《电工产品学》复习题答案.doc

电工产品学复习题一、 填空题： 根据原机械部标准，可将电工产品分为 、 、 、 、 五个等级。大类、小类、系列、品种、规格电工产品是 、 、 和用电设备、装置以及为这些设备、装置配套的基础材料、基础元器件等的总称。发电、输变电、配电变压器按用途可分为 、 、 、 、 和特种变压器。电力变压器、调压器、仪用变压器、矿用变压器、实验变压器变压器的基本结构可分为 、 、 、 、 五大部分。器身、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置互感器的准确等级是按 、 两种误差来确定的。比值差、相角差变压器的损耗包括 、 两类铁损、铜损直流电动机按励磁方式可分为 、 、 、 四种。并励、串励、他励、复励电机的产品型号由 、 、 、 四个部分组成。电机类型代号、规格代号、特殊环境代号、补充代号产品代号由 、 、 、 四个小节顺序组成。类型、结构、相位、励磁方式电机的定额可分为 、 、 三种工作定额。连续工作制、短时工作制、周期工作制异步电动机通入50Hz的交流电后，若旋转磁场具有四个磁极，其旋转磁场的转速为 r/min，其额定转速为1450 r/min，额定负载时的转差率为 。1500、0.033（或者填）对鼠笼式异步机用星三角方式进行起动，则起动时的线电流是三角形起动的 ，其起动转矩为直接起动的 。，对绕线式异步机的调速方法有 、 、 三种。变频调速、变极调速、变转差率调速微电机按用途可分为 、 、 三大类。驱动微电机、控制微电机、电源微电机三相反应式步进电动机采用单三拍通电方式，若电动机转子有40个齿，则步距角为 ，控制脉冲频率fK=800HZ，则电动机的转速为 。3(=)、400r/min(=)由电磁式直流伺服电动机的机械特性可以看出， 控制式的机械特性不随控制电压的变化而变化，而 控制式的变化较大。磁极、电枢电弧形成的游离方式主要有： 、 两种；去游离方式主要有 、 两类。表面发射、空间游离；复合、扩散低压根据它在电气中的地位和所起的作用，可归纳为： 和配电电器，其中配电电器主要包括： 、 、 、 四种类型。控制电器，刀开关、转换开关、熔断器、断路器低压断路器按结构类型可分为 和 。塑料外壳式低压断路器、框架式低压断路器高压断路器按所采用的灭弧介质及作用原理不同，可分为： 、 、 、 、 、 。多油式断路器、少油式断路器、空气断路器、真空断路器、SF6断路器我国目前生产的负荷开关，按其灭弧方法分为： 、 、 、 、 。压气式、油侵式、SF6负荷开关、固体产气式、真空负荷开关避雷器按工作原理和结构上的差别，分为 、 、 。管式避雷器、阀式避雷器、氧化锌避雷器电力电容器的主要应用有 、 、 三个方面。移相电容器、耦合通信电容器、串联补偿电容器绝缘材料的主要作用有： 、 、 三个方面。隔离作用、储能作用、其它作用绝缘材料按它的应用或工艺特征分为六大类，即 、 、 、 、 、 。漆、树脂和胶类；浸渍纤维制品类；层压制品类；塑料类；云母制品类；薄膜、粘带和复合制品类表示绝缘材料的电性能主要有： 、 、 、 四个指标。介电常数、电导、介损tg ，击穿强度Eb介质极化的主要方式有： 、 、 、 、 五种。电子位移极、离子位移极化、转向极化、夹层介质界面极化、空间电荷极化塑料按树脂的类型不同可分为 和 两大类。热固性塑料、热塑性塑料电线电缆的用途主要用于 、 、 三个方面。用于传输分配电流、用于电气通信、用作绕组电线电缆按结构、性能、使用特点和制造工艺不同，可分为以下五类： 、 、 、 、 。裸电线、绕组线、电气装备用电线电缆、电力电缆、通信电缆电线电缆的基本结构，一般可分为 、 、 、 四个部分。导体、绝缘层、屏蔽层、保护层电线电缆的保护层结构主要有 、 和 三种类型。橡塑护层、金属护层、组合护层电力电缆的绝缘层主要有 、 、 、 四种。橡皮、塑料、漆包线漆、浸渍纸铁磁材料的性能主要有 、 、 三方面。