直流电机习题答案

1、 什么叫电力拖动系统？答：电力拖动系统是指由各种电动机作为原动机，拖动各种生产机械（如起重机的大车和小车、龙门刨床的工作台等），完成一定生产任务的系统。

2、 什么叫单轴系统？什么叫多轴系统？为什么要把多轴系统折算成单轴系统？答：在电力拖动系统中，若电动机和工作机构直接相连，这种系统称为单轴系统。

若电动机和工作机构通过传动机构相连，这种系统我们称为多轴系统。

多轴电力拖动系统的运动情况比单轴系统就复杂多了。

若按多轴，要列出每根轴自身的运动方程式，再列出各轴之间互相联系的方程式，最后联立求解这些方程，才能分析研究整个系统的运动比较复杂。

为了简化分析计算，通常把传动机构和工作机构看成一个整体，且等效成一个负载，直接作用在电动机轴上，变多轴系统为单轴系统，再用运动方程式来研究分析，这样简单方便。

3、 常见的生产机械的负载特性有哪几种？位能性恒转矩负载与反抗性恒转矩负载有何区别？答：常见的生产机械的负载特性有恒转矩负载特性、恒功率负载特性及转矩随转速而变的其它负载特性。

其中恒转矩负载特性分为反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载，反抗性恒转矩负载的大小恒定不变，而方向总是与转速的方向相反，即负载转矩始终是阻碍运动的。

位能性恒转矩负载的大小和方向都不随转速而发生变化。

4、 运用拖动系统的运动方程式，说明系统旋转运动的三种状态。

答： dt dn GD T T L 3752=-（1）当T ＞T L ，0>dtdn 时，系统作加速运动，电动机把从电网吸收的电能转变为旋转系统的动能，使系统的动能增加。

（2）当T ＜T L ，dtdn ＜0时，系统作减速运动，系统将放出的动能转变为电能反馈回电网，使系统的动能减少。

（3）当T ＝T L ，0=dtdn 时，n =常数（或n =0），系统处于恒转速运行（或静止）状态。

系统既不放出动能，也不吸收动能。

5、 他励直流电动机的机械特性指的是什么？答：直流电动机的机械特性是指电动机在电枢电压，励磁电流、电枢回路电阻为恒定值的条件下，即电动机处于稳定运行时，电动机的转速n 与电磁转矩T 之间的关系：n =f (T )。

2π × 400 P2 = T2Ω = 716.25× = 30KW 60
P2 30000 η= = = 35.4% P1 220 × 385
• 解：（2）电枢电源电压及效率的计算 ：（ ）
∆n = n0 − nN = 1032.9 − 1000 = 32.9r / min
′ n0 = n + ∆n = 400 + 32.9 = 432.9r / min
• 解：
应串入的电阻值
UN 220 R= − Ra = − 0.0302 = 0.396 Ω 1.8 I N 1.8 × 287
启动转矩
U N − I N Ra 220 − 287 × 0 / 0302 Ceφ N = = = 0.14089 nN 1500
TS = CT φN I S = 9.55CeφN × 1.8 I N = 9.55 × 0.1489 ×1.8 × 287 = 695 N ⋅ m
先求出电动势常数
Ce = 60 a
−2
=
60 × 2
= 3 .6
E a = C e Φn = (3.6 × 2.2 × 10 × 1460 )V = 115.6V CT = 9.55C e = 9.55 × 3.6 = 34.4 T = CT ΦI a = (34.4 × 2.2 × 10 − 2 × 800) N ⋅ m = 605 N ⋅ m
TL = 0.75TN = 0.75 × 279.07 = 209.3N ⋅ m
UN I a Ra UN Ra Qn = − = − T 2 CeΦ C eΦ C e Φ 9 . 55 ( C e Φ ) Ra ∴ n (C e Φ ) = U N (C e Φ ) − T 9 . 55 0 . 0422 2 即1800 ( C e Φ ) − 220 ( C e Φ ) + × 209 . 3 = 0 9 . 55

