直流电机习题答案Word格式文档下载.docx

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驱动（或拖动）

13.直流发电机，电刷顺电枢旋转方向移动一角度，直轴电枢反应是___________的；

若为电动机，则直轴电枢反应是___________的。

去磁；

助磁（或增磁）

14.直流电机电刷在几何中性线上时，电枢反应的作用为：

（1）_____________________________；

（2）使物理中性线_____________________________；

（3）当磁路饱和时起_____________作用。

使气隙磁场发生畸变；

；

偏移几何中性线一个角度；

去磁作用

15.并励直流发电机自励建压的条件是：

_____________________________，__________________________，__________________________________。

电机有剩磁；

励磁绕组并联到电枢两端的极性正确；

励磁回路的电阻小于与电机转速相应的临界电阻

16.他励直流发电机的外特性是一条下垂的曲线，其原因有：

（1）___________________；

（2）____________

______。

对于并励直流发电机，还有第3个原因：

_____________________________。

所以并励直流发电机的电压调整率比他励时要大。

电枢反应的去磁作用；

电枢回路的电阻压降；

电枢端电压下降，引起励磁电流减小，使电枢电动势和端电压进一步下降

17.可用下列关系来判断直流电机的运行状态：

当_____________时，为电动机状态，当________

_____时，为发电机状态。

Ea<

U；

Ea>

U

18.他励直流电动机固有机械特性的表达式为_______________________________。

19.直流电动机的起动方法有：

______________________、__________________、________________________。

直接起动；

电枢回路串电阻起动；

降压起动

20.他励直流电动机在总负载转矩不变时，在励磁回路增加调节电阻可使转速_____________，而在电枢回路增加调节电阻可使转速_____________。

升高（或增大）；

降低（或减小）

21.直流电动机稳定运行的条件为__________________________________。

二、单项选择题：

1.在直流电机中，公式Ea=CeΦn和T=CtΦIa中的Φ指的是。

（1）

（1）每极气隙磁通

（2）所有磁极的总磁通（3）主极每极磁通（4）每极电枢反应磁通

2.直流电机的电枢绕组采用单叠绕组时，并联支路数。

（1）2a=2p

（2）2ap（3）2a=p（4）2a=4p

3.某台单波绕组的他励直流电动机，额定运行时的IN=120A，已知该电动机为6极，则该电机电枢绕组每条支路中的电流为_____A。

（2）

（1）20

（2）60（3）10（4）40

某台单叠绕组的他励直流电动机，额定运行时的IN=120A，已知该电动机为6极，则该电机电枢绕组每条支路中的电流为_____A。

4.并励直流发电机的额定输出功率PN等于。

（3）

（1）UNINηN

（2）UNIN/ηN（3）UNIN（4）UNIaN

5.直流发电机电枢导体中的电流是。

（1）直流电

（2）交流电（3）脉动的直流

6.直流电机运行在电动机状态时，其（）。

（1）Ea＞U　

（2）Ea<

U　（3）Ea=U

7.若他励直流发电机转速升高10%，则空载时发电机的端电压将升高。

（1）10%

（2）大于10%（3）小于10%（4）20%

8.一台并励直流发电机，电压为200V，若将转速提高20％，励磁电阻不变，则。

（1）电压上升到240V

（2）电压上升，但小于240V（3）电压上升至高于240V

9.直流发电机的电刷逆转向移动一个小角度，电枢反应性质为 

（1）去磁与交磁 

（2）增磁与交磁 

（3）去磁

10.若并励直流发电机转速上升20％，则空载时发电机的端电压U0将 

（1）升高20％ 

（2）升高大于20％ 

（3）升高小于20％ 

（4）不变

11.把直流发电机的转速升高20℅，他励方式运行空载电压为U01，并励方式空载电压为U02，则 

（1）U01=U02

（2）U01<

U02（3）U01>

U02

12.一台直流发电机，由额定运行状态转速下降为原来的30℅，而励磁电流及电枢电流不变，则 

（1）Ea下降30%

（2）T下降30℅（3）Ea和T都下降30℅

13.直流发电机电刷在几何中性线上，如果磁路不饱和，这时电枢反应是 

。

（3）

（1）去磁

（2）助磁（3）不去磁也不助磁。

14.一台他励直流发电机，额定电压为200V，6极，额定支路电流为100A，当电枢为单叠绕组时，其额定功率为 

；

当电枢为单波绕组时，其额定功率为 

（4）；

（2）

（1）20KW

（2）40KW（3）80KW（4）120KW

15. 

