《电机学》复习资料(6)

A：等于240V B：大于240V C：大于120V但小于240V D：无法判断

13、一台串励直流电动机，若把电刷顺旋转方向偏离几何中心线一个角度，设电机的电枢电流保持不变，此时电动机的转速将 A 。（选填：①降低；②升高；③保持不变） 14、一台直流发电机，由额定运行状态转速下降为原来的30%，而励磁电流及电枢电流均不变，则 A 。（选填：①E下降30%；；②Tem下降30%；③E和Tem都下降30%）

15、直流发电机的电磁转距是 制动 转距，而直流电动机的电磁转距是 驱动 转距。

16、如果把直流发电机的电刷顺电枢旋转方向移动一个角度，负载时的电枢反应是去磁性的；如果把电枢反方向旋转，负载时的电枢反应是 助 磁性的。

17、直流电机空载时损耗有 机械损耗 、铁心损耗、励磁损耗，它们分别是由 机械摩擦、电枢铁心相对磁场运动、励磁绕组铜耗 引起的。

18、直流电机负载时损耗有 电枢回路电阻上的损耗及电刷与换向器表面的接触电阻的损耗 ；铁耗和机械损耗在 负载变化时 可看成是不变损耗。

19、一台直流发电机的转速由额定值下降为原来的50%，而励磁电流If、电枢电流Ia不变，则感应电势 下降50% ，电磁转距保持 不变 。

20、他励直流电动机空载运行时，若不慎将励磁回路断开，电机转速将 A 。（1、飞车 2、升至新的值稳定运行 3、减速直至停车）

21、直流电机电枢反应的定义是_______，当电刷在几何中线时，电动机产生_______性质的电枢反应，其结果使_______和_______，物理中性线朝_______方向偏移。（电枢磁动势对励磁磁动势的作用；交磁；气隙磁场产生畸变；对主磁场起附加去磁作用；逆电机旋转）

22、交轴电枢反应对电机的影响是（1）使气隙磁场发直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（每极气隙磁通量；电枢电流）

生畸变；（2）使物理中性线偏移；（3）使每极磁通减少，具有去磁效应。

23、可用下列关系来判断直流电机的运行状态，当_______时为电动机状态，当_______时为发电机状态。 （Ea〈U；Ea〉U）

24、直流电机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（每极气隙磁通量；电枢电流）

二、判断下列说法是否正确：

1．直流电机中电刷所短路的绕组的感应电动势为最大。3 2．直流电机的电刷的实际位置是在电机的磁极中性线上。? 3．单迭绕组的并联支路数等于该电机的极对数。?

4．并励电动机的电枢电流Ia，励磁电流If，输入电流I的关系为：Ia = I +If。3 5．复励电动机的每个主极铁心上不止有一套励磁绕组。? 6．直流电动机中电枢电流为直流。3

7．直流发电机的额定功率PN是指输入功率。3

8．直流电动机其它条件不变，减小励磁电流，电动机的转速会减小。3 9．一般地，具有上升机械特性的电机带负载会稳定运行。3

10．直流电动机改变电枢电压调速会使电动机的机械特性变软。3 11．直流电动机调励磁电流调速是恒转距调速。3 12．直流测速电机实际是一个直流电动机。3

13．要把一个重物以高于直流电动机理想空载转速no的速度匀速放下，可以采用能耗制动

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方式或电动势反向的反接制动方式。3

14、欲使直流发电机的端电压保持恒定，其励磁电流随负载电流变化的关系曲线称为外特

性曲线。3

15、直流电动机带恒定负载工作时，若减小励磁电流，则电枢电流会增大。? 16、直流发电机轴上输入的功率即为发电机的额定功率。 3 17、直流电动机起动时，若不考虑电枢反应的去磁作用，起动电流为额定电流5倍，起动转距也为额定转距的5倍。?

18、一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。（ ）3

19、一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。（ ） （T）

20、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（F）

21、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。（ ） （F）

三、选择题

1、若并励直流发电机转速升高15％，则空载时发电机的端电压将升高 （B） A、 15& B、 >15% C、 <15%

2、直流电动机降压调速稳定后，若磁场及负载转速不变，则（C） 不变 A、 输入功率 B、 输出功率 C、 电枢电流 3、直流发电机由主磁通感应的电动势存在于 A A、 电枢绕组 B、 电枢和励磁绕组 C、 励磁绕组

4、电源电压不变时，直流电动机的启动电流决定于 （B）

A、 负载转矩的大小 B、 电枢回路的总电阻 C、 励磁电流 D、 由上述因素共同作用 5、在直流电动机中，公式Ea=CeΦn和T=CMΦIa中的Φ是 （B） A、 主磁极每极磁通；B、 每极合成磁通；

C、 每极电枢反应磁通；D、 所有磁极的总磁通。

6、直流并励电动机起动时，串联在励磁回路中的变阻器应处于的位置 （B） A、 阻值最大；B、 阻值最小；C、 断开；D、 任意。

7、一台直流发电机，在额定状态下，拖动转速下降了30％，假设励磁电流及电枢电流不变，则 （C）

A、 电磁转矩T下降30％； B、 端电压下降30％； C、 感应电势Ea下降30％；D、 Ea和T均下降30％

8、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（ ）中。 （1）

（1）电枢绕组；（2）励磁绕组；（3）电枢绕组和励磁绕组

9、直流发电机电刷在几何中线上，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。

四、问答题

1、他励直流发电机由空载到额定负载，端电压为什么会下降？并励发电机与他励发电机相比，哪一个电压变化率大？

答：他励发电机由空载到额定负载，电枢电流Ia由0增加到额定值IaN，电枢回路电阻压降IaRa增加，且电枢反应的去磁作用使主磁通Φ下降，从而使感应电动势E下

降。由公式U=E-IaRa可知，端电压U随Ia的增加而下降。

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对于并励发电机，除上面两个原因外，端电压下降，引起励磁电流If下降，使得Φ下降和E下降，从而引起U进一步降低，所以并励发电机的电压变化率比他励发电机的电压变化率要大些。

