电机与拖动思考题与习题的解答Word文件下载.docx
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3）机座：
固定主磁极、换向磁极、端盖等，同时构成主磁路的一部分，用铸铁、铸钢或钢板卷成。
4）电刷装置：
引出电流，电刷石墨等材料制成。
转子部分：
包括电枢铁芯、电枢绕组、换向片 1）电枢铁心：
构成主磁路，嵌放电枢绕组。
电工钢片叠成。
2）电枢绕组：
产生感应电动势和电磁转矩，实现机—电能量转换。
3）换向片：
换向用，铜线围叠而成。
4） 2-2在直流电机中，为什么要用电刷和换向器，它们起到什么作用？
在直流发电机中，电刷和换向器起到整流的作用，将电枢绕组中的交流电整流成出线端的直流电。
直流发电机中，起到逆变的作用，将端口的输入的直流电变成电枢绕组中的交变电流。
2-3直流发电机是如何发出直流电的？
如果没有换向器，直流发电机能否发出直流电？
直流发电机电枢绕组内的感应电动势实为交变电动势（如题图2-3所示瞬间以导体a为例），电枢绕组的a导体处于N极底下，“右手发电机”定则判得电动势方向为⊙，转半圈后，处于S极下，电动势方向变为⊕，再转半圈，又回到原来位置，电动势又为⊙。
。
，它通过换向装置后，才把电枢绕组的交流变为外电路的直流。
换向装置的结构特点是电枢绕组尽管旋转，而A、B电刷固定不转，且A刷恒与N极下导体相连，B刷恒与S极底下导 N体相连），则A刷引出的电动势方向恒为⊙，若定义为正极，则Ｂ刷引出的电动势方向恒为⊕（流入），为 负极，因此，Ａ，Ｂ两刷得到的就是直流。
上分析可知，于内电路的交流是通过换向装置后才变为外电路的直流，故没有换向装置就不行。
第1页共45页 A.a+_BS题图1-3直流电机模型 2-4何谓电枢反应？
电枢反应对气隙磁场有什么影响？
直流电机在空载运行时，气隙磁场仅有励磁磁动势产生，而负载运作时，气隙磁场是励磁磁动势和电枢磁动势共同产生的，显然与空载时不同，因此把电枢磁动势对主极磁场的影响称为电枢反应.电枢反应结果可能使气隙磁场畸变，同时还可能使气隙磁场削弱或增强. 2-5公式Ea?
Ce?
n和T?
CM?
Ia中的?
应是什么磁通？
公式中的?
为每个极面下的气隙磁通，它励磁磁动势和电枢磁动势共同产生的. 2-6直流电机有哪几种励磁方式？
在各种不同励磁方式的电机里，电机的输入、输出电流和励磁电流有什么关系？
II=IfIf答：
励磁方式有：
IaIa?
?
自励?
他励?
串励?
并励?
复励?
UfUU 他励 I=Ia If=Uf/RfIIaIfU IaIf串励Ia=If=I IU并励Ia=If+IIf=U/Rf 题图2-6直流电机的励磁方式 复励Ia=If+I 2-7“直流电机实质上是一台装有换向装置的交流电机”，你怎样理解这句话？
上题可知，无论是直流发电机还是直流电动机，它们在电枢绕组内的电流均为交流，故直流电机实为一台交流电机。
这种交、直流的转换就是靠换向装置来实现的。
发电机 交流 直流 第2页共45页 电动机 因此说，直流电机实质上是一台带有换向装置的交流电机。
2-8造成换向不良的主要电磁原因是什么？
采取什么措施来改善换向？
电磁原因主要是换向瞬间，在换向元件中的电流正?
ia变成?
ia，产生电抗电动势和电枢反应电动势，会产生以电火花等不良现象，造成换向不良。
不良换向会引起火花和环火，使电机遭到损坏。
改善换向的方法有：
装设换向极。
在电机大容量和工作繁重时，在主磁极极靴上嵌放补偿绕组。
2-9直流电机的电枢电动势和电磁转矩的大小取决于哪些物理量，这些量的物理意义如何？
电枢电动势Ea?
n其中，Ce是电机的电动势结构数Ce?
pN，它的大小决定于电枢绕组导体总根数N、主60a磁极对数p及并联支路数2a，?
是每个极面下的磁通，n是电机转速。
电磁转矩TM?