《电机学》习题三答案一、单项选择题（本大题共25小题，每小题2分，共50分）1、在电机和变压器铁心材料周围的气隙中（ A ）磁场。

A、存在；B、不存在；C、存在均匀； C、不好确定。

2、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（ B ）。

A、去磁与交磁；B、增磁与交磁；C、去磁；D、增磁。

3、直流电动机的基本结构主要由（ B ）两大部分构成。

A、静止的铁心，旋转的绕组；B、静止的磁极，旋转的电枢；C、静止的电枢，旋转的磁极；D、静止的绕组，旋转的铁心。

4、他励直流电机并联于220V电网上，已知支路对数为1，极对数为2，电枢总导体数为372，转速1500r/min，磁通0.011wb，该直流电机为（ B ）。

A、发电机状态；B、电动机状态；C、能耗制动状态；D、反接制动状态。

5、直流电动机的额定功率指（ B ）。

A、转轴上吸收的机械功率；B、转轴上输出的机械功率；C、电枢端口吸收的电功率；D、电枢端口输出的电功率。

6、原动机拖动直流并励发电机空载运行，正转时能够建立起稳定的端电压，则反转时（ C ）。

A、能够建立起与正转时极性相反的稳定端电压；B、能够建立起与正转时极性相同的稳定端电压C、不能建立起稳定的端电压D、无法确定将（ B ）。

7、若并励直流发电机转速上升20％，则空载时发电机的端电压UA、升高20％；B、升高大于20％；C、升高小于20％；D、不变。

8、直流电机的铁损、铜损分别( C )。

A、随负载变化，随负载变化；B、随负载变化，不随负载变化；C、不随负载变化，随负载变化；D、不随负载变化，不随负载变化。

9、一台变比为k＝5的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为10，那么原边的励磁阻抗标幺值是（ A ）。

Ａ、10； Ｂ、250； Ｃ、0.4； D 、2。

10、额定容量为N 100KVA S =,额定电压1N 2N /35000/400V U U =的三相变压器，其副边额定 电流为( A )。

1、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。

2、直流发电机的绕组常用的有_______和_______两种形式若要产生大电流绕组常采用_______绕组。

3、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向_______。

4、单叠和单波绕组极对数均为p时并联支路数分别是______________。

5、直流电机的电磁转矩是由_____________________和_____________共同作用产生的。

Ea〈U Ea〉U 叠绕组波绕组叠相反相同2p 2 每极气隙磁通量电枢电流6、他励直流电动机的固有机械特性是指在______________ ______ ________ _______ _______条件下_______和_______的关系。

7、直流电动机的起动方法有_______________________。

8、当电动机的转速超过__________时出现回馈制动。

9、拖动恒转转负载进行调速时应采_______ _______调速方法而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。

UUN、φΦN电枢回路不串电阻n Tem 降压起动、电枢回路串电阻起动理想空载转速降压或电枢回路串电阻弱磁一台直流发电机若把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。

