电机拖动基础——直流电机

1、电机与拖动基础电机与拖动基础习题选习题选 直流电机直流电机 1-11-1 如果将电枢绕组装在定子上，磁极装在转子上，换向器和电刷应怎样装置， 才能使其作为直流电机运行？ 1-21-2 在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？ 电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电机是运行于发电机 状态还是运行于电动机状态？ 1-31-3 一台 Z2 直流电动机，其额定功率 PN160千瓦；额定电压 UN220伏，额 定效率 N = 90 % , 额定转速 nN =1500转/分，求该电动机的额定电流？ 1-41-4 一台 Z2 直流发电机，其额定功率 PN145千瓦；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？ 1-51-5 何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？公式 TaCN N Ia 中的 N应是什么磁通。 1-61-6 一台并励直流电动机在额定电压 UN220伏和额定电流 IN80安的情况下 运行，电枢绕组电阻 ra0.08欧，2Us=2伏，励磁绕阻的电阻 rf = 88.8欧， 额定负载时的效率 N85 ，试

2、求： （1）额定输入功率； （2）额定输出功率； （3）总损耗； （4）励磁回路铜耗； （5）电枢回路铜耗； （6）电刷接触损耗； （7）附加损耗； （8）机械损耗与铁耗之和。 1-71-7 并励直流电动机的起动电流决定于什么？正常工作时电枢电流又决定于什 么？ 1-81-8 试验时如果分别要改变并励、串励、复励直流电动机的转向，应怎么办？ 1-91-9 并励直流电动机在运行时若励磁绕阻断线，会出现什么后果？ 1-101-10 一台并励直流电动机，PN= 96千瓦，UN440伏，IN255安，IfN5安， nN500 转/分，Ra0.078 欧，试求： （1）电动机的额定输出转矩； （2）在额定电流时的电磁转矩； （3）当 Ia0 时电机的转速； （4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入一电阻0.1 欧而达稳定时的转 速。 1-111-11 一台 Z261并励直流电动机的额定数据如下：PN17千瓦，UN220伏， nN3000转/分，IN88.9安，电枢回路总电阻 Ra0.114欧，励磁回路电阻 Rf181.5 欧，忽略电枢反应影响，求： （1）电动机的额定输出转矩； （2）在额定

3、负载时的电磁转矩； （3）额定负载时的效率； （4）在理想空载（Ia0）时的转速； （5）当电枢回路串入一电阻 R0.15欧时，在额定负载转矩时的转速。 1-121-12 一台220伏的并励直流电动机，电枢回路总电阻 ra0.316欧，空载时电枢 电流 Ia0=2.8安，空载转速 n0=1600转/分。 （1）今欲在电枢负载为 IaX=52安时，将转速下降到 nX=800转/分，问在电枢回 路中须串入的电阻值为多大（忽略电枢反应）？ （2）这时电源输入电枢回路的功率只有百分之几输入到电枢中？这说明什么问 题？ 1-131-13 一台并励直流电动机在某负载转矩时转速为1000转/分，电枢电流为40安， 电枢回路总电阻 Ra=0.045欧，电网电压为110伏。当负载转矩增大到原来的4倍 时，电枢电流及转速各为多少？（忽略电枢反应） 1-141-14 一台 Z225并励直流电动机，PN7.5千瓦，UN110伏，IN82.2安， nN1500转/分。电枢回路总电阻 Ra0.1014欧，励磁绕阻电阻 rf46.7欧，忽 略电枢反应作用： （1）求电动机电枢电流 Ia=60安时的转速； （2）假若

4、负载转矩不随转速而改变，当电机的主磁通减少15，求达到稳定状 态时的电枢电流及转速。 电机与拖动基础电机与拖动基础解题提示解题提示 直流电机直流电机 1-11-1提示：提示： 直流电机运行时，电枢绕组与换向器保持相对静止，故装于定子；磁极与电刷 也保持相对静止装于转子即可。 1-21-2提示：提示： 直流发电机：电磁转矩和电枢旋转方向相反，电枢感应电动势和电枢电流方向 相同； 直流电动机：电磁转矩和电枢旋转方向相同，电枢感应电动势和电枢电流方向 相反； 运行时直流电机的感应电动势大于电枢端电压为发电运行状态；感应电动势小 于电枢端电压为电动运行状态 1-31-3提示：提示： 直流电动机：PN=UNINN 1-41-4提示：提示： 直流发电机：PN=UNIN 1-51-5提示：提示： 直流电机负载运行时的主磁场由励磁磁势与电枢磁势共同建立，电枢磁势的存 在使主磁场不同于电机的空载磁场，这种影响称为电枢反应。电枢反应对气隙 磁场影响有二：首先使气隙磁场发生畸变，其次存在去磁效应。N 应该是每 极合成磁通。 1-61-6提示：提示： （1）额定输入功率:P1N=UNIN （2）额定输出功率:

5、PN=P1NN （3）总损耗:Sp=P1N-PN （4）励磁电流 If=UN/rf;励磁回路铜耗 pcuf=rfIf2 （5）电枢电流 Ia=IN-If;电枢回路铜耗 pcua=raIa2 （6）电刷接触损耗 ps=Ia2Us （7）附加损耗 p=1%PN（8）机械损耗与铁耗之和 pmec+pFe=Sp-pcuf-pcua-ps-p 1-71-7提示：提示： 并励直流电动机的起动电流 IQ=UN/Ra(Ra电枢回路总电阻)；正常工作时电枢电 流决定于实际负载。 1-81-8提示：提示： 对于直流电动机的电枢电流或励磁电流方向，两者只能改变其一。 1-91-9提示：提示： 这时电动机的磁通仅为剩磁。空载时电动机的转速急速上升；负载时电动机的 转速降至零且电枢电流急速上升。 1-101-10提示：提示： （1）电动机的额定输出转矩 TN=9.55PN/nN （2）求得：Ia=IN-IfN；CeFN=(UN-Iara)/nN ,在额定电流时的电磁转矩 Tem=CT FNIa=9.55CeFNIa （3）当 Ia0 时电机转速为：n0=UN/CeFN （4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串

6、入一电阻 RW=0.1W 而达稳定时的 转速为： n=(UN-Iara-IaRW)/CeFN 1-111-11提示：提示： 参考题1-10的提示。1-121-12提示：提示： （1）这时电势常数：CeF=(UN-Ia0ra)/n0，所串入的电阻 RW应该满足：IaX(ra+RW) =UN-CeFnX ; （2）这时由电源输入电枢回路的功率 P=UNIaX;输入电枢的功率为：P=P- IaX2RW。 1-131-13提示：提示： 若磁通不变，负载转矩增大到原来的4倍时，电枢电流也将增大4倍。对应的电 枢电阻压降也要增大，由此电枢感应电动势降低，导致电动机转速降低（E =CeF n） 。 1-141-14提示：提示： 首先求电动机额定状态时的电势常数 CeFN ,额定运行时的电枢电流 Ia=IN-If=IN- UN/rf; CeFN=(UN-IaRa)/nN (1)电动机电枢电流 Ia=60安时的转速为：n=(UN-IaRa)/CeFN (2)若负载转矩不随转速而改变，则当电机的主磁通减少15后,达到稳定状态 时的电枢电流 Ia将满足以下关系： CTFNIa=(1-15)CTFNIa，或 CeFNIa=(1-15)CeFNIa， 这样达到稳定状态时转速 n=(UN-IaRa)/(1-15)CeFN。 1-7提示： 并励直流电动机的起动电流 IQ=UN/Ra(Ra电枢回路总电阻)；正常工作时电枢电 流决定于实际负载。

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