一章直流电机.ppt

第一章 直流电机1.6 答：电枢绕组为单叠绕组时，运行时去掉一个或相邻两个 电刷，并联支路数减少一半，电枢电流将减少一半 电枢绕组为单波绕组时，并联支路数不受影响，电枢 电流 不变，但每个电刷通过的电流将增大，致使换向困难 1.7 答：感应电动势（参见图1.3） 电刷两端得到总的感应 电动势为零 1.8 答：由Tem=CTΦIa知：对于已制造 好的直流电机，其电磁转矩与电枢电流 和气隙磁通的乘积成正比图1.3 题1.7图思考题与习题答案部分可用左手定则判断电枢导体的受力方向，从而确定电磁转矩的实际方向对直流发电机而言，电磁转矩为制动转矩，与转子转向相反；而对于直流电动机而言，电磁转矩为驱动性质，与转子转向相同 1.14 答：并励直流发电机正转时能自励，反转时则不能自励如 果把并励绕组两头对调，且电枢反转，此时能自励 1.15 答：换向元件里合成电动势∑e为零时, ,换向元件 里的换向电流随时间线性变化，这种换向称为直线换向。

直线换向时不产生火花 换向过程中换向元件里的合成电动势大于零，使换向电 流变化延缓，不再是线性的，出现了电流延迟现象，这时 的换向称为延迟换向延迟换向时电刷下产生电火花  1.16 解：额定电流： 额定负载时的输入功率： 1.17 解：额定负载时的输入功率：思考题与习题答案部分额定电流：1.18 解：（1）绕组节距计算 （2）绕组展开图如图1.4所示（采用右行短距绕组） （3）并联支路数如下： 思考题与习题答案部分1.19 解：（1）绕组节距计算思考题与习题答案部分图1.4 题1.18的图思考题与习题答案部分图1.5 题1.19图  （2）绕组展开图如图1.5所示（采用左行长距绕组） （3）并联支路数如下： 1.20 解： （1）n=1500r/min时 （2）n=500r/min时 思考题与习题答案部分1.21 解：（1）电枢绕组为单叠绕组 a=3 （2）电枢绕组为单波绕组 a=1 1.22 解：（1）额定电流 （2）电枢电动势1.23 解：（1）发电机运行时 电枢电动势: 又 所以思考题与习题答案部分励磁电流: （2）电动机运行时 电枢电动势： 又 所以思考题与习题答案部分励磁电流: 因为 所以 得 1.24 解：（1）额定负载时电枢电动势： 因为额定负载时电磁功率：思考题与习题答案部分思考题与习题答案部分所以额定负载时输出功率： 所以额定负载时输出转矩为： （2）励磁电流 因为 所以输入功率：思考题与习题答案部分额定效率： 1.25 解：（1）额定负载时电枢电动势： 额定负载时电磁功率： 额定负载时电磁转矩：对应电磁转矩： 而 所以 1.26 解：（1） 电枢电动势： 又思考题与习题答案部分 所以 电枢电流Ia=20A时， 所以 由磁路不饱合，所以 所以 （2）电枢电流Ia=20A时，电磁功率 电磁转矩思考题与习题答案部分 自测题参考答案（一）填空题： 1. 并励直流发电机的自励建压条件是:主磁路存在剩磁；并联在电枢两端的励磁绕组极性要正确，使励磁电流产生的补充磁通方向与剩磁磁通方向相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。

2. 可且下列关系来判断直流电机的运行状态：当EaU时为发电机状态 3. 直流发电机的绕组常用的有叠绕组和波绕组两种形式，若要产生大电流，绕组常采用 叠 绕组 4. 直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向相反，直流第一章 直流电机  电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向相同 5. 单叠和单波绕组，极对数均为p时，并联支路数分别为2p ， 2 6 . 直流电机的电磁转矩是由每极气隙磁通量和电枢电流共同作用 产生的 7. 直流电机电枢反应的定义是电枢磁动势对励磁磁动势的作用，当 电刷在几何中的性线时，电动机产生交磁性质的电枢反应， 其结果使气隙磁场发生畸变和对主磁场起附加去磁作用， 物理中性线逆电枢旋转方向偏移 （二）判断题： 1. 一台并励直流发电机，正转能自励，反转也能自励（ × ）  2. 若把一台直流发电机电枢固定，而电刷与磁极同时 旋转则在电刷两端仍能得到直流电压√） 3. 一台并励直流电电动机，若改变电源极性，则电机转 向也改变。