一台并励直流电动机若改变电源极性则电机转向也改变。

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。

T F F 直流电动机的人为特性都比固有特性软。

F直流电动机串多级电阻起动。

在起动过程中每切除一级起动电阻电枢电流都将突变。

T他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式因此只能拖动恒转矩负载运行。

F他励直流电动机降压或串电阻调速时最大静差率数值越大调速范围也越大。

T1、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于中。

第3章直流电机的工作原理及特性单选题：1.下列哪个部件不．是直流电动机定子的组成部件【】A.主磁极B.换向极C.风扇D.机座2.下列哪个部件是直流电动机定子的组成部件【】A.电枢绕组B.换向极C.风扇D.轴3.下列哪个部件是直流电动机转子的组成部件【】A.主磁极B.换向极C.电枢铁芯D.机座4.下列哪个部件不．是直流电动机转子的组成部件【】A.主磁极B.电枢绕组C.电枢铁芯D.轴5.直流电动机运行时，电刷与换向器的作用是使电枢线圈中的【】A.电流方向不变，电磁力方向不变B. 电流方向改变，电磁力方向不变C.电流方向改变，电磁力方向改变D. 电流方向不变，电磁力方向改变6.直流发电机运行时，电刷与换向器的作用是使电刷间【】A.感应电动势极性不变，输出电流方向不变B.感应电动势极性改变，输出电流方向不变C.感应电动势极性改变，输出电流方向改变D.感应电动势极性不变，输出电流方向改变7.直流发电机正常运行中电动势与转矩的作用和性质是【】A.电源电动势、驱动转矩B.反电动势、驱动转矩C.电源电动势、阻转矩D.反电动势、阻转矩8. 直流电动机正常运行中中电动势与转矩的作用和性质是【】A.电源电动势、驱动转矩B.反电动势、驱动转矩C.电源电动势、阻转矩D.反电动势、阻转矩9. 直流电动机机械特性硬度越硬，表明【】A.转矩变化大、转速变化大B.转矩变化小、转速变化大C.转矩变化小、转速变化小D.转矩变化大、转速变化小10. 直流电动机机械特性硬度越软，表明【】A.转矩变化大、转速变化大B.转矩变化小、转速变化大C.转矩变化小、转速变化小D.转矩变化大、转速变化小11. 倒拉反接制动机械特性图中以稳定速度下放重物的点在【】A.第一象限B.第二象限C. 第三象限D. 第四象限12. 直流电动机处于制动状态时机械特性曲线过坐标系原点的是【】A.反馈制动B.电源反接制动C.能耗制动D.倒拉反接制动13. 反馈制动状态的出现是电动机的实际转速超过了【】A.额定转速B.启动转速C.临界转速D. 理想空载转速14. 日常电动自行车上使用的电动机是【】A. 交流电动机B. 直流电动机C.直线电动机D.直流发电机15. 家用洗衣机中使用的电机是【】A. 单相交流电动机B. 直流电动机C.直线电动机D. 三相交流电动机16. 直流电动机电枢绕组受到电磁力的作用产生的转矩是【】A. 负载转矩B. 阻转矩C. 电磁转矩D. 拖动转矩17. 直流发电机电枢绕组受到电磁力的作用产生的转矩是【】A. 负载转矩B. 阻转矩C. 驱动转矩D. 位能转矩18. 直流电动机电枢绕组中流过的电流是 【 】A. 励磁电流B. 感应电流C. 电枢电流D. 过载电流19. 直流发电机电枢绕组中流过的电流是 【 】A. 励磁电流B. 感应电流C. 电枢电流D. 过载电流20. 直流电机按励磁方式的不同，有4类，分别是他励、并励、串励电机，还有的是【 】A. 自励B. 顺励C. 逆励D. 复励21. 直流电机电枢绕组与励磁绕组供电电源不同的电机类型是 【 】A. 他励电机B. 串励电机C. 并励电机D. 复励电机22. 直流电机电枢绕组与励磁绕组串联的电机类型是 【 】A. 他励电机B. 串励电机C. 并励电机D. 复励电机23. 直流电机电枢绕组与励磁绕组并联的电机类型是 【 】A. 他励电机B. 串励电机C. 并励电机D. 复励电机24. 直流电机电枢电流等于额定电流运行时，称为 【 】A. 欠载运行B. 过载运行C. 额定运行D. 停止运行25. 直流电机电枢电流小于额定电流运行时，称为 【 】A. 欠载运行B. 过载运行C. 额定运行D. 停止运行26. 直流电机电枢电流大于额定电流运行时，称为 【 】A. 欠载运行B. 过载运行C. 额定运行D. 停止运行27. 直流电动机处于理想空载转速时的转矩为 【 】A. 1T =-B. 0T =C. 1T =D. 2T =28. 直流电动机人为机械特性可以改变的参数是 【 】A. 电枢电压N UB. 励磁电压f UC.励磁回路电阻f RD. 励磁电流f I29. 直流电动机人为机械特性可以改变的参数是 【 】A. 励磁电压f UB. 电枢回路电阻a RC.励磁回路电阻f RD. 励磁电流f I30. 直流电动机人为机械特性可以改变的参数是 【 】A. 励磁磁通N ΦB. 励磁电压f UC.励磁回路电阻f RD. 励磁电流f I31. 关于直流电动机启动说法错误的是 【 】A. 不能直接启动B. 降压启动C. 可以直接启动D. 电枢回路串电阻启动32. 关于直流电动机启动说法正确的是 【 】A. 星-三降压启动B. 降压启动C. 可以直接启动D. 励磁回路串电阻启动33. 关于直流电动机启动说法正确的是 【 】A. 星-三降压启动B. 励磁回路串电阻启动C. 可以直接启动D. 电枢回路串电阻启动34. 直流电动机的启动方法主要有： 【】 A ．直接启动 B ．降压启动C ．∆-Y 启动D ．励磁电路串接外加电阻启动。

