直流电机习题答案教学提纲
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直流电机 1、 直流电机的结构、原理,各部位的作用,各绕组内的电流的性质:电枢绕组内是交流电,但电刷输出的仍然是直流。
2、 直流电机中的电刷放置位置、作用:电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接,并与换向器相配合,起到整流或逆变器的作用。
位置在安装好后是固定的,但拆开电机后,位置可进行调整以改善换向。
放置位置:原则——电枢绕组获得最大感应电势。
物理位置:主磁极几何中性线处
空间实际位置:主磁极轴线处
3、 直流电机的励磁方式:
4、 自励直流发电机的自励条件、不满足条件时的解决办法? 自励条件:
1)主磁极有剩磁:解决办法——用干电池充磁 。
2)励磁绕组与电枢绕组的接线正确:保证励磁电流建立的磁场与剩磁方向一致,主磁场不断得到加强。
3)励磁回路的电阻小于临界电阻:发电机的转速不同时,空载特性也不同。
因此,对应于不同的转速便有不同的临界电阻。
如果励磁绕组本身的电阻即已超过所对应的临界电阻值,电机是不可能自励的
转速,从而提高其临界电阻值。
*发电机的转速达到额定转速。
5、 直流电动机的起动、调速、反转方法及运行注意事项:
直流电动机的起动方法:一般让起动电流不超过额定电流的(1.3~1.6倍) 1)电枢回路串电阻起动:简单、但设备笨重、能量损耗大,一般应用与中、小
自感电动势,损坏励磁回路,故一般采用改变电枢电流方向的方法。
直流电动机在运行时励磁回路绝对不允许断路,否则将造成“飞车”现象。
一旦电源。
应掌握的概念
自励。
第一章直流电机原理题及答案《电直流电机部分1、直流电机的___子是磁极,___子是电枢。
a) 定b)转2、直流电机的换向器是___的,电刷装置是___的。
a)固定不动b)随轴转动3、直流电机线圈的感应电势是___电势,刷间的电势是___电势。
a)直流b)交变4、某直流电机的额定功率P N=75Kw,U N=220V,额定效率N=88.5%.若这是一台电动机,额定电流I N=___A,若为发电机,额定电流I N=___A。
a)341; b)385.2 c)301.75、直流电动机的额定功率P N是指____功率。
a)电b)机械6、直流电机空载时的磁场是。
a)励磁磁场b)电枢磁场c)合成磁场7、直流电机磁场对气隙磁场的影响,称为电枢反应。
a)励磁磁场b)电枢磁场c)合成磁场8、直流电机电枢反应的作用之一是:当考虑饱和时有作用。
a)增磁b)去磁9、某直流电机有16片换向片,其元件数为___。
a)8b)16 c)3210、直流绕组中,被电刷短路的元件是处于上的元件。
a) 几何中性线b) 磁极轴线11、直流绕组支路元件是___的,支路元件数是___的,支路电势大小是___的。
a)不变b)不断变换12、直流绕组的导体电流,在每经过___时,便交变一次。
a)磁极轴线b)电刷c)几何中性线13、直流电机的感应电势与___成正比,电磁转矩与___成正比。
a)转速n b)电枢电流c)电网电流14、直流电机电枢电势是___,电枢电流是___。
a)各支路电势之和b)支路电势c)各支路电流之和d)支路电流15、电流方程是I a=I-I f的直流电机是___机。
a)发电b)电动16、他励直流电动机的电流方程为___。
a) I a=I b) I a= I f17、某直流电机E a>U,则该电机运行在___状态。
若机械转矩大于电磁转矩T,则运行在___状态。
a)发电机b)电动机18、直流电动机的电枢电流I a与E a___向,电磁转矩T与n___向。
第1章直流电机1-1 P N=201 kW I N=782 A1-2 答:可以根据感应电动势e的大小来判断直流电机的运行状态。
当e>U时处于发电机状态,反之处于电动机状态。
发电状态时M em与n反向,e与I a同向,与U a反向;电动机M em与n同向,e与I a、U a反向。
发电机把机械能转换为电能,电动机把电能转换为机械能。
1-3 I N=522 A1-4 E e=110.9 V T em=378.4 N·m1-5 T2=54.1 N·m T p=5.1 N·m η=86.9% n0=3 111.2 r/min1-6 答:他励直流电动机的固有机械特性是指当电动机电源电压和磁通为额定值,且电枢回路不串联电阻的机械特性。
