直流电机问答
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直流电机问答
第十四章 直流电机基本工作原理与结构
14-1 直流发电机就是如何 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？
答: 直流发电机电枢绕组内的感应电动势实为交变电动势(如图示瞬间以导体a为例), 电枢绕组的a导体处于N极底下, 由“右手发电机”定则判得电动势方向为⊙, 转半圈后, 处于S极下, 电动势方向变为⊕ , 再转半圈, 又回到原来位置, 电动势又为⊙。。。。。。,
它通过换向装置后, 才把电枢绕组的交流变为
外电路的直流。
换向装置的结构特点就是电枢绕组尽管旋转,
而 A、B电刷固定不转(电刷与磁极相对静止),
且A刷恒与N极下导体相连,B刷恒与S极底
下导体相连),则由A刷引出的电动势方向恒
为⊙(流出), 若定义为正极, 则Ｂ刷引出的
电动势方向恒为⊕ (流入), 为负极,因此,
由Ａ,Ｂ两刷得到的就就是直流。
由上分析可知,由于内电路的交流就是通过换向装置后才变为外电路的直流,故没有换向装置就不行。
14-2“直流电机实质上就是一台装有换向装置的交流电机”,您怎样理解这句话？
答:由上题可知,无论就是直流发电机还就是直流电动机,它们在电枢绕组内的电流均为交流(而电刷两端的外电路均为直流),故直流电机实为一台交流电机。
这种交(内电路)、直(外电路)流的转换就就是靠换向装置来实现的。
发电机
交流(内电路) 直流(外电路)
电动机
因此说,直流电机实质上就是一台带有换向装置的交流电机。
14-3试判断下列情况,电刷两端电压的性质:
（1） (1) 磁极固定,电刷与电枢同时旋转;
（2） (2) 电枢固定,电刷与磁极同时旋转。
答:由直流发电机原理可知,只有电刷与磁极保持相对静止,在电刷两端的电压才为直流,由此:
① 交流:因为电刷与磁极相对运动。
② 直流:因为电刷与磁极相对静止。
14-4 直流电机有哪些激磁方式？各有何特点？不同的激磁方式下,负载电流、电枢电流与激磁电流有何关系？
答: 她励
并励
自励 串励
复励
、 N
S
a
+
_
A
B
Ia
U
I
If
并励
Ia=If+I
If=U/Rf
Ia
U
I=If
Ia
U
I
If
复励 Ia
Uf
If
I
U
她励
I=Ia If=Uf/Rf
直流电机问答
14-5 直流电机由哪些主要部件组成？其作用如何？
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:产生感应电动势与电磁转矩,实现机—电能量转换。由铜线绕成。
3． 换向片:换向用,由铜线围叠而成。
14-6一台Z2型直流电动机,额定功率为PN=160千瓦,额定电压UN=220伏,额定效率ηN=90%,额定转速nN=1500转/分,求该电机的额定电流？
解:额定电流 AUPINNNN8089.0220101603
14-7一台Z2型直流发电机,额定功率为PN=145千瓦,额定电压UN=230伏,额定转速nN=1450转/分,求该发电机的额定电流？
解:额定电流 AUPINNN4.630230101453
第十五章 电枢绕组及直流电机基本原理
15-1一台四极直流电机,采用单迭绕组,问:
① ① 若取下一只或相邻两只电刷,电机就是否可以工作？
② ② 若只用相对两只电刷,就是否可以工作？
③ ③ 若有一磁极失去励磁将产生什么后果？
答:可用教材图15-4分析
①若取下一只或相邻两只电刷,使并联支路数减少一半,若就是发电机,使输出功率减小一半,若就是电动机,则转矩与功率均减半。
对发电机仍能运行,对电动机,在轻载时尚能运行,重载或满载不能运行,不管怎样,它们的工作状态均属正常。
② 若只用相对两只电刷(如A1、A2),此时A1、A2间虽形成两条并联支路,每条支路下均有六个元件,其中三个元件的电动势方向与另三个元件的电动势方向恰相反,故每条支路总电动势为零,所以不论发电机还就是电动机均不能工作。
③当一磁极失去励磁时,该磁极下的一条支路无电动势,不产生电流与电磁转矩,使功率减小,对多极电机直流电机问答
可能产生不平衡状态。
15-2 直流发电机与直流电动机的电枢电动势的性质有何区别,它们就是怎样产生的？直流发电机与直流电动机的电磁转矩的性质有何区别,它们又就是怎样产生的？
答; 直流发电机电枢电动势为电源电动势(aaEI与同向),直流电动机为反电动势(aaEI与反方向),它们均由电枢绕组切割磁场产生。
直流发电机电磁转矩为制动转矩(nTem与反向),直流电动机为驱动转矩(nTem与同向),它们均由电枢载流导体在主磁极场作用下产生电磁力而形成转矩。