第1章直流电机及电力拖动习题答案1.简述直流电动机的工作原理、主要结构及各部分的作用。

答：1）直流电动机的工作原理：直流电动机的工作原理是基于电磁力定律的。

若磁场B x与导体互相垂直，且导体中通以电流i，则作用于载流导体上电磁力f。

此电磁力与转子半径之积即为电磁转矩。

该电磁转矩使电动机旋转。

通过换向器和电刷的作用，流经线圈的电流方向改变，这样导体所受的电磁力方向不变，从而保持电动机沿着一个固定的方向旋转。

2）直流电机主要由定子和转子部分组成。

定子主要由主磁极、机座、换向磁极、电刷装置和端盖组成。

主磁极的作用是产生恒定、有一定空间分布形状的气隙磁通密度。

整体机座是用导磁效果较好的铸钢材料制成，该种机座能同时起到导磁和机械支撑作用。

换向极用来改善直流电机的换向。

电刷装置把电机电枢中的电流与外部静止电路相连或把外部电源与电机电枢相连。

电刷装置与换向片一起完成机械整流，把电枢中的交变电流变成电刷上的直流或把外部电路中的直流变换为电枢中的交流。

2.直流电机的电枢绕组的连接方式中单叠绕组和单波绕组各有何特点？答：单叠绕组的特点是相邻元件相互叠压，合成节距与换向节距均为1，即y=y k=1。

单叠绕组有以下特点：1）同一主磁极下的元件串联在一起组成一个支路，这样有几个主磁极就有几条支路，主磁极对数等于之路对数，p =a。

2）电刷数等于主磁极数，电刷位置应使支路感应电动势最大。

3）电刷间电动势等于并联支路电动势，即等于每条并联支路中每根导体电动势之和。

4）电枢电流等于各并联支路电流之和。

单波绕组：线圈连接呈波浪形，所以称作波绕组。

单波绕组直接相连的两个线圈的对应边不是在同一个主磁极下面，而是分别处于相邻两对主磁极中的同极性的磁极下面，合成节距约等于两个极距。

单波绕组只有一对并联支路，支路对数与磁极对数p无关，即a=1。

3.直流电机的励磁方式有几种？画图说明。

答：励磁方式分为他励、并励、串励和复励。

a)b)c)d)a）他励b）并励c）串励d）复励4.什么是电枢反应，对电机有何影响？答：电枢磁场对主磁场的影响称为电枢反应。

Ａ４极， ； Ｂ６极， ；
Ｃ８极， ；Ｄ１０极， 。
答C
6、一台三相感应电动机拖动额定恒转矩负载运行时若电源电压下降 此时电机的电磁转矩（）。
A B C D
答A
7、三相感应电动机等效电路中的附加电阻 上所消耗的电功率应等于：
A输出功率 ；B输入功率 ；C电磁功率 ；D总机械功率
答D
8.一台绕线式感应电动机，在恒定负载下，以转差率 运行，当转子边串入电阻 ,测得转差率将为（ 已折算到定子边）。
答：B
16一台并励直流电动机，在保持转矩不变时，如果电源电压U降为0.5 ,忽略电枢反应和磁路饱和的影响，此时电机的转速。
A：不变B：转速降低到原来转速的0.5倍
C：转速下降D：无法判定
答：C
17在直流电机中，公式 和 中的Φ指的是。
A：每极合成磁通B：所有磁极的总磁通
C：主磁通每极磁通D：以上都不是。
6、异步电动机的启动危害+启动方法
7、异步电动机调速指标+调速方法3种
8、异步电动机制动方法3种
四、同步电动机部分考点
1、同步电动机+同步发动机工作原理
2、同步电机结构及名牌参数
3、同步电机的应用
复习资料
单选题
1、一台50Hz的变压器接到60Hz的电网上，外加电压的大小不变，激磁电流将。
A,增加B,减小C，不变.
A转轴上输入的机械功率B转轴上输出的机械功率
C电枢端口输入的电功率D电枢端口输出的电功率
答D
12三相异步电动机电磁转矩的大小和成正比
A电磁功率；B输出功率；C输入功率；D总机械功率。
答A
13、设计在 电源上运行的三相感应电动机现改为在电压相同频率为 的电网上，其电动机的。

