2007本科电机学之直流电机4
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四、计算题〔A〕〔1〕一台并励直流发电机,额定功率P N=10KW,额定电压U N=230V,额定转速n N=1450r/min,电枢回路总电阻〔包括电刷接触电阻〕R a=0.532Ω;励磁绕组电阻R f=215Ω;额定负载时的电枢铁损耗P Fe=442W;机械损耗P m=104W,杂散损耗略去不计。
试求:①额定负载时的电枢绕组电动势E aN; 〔4分〕②额定负载时的电磁转矩;〔4分〕③额定负载时的效率。
〔4分〕〔2〕并励直流电动机,额定功率P N=7.5KW,额定电压U N=220V,额定电流I N=41.2A,额定转速n N=1500r/min,额定励磁电流I fN=1.2A,电枢绕组回路总电阻〔包括电刷接触电阻〕Ra=0.55Ω,略去电枢反响影响,且C TΦ=9.55C eΦ。
试求:①额定情况下,励磁回路的电阻;〔2分〕②额定负载时的电磁转矩;〔4分〕③如果电网压降低到200V,求此时电机的转速为多少?〔该电动机在200V电压下运行时,励磁电流I f=1.09A,对应的C eΦ=0.127Wb,并设负载转矩保持不变。
〕〔4分〕四、计算题〔B〕〔1〕一台并励直流发电机,励磁回路电阻R f=44Ω,负载电阻R L=4Ω,电枢回路总电阻〔包括电刷接触电阻〕R a=0.25Ω,端电压U=220伏。
试求:①励磁电流I f和负载电流I;〔4分〕②电枢电流I a和电枢电动势E a;〔4分〕③电磁功率P e和输出功率P2;〔4分〕〔2〕一台并励直流电动机,P N=17KW,U N=220V,n N=3000r/min,I N=88.9A电枢回路总电阻〔包括电刷接触电阻〕R a=0.114Ω,励磁回路电阻R f=181.5Ω,略去电枢反响影响。
试求:①额定负载时的电磁转矩〔C TΦ=9.55C eΦ〕;〔4分〕②额定负载时的效率;〔2分〕③当电枢回路串入电阻r a=0.15Ω时,在额定输出转矩时的转速。
〔4分〕B卷:程小华电机学下试题直流电机之第4和5两章22分判断题5个:5分〔Yes / No〕1. 空载特性是指n=n N=常值,I=0时,电枢的空载端电压与励磁电流之间的关系。
直流电机的工作原理
直流电机是一种将直流电能转化为机械能的装置。
它的工作原理基于洛伦兹力和电动行为的相互作用。
直流电机的核心部件是电枢,由大量线圈组成。
当直流电源施加在电枢上时,电流流经线圈,产生一圈圈的磁场。
在电枢旁边,有一个磁体称为永磁体或者磁场极,它产生恒定的磁场。
当电流通过电枢的线圈时,根据右手定则,线圈内的磁场与永磁体的磁场产生相互作用,产生力矩。
由于电流的方向是可逆的,所以直流电机的转向也是可逆的。
当电流改变方向时,电枢产生的磁场方向也会改变,进而改变了与永磁体的相互作用,实现了转向。
为了实现连续的旋转运动,直流电机需要一个机械装置来改变电枢线圈的方向。
这个装置通常由一个可调整的组件(如换向器和刷子)组成,它能够使电流从一个线圈转移到下一个线圈,从而保持电枢的旋转方向。
总之,直流电机工作的基本原理就是利用洛伦兹力和电动行为,通过电磁感应和相互作用实现电能到机械能的转换。
直流电机的工作原理
直流电机是一种常见的电动机,它通过直流电源提供电能,将电能转换为机械能,驱动机械装置运转。
直流电机的工作原理主要包括磁场产生、电流通路和力矩产生三个方面。
首先,直流电机的工作原理与磁场产生密切相关。
在直流电机中,通常会有一个磁场产生装置,它可以是永磁体或者电磁铁。