高导性、磁饱和性、磁滞性 电气接线的主要方式分 、 两大类。前者在110kV以上的电气接线中主要采用 、 两种。有母线、无母线，接线、双母线带旁路二、简答题： 1、变压器按用途可分为哪几大类？每类试举一例。电力变压器、调压器、仪用变压器、矿用变压器、实验变压器、特种变压器。电力变压器有升压变压器、降压变压器、联络变压器和厂用电变压器；调压器分为自耦式调压器、移圈式调压器、感应调压器及磁饱和调压器等；仪用变压器有电压互感器和电流互感器；矿用变压器指专供矿坑下变电所使用的变压器；试验用高压变压器指产生高电压供高压试验用；特殊用途变压器有整流变压器、电炉变压器和电焊变压器。2、变压器按冷却方式可分为哪几类？充气式、干式、油浸式3、油浸式电力变压器的基本结构可分哪几部分？每部分又包括什么器件？器身：铁芯、绕组、绝缘、引线、分接开关油箱：油箱本身、附件（放油阀门、小车、油样活门、接地螺栓、铬牌等）冷却装置：散热器或冷却器保护装置：储油柜、油表、安全气道、吸湿器、测温元件、净油器和气体继电器出线装置：高压套管、低压套管4、变压器的额定容量、空载损耗、空载电流的含义及其单位是什么？额定容量是表观功率的惯用值。根据在规定的条件下施加的额定电压，由它可确定电流的数值。单位是千伏安（KVA）。用符号SN表示。空载损耗是指当以额定频率的额定电压施加于一个绕组的端子上，其余绕组开路时，变压器所吸取的有功功率，单位为瓦（W）。用符号P0表示。空载电流是指当以额定频率的电压施加于绕组线路端子上，其余绕组处于开路时，流经次线路端子的电流，用符号I0表示。空载电流通常用额定电流的百分比表示。5、变压器的额定容量、阻抗电压、负载损耗的含义及其单位是什么？额定容量是表观功率的惯用值。根据在规定的条件下施加的额定电压，由它可确定电流的数值。单位是千伏安（KVA）。用符号SN表示。阻抗电压（KV）是指双绕组变压器中一个绕组短路，以额定频率的电压施加于另一个绕组上，并使其中流过额定电流时的施加电压值。对多绕组变压器，除试验的一对绕组外，其余绕组开路，并使其中流过与该对绕组中的额定容量较小的绕组相对应的额定电流时的施加电压值。各对绕组的阻抗电压是指相应的参考温度下的数值且用施加电压绕组的额定电压值的百分数来表示。负载损耗（KW）是指对双绕组变压器，带分接的绕组接在主分接位置下，当额定电流流过一个绕组且另一个绕组短路时，变压器在额定频率下所吸取的有功功率。对多绕组变压器，除被试的一对绕组外，其余绕组开路。负载损耗值通常是指相应参考温度下的数值，用符号PK表示。6、变压器并联运行有何意义？应满足什么条件？意义：变压器的并联运行，在负荷增长而现有变压器容量不足以供应所需电功率时；或为提高对用户供电的可靠性,满足在变压器出现事故时不致于中断电源的要求,往往需要两台或几台变压器并联运行。条件：并联的变压器要有同样的匝数比。否则，当原边接于同一电源时，副边即使没有负载，也会出现环流。在变压器并联运行时，各台变压器如何分配负载，是一个重要问题。最佳分配状态为按各台的额定容量或电流来分配负载。负载分配与各台变压器的等效漏阻抗有关。三相变压器并联运行时，各台的原边与副边的线电压要相等，而且相位要一致。因此，-或Y-Y接法的变压器不能与-Y或Y-接法的并联。7、互感器的主要用途有哪些？电压互感器与电流互感器在结构及运行上各有什么特点？互感器的作用：测量、保护、安全、统一。电压互感器是一台小容量的降压变压器，它的原绕组匝数较多， 与被测的高压电网并联，副绕组匝数较少， 与电压表或功率表的电压线圈连接；因为电压表和功率表的电压线圈电阻很大， 所以电压互感器副边电流很小， 近似于变压器的空载运行。电流互感器是将大电流变换成小电流的升压变压器， 它的原绕组用粗线绕成， 通常只有一匝或几匝， 与被测电路负载串联， 原绕组经过的电流与负载电流相等。 副绕组匝数较多， 导线较细， 与电流表或功率表的电流线圈连接。8、直流电机的定子、转子部分各包括哪些器件？各起什么作用？