Ia CT是电机的电磁转矩结构常数，CT?
pN，它的大小决定于电枢绕组导体总根数N、2?
a主磁极对数p及并联支路数2a，?
是每个极下的磁通，Ia是电枢电流。
2-10如何判断直流电机运行于发电机状态还是运行于电动机状态？
它们的功率关系有什么不同？
用感应电动势和端电压的大小来判断。
当入的机械功率，空载损耗消耗后，转换为电磁功率后，以电功率UI的形式输出；
当 Ea?
U时为发电机状态，原动机输 T?
EaIa，再扣除电枢和励磁损耗 Ea?
U时，为电动机运行状态，电源输入的功率UI， EaIa?
T?
，再扣除空载损耗后，输出机械功 扣除电枢和励磁铜耗后，转变为电磁功率 率。
2-11并励直流电动机在运行时励磁回路突然断线，电机会有什么后果？
若在起动时就断线，又会有什么后果？
第3页共45页 答：
并励直流电动机在运行时励磁回路突然断线，励磁电流消失，主磁 通将减小至剩磁通值，在断线瞬间，于惯性，电机转速不会发生变化，则电枢电动势 Ea?
n大大减小，从而电枢电流 于电磁转矩 Ia?
U?
EaRa急剧增大，电枢绕组可能被烧坏。
对 TM?
Ia，当电枢电流Ia增大的速度大于主磁通减小的速度时，则也会 增大。
如果负载转矩不变，致使电机转速迅速升高，若在空载或轻载时，转速会剧增，致使电机受损、甚至会造成人身伤害事故。
2-12试解释他激和并激发电机的外特性为什么是一条下倾的曲线？
讨论他励和并励发电机 U?
Ea?
IaRa 他励发电机：
稍下倾曲线，原因有：
①负载增大，电枢反应去磁效应增强，气隙磁 U通减小，使电枢电动势Ea减小。
②负载增加，电枢绕组电阻压降IaRa增大。
并 他励发电机：
下倾曲线，原因是：
除①、②两原因与并他励发电机相同外，因并励发电机的If=U/Rf，因此 I①、②原因引起U减小，致使If减小，磁通Φ减小，Ea进一步减小，致使端电压题图2-12机械特性曲线下降幅度较大。
第2章练习题题解及答案 2-1试判断下列电刷两端电压的性质 1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转；
2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。
解：
直流发电机原理可知，只有电刷和磁极保持相对静止，在电刷两端的电压才为直流，此：
1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转时，因为电刷与磁极相对运动，电刷两端电压为交流。
2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转，因为电刷与磁极相对静止，电刷两端电压为直流。
2-2一台直流电动机，额定功率为PN=160千瓦，额定电压UN=220伏，额定效率ηN=85%，额定转速nN=1500转/分，求该电机的额定电流？
第4页共45页 IN?
解：
额定电流 PNUN?
N160?
103?
856A220?
2-3一台直流发电机，额定功率为PN=145千瓦，额定电压UN=230伏，额定转速nN=1450转/分，额定效率ηN=85%，求该发电机的额定电流？
PN145?
103额定电流 IN?
UN2302-4试比较直流发电机和直流电动机的电动势、功率和转矩平衡关系？
解：
发电机 电动机电动势平衡关系 功率平衡关系 Ea?
IaRa Ea?
IaRa P1?
P2?
p P1?
p 转矩平衡关系 T1?
Tem?
T0 Tem?
T2?
T0 ?
102-5一台四极直流发电机，单迭绕组，每极磁通为马，电枢总导体数为152 根，转速为1200转/分，求电机的空载电动势？
Ea?
pN2?
152?
n?
106?
10?
8?
1200?
115V60?
30?
4 2-6一台四极直流电动机，nN=1460r/min，Z=36槽，每槽导体数为6，每极磁通为 ?
106马，单迭绕组，问电枢电流为800安时，能产生多大的电磁转矩？
Tem?
36?
6?
Ia?
800?
m2?
4 2-7直流发电机和直流电动机的电枢电动势的性质有何区别，它们是怎样产生的？
直流发电机和直流电动机的电磁转矩的性质有何区别，它们又是怎样产生的？
解；
直流发电机电枢电动势为电源电动势，直流电动机为反电动势，它们均电枢绕组切割磁场产生。
直流发电机电磁转矩为制动转矩，直流电动机为驱动转矩，它们均电枢载流导体在主磁极场作用下产生电磁力而形成转矩。
第5页共45页
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