電刷接觸電阻），滿載時(shí)電樞電流50A，電刷處在幾何中性線上。試求:（1）電機(jī)在滿載時(shí)的電樞反應(yīng)的等效去磁安匝數(shù)；（2）如將發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行于200V的電網(wǎng)上，然后從軸上取去原動(dòng)機(jī)，并加上機(jī)械負(fù)載，使其轉(zhuǎn)

53、為電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行，試分析它是哪種勵(lì)磁方式的電動(dòng)機(jī)，它的轉(zhuǎn)向是否改變，在相同的滿載電樞電流下，它的轉(zhuǎn)速為多少？解 當(dāng)空載電壓U = 230V時(shí)，因la:0500IfU=IaR-5-=230V勵(lì)磁電流并勵(lì)繞組電阻PNA = 20ANs(IfN_ 1f0)1N 1f0Nf(12 - 0.8)20 0.8500匝/極230 5fA =4.26 A1000Rf二U23054If4.26并勵(lì)磁動(dòng)勢Nflf=1000 4.26A/極二4260A/極(1)滿載時(shí)E二URaIa=(230 0.2 50)V = 240V等效勵(lì)磁電流5E5x240IfefA=4.62A500 - E 500 - 240滿載時(shí)，因?yàn)槎?/p>

54、電壓仍為230V不變，故勵(lì)磁電流|f不變，按磁動(dòng)勢關(guān)系有IfefNf=NfIfNala - Fa電樞反應(yīng)的等效去磁磁動(dòng)勢Fa二NflfNaIafef心= (10004.261050 -4.621000) A/極= 140A/極(2)并聯(lián)于電網(wǎng)后，由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)為電動(dòng)機(jī)，電樞電流反向，如串勵(lì)繞組不反接，則串勵(lì)磁勢了隨之改變方向。因勵(lì)磁繞組電流方向未變，故此時(shí)為差復(fù)勵(lì)運(yùn)行狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)方向仍與原來發(fā)電機(jī)狀態(tài)相同，沒有改變。在差復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)工作時(shí)U叫4皿54Rf1000500If(5 If)N，在Ifef 3.43A時(shí)Ce500Ifef500 3.43(5 Ifef) 1000(5 3.43) 10000

55、.2034求得1fefIfefNf=NfIf-Naia -Fa10004.07-105-140A=3.43A13.某串勵(lì)電動(dòng)機(jī)，PN=14.7kW,UN= 220V,IN=78.5A,nN= 585r /min,& =0.26門（包括電刷接觸電阻）。欲在總負(fù)載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變的情況下把轉(zhuǎn)速降到350r/min，問需串入多大的電阻（假設(shè)磁路不飽和）？解 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流等于電樞電流，依題意磁路不飽和， 磁通與勵(lì)磁電流成正比，因此有式中，C：.：1比例常數(shù)。串電阻調(diào)速前后，因總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變，即電磁轉(zhuǎn)矩保持不變，因此CTC：.：2= CTC：.：；N，故電樞電流保持不變調(diào)速前的電動(dòng)勢為EN -

56、UN_ IaNRa UN_ INRa= (220 -78.5 0.26)V =199.6/需串入的電阻為U =laRaCe220 -50 0.20.2034r /min = 1032r / minTe - CT：jIa二CTC：JfIa二CTC：IIa i aN=IN= 78.5ARjEIa*220 119.478.2-0.26=1.02.114.一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī),PN=19kW，UN= 230V，nN=1450r/m，電樞電路各繞組總電阻債飛0.183，2 U 2V，勵(lì)磁繞組每極匝數(shù)Wf=880匝，咕二2.79A，勵(lì)磁繞組電阻Rf=81.1，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1450r/m時(shí)測得電機(jī)的空載特性為:1

57、f(A)0.370.911.452.02.382.743.28U0(V)44104160210240258275求：(1)欲使空載產(chǎn)生額定電壓，勵(lì)磁電路應(yīng)串入多大電阻？(2)電機(jī)的電壓變化率:U；(3)在額定運(yùn)行的情況下電樞反應(yīng)的等效去磁安匝。Faqd解: (1)根據(jù)U0=230伏，在空載曲線上查得If0二2.253A所以R2晉聲二102。故勵(lì)磁回路應(yīng)串入的電阻Rf =Rf0-Rf=102.7 -81.1= 20.97(2)電機(jī)額定時(shí)勵(lì)磁電阻RfN=丄=82.44，|fN| f=2.74 3.28內(nèi)線性化，得到電壓(If-2.74)=171.74 31.481f而為代入上式得到空載端電壓“27

58、7伏故電壓變化率，U二Uo-UN= 277 -230 0.4% UN230(3)額定電流IN=PNJ9000.82.61AUN230IaN= IN IfN=85.40A在額定條件下電機(jī)的感應(yīng)電勢EN=UN2UbIaNRa-230285.4 0.183 =24.7伏在空載特性上查得等效勵(lì)磁總電流我們將空載曲線在2 74 2 38I；= 2.38(247.6 - 240) = 2532A258 - 240所以，在額定情況下電樞反應(yīng)等效去磁安匝Faqd=W；(I；N- |f)=880 (2.79 - 2.5 3 2 = 2 2 7AT / P)15.一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，電樞電流為15.4A,2p=4,單

59、波繞組，S=27,每元件匝數(shù)Wy=3,每極磁通量等于0.025Wb，問電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為多少？若同樣元件數(shù)，繞組改為單迭，極 數(shù)于勵(lì)磁不變，電磁轉(zhuǎn)矩又為多少？PZ _2X(27X3X2) _51 572二a2二Tem= CMIa= 51.57 0.025 15.4 =198.54(Nm)解：單波,單迭，a=2,PZC M =2兀a2 (27 3 2)2- 2= 25.785Tem= CMI a=99.27(N E)16.一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，0.022歐，勵(lì)磁回路電阻 載時(shí)的電流。PN=100kw,UN=220V,n=550r/m在75c時(shí)電樞回路電阻ra=Rf=27.5歐，2.5=2V，額定負(fù)載

60、時(shí)的效率為88%，試求電機(jī)空解:PN_ 100000NUN0.88 220= 516.53AIaN=IN-UN-508.53ARfEaN= UNT aNRa- 2二u 220 - 508.53 0.022 - 2 = 206.8VCe二電nN型二0.376550P = PeN一PN二EaN|aN一PN=5164WTe0T0P0Ia0jCNCT60 516460 P024.97A2二n 9.55CT2550 9.55 0.376I0= Ia0If= 24.97 S = 24.978 = 32.97ARf17.一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)如下：PN=17kw,UN=220V,n=3000r/m,IN=88