一台并励直流发电机希望改变电枢两端正负极性，采用的方法是 

（1）改变原动机的转向

（2）改变励磁绕组的接法

（3）既改变原动机的转向又改变励磁绕组的接法

16.直流电动机起动时电枢回路串入电阻是为了（）。

（1）增加起动转矩

（2）限制起动电流（3）增加主磁通（4）减少起动时间

17.一台并励直流电动机若改变电源极性，则电机的转向。

（1）改变

（2）不变（3）无法确定

18.要改变并励直流电动机的转向，可以_____。

（1）增大励磁

（2）改变电源极性（3）改接励磁绕组连接方向

19.负载转矩不变时，在他励直流电动机的励磁回路中串入电阻，稳定后，电枢电流将。

（1）增加

（2）减小（3）不变

20.直流电动机降压调速稳定后，如果磁场和总负载转矩不变，则_____不变。

（1）输入功率

（2）输出功率（3）电枢电流

21.一台并励电动机拆装时不慎变动了电刷位置，以至负载增大时转速愈来愈高，其原因是_____。

（1）电刷逆着电枢转向移动了一个角度

（2）电刷顺电枢转向移动了一个角度

（3）励磁回路电阻太大（4）电源电压越来越高

三、简答题：

1.什么是直流电机的可逆原理？

如何判断直流电机是作为发电机运行还是作为电动机运行？

答：

同一台直流电机既可以作为发电机运行，也可以作为电动机运行，这就是直流电机的可逆原理。

直流电机运行状态的判别依据：

当Ea>

U时，为直流发电机；

当Ea<

U时，为直流电动机。

2.电枢反应的性质由什么决定？

交轴电枢反应对每极磁通量有什么影响？

直轴电枢反应的性质由什么决定？

电枢反应的性质由电刷位置决定，电刷在几何中性线上时电枢反应是交轴性质的，它主要改变气隙磁场的分布形状，磁路不饱和时每极磁通量不变，磁路饱和时则还一定的去磁作用，使每极磁通量减小。