通过人为的改变他励直流电动机机械特性公式中的磁通、电源电压和电枢回路串联电阻等参数得到的机械特性称为人为机械特性。
1-7 答:电力拖动系统稳定运行的条件有:(1)必要条件。
电动机的机械特性曲线与负载转矩特性曲线有交点,即T em=T L(T L 为负载转矩)。
(2)充分条件。
在交点对应的转速之上有T em<T L,在交点对应的转速之下有T em>T L。
1-8 答:1、因为他励直流电动机直接启动时启动电流可高达额定电流的十几倍或更高,使绕组由于过热而损坏。
2、他励直流电动机的启动控制常采用降压启动或电枢回路串联电阻启动。
3、电枢回路串电阻启动的优点是操作简单、可靠,缺点是启动时电阻消耗的电能较多、效率较低;降压启动的优点是启动过程快、平稳,而且能量损耗小。
缺点是需要专用电源设备,投资大。
1-9 解:避免启动电流过大使电机换向情况恶化,导致启动转矩过大使电动机遭受机械损坏。
1-10 答:常见的调速方法有电枢回路串电阻调速、降低电源电压调速和减弱磁通调速。
1、电枢回路串电阻调速的优点是方法简单,操作方便,缺点是相对稳定性差,而且串入电阻使能耗增大,经济性较差。
直流电机习题答案1、说明直流发电机的⼯作原理。
答:1)⽤原动机拖动电枢绕组旋转2)电机内部有磁场存在;3)电枢绕组旋转切割磁场,产⽣交变的感应电势(右⼿定则);4)通过电刷将交变感应电势引出变成直流;5)将机械能变为电能。
2、说明直流电动机的⼯作原理。
答:1)将直流电源通过电刷接通电枢绕组,使电枢导体有电流流过。
2)机内部有磁场存在。
3)载流的转⼦(即电枢)导体将受到电磁⼒ f 作⽤ f=Bli a(左⼿定则)4)所有导体产⽣的电磁⼒作⽤于转⼦,使转⼦以n(转/分)旋转,以便拖动机械负载。
3、直流电机的额定值有哪些?答:额定值有额定功率、额定电压、额定电流和额定转速等4、答:直流电机的励磁⽅式分为他励和⾃励两⼤类,其中⾃励⼜分为并励、串励和复励三种形式。
1)他励他励直流电机的励磁绕组由单独直流电源供电,与电枢绕组没有电的联系,励磁电流的⼤⼩不受电枢电流影响。
2)并励发电机:Ia =If+I电动机::I =Ia +If3)串励:Ia =If=I4)复励5、直流电机有哪些主要部件?各部件的作⽤是什么。
答:⼀、定⼦1、主磁极:建⽴主磁通,包括:铁⼼:由低碳钢⽚叠成绕组:由铜线绕成2、换向磁极:改善换向,包括:铁⼼:中⼤型由低碳钢⽚叠成。
⼩型由整块锻钢制成。
绕组:由铜线绕成。
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(或引⼊)电流,电刷由⽯墨等材料制成。
⼆.转⼦1.电枢铁⼼:构成主磁路,嵌放电枢绕组。
由电⼯钢⽚叠成。
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。
由铜线绕成。
3.换向器:换向⽤,由换向⽚围叠⽽成。
6、直流电机的换向装置由哪些部件构成?它在电机中起什么作⽤?答:换向装置由换向⽚、换向极铁⼼和换向极绕组构成。
主要作⽤是改善直流电机的换向,尽可能地消除电⽕花。
7、直流电枢绕组由哪些部件构成?答:电枢绕组是由很多个线圈按照⼀定的规律连接⽽成的。
第一章 直流电机1-1 一台直流电动机的数据为:额定功率N P =25 kW ,额定电压N U =220 V ,额定转速N n =1500 r /min ,额定效率N η =86 .2 %。
试求:(1)额定电流N I ;(2)额定负载时的输入功率N P 1 。
解:(1)直流电动机的额定功率N N N N I U P η=额定电流A 83.131862.022010253=⨯⨯==N N NN U P I η (2)输入功率kW 29862.0251===N NN P P η1-2 一台直流发电机的数据为:额定功率N P =12 kW ,额定电压N U =230 V ,额定转速N n =1 450 r /min ,额定效率N η=83 .5 %。
试求:(1)额定电流N I ;(2)额定负载时的输入功率N P 1 。
解:(1)直流发电机的额定功率N N N I U P =额定电流A 17.5223010123=⨯==N N N U P I (2)输入功率kW 37.14835.0121===N NN P P η1-3 一台他励直流电机,极对数p =2 ,并联支路对数a =1 ,电枢总导体数N=372 ,电枢回路总电阻a R =0.208 Ω,运行在U =220V ,n =1500 r /min , Φ=0.011 Wb 的情况下。