定子由机座、 主磁极、 换向磁极、 端盖和电刷装置等部分构成；机座用来放置主磁极和换向磁极，起导磁作用；磁极由磁极铁心和励磁绕组组成，铁心一般都采用电磁铁， 由直流电流来励磁；换向磁极由换向磁极铁心和绕组构成， 与主磁极交替放置，的作用是产生附加磁场， 改善换向性能；电刷装置的作用是把转子电路与外电路连接起来。转子由电枢铁心、 电枢绕组、 换向器、 转轴和风扇等组成；电枢铁心用来嵌放电枢绕组；电枢绕组是直流电机的电路部分， 用来产生感应电动势、 感应电流和电磁转矩；换向器与电刷一起将外加的直流电变换成交流电， 提供给转子电路。9、并励直流发电机的外特性的含义是什么？为什么端电压会随负载电流的增加而下降？并励发电机的外特性是指发电机向负载供电时，保持发电机转速保持额定转速，励磁电路的电阻不变的情况下，端电压U随负载电流I变化的关系，表示为Uf(I)。下降的原因：1、发电机的端电压U随着负载电流的增加，电枢电流也增加，其电枢电阻压降增加，故U下降；2、当负载电流增大时，电枢反应的去磁作用也会增强，使主磁通被削弱，电动势E将随负载电流的增加而减小，故U下降。3、当U因第一、二两个原因下降时，励磁电路的电阻不变，则励磁电流要减小，从而使E下降，故U下降。10、并励、串励和复励三种直流电动机在机械特性上有什么差异？并励：励磁绕组与电枢并联，机械特性方程如右，由于很小，故电动机转速n随着电磁转矩T的增加而降低不大；在忽略空载转矩T0的情况下，可看成机械负载变化时，对电动机转速变化不大，故病例电动机具有硬的机械特性。串励：励磁绕组与电枢串联，所以其主磁极的磁通是随电流变化的，即随负载变化而变化，机械特性方程如右，在磁路未饱和时，机械特性是一条双曲线，当负载转矩增大，转速下降很快，属于软特性。复励：具有两个励磁绕组，一个与电枢并联，另一个与电枢串励。其机械特性介于并励电动机和串励电动机之间。11、异步电动机的转子绕组部分，鼠笼式与绕线式有什么不同？绕线式转子的绕组和定子绕组一样， 也是三相绕组， 绕组的三个末端接在一起（Y型）， 三个首端分别接在转轴上三个彼此绝缘的铜制滑环上， 再通过滑环上的电刷与外电路的变阻器相接， 以便调节转速或改变电动机的起动性能。鼠笼式转子绕组是在转子铁心槽内插入铜条， 两端再用两个铜环焊接而成的。 若把铁心拿出来， 整个转子绕组外形很像一个鼠笼， 故称鼠笼式转子。 对于中小功率的电机， 目前常用铸铝工艺把鼠笼式绕组及冷却用的风扇叶片铸在一起。结构上，鼠笼式转子绕组由插入每个转子槽中的导条和两端的环形端环组成。绕线式转子绕组是一个在转自铁心槽内嵌有用绝缘导线绕成的三相绕组，三相绕组连接成星形，三根端线接到装在转轴上的三个集电环上，再通过电刷使转子绕组与外电路接通。应用上，鼠笼式转子绕组结构简单，制造方便，价格便宜，运行可靠又耐用，在工农业上广泛应用。绕线式转子绕组结构复杂，运行可靠性较差，价格较贵，只用在要求起动电流小、起动转矩大或需要调节转速的场合。12、三相交流电机中何为异步、同步？如何理解转差率S？转子的转速低于同步转速称为异步电动机；转子的转速等于同步转速称为同步电动机；转差率：S=转差率是用来表示转子转速与同步转速之差的相对程度的一个物理量， 其中n1-n为转速差。 当定子绕组接通电源的瞬间， 转子转速n=0， 此时s=1， 转差率最大； 稳定运行以后， 电机的转速n比较接近同步转速n1， 此时s很小， 额定转差率约为0.010.08左右； 空载时， 转子转速可以很接近同步转速， 即s0， 但s=0的情况在实际运行时是不存在的。13、简要说明同步调相机（补偿机）的工作原理。1受控补偿：（1）当负荷较大时，为了改善功率因数，同步补偿机应过励运行. （2）当电网负荷很轻时，高压长输电线路将呈现较大的电容作用，使受端电网电压升高，此时，同步补偿机应运行在欠励状态，吸收电网中多余的无功功率。2、中间补偿：（1）（2）当时对稳定有利，因为， 角减小，稳定提高；（3）当保持原过载能力时，输送的功率将增大。