当电流通过磁场产生装置时,会在装置周围产生磁场,形成磁极。
这个磁场是直流电机工作的基础,因为它与电流之间会产生相互作用,从而产生力矩,驱动电机运转。
其次,直流电机的工作原理还与电流通路有关。
在直流电机中,电流通路是通过电刷和换向器来实现的。
电刷是连接电源和电机的导电装置,它与换向器配合工作,使得电流可以按照一定的规律在电机的绕组中流动。
这样,电流在磁场中产生作用,产生力矩,从而驱动电机转动。
最后,直流电机的工作原理还涉及到力矩的产生。
在直流电机中,当电流通过绕组时,会在绕组中产生磁场,这个磁场与磁场产生装置的磁场相互作用,产生力矩。
这个力矩会驱动电机转动,实现能量转换。
综上所述,直流电机的工作原理是通过磁场产生、电流通路和力矩产生三个方面相互作用,实现电能到机械能的转换。
通过对这些原理的深入理解,可以更好地掌握直流电机的工作特点,为实际应用提供理论支持。
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。
第五节 直流电机的基本方程直流电机的基本方程式包括电系统的电动势平衡方程式、能量系统的功率平衡方程式和机械系统的转矩平衡方程式。
一、直流发电机的基本方程式直流电机的基本方程式与励磁方式有关。
下面以并励直流发电机为例来分析直流发电机的基本方程式。
1.电动势平衡方程式当原动机拖动直流发电机旋转时,电枢绕组切割气隙磁场感应出电动势a E 。
当电机带上负载时,电枢绕组中将有电流a I 流过,取a I 与a E 的参考正方向相同。
根据基尔霍夫第二定律,则有电动势平衡方程式f f sa a a R I U U R I U E =∆++=2式中,U 为并励发电机的端电压,也为加在励磁回路的电压;a R 为电枢绕组的电阻;s U ∆2为一对电刷下的接触压降;f I 为励磁回路的电流;f R 励磁回路的电阻。
对并励直流发电机,根据基尔霍夫第一定律,有电流方程式f a I I I +=式中,I 为发电机的输出电流,即负载电流。
2.功率平衡方程式并励直流发电机的功率流程图。
图中,1P 为原动机输入的机械功率,除去机械损耗Ωp 、铁耗Fe p 和附加损耗∆p 后,余下的部分转化为电磁功率e P 。
因此有如下功率平衡方程式e e Fe P p P p p p P +=+++=∆Ω01式中,0p 为空载损耗,它等于机械损耗Ωp 、铁耗Fe p 和附加损耗∆p 之和。
其中铁耗Fe p 是由于电枢旋转时交变磁通在电枢铁心内引起的损耗;机械损耗Ωp 是指轴承摩擦损耗、电刷摩擦损耗和转子与空气的摩擦损耗(也称为通风损耗)等;附加损耗∆p 也称为杂散损耗,主要包括结构部件在磁场内旋转而产生的损耗、电枢齿槽的影响使气隙磁通产生脉动而在主极铁心中和电枢铁心中产生的脉动损耗、电枢反应使气隙磁场畸变而在电枢铁心中产生的损耗、由于电流分布不均匀而增加的电刷接触损耗以及换向电流所产生的损耗等,这些损耗难于精确计算,一般进行估算,通常约占额定功率的0.5%~1%。
《直流电动机》知识清单一、直流电动机的定义与工作原理直流电动机是将直流电能转换为机械能的旋转电机。
它依靠直流电源供电,通过电磁作用来实现转动。
其工作原理基于安培力定律和电磁感应定律。
当直流电流通过电动机的电枢绕组时,会在绕组周围产生磁场。
同时,电动机内部的永磁体或励磁绕组产生的磁场与电枢绕组产生的磁场相互作用,从而产生电磁转矩,驱动电枢旋转。
二、直流电动机的结构组成1、定子定子是电动机中固定不动的部分,主要由主磁极、换向极、机座和电刷装置等组成。