《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。

第一章1.1一台直流电动机的数据为:额定功率N P =25kW,额定电压N U =220V,额定转速 N n =1500r/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=A U P I N N NN 83.131862.022010253=⨯⨯==η（2）KW P P N N N 29862.0251===η 1.2一台直流发电机的数据为:额定功率N P =12kW,额定电压N U =230V,额定转速 N n =1450r/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 =A U P I N N N 17.5223010123=⨯==（2）KW P P N N N 37.14835.0121===η 1.3一台直流电机,已知极对数p=2,槽数Z 和换向片数K 均等于22,采用单叠绕组。

(1)计算绕组各节距;(2)求并联支路数。

解：（1）第一节距54242221=-=±=εp Z y ,为短距绕组。

单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1,即1==K y y第二节距41512=-=-=y y y(2)并联支路数等于磁极数,为4。

1.4一台直流电机的数据为:极数2p=4,元件数S=120,每个元件的电阻为0.2Ω。

当转速为1000r/min 时,每个元件的平均感应电动势为10V,问当电枢绕组为单叠或单波绕组时,电刷间的电动势和电阻各为多少?解：当电枢绕组为单叠绕组时,绕组并联支路数等于磁极数,为4,每一条支路串联的元件数为30,换向器上放置4个电刷,假设一个电刷短路一个元件,每一条支路有一个元件被短路,则电刷间的电动势为a E =29⨯10=290V;每一条支路的电阻为Ω=⨯=8.52.029R ,4条并联支路的电阻,即电刷间的电阻为Ω===45.148.54R R a 当电枢绕组为单波绕组时,绕组并联支路数为2,每一条支路串联的元件数为60,换向器上可以放置4个电刷,至少短路4个元件,则电刷间的电动势为V E a 5801058=⨯=每一条支路的电阻为Ω=⨯=6.112.058R 电刷间的电阻为Ω===8.526.112R R a 1.5已知一台直流电机的极对数p=2,元件数S=Z=K=21,元件的匝数c N =10,单波绕组,试求当每极磁通Φ=1.42×210-Wb,转速n=1000r/min 时的电枢电动势为多少?解：单波绕组并联支路对数a=1,电枢总导体数420102122=⨯⨯==C SN N 电枢电动势V n a pN E a 8.198********.11604202602=⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=- 1.6一台直流电机,极数2p=6,电枢绕组总的导体数N=400,电枢电流a I =10A,气隙每极磁通Φ=0.21Wb。

直流电机习题课1、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。

2、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：E a下降30℅B：T下降30℅C：E a和T都下降30℅D：端电压下降30℅。

3、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：既改变原动机的转向又改变励磁绕组的接法4、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。

A：升高20％B：升高大于20％C：升高小于20％D：不变5、他励直流发电机由空载到额定负载，端电压为什么会下降？并励发电机与他励发电机相比，哪个电压变化率大？6、并励发电机正转能自励，反转能否自励？7、励磁电流不变的情况下，发电机负载时电枢感应电动势与空载时电动势大小相同吗？为什么？8、一台并励发电机，在额定转速下，将磁场调节电阻放在某位置时，电机能自励。

后来原动机转速降低了磁场调节电阻不变，电机不能自励，为什么？9、直流电动机的额定功率指。

A：转轴上吸收的机械功率 B：转轴上输出的机械功率C：电枢端口吸收的电功率D：电枢端口输出的电功率10、某直流电动机P N=15kW，U N=110V，n N=1500r/min，ηN=85%，则额定运行时的额定电流I N为（）Ａ，输入功率为P1N=( )kW。

11、直流电机实质是一台（）的交流电机。

直流电动机的换向器装置的作用是（），而直流发电机的换向器装置的作用是（）。

12、直流电机空载时主磁场的磁密分布波形为（），电枢磁动势波形为（），电枢磁密波形为（）。

电枢反应指（）。

13、直流电动机的电势Ｅa比端电压Ｕ（），Ｔ与n（），Ｉa与Ｅa（）。

14、直流发电机电刷在与位于几何中心线上的导体相接触的位置，若磁场不饱和，这时电枢反应是（）(1) 增磁；（2）去磁；（3）不增磁也不去磁；（４）前极端去磁后极端不变。