（4）中间加补偿机相当于线路的减小，提高了稳定性或增加输出。14、简述微型单相异步电动机的基本工作原理。（以单相电容起动电动机为例）单相异步电动机主要应用于电动工具、洗衣机、电冰箱、空调、电风扇等小功率电器中。单相异步电动机的定子中放置单相绕组,转子一般用鼠笼式。定子绕组中通入单相交流电后, 形成脉动磁场，若不采取措施，将无法获得所需的起动转矩。电容分相式异步电动机的定子中放置有两个绕组，一个是工作绕组 AA，另一个是起动绕组 BB ,两个绕组在空间相隔90。起动时， BB 绕组经电容接电源，两个绕组的电流相位相差近90，即可获得所需的旋转磁场。电动机转子转动起来后，利用离心力将开关S断开(S是离心开关)，使起动绕组BB 断电。将开关S合在位置1，电容C与B绕组串联，电流 iB较iA超前近90；当将S切换到位置2，电容C与A绕组串联，电流iA 较iB 超前近90。这样就改变了旋转磁场的转向，从而实现电动机的反转。15、简述电弧产生（去游离方式和游离方式）的原因。在开关断开过程中，由于动触头的运动，使动、静触头间的接触面不断减小，电流密度就不断增大，接触电阻随接触面的减小就越来越大，因而触头温度升高，产生热电子发射。当触头刚分离时，由于动、静触头间的间隙极小，出现的电场强度很高，在电场作用下金属表面电子不断从金属表面飞逸出来，成为自由电子在触头间运动，这种现象称为场致发射。热电子发射、场致发射产生的自由电子在电场力作用下加速飞向阳极，途中不断碰撞中性质点，将中性质点中的电子又碰撞出来，这种现象称作碰撞游离。由于碰撞游离的连锁反应，自由电子成倍地增加(正离子亦随之增加)，大量的电子奔向阳极，大量的正离子向负极运动，开关触头间隙便成了电流的通道，触头间隙间介质被击穿就形成电弧。由于电弧温度很高，在高温的作用下，处在高温下的中性质点由于高温而产生强烈不规则的热运动，在中性质点互相碰撞时，又将被游离而形成电子和离子，这种因热运动而引起的游离称为热游离。热游离产生大量电子和离子维持触头间隙间电弧。产生电弧主要由碰撞游离，维持电弧主要依靠热游离。在电弧的形成过程中，不仅存在游离方式，同时还伴随着去游离过程，两种方式同时作用来维持电弧。当游离过程大于去游离过程是，电弧形成并能持续存在；当去游离过程大于游离过程时，电弧消失。16、简述直流电弧的熄灭方法。1、在大气中依靠触头的分开机械拉长；2、利用流过导电回路或特制线圈的电流在燃弧区产生磁场，使电弧迅速移动和拉长；3、根据近阴极效应理论，用金属板将电弧分隔成许多串联的短弧；4、依靠磁场作用，将电弧驱入耐弧材料制成的狭缝中以加强电弧的冷却；5、在封闭的灭弧室中，利用电弧自身的能量将固体材料分解，产生气体，以提高灭弧室中的压力，或利用产生的气体进行吹弧；6、利用电弧自身能量，使变压器油分解成含有大量气体并建立起很高的压力，再利用此压力推动冷油和气体吹弧；7、利用压缩气体吹弧；8、利用六氟化硫气体吹弧；9、真空灭弧；10、利用石英砂等固体颗粒介质，限制电弧直径的扩展和加强冷却。17、试比较刀开关、熔断器与低压断路器在电气性能上的区别。刀开关是一种手动电器，主要用于成套配电设备中作电源隔离开关亦可用于不频繁接通和分断小容量的低压线路。熔断器俗称保险丝。它主要由熔断体和放置熔断体的绝缘管或绝缘座组成，熔断体(熔丝)是熔断器的核心部分。熔断器应与电路串联，正常情况下，它相当于一根导体的作用，当电路出现过载、短路故障时，由于流过熔体电流过大，熔体自行熔断，并以此切断故障电流，完成保护任务。低压断路器又称自动空气开关、 自动空气断路器或自动开关， 它是一种半自动开关电器，当电路发生严重过载、 短路以及失压等故障时， 低压断路器能自动切断故障电路， 有效保护串接在它后面的电气设备；在正常情况下， 低压断路器也可用于不频繁接通和断开的电路及控制电动机。 18、试比较隔离开关、高压负荷开关与高压断路器在电气性能上的区别。