Fe P =362W ,mec P =204 W ,试问:(1)该电机运行在发电机状态还是电动机状态?(2)电磁转矩是多大?(3)输入功率、输出功率、效率各是多少?解: (1) V 6.2041500011.0160372260=⨯⨯⨯⨯=Φ=n a pN E a 低于电源电压U =220 V ,所以电机运行在电动机状态。
(2) A 74208.06.204220=-=-=a a a R E U I m N 39.9674011.011416.3237222⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=a I a pN T π (3)输入功率 kW 28.16W 16280742201==⨯==UI P输出功率 204362208.07416280212--⨯-=---=mec Fe cua P P P P P=14575W=14.575kW 效率 895.028.16575.1412===P P η=89.5%1-4 一台并励直流电动机的额定数据为:N U =220V ,N I =92 A ,a R =0.08 Ω,f R =88.7Ω,N η=86 %,试求额定运行时: (1)输入功率;(2)输出功率;(3)总损耗;(4)电枢回路铜损耗;(5)励磁回路铜损耗;(6)机械损耗与铁损耗之和。
第一部分 直流机1-1 为什么直流电机能发出直流电?如果没有换向器,直流电机能不能发出直流电流? 1-2 试判断下列情况下,电刷两端电压性质:(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。
1-6 已知某直流电动机铭牌数据如下,额定功率)(75kw PN=,额定电压)(220v UN=,额定转速)/(1500m r n N =,额定效率%5.88=ηN,试求该电机的额定电流。
1-7 已知某直流电动机的额定功率)(240kw PN=,额定电压)(460v U N =,额定转速)/(600m r nN=,试求该电机的额定电流。
1-12 一台直流发电机额定容量180kw ,额定电压230伏,额定转速1450r/m ,额定效率89.5%,求额定输入功率和额定电流。
2-1 何谓主磁通?何谓漏磁通?漏磁通大小与那些因素有关? 2-2 试述,k i,l i,k δ,k σ,k μαi等物理量的物理概念。
2-3 何谓饱和现象?电机的磁路为什么会出现饱和现象?饱和对电机运行性能有何影响? 2-4 一台14kw ,220伏,1000r/min 的四极直流电动机,槽高h δ=0.03m ,磁极高hm=0.09m ,电枢磁轭长La=0.103m ,机座磁轭长L j=0.357m ,气隙δ=0.0022m ,气隙系数26.1=k δ。
电枢铁心由D11硅钢片迭成,磁极用0.001m 厚钢板迭成,机座用铸钢。
已知空载额定电压时电机磁路各部分磁密为T 76.0=B δ,T z78.13/1=B ,T m 34.1=B ,T a12.1=B,T j 2.1=B ,试求每对极所需的励磁磁势和饱和系数。
2-6 一台四极单迭绕组的直流电机。
(1) 如果取出相邻的两组电刷,只用剩下的两外两组电刷是否可以?对电机性能有何影响?端电压有何变化?此时发电机能供给多大的负载(用额定功率的百分数表示);(2) 如果有一元件断线,电刷间的电压有何变化?电流有何变化? (3) 若只用相对的两组电刷是否能够运行? (4) 若有一极失磁,将会产生什么后果? 2-8 试计算下列各绕组的节距y 1,y2,y和yK,绘制绕组展开图,安放主极及电刷,并求并联支路对数。
直流电机练习参考答案第一章直流电机练习一、判断题(对的打√,错的打×)1、并励电机在运行时断开励磁绕组对电机运行没有多大的影响。
(×)2、在直流电动机的调速中,当调节器为PI调节时,表现为转速无静差。
(√)3、直流电机的电枢铁芯由于在直流状态下工作,通过的磁通是不变的,因此完全可以用整块的磁材料构成,不必用硅钢片叠成。
(×)4、降压调速适用于并励直流电动机。
(×)5、机械特性表征转速和电磁转矩的关系,直流电动机的机械特性是一条直线。
(×)6、在直流电动机起动时,采用电枢串电阻起动,在起动中过程为了快速起动和减小电阻引起的损耗,必须将电阻直接切除掉。
