第一章 直流电机.doc

习题一1-1试述直流发电机和直流电动机的工作原理及直流电机的可逆性。答：直流发电机工作原理：由磁感应定率，励磁绕组通电后，产生磁场，当电枢在磁场中作切割磁力线运动时，就会产生感应电动势，在负载与线圈构成的回路中便会产生电流。直流电动机工作原理：电磁力定律，励磁绕组通电后，产生磁场，当在电枢绕组有电流时，带电导体在电枢中就会产生电磁力F,从而产生电磁转矩T，使电动机电枢旋转。可逆性：电机既可作发电机运行，把机械能转换为电能。又可以作电动机运行，把电能转换为机械能。只是由于外部条件不同-电枢由原电动机带动或是向电枢输入电功率，得到相反的能量转换，所以电机是一种双向的机电能量转换装置，这一特性为电机的可逆性。1-2试述直流电动机的主要组成部分及其作用。答：定子 主磁极：产生主磁通。换向磁极：产生附加磁场抵消电枢磁场，使主磁极中性面内的磁感应强度近于零，这样就改善了电枢绕组的电流换相条件，减少了电刷与换相器之间的火花。电刷装置：使电枢绕组与外电路接通。机座：用来固定主磁极，换相极和端盖极等，是电机磁路的一部分。端盖：支撑旋转地电枢。 转子 电枢铁心：用来嵌放绕组，也作为电机磁路的部分。 电枢绕组：产生感应电动势或电磁转矩，实现能量转换的主要部件。 换相器：将线圈内的交变电动势在两电刷间变换为方向不变的电动势。1-3如换向磁极绕组极性反了，电动机运行时会出现什么现象？答：附加磁场会增强电枢磁场，对主磁场的影响更使气隙磁场发生畸变，削弱主磁场。使主磁极中性面的磁感应强度不能为零值，使电刷与换相器之间产生较大火花。1-4并励电动机为什么在运行时不允许断开励磁绕组电路？ 答：如断开励磁电路，If 0，这样，主磁极上仅有很小的剩磁通，反电动势很小。空载时将导致转速急剧上升，在有一定负载时，电动机停转并使电枢电流急剧增加，会引起严重是故。1-5他励电动机的励磁电压220V，励磁绕组电阻=120，电枢额定电压220V，额定功率10KW，电枢绕组电阻0.2，额定转速，效率=0.8。求（1）励磁电流；（2）电枢电流；（3）反电动势；(4)电磁转矩。答：（1）A（2）由，得 （3）（4）1-6并励电动机的额定值如下：2.2 KW，220V，12.2A，=3000,最大励磁功率=77W。求：（1）最大励磁电流； （2）额定情况下的电枢电流；（3）额定效率；（4）额定转矩答：（1）（2）（3）（4）1-7并励电动机的额定值如下：200V，122A，960，0.15，100，求：（1）负载减小，使转速上升到1000时的输入电流；（2）当负载转矩降低到0.75时的转速（设磁通不变）。答：（1）（2）1-8什么叫电动机的机械特性、固有特性和人为特性？答：机械特性：电动机的端电压等于额定值，励磁电路的电流和电枢电路的电阻Ra不变的条件下，电动机的转速n与电磁转矩T之间的关系，即。固有特性：表示电动机在额定参数运行条件下的机械特性。人为特性：表示改变电动机一种或几种参数，使之不等于其额定值时的机械特性。1-9什么是机械特性硬度？它说明什么问题？分为几类？答：机械特性硬度为在机械特性曲线的工作范围内某一点转矩对该点转速的微分，即在曲线上该点的斜率。用硬度特性评价电动机机械特性变化程度分为3类：1）绝对硬特性2）硬特性3）软特性。1-10说明直流电动机机械特性方程、和的物理意义。答：机械特性表明关系。理想空载转速，是时的转速。转速降落，表示负载增加时，转速下降多少。1-11什么叫静差度？它说明什么问题？答：在额定负载下的转速降落与理想空载转速之比叫静差度。静差度用来衡量转速随负载变化程度的。表明相同时，越小，越小，机械特性越硬。1-12电动机的速度调节和负载变化引起的速度变化有何区别？答：电动机速度调节是为改变其机械特性，使发生变化，速度变化是由于负载的变化而引起的，但机械特性并没改变。1-13衡量高速性能的好坏，采用那些指标？并说明各项指标的意义。答：（1）调速范围：调速时，所能得到的最高转速与最低转速之比。（2）调速平滑性：在调速范围内能得到的转速的级数。（3）调速经济性：电枢调速设备的投资，电能的损耗，运转费用等。（4）稳定性稳定性：负载变化时，转速的变化程度。（5）调速方向：所采用调速方法是使转速比额定转速高还是低。（6）调速时允许的负载：调速时，不同的生产机械需要的功率和转矩是不同的。1-14并励电动机的220V，122A，960， 0.15，110，。若保持额定转矩不变，使转速下降到750，求需在电枢电路中串入电阻的阻值？答：不变。220-120*0.152021-15为什么规定直流电动机要在额定电压以上才能进行调磁调速？在低压下进行调磁调速会出现什么结果？答：U在低压下，则很小，很小。1-16题1-14的并励电动机，如保持电枢电流不变，用调磁方法将转速调到1100，求：（1）励磁电路的调速电阻为多大？（2）电磁转矩为额定值的多少？答： =122- 1-17并励电动机在下述情况下，转速、电枢电流、反电动势有无变化？如何变化？（1）磁通和电枢电压不变，负载转矩减小；（2）磁通和负载转矩不变，电枢电压降低；（3）电枢电压和负载转矩不变，励磁电流减小；（4）电枢电流、磁通和负载转矩不变，电枢串入电阻。答：（1）（2）（3）（4）1-18电动机恒转矩调速和恒功率调速有什么区别？如何实现？答：恒转矩调速：调速时，磁通不变，电动机允许通过的电流一定，在各种转速下，电动机能输出相同的转矩，用改变电枢电阻的调速法来实现。恒功率调速：如保持电动机额定电流一定，磁通减小时，允许输出的转矩将减小，但由于转速增加，输出功率基本上无变化，用改变励磁通的调速来实现。1-19根据并励（他励）电动机的转矩公式改变， 可以调速，是不是改变也可以调速？说明理由。答：不可以。如果并励（他励）电动机，变化，会使也变化，使电动机变化额定运行。1-20并励电动机的220V，53.8A，0.3，最大励磁功率260W。求：（1）直接启动的电流及其与的比值；（2）若起动电流2，问电枢电路应串入多大的起动电阻？答：（2）得1.71-21为了降低并励电动机的起动电流而降低电源电压，可以吗？说明理由。答：不可以。降低电源电压后，由于是并