电机与电气控制复习题

电机与电气控制复习题

第一章

1、 直流电机由两个主要部分组成：静止部分和转动部分。

2、 静止部分称为定子，由主磁极、换向磁极、 机座和电刷等装置组成，主要用来建立磁场。

3、 转动部分称为转子或电枢，由电枢铁心、 电枢绕组、 换向器、风扇、转轴等组成，是机械能变为电

能或电能变为机械能的枢纽。电机在静止和转动部分之间，有一定的间隙，称为气隙。 4、 直流发电机的工作原理用右手定则可以判定 5、 直流电动机用左手定则判定。

6、 为什么电机要由多匝线圈组成？为了减小电动势的波幅，实际电机的电枢是由许多线圈组成的，能起

到脉动减小的程度。 7、 主磁极（主极铁芯、励磁绕组）：主要作用是产生磁通。

8、 换向极（换向极铁芯、换向极绕组)：换向极绕组采用较粗绝缘铜线绕成，匝数较少，与电枢绕组串联，

其主要作用是改善换向。 9、 电刷装置(导电装置）由压环、刷辫和碳刷组成，其主要作用是导电。 10、 换向极的作用：转子(即电枢)总是有电流通过建立电枢磁场 ，该磁场与主磁场(即励磁绕组通电

产生的磁场)成垂直正交关系，故称交轴电枢磁场，它使主磁场歪扭且或多或少对主磁场有削弱作用。

所以在直流电机负载运行时，电枢绕组中的电流将产生电枢磁势而使气隙磁场发生畸变，造成换向元件在换向过程中换向不良而引起电刷火花。为改善换向，减小火花，装置换向极是直流电机广泛采用的有效措施。 11、 极距：相邻两个主磁极轴线沿电枢表面之间的距离，用 表示。

12、

13、 单叠绕组：指串联的两个元件总是后一个元件的端接部分紧叠在前一个元件端接部分，整个绕组

成折叠式前进。 14、

单波绕组：指把相隔约为一对极距的同极性磁场下的相应元件串联起来，象波浪式的前进。

15、 第一节距Y1：一个元件的两个有效边在电枢表面跨过的距离。 16、 第二节距Y2：连至同一换向片上的两个元件中第一个元件的下层边与第二个元件的上层边间的

距离。 17、 合成节距Y ：连接同一换向片上的两个元件对应边之间的距离。 18、 19、

20、

单叠绕组的特点是相邻元件(线圈)相互叠压,合成节距与换向节距均为1,即： Y=YK=1 。（右行绕

组）（左行则加为-1） 21、 例1.1 已知某直流电机Z u=Z =K =S =16，2P =4，要求绕制一右行单叠绕组，画次序图。 22、 解： （单叠右行绕组）

23、 24、 （整距） 25、

D

=

2p π τ

21y y y -=单叠绕组 2

1y y y +=单波绕组

τk

1y y ==+u 1160424

Z y P ε=±=±=21413

y y y =-=-=

26、单叠绕组：（1）同一主磁极下的元件串联在一起组成一个支路，有几个主磁极就有几条支路。（2）电刷数等于主磁极数，电刷位置应使支路感应电动势最大，电刷间电动势等于支路电动势。（3）电枢电流等于各并联支路电流之和。每条支路就对应于一个磁极，本例2p ＝4，所以支路数也等于4，单叠绕组的并联支路数等于电机主磁极数，即 2a=2P 或 a=p

27、直流单波绕组（同一元件首末二端接到相隔较远的换向片上）

单波绕组的特点是合成节距与换向节距相等

单波绕组特点1）同极性下各元件串联起来组成一个支路，支路对数a =1，与磁极对数p 无关。（2）电刷在换向器表面上的位置对准主磁极中心线，支路电动势最大（即正、负电刷间电动势最大）。（3）电刷杆数也应等于主极数。（4）电枢电动势等于支路感应电动势。 （5）电枢电流等于两条支路电流之和。 28、例1.2 已知：一台直流电机Zu=Z=S=K=15，2P=4，要求绕制一左行单波绕组。

29、

k (1)/y K P

=±u

1

1533

24

4

Z

y P

ε

=

±

=

-

=k (1)/(151)/27

y y K P ==±=-=21734

y y y =-=-=a av

e 260

260N P n N P N E e n C n

2a

a

a

ΦΦ==

⋅

=

⋅⋅=a

a av av a T a

222I I P P PN T T N B L N L

N I C I a L

a

a

τ

ΦτΦΦτ===

=

=ππ

π⋅⋅

⋅⋅

30、直流电机工作中，主磁极产生主磁极磁动势，电枢电流产生电枢磁动势。电枢磁动势对主极磁动势的影响称为 电枢反应。

31、电刷在几何中性线时的电枢反应的特点：1)、使气隙磁场发生畸变2)、对主磁场起去磁作用

32、换向问题很复杂，换向不良会在电刷与换向片之间产生火花。产生火花的原因很多，除了电磁原因外，还有机械的原因。此外换向过程还伴随着电化学和电热学等现象。

改善换向的三种方法如下：

（1）正确选择电刷。 （2）移动电刷位置。

（3）安装换向极，这是最普遍最有效的改善换向的方法。

第二章

1、根据励磁绕组与电枢绕组的连接方式不同，可分为四类:1．直流他励电动机2．直流并励电动机3．直流串励电动机4．直流复励电动机。

2、直流电动机的基本方程式 电压平衡方程式 功率平衡方程式

例子：一台并励电动机，其额定数据如下：P N=25kW, U N=110V , η=0.86,n N=1200 r/min, R a=0.04 Ω,R f=27.5

Ω ， 试求： （1） 额定电流，额定电枢电流，额定励磁电流； （2） 铜损耗，空载损耗； （3）反电动势

解：（1） 额定功率P N 就是指输出的机械功率P 2，输入电功率为 额定电流 额定励磁电流

额定电枢电流

（2） 电枢绕组铜损

总损耗 （3） 反电动势

3、转速特性

4、转矩特性 a a a

U E I R =+M 1C ua C uf 1C u

()P P P P P P =-+=-2M 0

P P P =-M

a a a a

260260P N

P N

n

P E I n I I T a a ΦΦω

π==

=

=πkW

1.2986

.0252

1

==

=η

P P A

265110

10

1.293

N

1N

=⨯=

=

U

P I A

R U I 45

.27110f

N f ==

=

A

2614265f N a =-=-=I I I W

272504.02612

a 2a Cu2=⨯==R I P W 4100000251002921=-=-=∑P P P W 93527254404100Cu2Cu10=--=--=∑

P P P P V 6.9904.0261110a a N =⨯-=-=R I U E N

a a

N

a a

e N

e N

e N

U

I R U

R n I C C C ΦΦΦ-=

=

-2

2

29.55/2/60

P T P n

n =

=π