电机学 第二章直流电机习题
电机拖动与变频调速课后练习第二章完整习题练习题带答案
第二章第一节直流电动机的基本结构和工作原理（P31）1．判断在下列情况下，电刷两端的电压是交流还是直流。
（1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转；（2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。
答；（1）交流；（2）直流。
2．在直流电动机中，加在电枢两端的电压已是直流电压，这时换向器有什么作用？答；换向器将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流，并保证每一磁极下，电枢导体的电流的方向不变，以产生恒定的电磁转矩。
3. 直流电机的电枢铁心、机座、主磁极、换向极各用什么材料制成？为什么？答：电枢铁芯旋转，电枢铁芯内的磁场是交变的，为了减小铁耗，故要用硅钢片迭成。
机座和主极中的磁场是恒定的，故可采用整块的铁。
但是，由于电枢齿槽的影响，电枢旋转时主磁极极靴表面磁场发生脉动，引起附加损耗，为了降低表面损耗，主磁极有时采用薄钢板迭成。
4．直流电机磁路中的磁通 一般情况下不随时间发生变化，为什么电枢铁心却要用薄的硅钢片叠成？并且在硅钢片间还要涂漆绝缘？答：电枢铁芯中磁通在变，会产生涡流损耗，硅钢片的电阻大，可以减小涡流损耗；主磁极的磁通不变，不产生涡流损耗，用薄钢板即可降低材料成本。
5. 为什么一台直流电机既可作电动机运行又可作发电机运行？答：一台直流电机既可作发电机运行，也可作电动机运行，称为直流电机的可逆性6. 直流电动机中是否存在感应电动势？如果存在，其方向如何？直流发电机，当电刷两端接上负载，线圈流过电流时，是否受到电磁力的作用？如果有，其方向如何？答；直流电动机中存在感应电动势。
如果存在，其方向与电枢电流方向相反。
直流发电机，当电刷两端接上负载，线圈流过电流时，受到电磁力的作用。
其方向与原动机旋转方向相反。
7. 如果要改变他励直流发电机输出端电压的极性，应采取什么措施？答：交换励磁绕组接到电源上的两根线。
8. 在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电机是运行于发电机状态还是运行于电动机状态？答：在直流电动机中，电磁转矩的方向与转子旋转的方向相同，为拖动转矩；电动势的方向与电枢电流的方向相反，为反电动势。
电机学 第三版 (辜承林 陈乔夫 熊永前 著)课后习题答案 华中科技大学出版社
材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。
1.7 在图 1.30 中，若一次绕组外加正弦电压 u1、绕组电阻 R1、电流 i1 时，问
m （1）绕组内为什么会感应出电动势？
（2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向；
o （3）写出一次侧电压平衡方程式；
.c （4）当电流 i1 增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。
Φ = 10.9 ×10 −4Wb 时所需的励磁磁动势和励磁电流。
m 磁密 B
=
Φ A
=
10.9×10−4 12.25×10−4
=
0.89(T)
o 查磁化曲线 H Fe = 299( A m)
.c 气隙： H δ = 0.89 4π × 10 −7 = 7.08599 ×10 −5( A m)
磁动势: F = HFel + Hδδ
消耗能量，产生功率损耗。 与磁场交变频率 f，磁通密度 B，材料，体
d 积，厚度有关。 h涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生 k 叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。 与
磁场交变频率 f，磁通密度，材料，体积，厚度有关。
网 cn 1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ . 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 E = 4.44 fNφm 。 案 p 运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的 eT 与磁密 B，运动速度 v，导体长度 l， h 匝数 N 有关。