电刷偏离几何中性线时将产生两种电枢反应：

交轴电枢反应和直轴电枢反应。

当电刷在发电机中顺着电枢旋转方向偏离、在电动机中逆转向偏离时，直轴电枢反应是去磁的，反之则是助磁的。

3.为什么他励直流发电机的外特性是下垂的？

4.并励直流发电机的外特性和他励直流发电机有何不同？

并说明影响曲线形状的因素。

并励直流发电机的外特性比他励直流发电机软。

他励直流发电机的影响因素有两个：

①随着Ia增加，IaRa增加，使U下降；

②随着Ia增加，电枢反应的去磁作用增强，使磁通Φ减少，电枢电动势Ea减少，最后使U下降。

电枢端电压U下降，引起励磁电流If减小，使电枢电动势Ea和端电压U进一步下降。

5.并励直流发电机正转能自励，反转能否自励？

为什么？

发电机正转时能够自励，表明发电机正转时满足自励条件，即：

①电机有剩磁；

②励磁绕组并联到电枢两端的极性正确；

③励磁回路的电阻小于与电机转速相应的临界电阻。

如果转向改变了，励磁绕组的接线也应随之改变，这样才能保证励磁电流所产生的磁场方向与剩磁方向相同，从而实现电机的自励。

当电机的转向改变了，而励绕组的接线未改变，这样剩磁电动势及其产生的励磁电流的方向必然改变，励磁电流产生的磁场方向必将与剩磁的方向相反。

电机内磁场被削弱，电压不能建立，所以并励发电机正转时能自励；

反转时，不改变励磁绕组的两个端头的接线，是不能自励的。

6.一台并励直流电动机，如果电源电压U和励磁电流

保持不变，加上恒转矩负载以后，发现电枢电流

超过额定电流，有人企图在电枢回路中串接一电阻来限制电枢电流，是否可行？

当

、

保持不变时，根据电动机稳定运行时的转矩平衡方程式

，

，Ct为转矩系数，因此有

今电枢电流超过额定电枢电流，即

，企图在电枢回路串电阻来限制电枢电流是不行的。

因为在负载转矩

及气隙合成磁通

一定时，所需的电枢电流也是一定的。

7.直流电动机的电磁制动方法有哪几种？

回馈制动、能耗制动、反接制动。

四、判断题，请在括号内打✓或×

：

1.直流发电机中的电刷间感应电动势和导体中的感应电动势均为直流电动势。

（）×

2.★若把一直流发电机电枢固定，而电刷与磁极同时旋转则在电刷两端仍能得到直流电压。

（）✓

3.并励直流发电机转速上升0.2倍，则空载时发电机端电压上升0.2倍。

（）×

4.直流电机无电刷一样可以工作。

5.直流电机的电枢绕组并联支路数等于极数即2a＝2p。

6.直流电机的漏磁通不参与机电能量转换，所以对电机的磁路没有任何影响。

7.直流电机的工作点一般取在磁化曲线开始弯曲处。

（）✓

8.直流电机的电枢绕组至少有两条并联支路。

9.一台并励直流发电机，正转能自励，反转也能自励。

（）

10.电磁转矩和负载转矩的大小相等，则直流电机稳定运行。

11.他励直流电动机降低电源电压调速与减小磁通调速都可以做到无级调速。

12.直流电动机的额定功率指转轴上吸收的机械功率。

13.直流电机的转子转向不可改变。

14.同一台直流电机既可作发电机运行，也可作电动机运行。

15.并励直流电动机不可轻载运行。

16.一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。

（）

17.直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。

（）

五、作图题：

1．一台他励直流电动机，已知其固有机械特性如下图所示，现在将电源电压降为额定电压的0.75倍，试在下图中画出该情况下的人为机械特性，要求标出该情况下的理想空载转速及额定转矩所对应的转速。

教案编号

1

课题

直流电动机的结构

授课人

课型

课时

教具

原设计者

授课时间

教学目标

1．掌握直流电机的结构

2．了解直流电动机的优缺点。

教学重点

直流电机的结构

教学难点

教学过程（复习提问、精讲设计、课前或中预习内容及要求、设计当堂测试和作业、随堂小结等）

第一课时

第一节 直流电机

直流发电机与直流电动机在理论上是可逆的。

应用于起重、运输机械、传动机构、精密机械、自动控制系统和电子电器、日常电器中。

一、直流电机的构造

（一）定子

定子由机座、主磁极、换向磁极、电刷组件组成，如图所示。

定子的横剖平面图如图所示。

1．机座

用铸钢或铜板焊成，用作支撑和保护整机结构，同时又是电机磁路的一部分，有良好的导磁性能和机械强度。

2．主磁极

由铁心和励磁绕组组成。

铁心由极身和极靴两部分组成，铁心由1~1.5mm厚的钢板叠压而成如图所示。

励磁绕组绕在铁心外面，主磁极的作用是在励磁绕组中通入励磁电流时产生主磁通。

当励磁绕组通入直流电时，铁心就成为一个有固定极性的磁极。

3．换向磁极

换向磁极的作用是为了改善换向性能，减小换向火花，削弱电枢磁场。

换向磁极与转子间气隙较大，涡流较小，可用整块钢制成。

其上的绕组一般与电枢绕组串联，用横截面较大的铜导线绕制。

换向磁极与主磁极数量相等或为其一半，顺着转子旋转的方向排列顺序是：

N,N’,S,S’