电动机模型


2 .指出他励直流电机中，下列那些量方向不 变，那些量是交变的： 不交变 （1）励磁电流 不交变 （2）电枢电流 不交变 （3）电枢感应电动势 交变 （4）电枢元件感应电动势 交变 （5）电枢导条中的电流 不交变 （6）主磁极中的磁通 交变 （7）电枢铁心中的磁通
16
1
2
3
4
5 B1 -
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A1 +
A2 +
B2 -
+
-

单叠绕组电路图：
上层元件边 1 y 2 y1 下层元件边 5 y2 6
3 7
4 8
5 9
6 10
7 11
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单波绕组展开图：

单波绕组电路图：
换为机械能。
6.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？
答：电机磁路由铁心部分和空气隙 部分组成，当铁心的B达到一定程 度后，铁心部分的磁压降开始不 能忽略，此时随着励磁磁动势的 增加，主磁通的增加渐渐变慢， 电机进入饱和状态。 由于饱和现象的存在，使电机 设计时对H和B的值不能取得过高， 材料利用率受到限制，激磁电流 需要增大。
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电机学（十五课本）第二章 变压器A U S I NN N 5131036310560033322=⨯⨯⨯==.，AI I NN 2963513322===φ额定电压：kVU U N N 7745310311.===φkV U U N N 3622.==φ1）低压侧开路实验：()Ω===212434736800322200..''φI p R mΩ===6147434763002020..''φφI U Z mΩ=-=-=414692124614742222...''''''m mm R Z X折算到高压侧（一次侧）：Ω=⨯==21042124916402...''m m R k RΩ=⨯==8123241469916402...''m m X k X一次阻抗基值：Ω===87173235774111.φφN N b I U Z835871721041...===*bm m Z R R ，02698717812321...===*bm m Z X X高压侧短路实验：Ω===057503233180003221.φk k k I p R Ω====9830323355031111.φφφk k k k k I U I U ZΩ=-=-=98100575098302222...k k k R Z X 0032508717057501...===*bk k Z R R ，05490871798101...===*bkk Z X X2）采用近似等效电路，满载且802.cos =ϕ（滞后）时，取0220∠=-∙U U ，则：2873680..arccos ==ϕ，222228736323873691640296...''-∠=-∠=-∠=-∠=-∙ϕϕφφφkI I I N N4242916402057849531787363236586983022200221........''j U kU U k U I Z U k ++=+∠=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-∠⨯∠=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=∙∙∙∙φφ若111ϕφφ∠=∙U U ，则：()222214242205.++=kU U φ，而V U U N 577411==φφ从而：V U 60732=，0206073∠=-∙U ，1426073916402420569242....arctan=⨯+=ϕ，V U 4257741.∠=∙φA Z U I mm 768291531785614744257741.....-∠=∠∠==∙∙φ，AI I I I m 0021146376326873632376829153.....'-∠=-∠+-∠=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+==∙∙∙∙φφ3）电压调整率：%.%.%%'56310057746073916405774100577457741002121=⨯⨯-=⨯-=⨯-=∆kU U U U U N N φφ或()()%.%....%sin cos %sin cos %''''554310060054908000325010010010022212222121=⨯⨯+⨯=⨯+=⨯+≈⨯-=∆***ϕϕϕϕφφφk k N k k N N X R I U X I R I U U U U输出功率：kW S P N 448080560022=⨯==.cos ϕ输入功率：kW p p P P Fe cu 845048618448021..=++=++= 额定效率：%.%.%459910084504448010012=⨯=⨯=P P η第三章 直流电机3-11一台他励发电机的转速提高20%，空载电压会提高多少（设励磁电流保持不变）？若为并励发电机，则电压升高的百分值比他励发电机多还是少（设励磁电阻不变）？解：他励发电机Φn C E U e ==0，励磁电流不变，磁通不变，转速提高20%，空载电压会提高20%；并励发电机，f f e R I n C E U ===Φ0，转速提高，空载电压提高，空载电压提高，励磁电流提高，磁通提高，空载电压进一步提高，所以，并励发电机，转速提高20%，空载电压升高的百分值大于他励时的20% 。