n 高压断路器：高压断路器它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统高压断路器：用于有负荷时接通或断开电路，以及短路故障时自动快速切断电路。在电力系统中它一般起两个作用：1、控制作用，根据电力系统运行需要，把一部分电力设备或线路投入或拆出运行2、保护作用，它可以在电力设备或线路发生故障时，将故障部分从电力系统中快速切除，保证系统无故障部分正常运行。为确保完成任务，断路器具有强熄弧能力和灭弧装置。n 隔离开关：是一种没有专门灭弧装置的开关设备，在分闸状态有明显可见的断口，在合闸状态能可靠的通过正常工作电流和短路故障电流。但不能用它来接通或切断负荷电流和短路电流。主要有隔离电源、倒换母线和切断一切一定容量的空载电流的作用。n 高压负荷开关：是一种用来开断和闭合负荷电流的开关，与隔离开关相比，负荷开关有着同样明显可见的断点，但又有原则区别，隔离开关不能带负荷操作，而负荷开关可以带负荷操作。其原因是负荷开关增加了一个具有一定灭弧能力的灭弧装置。负荷开关不能开断短路电流，为弥补这一不足，常将负荷开关和高压熔断器组合成一个整体，用负荷开关分断负荷电流，用高压断路器分断过负荷电流和短路电流，以代替断路器。这种组合称为综合负荷开关。19、高压多油断路器与高压少油断路器二者的油所起的作用有什么不同？多油断路器：用油量较大，体积大，但运行安全可靠，可配置CT，用于户外式受大气条件影响小；少油断路器：油仅作为灭弧介质，不作主要绝缘介质。20、什么是极化？主要的极化方式有哪些，各有什么特点？极化概念：电场中有电介质时，由于电场的作用电介质内部发生形变，结果导致电介质内部电荷分布的变化，这个过程称作极化。极化的五种方式：电子位移极化，特点：1）完成极化需要的时间极短 2）外场消失，整体恢复中性 3）温度对极化影响较小；离子位移极化，特点：1）离子相对位移有限，外电场消失后即恢复原状 2）所需时间很短，其几乎与外电场频率无关。3)温度对极化有影响；转向极化，特点：1）极化所需时间极长，故频率与频率有较大关系 2）极化属于非弹性，有能量损耗 3）温度对极化影响很大；夹层介质界面极化：特点：1）极化所需时间长，故夹层极化只有在低频时才有意义。2）极化涉及电荷的移动和积聚，所以必然伴随能量损耗；空间电荷极化。21、电导与极化有什么不同？极化：电场中有电介质时，由于电场的作用电介质内部发生形变，结果导致电介质内部电荷分布的变化，从而形成极化；电导：介质在电场作用下,使其内部联系较弱的带电粒子作有规律的运动形成传导电流,即泄漏电流(电导电流)22、简要说明热塑性塑料与热固性塑料的区别，并各举出三种。热固性塑料：是由热固性树脂加填料、固化剂、促进剂、润滑剂、颜料或染料等组成。常用的热固性塑料有酚醛塑料、氨基塑料聚酯塑料和耐高温塑料。 热塑性塑料由聚全而生成的线链型或环状分子结构的树脂组成，重复加热能重复软化，并能溶于一定的溶剂中，由纯树脂性的或由树脂、填料及各种添加剂组成。常用的热塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯和聚四氟乙烯。23、简要说明介质的耐热性及耐热等级。耐热性，指物质在受热的条件下仍能保持其优良的物理机械性能的性质。电工产品绝缘的使用期受到多种因素(如温度、电和机械的应力、振动、有害气体、化学物质、潮湿、灰尘和辐照等)的影响，而温度通常是对绝缘材料和绝缘结构老化起支配作用的因素。各耐热等级及所对应的温度值如下：YAEBFHC9010512013015518018024、简述绝缘材料选用应遵循的三个原则是什么？1）满足电工产品各种性能的要求。首先要满足电气性能的要求，选用的绝缘产品要有足够高的击穿强度，同时，为了降低损耗，还要求使用在高压或高频的电工产品中的绝缘材料的介质损耗要小。其次，要满足机械强度的要求。再次，要满足耐热等级的要求。2）满足不同使用场所或特殊规定的要求。