直流电机3.
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《直流电机》练习题一、填空题1.直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是,电刷外部电动势和电流是。
2.一台并励直流电动机,如果电源电压和励磁电流If不变,当加上一恒定转矩的负载后,发现电枢电流超过额定值,有人试在电枢回路中接一电阻来限制电流,此方法。
串入电阻后,电动机的输入功率P1将,电枢电流Ia电动机的效率η将。
,转速n 将,3.一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩,做额定运行时,如果将电源电压降低了20℅,则稳定后电机的电流为倍的额定电流(假设磁路不饱和)。
4.并励直流电动机,当电源反接时,其中Ia的方向,转速方向。
5.直流发电机的电磁转矩是转矩,直流电动机的电磁转矩是转矩。
答:制动,驱动。
6.电枢反应对并励电动机转速特性和转矩特性有一定的影响,当电枢电流Ia增加时,转速n 将,转矩T 将。
7.直流电动机电刷放置的原则是:。
8.直流电动机调速时,在励磁回路中增加调节电阻,可使转速,而在电枢回路中增加调节电阻,可使转速。
9.并励直流电动机改变转向的方法有、。
10.当保持并励直流电动机的负载转矩不变,在电枢回路中串入电阻后,则电机的转速将。
11.并励直流发电机的励磁回路电阻和转速同时增大一倍,则其空载电压。
12.直流电机单叠绕组的并联支路对数为,单波绕组的并联支路对数。
13.直流电机若想实现机电能量转换,靠电枢磁势的作用。
14.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;若为电动机,则直轴电枢反应是。
二、选择题1.一台直流发电机,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。
A.Ea下降30% B. T 下降30%C:Ea和T 都下降30% D:端电压下降30%2.一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。
A. 改变原动机的转向B.改变励磁绕组的接法C.改变原动机的转向或改变励磁绕组的接法D.改变原动机的转向的同时,改变励磁绕组的接法3.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。
第三章直流电机的工作原理及特性3.1、为什么直流电记得转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成?答:直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠加而成是因为要防止电涡流对电能的损耗。
3.2、并励直流发电机正传时可以自励,反转时能否自励?答:不能,因为反转起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩与磁场方向相反,这样磁场被消除,所以不能自励。
3.3、一台他励直流电动机所拖动的负载转矩T L=常数,当电枢电压或电枢附加电阻改变时,能否改变其稳定运行状态下电枢电流的大小?为什么?这时拖动系统中那些量必然要发生变化?答:T=K tφI a u=E+I a R a当电枢电压或电枢附加电阻改变时,电枢电流大小不变。
转速n与电动机的电动势都发生改变。
3.4、一台他励直流电动机在稳态下运行时,电枢反电势E=E1,如负载转矩T L=常数,外加电压和电枢电路中的电阻均不变,问减弱励磁使转速上升到新的稳态值后,电枢反电势将如何变化? 是大于,小于还是等于E1?答:T=I a K tφ,φ减弱,T是常数,I a增大。
根据E N=U N-I a R a ,所以E N减小,小于E1。
3.5、一台直流发电机,其部分铭牌数据如下:P N=180kW,U N=230V,n N=1450r/min,η=89.5%,试求:N①该发电机的额定电流;②电流保持为额定值而电压下降为100V时,原动机的输出功率(设此时η=ηN)解:①因为P N=U N I N,所以I N= P N/U N=180*1000/230=782.6A②因为η=IU/P,所以P= IU/ηN=782.6*100/89.5=87441W=87.44KW3.6、已知某他励直流电动机的铭牌数据如下:P N=7.5KW,U N=220V,n N=1500r/min,η=88.5%,试求该电机的额定电流和额定转矩。
N解:对于电动机:P N=U N I NηN所以I N= P N/( U NηN)=7500/(220*0.885)=38.52A输出转矩:T N=9.55P N/n N=9.55*7500/1500=47.75N·m3.7、一台他励直流发电机:P N=15KW,U N=230V,I N=65.3A,n N=2850r/min,R a =0.25Ω,其空载特性为:U 0/ V 115 184 230 253 265I f/A 0.442 0.802 1.2 1.686 2.10今需在额定电流下得到150V 和220 V的端电压,问其励磁电流分别应为多少?解:由空载特性得到其空载特性曲线为:E2652532302201841501150.4420.710.802 1.21.08 1.6862.10f I当U=150V 时 I f =0.71A当U=220V 时 I f =1.08A 3.8、一台他励直流电动机的铭牌数据为:P N =5.5KW ,U N =110V ,I N =62A ,n N =1000r/min ,试绘出它的固有机械特性曲线。
直流电机的工作原理直流电机是一种将直流电能转换为机械能的装置。