(×)7、一台并励直流发电机,空载运行于某一电压下,如将其转速升高10% ,则发电机的端电压升高10%。
(×)8、使用并励电动机时,发现转向不对,应将接到电源的两根线对调以下即可。
(×)9、换向器是直流电机特有的装置。
(√)10、直流发电机线圈中的感应电势是交变的。
(√)二、填空题1、直流电动机的调速方法有:1)改变电枢两端电压调速、2)改变励磁磁通调速、3)电枢回路串电阻调速等三种。
2、改变直流电动机旋转方向的方法有:(1)将电枢两端电压极性反接,使电枢电流方向改变;(2)将励磁电源电压反接,使励磁电流方向改变。
3、直流电动机按照电枢绕组和励磁绕组的联接方式不同可分为:他励、串励、并励和复励电动机。
4、直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向相反,因此电磁转矩为阻转矩;直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向相同,因此电磁转矩为驱动转矩。
5、直流电动机正处于运行状态,若想改变它的旋转方向,可用的方法有通过改变电枢两端电压极性,而改变电枢电流方向,实现反转和带位能性负载时,通过倒拉方式实现反转。
6、直流发电机的电磁转矩与电机转子方向相反。
(相同/相反)7、并励直流发电机在原动机转向改变后,电枢两端不可以产生感应电势。
第三章直流电机习题解答3-1 直流电机铭牌上的额定功率是指输出功率还是输入功率?对发电机和电动机有什么不同?答:输出功率;对于电动机指轴上的输出机械功率,对于发电机指线段输出的电功率。
3-2. 一台p对极的直流电机,采用单叠绕组,其电枢电阻为R,若用同等数目的同样元件接成单波绕组时,电枢电阻应为多少?答:P2R.解析:设单叠绕组时支路电阻为R1 ,考虑到并联支路数2a=2p,故有:R 2R P1 , 则R1 2PR ,单波绕组时,并联支路数2a=2,每条支路有p 个R1 ,则每条支路电阻为 2p2R ,并联电阻为p2R 。
3-3.直流电机主磁路包括哪几部分?磁路未饱和时,励磁磁通势主要消耗在哪一部分?答:(N 极),气隙,电枢齿,电枢磁轭,下一电枢齿,气隙,(S 极),定子磁轭,(N 极);主要消耗在气隙。
3-4. 在直流发电机中,电刷顺电枢旋转方向移动一角度后,电枢反应的性质怎样?当电刷逆电枢旋转方向移动一角度,电枢反应的性质又是怎样?如果是电动机,在这两种情况下,电枢反应的性质怎样?答:当电刷偏离几何中性线时,除产生交轴电枢磁动势外,还会产生直轴磁动势。
对于发电机,当电刷顺电枢旋转方向移动一角度后,产生的交轴磁动势F aq 对主磁场的影响与电刷位于中性线时的电枢反应磁动势相同,产生的直轴电动势F ad 有去磁作用。
当电刷逆电枢旋转方向移动一角度后,产生的交轴磁动势F aq 对主磁场的影响与电刷位于中性线时的电枢反应磁动势相同,产生的直轴电动势F ad有助磁作用。
如果是电动机,两种情况下的影响与发电机恰好相反。
3-5. 直流电机电枢绕组元件内的电动势和电流是交流还是直流?为什么在稳态电压方程中不考虑元件本身的电感电动势?答:交流;因为在元件短距时,元件的两个边的电动势在一段时间内方向相反,使得元件的平均电动势稍有降低。
但直流电机中不允许元件短距太大,所以这个影响极小,故一般不考虑。
3-6.一台直流电动机运行在电动机状态时换向极能改善换向,运行在发电机状态后还能改善换向吗?答:不能;对电动机来说,换向极极性应与顺着电枢转向的下一个主极性相反,而发电机则应相同。
1、写出直流电动机的转速表达式,说明它有哪3种调速方式?每种调速方式的优、缺点是什么?答:转速表达式ΦK R I U ΦK En e d d e -==;有三种调速的方法,即调节电枢电压0d U ;减弱励磁磁通Φ;改变电枢回路电阻R 。
(1)调0d U 可平滑地调节转速n ,机械特性将上下平移。
但电压只能向小于额定电压的方向变化。
(2)弱磁调速是在额定转速以上调速,其调速范围不可能太大。
但所需功率小。
(3)改变电枢电阻调速简单,但是损耗较大,只能进行有级调速。
2、画出直流电动机理想启动时的转速、电流与时间的关系曲线。
采用理想启动的目的是什么?如何实现?,(∞)(a)(b)i n I 图1-30 调速系统启动过程的电流和转速波形理想启动是使启动电流一直保持最大允许值,此时电动机以最大转矩启动,转速迅速以直线规律上升,以缩短启动时间。
工程上常采用转速电流双闭环负反馈调速系统。
