第一章直流电机习题答案

1、说明直流发电机的工作原理。答：1）用原动机拖动电枢绕组旋转2）电机内部有磁场存在； 3）电枢绕组旋转切割磁场，产生交变的感应电势（右手定则）；4）通过电刷将交变感应电势引出变成直流；5）将机械能变为电能。2、说明直流电动机的工作原理。答：1）将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流流过。 2）机内部有磁场存在。 3）载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力 f 作用 f=Blia （左手定则） 4）所有导体产生的电磁力作用于转子，使转子以n(转/分)旋转，以便拖动机械负载。3、直流电机的额定值有哪些？答：额定值有额定功率、额定电压、额定电流和额定转速等4、答：直流电机的励磁方式分为他励和自励两大类，其中自励又分为并励、串励和复励三种形式。1）他励 他励直流电机的励磁绕组由单独直流电源供电，与电枢绕组没有电的联系，励磁电流的大小不受电枢电流影响。2）并励发电机：Ia=If+I电动机：I =Ia+If3）串励：Ia=If=I 4）复励5、直流电机有哪些主要部件？各部件的作用是什么。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：产生感应电动势和电磁转矩，实现机电能量转换。由铜线绕成。3 换向器：换向用，由换向片围叠而成。6、直流电机的换向装置由哪些部件构成？它在电机中起什么作用？答 ：换向装置由换向片、换向极铁心和换向极绕组构成。主要作用是改善直流电机的换向，尽可能地消除电火花。7、 直流电枢绕组由哪些部件构成？答：电枢绕组是由很多个线圈按照一定的规律连接而成的。8、 什么是电枢反应？对电机什么影响？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,气隙磁场是由励磁磁动势和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。9、电机产生的的电动势Ea=Cen对于直流发电机和直流电动机来说，所起的作用有什么不同？答； 直流发电机电枢电动势为电源电动势（同向），直流电动机为反电动势（反方向）。10、电机产生的的电磁转矩T=CeIa对于直流发电机和直流电动机来说，所起的作用有什么不同？ 答：在发电机中，电磁转矩的方向与电枢转向相反，对电枢起制动作用；在电动机中，电磁转矩的方向与电枢转向相同，对电枢起推动作用。11、答：电流电动机的输入功率P1是从电枢两端输入的电功率，P1=UI；电磁功率PM是扣除励磁回路的损耗和电枢回路的损耗后剩余部分的功率，；输出功率P2是转轴上输出的机械功率，即电磁功率扣除机械损耗、铁损耗和附加损耗后的机械功率，。12、答：电动机的输入功率P1是电功率；发动机的输入功率P1是机械功率。13、 换向过程中的火花是如何产生的，怎样改善换向？答：电磁原因主要是换向瞬间，在换向元件中存在电抗电动势er和电枢反应电动势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 （rk：换向回路总电阻），并储存有磁场能量（），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。 减小附加电流是改善换向（由电磁原因引起的）的主要方向，由式知 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）；iK反比于rk，因此可选择合适牌号电刷（增大rk）。14、 一台直流发电机，当分别把它接成他励和并励时，在相同的负载情况下，电压变化率是否相同？如果不同，哪种接法电压变化率大？为什么？答：在负载相同的情况下，他励和并励时电压变化率不同。并励时电压变化率大。 因为发电机端电压下降的原因有两点：一是负载电流在电枢电阻上产生电压降；二是电枢反应呈现的去磁作用。 而并励时除了上述2个原因外还由于发电机端电压下降，使与电枢并联的励磁线圈中的励磁电流If也要减少。所以并励时电压变化率大。15 一台四极直流发电机，额定功率PN为55kW，额定电压UN为220V，额定转速nN为1500r/min，额定效率N为0.9。试求额定状态下电机的输入功率P1和额定电流IN。答：16 一台直流电动机的额定数据为：额定功率，额定电压额定转速，额定效率。求它的额定电流IN及额定负载时的输入功率。答： 17、一台直流发电机，其额定功率额定电压额定转速，极对数电枢总导体数单波绕组，气隙每极磁通，求：（1）额定电流IN；（2）电枢电动势。答： （1）额定电流IN （2）电枢电动势Ea 18 、一台单叠绕组的直流发电机，气隙每极磁通额定转速，求：额定运行时的电枢电动势、电磁转矩及电磁功率。答：（1）电枢电动势Ea （2）电磁转矩Tm （3）电磁功率PM19、设有一台17kW，4极，220V，1500r/min的直流电动机，额定效率为83%，电枢有39槽，每槽12根导体，2条并联支路，试求：（1） 电机的额定电流IN；（2） 如果额定运行时电枢内部压降为10V，那么此时电机的每极磁通为多答：(1) 额定电流IN (2) Ea=U-U=220-10=210V20、一台并励直流发电机额定电压=230V，励磁回路总电阻Rf=44，电枢回路总电阻Ra=0.25，负载电阻RL=4，求（1）励磁电流If、电枢电流Ia；（2）电枢电势Ea；（3）输出功率P2及电磁功率。答：（1）励磁电流 负载电流 电枢电流（2）电枢电动势 （3） 输出功率 电磁功率 或 21、 一台额定功率PN=6kW，额定电压UN=110V，额定转速nN=1