15-3 直流电机的电枢电动势与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？
答: 电枢电动势 nCEea
Ce就是电机的电动势结构数apNCe60 ,它的大小决定于电枢绕组导体总根数N、主磁极对数 p及并联支路数2a ,就是每个极面下的磁通,n就是电机转速。
电磁转矩 aTemICT
CT就是电机的电磁转矩结构常数,CT=apN2 它的大小决定于电枢绕组导体总根数N、主磁极对
数p及并联支路数 2a,就是每个极下的磁通,aI就是电枢电流。
15-4 把一以她激发电机的转速提高20%,空载电压会提高多少(激磁电阻保持不变)？若就是一台并激发电机,则电压升高得多还就是少(激磁电阻保持不变)？
答: nCEUea0
① ① 她励发电机: CRUIfff , 即=C,
故 0'''02.12.1)2.1(UnCnCnCEUeeea,空载电压增加1、2倍。
②并励发电机:若=C情况同上,空载电压Uo增加1、2倍,但由于Uo增加的同时,ffRUI0也相应加,从而导致也增大。所以并励发电机空载电压增加的程度比她励发电机大。
15-6何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有何影响？公式nCEea与aTemICT中的应就是什么磁通？
答:直流电机在空载运行时,气隙磁场仅有励磁磁动势产生,而负载运作时,气隙磁场就是由励磁磁动势与电枢磁动势共同产生的,显然与空载时不同,因此把电枢磁动势对主极磁场的影响称为电枢反应、
电枢反应结果可能使气隙磁场畸变,同时还可能使气隙磁场削弱或增强、
公式中的为每个极面下的气隙磁通,它由励磁磁动势与电枢磁动势共同产生的、
15-7直流电发电机与直流电动机的电枢反应有哪些共同点？有哪些主要区别？
答:共同点: 直流电机问答
1、电刷在几何中性线时均产生交轴电枢反应; 其结果(1)均使磁场发生畸变, 物理中性线偏移(但偏移方向不同, 见不同点);(2)去磁(磁场饱与的话),使气隙磁场削弱、
2、电刷不在几何中性线时,除均产生交轴电枢反应(其结果与上同)外, 还产生直轴电枢反应,其结果就是去磁还就是助磁, 这与发电机还就是电动机以及电刷偏移方向有关、
不同点:
①交轴电枢反应使磁场畸变,物理中性线偏移,对发电机:顺转向偏,电动机:逆转向偏。
②直轴电枢反应
电刷顺转向偏 电刷逆转向偏
发电机 去磁 助磁
电动机 助磁 去磁
15-8换向元件在换向过程中可能出现哪些电动势？就是什么原因引起的？对换向各有什么影响？
答:电抗电动势er:由换向瞬间电流方向突变产生的,它起阻碍换向的作用。
电枢反应电动势ea:由交轴电枢反应使物理中性线偏移所致,它也起着阻碍换向的作用。
15-9造成换向不良的主要电磁原因就是什么？采取什么措施来改善换向？
答:电磁原因主要就是换向瞬间,在换向元件中存在电抗电动势er与电枢反应电动势ea,它们同向,都起着阻碍换向的作用,由于换向元件被电刷短接,因此在换向元件中产生附加电流 KarKreei(rk:换向回路总电阻),并储存有磁场能量(221KLi),当换向终了,电刷脱离换向元件瞬间,该能量就以电火花的形式释放,造成换向不良。
减小附加电流就是改善换向(由电磁原因引起的)的主要方向,由式KarKreei知① iK正比换向元件中的电动势,因此加装换向磁极(减小换向元件中电动势);②iK反比于rk,因此可选择合适牌号电刷(增大rk)。
15-10换向磁极的作用就是什么？它装在哪里？它的绕组如何激磁？
答:换向磁极作用:改善换向。它在换向区域内产生附加磁场,使换向元件切割此附加磁场产生一个换向极电动势ek,并使ek =-(er+ ea),这样换向元件中的电动势就等于零。
换向磁极装于几何中性线位置,就是因为换向元件处于几何中性线。
换向磁极绕组与电枢绕组串联(即由电枢电流励磁),因由换向磁极感应的电动势ek要平衡电抗电动势er
与电枢反应电动势ea , 而er、ea大小均与电枢电流成正比,因此换向磁极绕组应与电枢绕组串联。
换向磁极绕组接线必须正确,这样才能保证ek用来平衡(er+ ea),即使ek=-(er+ ea),若换向磁极绕组接反,ek方向就反,这样ek不但不能抵消(er+ ea),反使换向元件中电动势更大,致使换向更恶化。
15-11 一台四极直流发电机,单迭绕组,每极磁通为61079.3马,电枢总导体数为152根,转速为1200转/分,求电机的空载电动势？
解:VnpNEa1151200101079.343015226086
15-12 一台四极直流电动机,1460Nn转/分,Z=36槽,每槽导体数为6,每极磁通为6102.2马,单迭绕