不同的环境中工作时，其性能和寿命可能完全不同或差异很大，工作环境对产品的影响甚大。3）考虑经济性。要考虑节棉、麻、稠等农副产品的经济政策。同时，不能优材劣用、大材小用。25、电线电缆的主要用途有哪些？说明应如何选择电线电缆？用途：1、用于传输分配电能，2、用于电气通信，3、用作绕组。选择标准：通常是指型号与导体截面的选择。一、型号选择除根据电缆的用途之外，还应注意电缆的额定电压及护层的适用范围和保护对象。 1KV及以下，应选择聚氯乙烯电缆或橡皮绝缘电缆； 610KV，选择不滴流电缆比较经济； 35KV，可选择交联聚乙烯电缆或不滴流电缆； 110KV及以上，可选择110KV交联聚乙烯电缆或110KV及以上自容式充油纸绝缘电缆。二、电线电缆导体截面的选择 按发热条件、电压损失、机械强度和经济电流密度来选择。 高压线路的导体截面，首先按照经济电流密度选择，然后用发热条件、允许电压损失和机械强度进行校验； 低压动力线路中，由于负载电流较大，故先按发热条件选择截面，然后用电压损失和机械强度校验； 照明线路，则先按允许电压损失选择截面，再验算其发热条件或机械强度。三、分析说明题。1、说明自耦变压器在结构上与双线圈变压器的不同，并据此分析自耦变压器的优势。不同：（1）自耦变压器是指它的绕组一部分是高压边和低压边共用的，另一部分只属于高压边，其原副边有直接的点的联系，它的低压线圈就是高压线圈的一部分。双线圈变压器就是变压器里面只有两个绕组，即在一个铁芯上套有两个绕组(两个线圈)，一个为一次绕组，另一个为二次绕组。两个线圈通过交变磁通相互联系着，匝数多的一边电压高，匝数少的一边电压低，这样便将一种等级的电压变成同频率的另一种等级的电压。（2）自耦变压器实际上只有一个绕组，副绕组接线是从原绕组抽头而来，因此，原绕组和副绕组之间除了有磁的联系之外，还直接有电的联系。双绕组变压器原绕组和副绕组是分开绕制的，每相虽然都装在同一铁芯上，但相互之间是绝缘的。原绕组和副绕组之间只有磁的耦合，没有电的联系。 优势：1)消耗材料少，成本低。因为变压器所用硅钢片和铜线的量是和绕组的额定感应电势和额定电流有关，也即和绕组的容量有关，自耦变压器绕组容量降低，所耗材料也减少，成本也低。c2)损耗少效益高。由于铜线和硅钢片用量减少，在同样的电流密度及磁通密度时，自耦变压器的铜损和铁损都比双绕组变压器减少，因此效益较高。3)便于运输和安装。因为它比同容量的双绕组变压器重量轻，尺寸小，占地面积小。4)提高了变压器的极限制造容量。变压器的极限制造容量一般受运输条件的限制，在相同的运输条件的限制，在相同的运输条件下，自耦变压器容量可比双绕组变压器制造大一些。2、说明直流发电机、直流电动机的工作原理。直流发电机工作原理：右图为直流发电机的物理模型，N、S为定子磁极，abcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的线圈，线圈连同导磁圆柱体称为电机的转子或电枢。线圈的首末端a、d连接到两个相互绝缘并可随线圈一同旋转的换向片上。转子线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动的电刷进行的。直流发电机是将机械能转变成电能的旋转机械。当原动机驱动电机转子逆时针旋转时同，线圈abcd将感应电动势。如右图，导体ab在N极下，a点高电位，b点低电位；导体cd在S极下，c点高电位，d点低电位；电刷A极性为正，电刷B极性为负。当原动机驱动电机转子逆时针旋转1800后，如右图。 导体ab在S极下，a点低电位，b点高电位；导体cd在N极下，c点低电位，d点高电位；电刷A极性仍为正，电刷B极性仍为负。可见，和电刷A接触的导体总是位于N极下，和电刷B接触的导体总是位于S极下，可见，和电刷A接触的导体总是位于N极下，和电刷B接触的导体总是位于S极下，因此电刷A的极性总是正的，电刷B的极性总是负的，在电刷A、B两端可获得直流电动势。