4．电刷组件

电刷组件由电刷、刷握、刷杆、刷杆座及压紧弹簧组成，如图所示。

电刷内有用细铜丝编织成的刷辫与外电路导通

作用：

与换向器配合，连接静止的外电路和转动的电枢电路。

板书设计（第一课时）

一、直流电机的构造

（一）定子

1．机座

2．主磁极

3．换向磁极

4．电刷组件

教学后记（各班级授课时间、缺席名单及原因；

学生辅导；

偶发事件处理；

教学反思等）

1、对主磁极和换向磁极概念模糊

2、对电刷的作用不太理解

第二课时

复习提问：

直流电动机的定子结构及各部分的作用

（二）电枢

电枢又称转子，作用是在励磁磁场作用下，产生感应电动势和电磁转矩，实现电能与机械能之间的转换。

其结构如图所示。

1．电枢铁心

电机磁路的另一部分，为减小涡流由硅钢片叠压而成。

在电区外缘有嵌放绕组的铁心槽，整个铁心固定在转动轴上，随轴一起转动。

2．电枢绕组

由绝缘铜导线或扁铜线在模具上绕制成型后嵌放在转子铁心槽中，伸出铁心槽的端部，均用非磁性丝带扎紧，每个线圈的首尾端，均按一定规律，焊接到换向片上。

3．换向器

由若干个楔形铜片装成一圆柱体，片与片之间用云母绝缘。

结构如图所示。

换向片与转轴之间又用塑料绝缘，固定在转轴的一端，按照一定规律与电枢绕组连接。

它的作用是与电刷配合将外加的直流电变为电枢绕组中的交流电。

（三）直流电机的其他部分

直流电机的其他部分还有端盖、轴承、转轴、风扇、接线板、接线盒等。

板书设计（第课时）

1、电枢铁心

2、电枢绕组

3、换向器

1、对换向磁极和换向器概念模糊

2、对电刷和换向器的作用不理解

全面贯彻落实“堂堂清”课堂教学模式

3

直流电动机的工作原理

掌握直流电动机的基本工作原理

1、电磁力的产生

2、转动方向的一致的分析

结合换向器进行转子中电流方向的变化分析

1、三相异步电动机的工作原理

2、直流电动机的工作原理

3、单相异步电动机的工作原理

4、磁场对电流的作用力的判断方法。

一、直流电动机原理示意图如图所示。

1．原理：

（1）定子——永久磁铁

（2）转子——矩形线圈，可绕OO'

转动，接支流电源

（3）电刷——A接电源正极，B接电源负极。

（4）换向器——装在转子上。

2．转动原理：

如上图所示

（1）电流在线圈中的方向是d→c→b→a。

（2）根据左手定则，线圈两边在磁场中受力方向是：

ab边向上，cd边向下，产生顺时针力矩。

（3）线圈转过180︒后，线圈的两个受力边位置对调，方向正好相反，但在两磁极下导体电流和受力方向不变，线圈继续顺时针转动。

二、总结直流电动机的工作原理

1、励磁绕组通入直流电产生静止的主磁场。

2、电枢绕组通入直流电，在主磁场中受到电磁力的作用产生电磁转矩，驱动转子旋转。

3、借助电刷和换向器的作用，把电源的直流电变为电枢绕组中的交流电，保持电磁转矩的方向不变，使电动机保持一个方向连续旋转。

三、练习

一、分析原理

二、总结原理

通过本节课的学习对结构的认识加强了理解，效果很好

4

直流电动机的工作过程

5

直流电动机的控制

理解各种电机的机械特性，掌握直流电动机反转的方法。

直流电动机反转的方法

各种电机的机械特性

1、直流电动机的分类

2、三相异步电动机的反转方法

3、单相异步电动机的反转方法

 直流电动机的控制

一、直流电动机的调速控制

并励电动机转速公式

串励电动机转速公式

下面以改变主磁极磁通

调速为例分析其调速方法及原理。

1．并励电动机的变

调速

在励磁支路上串入一阻值连续可调的变阻器

，如图所示。

增大时，

减小，转速上升。

减小时，

增大，转速下降

2．串励电动机变

在励磁支路上并入一阻值连续可调的变阻器

增大，转速下降。

3．根据转矩公式

分析，在调速中如保持转矩不变，

减小，电枢电流

必然增大。

如果调速前

已达额定值，则不能用此法调速。

它只适用于调高速度以前电枢电流

未达额定值的情况。

这种调速方法具有如下特点：

（1）可实现无级平滑调速。

（2）调节器速后，新的转速仍较稳定。

（3）励磁电流小，能量损耗小。

（4）这种调速方法的缺点是转速只能调到比加调速变阻器前的转速高。

二、直流电动机的反转控制

让直流电动机反转有两种方法：

1．保持电枢电流方向不变，将励磁绕组反接，改变励磁电流方向；

2．保持励磁电流方向不变，将电枢绕组反接，从而改变电枢电流方向。

一、直流电动的控制

二、直流电动机的反转

1、机械特性掌握的不太好

2、反转方法基本掌握

6

单相交直流两用串励电动机

了解单相交直流两用串励电动机的结构原理

单相交直流两用串励电动机结构

单相交直流两用串励电动机的原理

1、直流电动机反转的方法

 单相交直流两用串励电动机

（一）基本结构与工作原理

1．基本结构

由定子和电枢两大部分组成，定子包括外壳、磁极、电刷组件，电枢由转子铁心、绕组、转轴及换向器等组成。

2．工作原理

原理电路如图所示。

对比图（b）和图（c）可以看出，无论是正向连接或反向连接，电磁转矩的方向相同，所