启动时,让转速外环饱和不起作用,电流内环起主要作用,调节启动电流保持最大值,使转速线性变化,迅速达到给定值;稳态运行时,转速负反馈外环起主要作用。
3、分别画出单闭环转速负反馈调速系统和单闭环电压负反馈调速系统的静态结构图;标出静态结构图中各个环节的信号;再分别说明两种系统在电网电压降低后如何进行恒压调节?从而说明哪种系统对电网电压的扰动具有更强的抗扰能力?答:(1)单闭环转速负反馈调速 静态结构图和信号标注图1-11 转速负反馈单环调速系统稳态结构图恒压调节过程:↑↑→↑→-=∆↓→↓→↓→↓→↓→0*0)(d ct n n n n d d U U U U U U n I U 电网电压(2)单闭环电压负反馈调速 静态结构图和信号标注1-20 电压负反馈调速系统稳态结(a)UK 1CUU(b)+-恒压调节过程:↑↑→↑→-↑=∆↓→↓→↓→d0ct u *n n u 0)(U U U U U U U d 电网电压(3)单闭环电压负反馈调速系统对电网电压的扰动具有更强的抗扰能力4、交流异步电机变频调速有3种基本控制方式,在额定频率以下的变频调速控制方式是哪2种?在额定频率以上的变频调速控制方式是哪种?(6分)答:额定频率以下:恒压频比控制。
第二章 直流电机2.1 为什么直流发电机能发出直流电流?如果没有换向器,电机能不能发出直流电流? 换向器与电刷共同把电枢导体中的交流电流,“换向”成直流电,如果没有换向器,电机不能发出直流电。
2.2 试判断下列情况下,电刷两端电压性质 (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。
(1)交流 ∵电刷与电枢间相对静止,∴电刷两端的电压性质与电枢的相同。
(2)直流 电刷与磁极相对静止,∴电刷总是引出某一极性下的电枢电压,而电枢不动,磁场方向不变 ∴是直流。
2.3 在直流发电机中,为了把交流电动势转变成直流电压而采用了换向器装置;但在直流电动机中,加在电刷两端的电压已是直流电压,那么换向器有什么呢?直流电动机中,换向法把电刷两端的直流电压转换为电枢内的交流电,以使电枢无论旋转到N 极下,还是S 极下,都能产生同一方向的电磁转矩2.4 直流电机结构的主要部件有哪几个?它们是用什么材料制成的,为什么?这些部件的功能是什么? 有7个 主磁极 换向极, 机座 电刷 电枢铁心,电枢绕组,换向器 见备课笔记2.5 从原理上看,直流电机电枢绕组可以只有一个线圈做成,单实际的直流电机用很多线圈串联组成,为什么?是不是线圈愈多愈好?一个线圈产生的直流脉动太大,且感应电势或电磁力太小,线圈愈多,脉动愈小,但线圈也不能太多,因为电枢铁心表面不能开太多的槽,∴线圈太多,无处嵌放。
2.6 何谓主磁通?何谓漏磁通?漏磁通的大小与哪些因素有关?主磁通: 从主极铁心经气隙,电枢,再经过相邻主极下的气隙和主极铁心,最后经定子绕组磁轭闭合,同时交链励磁绕组和电枢绕组,在电枢中感应电动势,实现机电能量转换。
漏磁通: 有一小部分不穿过气隙进入电枢,而是经主极间的空气隙钉子磁轭闭合,不参与机电能量转换,δΦ与饱和系数有关。
2.7 什么是直流电机的磁化曲线?为什么电机的额定工作点一般设计在磁化曲线开始弯曲的所谓“膝点”附近?磁化曲线:00()f F Φ= 0Φ-主磁通,0F 励磁磁动势设计在低于“膝点”,则没有充分利用铁磁材料,即 同样的磁势产生较小的磁通0Φ,如交于“膝点”,则磁路饱和,浪费磁势,即使有较大的0F ,若磁通0Φ基本不变了,而我的需要是0Φ(根据E 和m T 公式)选在膝点附近好处:①材料利用较充分②可调性好③稳定性较好。
《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。
机电传动控制直流电机的工作原理及特性习题与参考答案与提示1.一台他历直流电动机带动恒转距负载运行,在励磁不变的情况下,若电枢电压或者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?2.一台他历直流电动机带动恒转距负载运行,如果增加它的励磁电流,说明电势,电枢电流,电磁转距和转速将如何变化?3.:一台直流发电机名牌数据为:P=180KW,U=220v.Ra=0.1K殴,n=1450r/min,々=90%.试求该发动机的额额定电流In和电枢电动势En?.4.已知某他历直流电动机的名牌数据为:Pn=10KW.々n=90%.nN=1500r/min.Un=220v.试求该电动机的额定电流和额定转距?5.一台直流他历电动机,其额定数据为:Pn=2.2KW.Un=Uf=110 v.nN=1500r/min,々N=80%,Ra=0.4殴,Rf=0.4殴。