w. 对空心线圈：ψL = Li
所以
eL
=
−
L
《电机学》习题解读
一台并励直流电动机在某负载转矩时的转速为1000r / min，电枢电流为40A，电枢回路总电阻Rs = 0.045Ω，电网电压为110V。当负载转矩增大到原来的4倍时，电枢电流及转速各是多少？（忽略电枢反应）
解：
由于 ，电网电压U及磁通Φ均不变时，有 。
则电枢电流为
而
于是转速为
P57，2-21
2.对于串励直流电动机，电枢电流的增大会使电枢电压降和磁通同时增大。这两个因素都会使电动机的转速随负载的增大而下降。
P57，2-15
一台并励直流电动机在额定电压UN=220V和额定电流IN=80A的情况运行，该电机的电枢回路总电阻Ra=0.08Ω，2ΔUc=2V，励磁回路总电阻Rf=0.08Ω，额定负载时的效率ηN= 85%，试求：
V
P58，2-23
一台并力直流电动机的数据为：UN= 220V，电枢回路电阻Ra=0. 032Ω，励磁回路电阻Rf= 275Ω。将其装在起重重机上，当使重物上升时，Ua=UN，Ia=350A，；而将重物下降时（重物负载不变，电磁转矩也近似不变），电压及励磁电流保持不变，转速nN=300r/min。问电枢回路要串入多大电阻？
P57，2-13
电动机的电磁转矩是驱动性质大的转矩，当电磁转矩增大时，转速似乎应该是上升的，当从直流电动机的电磁转矩及特性上看，电磁转矩增大时，转矩反而是下降的，这是为什么？
答：
1.对于并励直流电动机，直流电动机的电磁转矩是随电枢电流的增大而增大，电枢电流又随负载的增大而增大。但由转速公式 可知，并励直流电动机的电枢电流会使电阻电压降增大，尽管电枢反应的去磁特性，会使转速呈现增大趋势，但电枢电压降增大的分量要比去磁效应大一些，所以会使电动机的转速随负载的增大而有所下降。
直流电机习题答案
第二篇直流电机一、填空题：1 .直流电机电枢导体中的电动势是电动势，电刷间的电动势是电动势。
交流；直流2 .直流电机电枢绕组中流过的电流方向是的，产生电磁转矩的方向是的（填变化或不变）。
变化；不变3 .直流电机的主磁路不饱和时，励磁磁动势主要消耗在上。
气隙4 .直流电机空载时气隙磁密的波形曲线为波。
平顶5 .直流电机的磁化特性曲线是指电机空载时与之间的关系曲线。
每极气隙磁通60与励磁磁动势2Ff（F0）6 .一台6极他励直流发电机，额定电流为150A,若采用单叠绕组，则电枢绕组的支路电流为A,若采用单波绕组，则电枢绕组的支路电流为Ao25;757 .一直流电机，Q u=S=K=22,2P=4,右行单叠绕组，绕组节距y=y K=,y i=,y2=。
5;1;M或6;1;—58 .一台四极直流电机，元件数为21,换向片数为，构成左行单波绕组，则合成节距为,第一节距为,第二节距为,并联支路数为。
21;10;5;5;29 .直流电机电刷放置的原则是：。
10 .直流电机的励磁方式分为、、、。
他励；并励；串励；复励11 .直流电机负载运行时，又的影响称为电枢反应。
电枢磁动势；励磁磁场12 .直流发电机的电磁转矩是转矩，直流电动机的电磁转矩是转矩。
制动；驱动（或拖动）13 .直流发电机，电刷顺电枢旋转方向移动一角度，直轴电枢反应是的；若为电动机，则直轴电枢反应是的。
去磁；助磁（或增磁）14 .直流电机电刷在几何中性线上时，电枢反应的作用为：（1）;（2）使物理中性线;（3）当磁路饱和时起作用。
使气隙磁场发生畸变；；偏移几何中性线一个角度；；去磁作用15 .并励直流发电机自励建压的条件是：,,电机有剩磁；励磁绕组并联到电枢两端的极性正确；励磁回路的电阻小于与电机转速相应的临界电阻16 .他励直流发电机的外特性是一条下垂的曲线，其原因有：（1）;（2）。
对于并励直流发电机，还有第3个原因：。
所以并励直流发电机的电压调整率比他励时要大。
电机学课后习题答案(辜承林)
第1章 导论1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？解：磁路：硅钢片。
特点：导磁率高。
电路：紫铜线。
特点：导电性能好，电阻损耗小.电机：热轧硅钢片， 永磁材料： 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。
1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦，消耗能量，产生功率损耗。
与磁场交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。
涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。
与磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。
1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势4.44m E fN φ=。
运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。
1.6自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。
d L e d tLψ=-对空心线圈：LLi ψ= 所以di eL L dt=- 自感：2LLN N m miiiL N i N φψ===∧=∧Am lμ∧=所以，L 的大小与匝数平方、磁导率µ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。
闭合铁心µ>>µ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。
因为µ0是常数，所以木质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。
1.7 在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u 1、绕组电阻R 1、电流i 1时，问 （1）绕组内为什么会感应出电动势？（2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向； （3）写出一次侧电压平衡方程式；（4）当电流i 1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。
直流电机习题答案
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=Bli a（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=I4）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。
电机学-第二章直流电机习题
直流电机一、填空1.直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是。
答：交流的。
2.一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩，做额定运行时，如果将电源电压降低了20℅，则稳定后电机的电流为倍的额定电流（假设磁路不饱和）。
T em=φIa答：倍。
3.并励直流电动机，当电源反接时，其中I a的方向，转速方向。
答：反向，不变。
4.直流发电机的电磁转矩是转矩，直流电动机的电磁转矩是转矩。
答：制动，驱动。
5.：6.直流电动机电刷放置的原则是：。
答：空载时正、负电刷之间获得最大的电动势，这时被电刷短路的元件的电动势为零。
7.直流电动机调速时，在励磁回路中增加调节电阻，可使转速，而在电枢回路中增加调节电阻，可使转速。
答：升高，降低。
8.电磁功率与输入功率之差对于直流电动机包括损耗。
答：绕组铜损耗。
9.串励直流电动机在负载较小时，I；当负载增加时，aT e，I；负载增加时，n下降的程度比并励电a动机要。
答：小，增加，增加，严重。
10.并励直流电动机改变转向的方法有，。
答：将电枢绕组的两个接线端对调，将励磁绕组的两个接线端对调，但二者不能同时对调。
11./12.串励直流电动机在电源反接时，电枢电流方向，磁通方向，转速n的方向。
答：反向，反向，不变。
13.当保持并励直流电动机的负载转矩不变，在电枢回路中串入电阻后，则电机的转速将。
答：14.直流电机单叠绕组的并联支路数为答：2p。
13．直流发电机，电刷顺电枢旋转方向移动一角度，直轴电枢反应是；若为电动机，则直轴电枢反应是。
答：去磁的，增磁的。
二、选择填空1.]2.一台串励直流电动机，若电刷顺转向偏离几何中性线一个角度，设电机的电枢电流保持不变，此时电动机转速。
A：降低B：保持不变，C：升高。
答：C3.一台直流发电机，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不变，则。
A：E a下降30℅，B：Tem下降30℅，C：E a和Tem都下降30℅，D：端电压下降30℅。