它采用的是电磁感应的原理,通过电流在磁场中产生力矩,使得电机运转。
下面将详细介绍直流电机的工作原理。
一、电枢和磁极直流电机的关键部件是电枢和磁极。
电枢由绕组和电刷组成,绕组通常采用导电性能较好的铜线绕制,而电刷则由导电材料制成。
磁极由磁场产生器、磁铁等组成,其作用是产生均匀的磁场。
二、电磁感应在直流电机中,电枢通常由一对相互独立的绕组组成,分别称为电枢绕组和励磁绕组。
当外加电源将电流引入电枢绕组时,电枢绕组中产生的磁场与励磁绕组产生的磁场叠加,形成一个整体的磁场。
三、力矩产生当直流电机接通电源后,电枢中的电流开始流动。
根据洛伦兹力的原理,当导体在磁场中运动时,会受到一个力的作用。
在直流电机中,这个力会产生一个力矩,使电枢开始旋转。
电枢的旋转会改变磁通量的大小和方向,从而产生电感应电动势。
根据霍尔定律,电感应电动势的方向与电流变化方向相反。
这个电感应电动势会阻碍电枢继续增大电流,形成一个反作用力。
当力矩与反作用力达到平衡时,电枢将保持旋转。
四、换向器的作用为了使电枢继续旋转,需要不断改变电枢绕组的电流方向。
这就需要通过一个特殊的装置——换向器来实现。
换向器可以使电流方向周期性地变换,从而改变磁场方向,使得电枢继续运转。
五、直流电机的应用直流电机广泛应用于工业、交通、家电等领域。
在工业领域,直流电机被用于驱动各种机械设备,如风机、水泵、制造机械等。
在交通领域,直流电机被应用于电动汽车、电动自行车等。
在家电领域,直流电机被用于冰箱、洗衣机、吸尘器等家电产品。
总结起来,直流电机的工作原理是通过电磁感应的方式,利用洛伦兹力产生力矩,使得电机转动。
电枢和磁极是直流电机的关键部件。
通过换向器的作用,改变电枢绕组的电流方向,实现电机的连续运转。
直流电机在各个领域都有广泛的应用,促进了社会的发展和进步。
机电传动控制第3章直流电机的工作原理及特性各种各样的电机常用的电机主要分为两大类:驱动电机:是设备的主要动力源,包括各类交流、直流电动机及步进电动机。
交流异步电动机较之其他类型的电动机结构简单,价格便宜,运行可靠,维护方便,应用广泛。
控制电机:常见的有步进电动机、交流伺服电动机、直流伺服电动机、测速发电机等,这类电机的主要任务时转换和传递控制信号,能量传递时次要的。
常用电机分类:第3章直流电机的工作原理及特性电机分为直流电机和交流电机。
直流电机——工作电压或输出电压为直流电压。
交流电机——工作电压为交流电压。
直流电机:直流电动机——将电能转换成机械能。
直流发电机——将机械能转换成电能。
直流电机与交流电机的比较交流电机较直流电机的结构简单,制造容易,维护方便,运行可靠;直流电机有交流电机不可比拟的启动和调速性能;直流电机更适合于调速要求高、正反转、启动和制动频繁的场合;直流电机即可做电动机用,又可作发电机用。
3.1 直流电机的基本结构和工作原理一、直流电机的基本结构包括定子、转子和换向器实际直流电机构造定子实际直流电机构造转子换向片剖视图3.1 直流电机的基本结构和工作原理一、直流电机的基本结构3.1 直流电机的基本结构和工作原理一、直流电机的基本结构3.1 直流电机的基本结构和工作原理一、直流电机的基本结构定子部分:主要由主磁极、换向极(铁芯)和绕在上面的励磁绕组等组成。
作用:产生主磁场和支撑电机转子部分:主要由电枢铁芯、电枢绕组、换向器等组成。
作用:产生感应电动势和机械转矩,实现能量转换。
主磁极:产生气隙磁场,以便电枢绕组在此磁场中转动而感应电势。
产生磁场有两种方法,一是采用永久磁铁作主磁极——永磁直流电机(绝大部分的微小型直流电机);二是由励磁绕组通以直流电流来建立磁场(中大型直流电机) 。
电枢铁芯:主磁通磁路的一部分,嵌置电枢绕组。
一般用0.5或0.35毫米厚的涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成,以防涡流。
《电机与电⽓控制技术》第2版习题解答第三章直流电机《电机与电⽓控制技术》第2版习题解答第三章直流电机3-1直流电机中为何要⽤电刷和换向器,它们有何作⽤?答:直流发电机与直流电动机的电刷是直流电压、电流引出与引⼊的装置。
在发电机中换向器是将电枢元件中的交变电势度换为电刷向直流电势;在电动机中换向器使外加直流电流变为电枢元件中的交流电流,产⽣恒定⽅向的转矩,使电枢旋转。
3-4阐明直流电动机电磁转矩和电枢电动势公式T=C tφI a1,E a=C eφn中各物理量的涵义。
答:直流电动机电磁转矩T=C TφI a式中C T:与电动机结构有关的常数,称转矩系数;φ:每极磁通;I a:电枢电流、T:电磁转矩。
直流电动机电枢电动势公式E a=C eφn式中:C e:与电动机结构有关的另⼀常数,称电动势系数;φ:每极磁通;n:电动机转速;E a:电枢电动势。
3-5直流电动机电枢电动势为何称为反电动势?答:直流电动机电枢转动时,电枢绕组导体切割磁⼒线,产⽣感应电动势,由于该电动势⽅向与电枢电流的⽅向相反,故称为反电动势。
3-6试写出直流电动机的基本⽅程式,它们的物理意义各是什么?答:直流电动机的基本⽅程式有电动势平衡⽅程式、功率平衡⽅程式和转矩平衡⽅程式。
1)电动势平衡⽅程式:U=E a+I a R a式中U:电枢电压;E a:电枢电动势;I a:电枢电流;R a:电枢回路中内电阻。
2)功率平衡⽅程式:电动机的输⼊电功率P1=P em+P cua式中P em:电磁功率P cua:电枢绕组的铜损电动机输出的机械功率:P2=P em-P Fe-P m=P1-P cua-P Fe-P m式中P Fe:电枢铁⼼损耗;P m:机械损耗;P1:电动机输⼊的电功率。
3)转矩平衡⽅程式:T2=T-T0式中T2:电动机轴上输出的机械转矩;T:电动机电磁转矩;T0:空载转矩。
3.7.何谓直流电动机的机械特性,写出他励直流电动机的机械特性⽅程式。