试求:(1)额定电枢电流Ian(2)额定励磁电流Ifn。
(3)额定电流时的反电动势En。
(4)直接启动时的启动电流Ist。
(5)启动电流不超过额定电流2倍时的启动电阻Rst。
(6)启动电流不超过额定电流2倍时的启动转距Tst。
6.有一台他历直流电动机,其部分额定数据为:Un=110 v,En=90 v,Ra=20殴,nN=3000r/min。
为了提高转速将磁通减少10%,如果负载转距不变,试问转速将变为多少?7.有一台他励直流电动机,其额定数据为:Pn=7.5KW,Un=220v,Ia=41A,Ra=0.38殴,nN=1500r/min。
设励磁电流保持不变,拖动恒转距负载运行,且Tn=Tl,先现将电源电压降到U=150v,试问电动机的速度变为多少?8.一台他励直流电动机的额定数据为:Pn=40Kw,In=210A,Un=220v,Ra=0.07殴,nN=1000r/min,。
带动Tl=1/2Tn的位能负载下放重物。
试求:(1)当电动机在固有机械特性上作回馈制动时,其稳定后的转速为多少?(2)若采用反接制动停车,要求最大制动转距限制为TM=1.9Tn,电枢回路应该串联多大的电阻?(3)采用能耗制动停车时,要求最大制动转距限制为TM=1.9Tn,电枢回路应该串联多大的电阻?9.一台并励直流电动机在带动某负载时的转速n=1000r/min,电枢电流Ia=40A,电枢回路电阻Ra=0.045殴,电网电压Un=110v。
直流电机习题答案第二篇直流电机一、填空题:1.直流电机电枢导体中的电动势是电动势,电刷间的电动势是电动势。
交流;直流2.直流电机电枢绕组中流过的电流方向是___________的,产生电磁转矩的方向是___________的(填变化或不变)。
变化;不变3.直流电机的主磁路不饱和时,励磁磁动势主要消耗在________上。
气隙4.直流电机空载时气隙磁密的波形曲线为____________波。
平顶5.直流电机的磁化特性曲线是指电机空载时______________与______________之间的关系曲线。
每极气隙磁通Φ0与励磁磁动势2F f(F0)6.一台6极他励直流发电机,额定电流为150A,若采用单叠绕组,则电枢绕组的支路电流为A,若采用单波绕组,则电枢绕组的支路电流为 A。
25;757.一直流电机,Q u=S=K=22,2p=4,右行单叠绕组,绕组节距y=y K= ,y1= ,y2= 。
5;1;-4或6;1;-58.一台四极直流电机,元件数为21,换向片数为____________,构成左行单波绕组,则合成节距为____________,第一节距为____________,第二节距为____________,并联支路数为______________。
21;10;5;5;29.直流电机电刷放置的原则是:。
空载时正负电刷间的感应电动势最大10.直流电机的励磁方式分为____________、____________、____________、____________。
他励;并励;串励;复励11.直流电机负载运行时,___________ 对__________ 的影响称为电枢反应。
电枢磁动势;励磁磁场12.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。
制动;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。
E a <U ;E a >U18. 他励直流电动机固有机械特性的表达式为_______________________________。
02N a e N e t NU R n T n T C C C α'=-=-ΦΦ 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__________________________________ 。
L dT dT dn dn< 二、单项选择题:1.在直流电机中,公式E a=C eΦn和T=C tΦI a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)(1) 2a=2p (2)2a=0.5p(3)2a=p(4) 2a=4p3.某台单波绕组的他励直流电动机,额定运行时的I N=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I N=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。