电机与拖动第二章直流电动机的电力拖动习题集答案
1、一台直流他励电动机的额定数据为： P N =21kW , U N =220V, I N =112A, n N =950r/min , Ra=0.45Q 。
求固有特性方程并点绘固有特性曲线。
解：C T ① N =9.55C e ①=9.55X 0.18=1.72 n^-U ^ =空=1222r/minC e ① N 0.18「C ：Ck^ 二磐鼻 i.43n =n 0- P T =1222-1.43T2、一台他励电动机的铭牌数据为：P N =40kW, U N =220V,I N =207.5A, R a =0.067 Q o （1）如果电枢电路不串接电阻起动，则起动电流为额定电流的几倍？ （ 2）如将起动电流限制为1.5I N ，求应串入电枢电路的电阻值。
U 220解:（1）IS -R N=0.06<3283-6A设起动电流倍数为K需=15.8220———=1.5X 207.5 R B =0.6400.067 + R B台他励直流电动机数据为： P N =7.5kW ，U N =110V, I N =79.84A,n N =1500r/mi n 电枢回路电阻 R a =0.10140，求：（1）U =U N ^*N 条件下，电 枢电流l a =60A 时转速是多少？（ 2）U =U N 条件下，主磁通减少15%，负载转矩为T N 不变时，电动机电枢电流与转速是多少？ （ 3）U =UN,*=h 条件下, 负载转矩为0.8T N ，转速为（-800）r/min ，电枢回路应串入多大电阻?C ^N -U N-|NRa=220_112X0.45=0.18 n N950（2）如将起动电流限制为 1.5I N ，设串入电枢电路的电阻为R B ,I SIR^"5I N3、（3）当负载转矩为0.8T N时，l a =0.8I N解：（1） C e ① N =110-79.84x0.1014 门= ----------------- =0.068 U N n ——-旦lCe ①NCe ①N(2) T NJ Nn N110 0.068 150001014X 60=1528r/minT'COI a_①N 10o85 ① N c e cRal a二T N=1 X 79.84 =93.9A0.850.1014咒 93.9 =1784r/min0.068x0.85 0.068x0.85110U Nn =Ce ①NC R ； l aS* N一迦二^^^+^^罟口心79.84R =2.47 Q4、一台 Z Z -61 他励直流电动机，P N =10kW , U N =220V , I N =53.8A ,n N =1500r/min ， 电枢电阻 R a =0.13Q 试计算：（1）直接起动时，最初起动电流11 ;（2）若限制起动电流不过 100A ，采用电枢串电阻起动时应串入的最小起动电阻(2) 1st=2200.13= 1692.3A 如将起动电流限制为100A ，设串入电枢电路的电阻为 R B , U N R a +R B220 220 =100 R B =2.0700.13 +R他励直流电动机的数据为 P N =30kW ，U N =220V ，I N =158.5A ，n N =1000r/min, R a =0.1Q T L =0.8T N 求：（1）电动机的转速；（2）电枢回路串入 0.3Q 电阻时的稳态转速；（3）电压降至188V 时，降压瞬间的电枢电流和降压后的稳5、 态转速；（4）将磁通减弱至80%$N 时的稳态转速。
电机拖动与变频调速课后练习第二章完整习题练习题带答案
第二章第一节直流电动机的基本结构和工作原理（P31）1．判断在下列情况下，电刷两端的电压是交流还是直流。
（1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转；（2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。
答；（1）交流；（2）直流。
2．在直流电动机中，加在电枢两端的电压已是直流电压，这时换向器有什么作用？答；换向器将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流，并保证每一磁极下，电枢导体的电流的方向不变，以产生恒定的电磁转矩。
3. 直流电机的电枢铁心、机座、主磁极、换向极各用什么材料制成？为什么？答：电枢铁芯旋转，电枢铁芯内的磁场是交变的，为了减小铁耗，故要用硅钢片迭成。