× ） 4. 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 （ × ） 5. 一台接到直流电源上运行的直流电动机，换向情况是良好的 如果改变电枢两端的极性来改变转向，换向极线圈不改接， 则换向情况变坏 （ × ） （三）选择题： 1. 直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（ ① ）中 ① 电枢绕组； ② 励磁绕组； ③ 电枢绕组和励磁绕组 2. 直流发电机电刷在几何中性线上，如果磁路不饱和，这时电枢反应是（ ③ ） ① 去磁； ② 助磁； ③ 不去磁也不助磁 3. 如果并励直流发电机的转速上升20 % ，则空载时发电机的端电压U0升高（ ② ） ① 20%； ② 大于20%； ③ 小于20% 4. 直流电机公式Ea=CeΦn和Tem=CTΦIa中的磁通是指（ ② ） ① 空载时每极磁通； ② 负载时每极磁通； ③ 负载时所有磁极的磁通总和。

5. 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 电源电压越来越高四）简答题： 1. 直流电动机的励磁方式有哪几种？试画图说明 答：如图1.6所示， ①他励； ②自励（包括并励、串励和 复励三种）+ U -IaAIL+ UL -IL+ U -IAIaLALILIa+ U -IL+ U -I AIaL他励电动机并励电动机串励电动机复励电动机 2.如何确定换向极的极性,换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联? 答：使换向极产生的磁通与电枢反应磁通方向相反对于 第一章 直流电机 直流发电机而言，换向极极性和电枢要进入的主磁极 极性相同； 而对于直流电动机，则换向极极性和电枢要进入的主磁极 极性相反 换向极绕组与电枢绕组相串联的原因是：使随着电枢磁场的变化， 换向极磁场也随之变化，即任何负载情况下都能抵消电枢反应 的影响。

3.试比较他励和并励直流发电机的外特性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软 他励：影响因素有两个 ① 随着Ia增加，IaRa增加，使U下降； ② 随着Ia增加，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通Φ 减少，电枢电动势Ea减少，最后使U下降 并励：影响因素有三个 ① 随着Ia增加，IaRa增加，使U下降； ② 随着Ia增加，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通Φ 减少，电枢电动势Ea减少，最后使端电压U下降； ③ 而端电压U下降，又使If下降，磁通Φ下降，电枢电动 势Ea阿进一步减少，端电压U进一步下降 4. 一台并励直流发电机并联于电网上，若原动机停止供给机械能， 将发电机过渡到电动机状态工作，此时电磁转矩方向是否改变？ 旋转方向是否改变？ 答：电磁转矩方向改变，电机旋转方向不变 （四）简答题： 1. 一台并励直流电动机,铭牌数据如下:PN=3.5kW,UN=220V， IN=20A，nN=1000r/min，电枢电阻Ra=1Ω，∆Ub=1V，励磁回路 电阻Rf=440Ω。

空载实验：当U=220V，n=1000r/min时，I0=2A， 试计算当电枢电流Ia=10A时，电机的效率（不计杂散损耗） 解：励磁电流： 第一章 直流电机励磁损耗：空载时： 输入功率： 励磁功率： 电枢铜损耗： 电刷接触损耗： 附加损耗： 则：第一章 直流电机 当Ia=10A时： I= Ia+If=（10+0.5）A=10.5A 输入功率： 输出功率： 效率：第一章 直流电机 2.一台并励直流电动机,铭牌数据如下：PN=6kW，UN=230V，nN=1450r/min，Ra=0.57Ω（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻Rf=177Ω，额定负载时的电枢铁损PFe=234W，机械损耗Pmec=61W，求： （1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩； （2）额定负载时的效率 解：（1） 第一章 直流电机 所以： （2）第一章 直流电机 3.一台并励直流电动机,铭牌数据如下：PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，励磁回路电阻Rf=57.5Ω，电枢电阻Ra=0.1Ω，不计电枢反应和磁路饱和。

现将这台电机改为并励直流电动机，把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源上，运行时维持电枢电流为原额定值，试求电动机的下列数据： （1）转速n；（2）电磁功率；（3）电磁转矩 解： 第一章 直流电机 （1）转速n 电动机运行： （2）电磁功率第一章 直流电机（3）电磁转矩 。