(1)(1)20 (2)60 (3)10 (4)404.并励直流发电机的额定输出功率P N等于。
(3)(1)U N I NηN(2)U N I N/ηN (3)U N I N(4)U N I aN5.直流发电机电枢导体中的电流是。
(3)(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()。
(2)(1)E a>U(2)E a<U(3)E a=U7.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)(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。
(3)(1)电压上升到240V (2)电压上升,但小于240V (3)电压上升至高于240V9.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。
(2)(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。
(3)(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。
(2)(1)U01 =U02(2)U01 <U02(3)U01 >U0212.一台直流发电机,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)(1)E a下降30% (2)T下降30℅ (3)E a和T都下降30℅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)20 KW (2)40KW (3)80KW (4)120KW15.一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。
(3)(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()。
(2)(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。
(2)(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_____。
(3)(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。
(3)(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。
(3)(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)(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?答: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。
答: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I a 增加,I a R a 增加,使U 下降; ② 随着I a 增加,电枢反应的去磁作用增强,使磁通Φ减少,电枢电动势E a 减少,最后使U 下降。
对于并励直流发电机,还有第3个原因:电枢端电压U 下降,引起励磁电流I f 减小,使电枢电动势E a 和端电压U 进一步下降。
所以并励直流发电机的电压调整率比他励时要大。
5. 并励直流发电机正转能自励,反转能否自励?为什么?答: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f I 保持不变,加上恒转矩负载以后,发现电枢电流a I 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?为什么?答:当U 、f I 保持不变时,根据电动机稳定运行时的转矩平衡方程式022T T T T =+≈,t a T C I =Φ,C t 为转矩系数,因此有2T I C a T =Φ。