直流电动机工作原理：直流电动机是将电能转变成机械能的旋转机械。在磁场作用下，N极性下导体ab受力方向从右向左，S 极下导体cd受力方向从左向右。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。当电磁转矩大于阻转矩时，电机转子逆时针方向旋转。把电刷A、B接到直流电源上，电刷A接正极，电刷B接负极。此时电枢线圈中将电流流过。如右图。当电枢旋转到右图所示位置时，原N极性下导体ab转到S极下，受力方向从左向右，原S 极下导体cd转到N极下，受力方向从右向左。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。线圈在该电磁力形成的电磁转矩作用下继续逆时针方向旋转。同直流发电机相同，实际的直流电动机的电枢并非单一线圈，磁极也并非一对。3、画图说明并励、串励直流发电机的原理接线图。并说明两者在结构上以及电流关系的差异。4、并励直流发电机的电动势是如何建立起来的？若一台并励直流发电机不能正常工作，应如何进行调整？并励的励磁是由发电机本身的端电压提供的，而端电压是在励磁电流作用下建立的，建立需满足一下条件：1、主磁极必须有剩磁；2、励磁电流所产生的磁场与剩磁的方向相同；3、励磁支路的电阻不能太大；要保证一台并励直流发电机正常发电，需具备三个条件：（1）主磁路存在剩磁；（2）励磁回路与电枢回路之间的接线要正确；（3）磁场总电阻不能超过临界值。因此，若并励直流发电机不能正常发电，需检查剩磁，方法是用蓄电池给定子励磁绕组通一次电；若发电机仍发不出电压，则将励磁绕组与电枢绕组的之间的相对接线颠倒。最后，再减小励磁回路的外串电阻，则并励直流发电机便可以正常发电。5、并励直流电动机调速方式有哪些？其各自的物理变化过程如何，特点是什么？(1) 电枢电路串电阻调速直流电动机起动后，将电阻Rl调至零，同时调节负载(测功机)、直流电源及电阻Rf使UUN、 IfIfN、M20.5 Nm，保持此时的M2的数值和IfIfN，逐次增加R1的阻值，即降低电枢两端的电压Ua，Rl从零调至最大值。串电阻越大，机械特性越软、转速越不稳定，低速时串电阻大，损耗能量也越多，效率变低。调速范围受负载大小影响，负载大调速范围广，轻载调速范围小。(2) 弱磁调速直流电动机起动后，将电阻Rl和电阻Rf调至零，同时调节直流调压旋钮和测功机加载旋钮，使电动机UUN， IfIfN ，M2=0.5Nm，保持此时的M2数值和UUN的值，逐次增加磁场电阻Rf，直至n1.3nN。电枢电压保持额定值，电枢回路串接电阻减至最小，增加励磁回路电阻 Rf ，励磁电流和磁通减小，电动机转速随即升高，机械特性变软。 转速升高时，如负载转矩仍为额定值，则电动机功率将超过额定功率，电动机过载运行、这是不允许的，所以弱磁调速时，随着电动机转速的升高，负载转矩相应减小，属恒功率调速。 为避免电动机转子绕组受离心力过大而撤开损坏，弱磁调速时应注意电动机转速不超过允许限度。6、画出异步电动机的机械特性曲线，并说明它的稳定运行区间。在稳定区（nmnn1）， 电磁转矩与电机轴上的负载转矩保持平衡， 因此电动机匀速运行。 若负载转矩发生变化， 则电磁转矩自动调整， 最后达到新的平衡状态使电动机稳定运行。 例如， 图4-13所示是一个自适应过程的曲线图， 设当负载转矩为Ta时， 电机稳定运行于a点， 此时电磁转矩也等于Ta，转速为na； 若负载转矩改变为Tb， 由于惯性， 速度不能突变， 负载改变后的最初的电磁转矩仍为Ta， 则由于TTL， 电机加速， 工作点上移， 电磁转矩减小， 直到过渡过程到达b点， 电磁转矩等于Tb， 转速不再上升， 电机便运行于b点， 电机在新的转速下开始稳定运行， 完成一次自适应调节过程。 同理， 当负载转矩增大时， 其过程相反， 电机也可以自动调节达到新的稳定运行状态。 7、画并说明直、交流电弧的伏安特性。 l 50Hz时（曲线1），di / dt 值较低，热惯性不明显，与静伏安