2、 一台直流并励电动机，在维修后作负载实验，发现电动机转速很高，电流超过正常

值，停机维修发现线路无误，电动机的励磁电流正常。试分析这一故障的可能原因并说明理由。

答：如果直流电动机的电刷不在几何中性线上，则在负载运行时，除了具有交轴电枢磁动势外，还存在直轴电枢磁动势。如果电刷位置是从几何中性线逆电机旋转方向移开的话，则直轴电枢磁动势是去磁的，即与主磁通方向相反。而当气隙磁通削弱时，便会使转速n=

U?RaIa增高。同时在一定电磁转距下，因为Tem=CMΦIa，电枢电流会增加。

Ce?如果电动机具有起稳定作用的串励绕组，则可能是串励绕组反接，而不是电枢位置不对，或者两种原因兼有。

3、为什么在供给相同的负载电流时，并励发电机的端电压下降比他励发电机的端电压大？ 4、试述并励直流电动机的调速方法，并说明各种方法的特点。

答 并励直流电动机的调速方法有以下三种：

（1）改变励磁电流调速。这种调速方法方便，在端电压一定时，只要调节励磁回路中的调节电阻便可改变转速。由于通过调节电阻中的励磁电流不大。故消耗的功率不大，转速变化平滑均匀，且范围宽广。接入并励回路中的调节电阻为零时的转速为最低转速，故只能“调高”，不能“调低”。改变励磁电流，机械特性的斜率发生变化并上下移动。为使电机在调速过程中得到充分利用，在不同转速下都能保持额定负载电流，此法适用于恒功率负载的调速。

（2）改变电枢端电压调速。当励磁电流不变时，只要改变电枢端电压，即可改变电动机的转速，提高电枢端电压，转速升高。改变电枢端电压，机械特性上下移动，但斜率不变，即其硬度不变。此种调速方法的最在缺点是需要专用电源。在保持电枢电流为额定值时，可保持转矩不变，故此法适用于恒转矩的负载调速。

（3）改变串入电枢回路的电阻调速。在端电压及励磁电流一定、接入电枢回路的电阻为零时，转速最高，增加电枢路电阻转速降低，故转速只能“调低”不能“调高”。增加电枢电阻 ，机械特性斜率增大，即硬度变软，此种调速方法功率损耗大，效率低，如果串入电枢回路的调节电阻 是分级的，则为有级调速，平滑性不高，此法适用于恒转矩的负载调速。

5、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。对于直流发电机而言，换向极性和电枢要进入的主磁极性相同；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。

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换向极绕组与电枢组相串联的原因是：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。

6、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的软。 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υ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υ减少，电枢电动势Ea减少，最后使端电压U下降。

(3) 两端电压下降，磁通υ下降，电枢电动势Ea进一步减少，端电压U进一步下降。 7、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。

五、计算题

1、一并励直流发电机，PN=35KW，UN=115V，nN=1450r/min，电枢电路各绕组总电阻ra=0.0243Ω，一对电刷压降2△Ub=2V，并励电路电阻Rf=20.1Ω。求额定负载时的电磁转距及电磁功率。 解：额定电流：IN?PN35?103??304.3A UN115 额定励磁电流：IfN?UN115??5.72A Rf20.1额定电枢电流: IaN?IN?IfN?310A

额定电枢电动势: EN?UN?IaNra?2U?b?115?310?0.0243?2?124.5V 电磁功率：Pem?ENIaN?124.5?310W?38.6KW 电磁转距:Tem?PemENIaN38600???254.2N.m

n1450?2?2?6060

2、一台并励直流发电机，励磁回路总电阻Rf=44W，负载电阻RL=4W，电枢回路总电阻Ra=0.25W，端电压U=220V，使求： （1）励磁电流If和负载电流I；

（2）电枢电流Ia和电枢电动势Ea（忽略电刷接触压降）； （3）输出功率P2和电磁功率Pem。

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解：励磁电流If?U220??5A Rf44负载电流I?U220??55A RL4（2）电枢电流Ia?I?If?55?5?60A

电枢电动势Ea?U?IaRa?220?60?0.25?235V (3)输出功率P2?UI?220?55?12100W 电磁功率Pem?EaIa?235?60?14100W

2222或P?P?IRa?IR?12100?60?0.25?5?44?14100W em2aff3、一台他励发电机，额定电枢电压230V，额定电枢电流100A，电枢电阻0.2Ω。求（1）空载电压；（2）如果磁通减小10％，求满载时的输出电压。

解 （1）U0?EN?UaN?RaIaN?230?0.2?100?250V （2）当Φ减小10％时，E?0.9EN?0.9?250?225V 满载时Ua?E?RaIaN?225?0.2?100?205V

4、某直流发电机，已知pCu?2000W，p0?1200W，T?210Nm，

n?1000rpm。求该发电机的电磁功率、输出功率、输入功率和效率。

解

2?2?3.14Tn??210?1000?21980W6060P2?Pem?pCu?21980?2000?19980WPem?T??P1?Pem?p0?21980?1200?23180W

??P219980?100%??100%?86.19%P123189

5、一台并励直流电动机，额定功率PN=2.2KW，额定电压UN=220V，额定效率

?N?80%，额定转速nN?750rpm，电枢电路电阻Ra?0.2?，励磁电路电阻

Rf?275?。求该电机在额定状态下运行时的输入电流I、励磁电流If、电枢电流Ia、

电动势E和电磁转矩T。

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