第三章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？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？不能,因为反转起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩余磁场方向相反,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TL=常数，当电枢电压附加电阻改变时，能否改变其稳定运行状态下电枢电流的大小？为什么？这是拖动系统中那些要发生变化？T=KtφIa u=E+IaRa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TL=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？T=IaKtφ, φ减弱,T是常数,Ia增大.根据EN=UN-IaRa ,所以EN减小.,小于E1.3.5 一台直流发电机，其部分铭牌数据如下：PN=180kW, U N=230V,n N=1450r/min,ηN=89.5%，试求：①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）PN=UNIN180KW=230*ININ=782.6A该发电机的额定电流为782.6AP= IN100/ηNP=87.4KW3.6 已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：PN=7.5KW, U N=220V, n N=1500r/min, ηN=88.5%, 试求该电机的额定电流和转矩。

PN=UNINηN7500W=220V*IN*0.885IN=38.5ATN=9.55PN/nN=47.75Nm3.7一台他励直流电动机：PN=15KW, U N=220V, I N=63.5A, n N=2850r/min,Ra =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？由空载特性其空载特性曲线.当U=150V时If=0.71A当U=220V时If=1.08A3.8 一台他励直流电动机的铭牌数据为：PN=5.5KW, U N=110V, I N=62A, nN=1000r/min,试绘出它的固有机械特性曲线。

习题2.1 直流发电机是如何发出直流电的？如果没有换向器，直流发电机能否发出直流电？2.2 直流电机有哪些励磁方式？各有何特点？不同的励磁方式下，负载电流、电枢电流与励磁电流有何关系？2.3 什么是电机的可逆性？为什么说发电机作用和电动机作用同时存在于一台电机中？2.4 试述直流发电机和直流电动机主要额定参数的异同点。

2.5 直流电机由哪些主要部件组成？其作用如何？2.6 一台Z 2型直流电动机，额定功率为N P =160kW ，额定电压N U =220V ，额定效率N η=90%，额定转速N n =1500r/min ，求该电机的额定电流。

2.7 一台Z 2型直流发电机，额定功率为N P =145kW ，额定电压N U =230V ，额定转速N n =1450r/min ，求该发电机的额定电流。

2.8 一台直流发电机额定容量N P =180kW ，额定电压N U =230V ，额定转速N n ＝1450r/min ，额定效率N η=89.5%,求额定输入功率和额定电流。

2.9 一台四极直流电机，采用单叠绕组，问：(1) 若取下一只或相邻两只电刷，电机是否可以工作？(2) 若只用相对两只电刷，是否可以工作？(3) 若有一磁极失去励磁将产生什么后果？2.10 直流发电机和直流电动机的电枢电动势的性质有何区别，它们是怎样产生的？直流发电机和直流电动机的电磁转矩的性质有何区别，它们又是怎样产生的？2.11 什么叫电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？2.12直流电机的电枢电动势和电磁转矩的大小取决于哪些物理量，这些量的物理意义如何？2.13 若一台他励发电机的转速提高20%，空载电压会提高多少（励磁电阻保持不变）？若是一台并励发电机，则电压升高得多还是少（励磁电阻保持不变）？2.14 直流电发电机和直流电动机的电枢反应有哪些共同点？有哪些主要区别？2.15 换向磁极的作用是什么？它装在哪里？它的绕组如何励磁？2.16 换向元件在换向过程中可能产生哪些电势？各是什么原因引起的？它们对换向器各有什么影响？2.17 一台直流电动机改成发电机运行时，是否需要改接换向极绕组？为什么？2.18 一台四极直流发电机，单叠绕组，每极磁通为61079.3⨯Wb ，电枢总导体数为152根，转速为1200r/min ，求电机的空载电动势？2.19 一台直流发电机，2P ＝4，a ＝1，Z ＝35，每槽内有10根导体，如要在转速N n ＝1450r/min 时产生230V 电势，则每极磁通应为多少？2.20 一台四极直流电动机，N n ＝1460r/min ，Z=36槽，每槽导体数为6，每极磁通为6102.2⨯=Φ Wb ，单叠绕组，问电枢电流为800A 时，能产生多大的电磁转矩？2.21 判断直流电机运行状态的依据是什么？何时为发电机状态？何时为电动机状态2.22 如何判断直流电机运行于发电机状态还是电动机状态？它们的T 、a I U E n 、、、的方向有何不同？能量转换关系如何?2.23 试述并励直流发电机的自励过程和自励条件？2.24 在实际应用中，如果并励直流发电机不能自励建压，试分析可能产生的原因，怎样检查，应采取哪些措施？2.25 并励直流发电机正转能自励，反转能否自励？为什么？如果反接励磁绕组，电机并以额定转速反转，这种情况能否自励建压？2.26 如何改变并励电动机的旋转方向?如何改变串励电动机的旋转方向?2.27 试解释他励和并励发电机的外特性为什么是一条下倾的曲线？2.28 并励直流电动机在运行时励磁回路突然断线，问电机有剩磁的情况下会有什么时候后果？若在起动时就断线，又会出现什么后果？2.29 并励电动机运行时励磁回路突然断开，串励电动机空载运行，电机将出现什么现象?2.30 设有17kW 、4极、220v 的他励直流电动机．额定效率为83％，额定转速为1500r ／min ，电枢有39槽，每槽有12个导体，电枢绕组的并联支路数22a =。

