电机学第三章直流电机

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：P 2R .解析：设单叠绕组时支路电阻为R 1 ，考虑到并联支路数2a =2p ，故有：12R R P=,则12R PR = ，单波绕组时，并联支路数2a=2,每条支路有p 个R 1 ,则每条支路电阻为22p R ，并联电阻为2p R 。

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。

1第三章：1、直流电机的电枢反应（柴兆森说是重点）2、交轴电枢的去磁（参考p83—p84）3、并励发电机的自励条件（p92）,直流发电机的并励的外特性的特点（p93最上面一段）.4、串励电动机的运行特性（1、串励电动机的特点：转速随着负载的增加而迅速下降2、串励电动机不允许空载运行）5、直流电机的计算指标（他励发电机的额定电压调整率（p90最下面一段）、并励电动机的转速调整率（p95），并励直流电机的电磁转矩（p85—p86），电枢绕组的感应电动势（p84—p85））6、熟悉直流电机的基本方程。

7、分清直流电动机中U>Ea (U=Ea+Ia*Ra)、Te=T0+T2，电磁转矩是驱动转矩；直流发电机中Ea>U(Ea=U+Ia*Ra)、T1=T0+Te,此时电磁转矩是制动转矩。

8、发电机的额定功率是指输出的电功率，电动机的额定功率是指输出的机械功率。

典型例题；课后习题3—6、3—9、3—12、3—17、3—18、例题3—1；计算题都是类似于做过的课后习题的类型；第四章：1、整距线圈及短距线圈电动势（书上4.3节）、磁动势（课本4.5节和4.6节）的计算；2、每极每相下槽数的计算q=Q/2p*m1(Q:总槽数，m1:相数)3、节距因数的含义（p121），以及基波节距因数(p123)、基波分布因数(p123)、节距因数三者的不同）;典型例题：课后习题4—3、4—11、4—13、4—16、4—17、4—21；画图题有一道三相双层叠绕组的画法，如P138习题4-3，画图的时候自己还要会计算q、y1等；不考高次谐波的有关知识；第四章我记得不是特别全，大家可以去找侯俊杰、薛金华、或者王鹏坤再去问一下具体要考的；。

第三章直流电机的稳态分析3-9一台四极82kW 、230V 、970r/min 的他励直流发电机，电枢上共有123个元件，每元件为一匝，支路数22==a 。

如果每极的合成磁通等于空载额定转速下具有额定电压时每极的磁通，试计算当电机输出额定电流时的电磁转矩。

解：由题意可知，空载时：NN e U n C E =Φ=0所以额定情况下：NNN e N T N N e N TaN T e U Pn C U C I n C U C I C T ==Φ=mN m N n P N ⋅=⋅××==3.807970108255.955.93，，kWW I E P N aN em 45.210245=×==3-13一台四极82kW 、230V 、970r/min 的并励直流发电机，Ω=0259.0)75(o a R ，励磁绕组总电阻Ω=8.22)75(o f R ，额定负载时并励回路中串入3.5Ω的调节电阻，电刷压降为2V ，铁耗和机械损耗共2.5kW ，杂散损耗为额定功率的0.5%，试求额定负载时发电机的输入功率、电磁功率和效率。

解：电磁功率：A A R R U I f f N fN 745.85.38.22230'=+=+=，A A U P I N N N52.35623082000===AA A I I I N fN aN 267.365745.852.256=+=+=()VV U R I U E aN N aN 46.24120259.052.3562302=+×+=∆++=∴kWW I E P aN aN em 198.8846.241267.365=×==输入功率：∆+++=p p p P P mec Fe em 10.2Ω，时电定输出转矩；（2）额定电流时的电磁转矩；（3）电动机的空载转速。

解：（1）电动机的额定输出转矩：m N m N P T N ⋅=⋅××=Ω=46.1833605002960002π（2）额定电流时的电磁转矩A I N 255=，A I fN 5=，所以A I I I fN N aN 250=−=VA V R I U E a aN N aN 5.420078.0250440=Ω×−=−=m N m N I E P T aN aN em e ⋅=⋅×××=Ω=Ω=74.20076050022505.420π（3）电动机的空载转速：NaNN e n E C =Φmin 19.523min 5005.4204400r r n E U C U n N aN N N e N =×==Φ=。