主磁极提供主磁场,通常由永磁体或励磁绕组构成。
换向极用于改善换向性能,减小电刷与换向器之间的火花。
机座起到支撑和固定的作用。
电刷装置用于将直流电源引入电枢绕组。
2、电枢电枢是电动机的转动部分,主要由电枢铁芯、电枢绕组和换向器等组成。
电枢铁芯由硅钢片叠压而成,用于减少涡流损耗。
电枢绕组是产生感应电动势和电磁转矩的关键部件。
换向器则用于将电枢绕组中的交流电动势转换为直流电动势,并保证电流在电刷间的换向。
3、气隙气隙是定子和电枢之间的空隙,它的大小对电动机的性能有重要影响。
三、直流电动机的励磁方式1、他励直流电动机励磁绕组由独立的直流电源供电,励磁电流不受电枢电流的影响。
2、并励直流电动机励磁绕组与电枢绕组并联,励磁电压等于电枢电压。
3、串励直流电动机励磁绕组与电枢绕组串联,励磁电流等于电枢电流,这种电动机具有较大的启动转矩。
4、复励直流电动机既有并励绕组又有串励绕组,综合了并励和串励电动机的特点。
四、直流电动机的机械特性机械特性是指电动机的转速与电磁转矩之间的关系。
1、自然机械特性在额定电压和额定励磁电流下,电动机的转速随电磁转矩的变化曲线。
2、人为机械特性通过改变电枢电压、励磁电流或电枢回路电阻等参数得到的机械特性。
五、直流电动机的启动启动时需要较大的启动转矩,但过大的启动电流会对电机和电源造成损害。
常见的启动方法有:1、全压启动直接将额定电压加在电枢两端,这种方法简单,但启动电流很大,一般只适用于小容量电机。
专升本《电机学》一、(共75题,共150分)1. 一个带有铁芯的电感,增加线圈的匝数,其电感大小会(…。
)。
(2分)A。
不变 B.变大 C.变小 D.基本不变标准答案:B2. 直流电机电枢固定,电刷和磁极同时旋转,电刷两端电压的性质是(…..). (2分)A。
交流 B。
直流 C.脉冲 D。
以上都不对。
标准答案:B3。
一台由原动机拖动的直流发电机,改变直流发电机的旋转方向,换向器两端的电压极性会(…。
). (2分)A。
改变 B。
保持不变 C.以上都不对。
标准答案:A4。
一台他励直流电动机,若带恒转矩负载运行,采用降压调速,则稳定后(…..)不变.。
(2分)A。
输入功率 B。
输出功率 C.电磁功率 D。
电枢电流标准答案:D5。
一直流电动机拖动一台他励直流发电机,当电动机的外电压,励磁电流不变时,增加发电机的负载,则电动机的电枢电流和转速n将(…..)。
(2分)A。
电枢电流增大,n降低 B.电枢电流减少,n升高C。
电枢电流减少,n降低 D。
电枢电流增大,n升高。
标准答案:A6。
一台变压器一次侧接在额定电压的电源上,当二次侧带纯电阻负载时,则从一次侧输入的功率(…..)。
(2分)A.只包含有功功率B.既有有功功率,又有无功功率C。
只包含无功功率D.为零。
标准答案:B7。
若一台变压器若将其原边外加电压U1和频率f1同时升高20%,其铁心损耗(…。
). (2分)A。
升高 B。
降低 C。
不变 D。
基本不变标准答案:A8。
一台变压器原设计的频率为50HZ,现将它接到60HZ的电网上运行,当额定电压不变时,铁芯中的励磁电流将(…。
). (2分)A.增加B.不变C.减少D.为零不能运行.。
标准答案:C9。
一台单相变压器,U1N/U2N =220/10,若原方接在110V的单相电源上空载运行,电源频率不变,则变压器的主磁通将(…。
.)。
(2分)A。
增大; B。
减小; C。
不变.。
标准答案:B10。
下面哪一个不是变压器并联运行的条件(…..)。