《电机学》课后习题答案华中科技大学辜承林主编第1章 导论1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。

特点：导磁率高。

电路：紫铜线。

特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片， 永磁材料 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。

1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦，消耗能量，产生功率损耗。

与磁场交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。

涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。

与磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。

1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m EfN φ=。

运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。

1.6自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？ 解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。

d L e d t Lψ=-对空心线圈：L Li ψ= 所以die L L dt=-自感：2LL N N m m iiiLNi N φψ===∧=∧ Am l μ∧=所以，L 的大小与匝数平方、磁导率µ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。

闭合铁心µ>>µ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。

因为µ0是常数，所以木质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。

电机与拖动刘锦波第2章习题解答第2章习题解答思考题2.1 直流电机电刷内的电枢绕组中所流过的电流是交流还是直流？若是交流，其交变频率是多少？答：直流电机电刷内的电枢绕组中所流过的电流是交流，⽽电刷外部为直流。

电刷与换向器组合实现了外部直流与内部交流的转换（或换流）。

内部电枢绕组所感应电势或电流的频率为：Hz n p f 60=，即内部电流的⽅向每转交变p 次（p 为电机的极对数）。

2.2 为什么直流电动机必须采⽤电刷和换向器把外加直流电源转变交流然后再给电枢绕组供电，⽽不是直接采⽤直流电源供电？答：对于直流电动机，若不采⽤电刷或换向器将直流转换为内部交流，⽽是直接采⽤直流供电，则当电枢绕组的某⼀导体边转⾄极下时，假定电流为流⼊的，电磁转矩沿顺时针⽅向。

则当该导体边转⾄极下时，电流仍为流⼊的，则所产⽣的电磁转矩必为逆时针⽅向。

这样，在⼀个周期内，电机的转⼦（或电枢）不可能产⽣有效的电磁转矩。

故此，必须采⽤机械式换流器完成直流到交流的转换。

N S 2.3 直流电机铭牌上所给出的额定功率是指输出功率还是输⼊功率？是电功率还是机械功率？答：电机铭牌上的额定功率均指输出功率。

对于电动机，其额定功率是指机械输出功率；对于发电机，其额定功率是指电枢绕组的输出电功率。

2.4 为什么说直流电机的绕组是闭合绕组？答：直流电机的线圈之间是通过换向⽚依次相联的，每⼀个换向⽚均与不同线圈的两个导体边相连，由此构成的电枢绕组⾃然是闭合绕组。

2.5 如果将传统永磁直流电动机的定⼦和转⼦颠倒，即定⼦侧为电枢绕组⽽转⼦采⽤永久磁钢产⽣励磁，试分析这样⼀台反装式直流电动机其电刷应该是静⽌还是旋转的？说明理由。

答：传统永磁直流电动机的磁极位于定⼦,⽽电枢绕组位于转⼦，其换向器随电枢绕组⼀同旋转，⽽电刷则固定在定⼦侧，只有这样才能产⽣有效的电磁转矩。

换句话说，直流电机的电刷必须相对主极是静⽌不动的，才能产⽣有效的电磁转矩。

因此，当传统直流电动机反装，亦即电枢绕组位于定⼦，⽽主极位于转⼦时，其电刷应随主极⼀同旋转。