机座和主极中的磁场是恒定的，故可采用整块的铁。
但是，由于电枢齿槽的影响，电枢旋转时主磁极极靴表面磁场发生脉动，引起附加损耗，为了降低表面损耗，主磁极有时采用薄钢板迭成。
4．直流电机磁路中的磁通 一般情况下不随时间发生变化，为什么电枢铁心却要用薄的硅钢片叠成？并且在硅钢片间还要涂漆绝缘？答：电枢铁芯中磁通在变，会产生涡流损耗，硅钢片的电阻大，可以减小涡流损耗；主磁极的磁通不变，不产生涡流损耗，用薄钢板即可降低材料成本。
5. 为什么一台直流电机既可作电动机运行又可作发电机运行？答：一台直流电机既可作发电机运行，也可作电动机运行，称为直流电机的可逆性6. 直流电动机中是否存在感应电动势？如果存在，其方向如何？直流发电机，当电刷两端接上负载，线圈流过电流时，是否受到电磁力的作用？如果有，其方向如何？答；直流电动机中存在感应电动势。
如果存在，其方向与电枢电流方向相反。
直流发电机，当电刷两端接上负载，线圈流过电流时，受到电磁力的作用。
其方向与原动机旋转方向相反。
7. 如果要改变他励直流发电机输出端电压的极性，应采取什么措施？答：交换励磁绕组接到电源上的两根线。
8. 在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电机是运行于发电机状态还是运行于电动机状态？答：在直流电动机中，电磁转矩的方向与转子旋转的方向相同，为拖动转矩；电动势的方向与电枢电流的方向相反，为反电动势。
电机学课后习题与答案
第二章 直流电机2．1 为什么直流发电机能发出直流电流？如果没有换向器，电机能不能发出直流电流？ 换向器与电刷共同把电枢导体中的交流电流，“换向”成直流电，如果没有换向器，电机不能发出直流电。
2．2 试判断下列情况下，电刷两端电压性质 （1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转； （2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。
(1)交流 ∵电刷与电枢间相对静止，∴电刷两端的电压性质与电枢的相同。
（2）直流 电刷与磁极相对静止，∴电刷总是引出某一极性下的电枢电压，而电枢不动，磁场方向不变 ∴是直流。
2．3 在直流发电机中，为了把交流电动势转变成直流电压而采用了换向器装置；但在直流电动机中，加在电刷两端的电压已是直流电压，那么换向器有什么呢？直流电动机中，换向法把电刷两端的直流电压转换为电枢内的交流电，以使电枢无论旋转到N 极下，还是S 极下，都能产生同一方向的电磁转矩2．4 直流电机结构的主要部件有哪几个？它们是用什么材料制成的，为什么？这些部件的功能是什么？ 有7个 主磁极 换向极， 机座 电刷 电枢铁心，电枢绕组，换向器 见备课笔记2．5 从原理上看，直流电机电枢绕组可以只有一个线圈做成，单实际的直流电机用很多线圈串联组成，为什么？是不是线圈愈多愈好？一个线圈产生的直流脉动太大，且感应电势或电磁力太小，线圈愈多，脉动愈小，但线圈也不能太多，因为电枢铁心表面不能开太多的槽，∴线圈太多，无处嵌放。
2．6 何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磁通的大小与哪些因素有关？主磁通： 从主极铁心经气隙，电枢，再经过相邻主极下的气隙和主极铁心，最后经定子绕组磁轭闭合，同时交链励磁绕组和电枢绕组，在电枢中感应电动势，实现机电能量转换。
漏磁通： 有一小部分不穿过气隙进入电枢，而是经主极间的空气隙钉子磁轭闭合，不参与机电能量转换，δΦ与饱和系数有关。
2．7 什么是直流电机的磁化曲线？为什么电机的额定工作点一般设计在磁化曲线开始弯曲的所谓“膝点”附近？磁化曲线：00()f F Φ= 0Φ-主磁通，0F 励磁磁动势设计在低于“膝点”，则没有充分利用铁磁材料，即 同样的磁势产生较小的磁通0Φ，如交于“膝点”，则磁路饱和，浪费磁势，即使有较大的0F ，若磁通0Φ基本不变了，而我的需要是0Φ（根据E 和m T 公式）选在膝点附近好处：①材料利用较充分②可调性好③稳定性较好。
电机学课后习题答案 第二章习题
一、简答题1．在单轴系统运动中，电力拖动系统各种运动状态判断依据是什么？答 由式dt dn GD dtdn GD T T Z ⋅=⋅⋅⨯=-3756028.9422π可知： （1）当T =T z 时，dt dn =0，则n =常数（或n =0），系统处于稳定运行状态，包括静止状态。
为此，要使系统达到稳定，先决条件须使T =T z ；（2）当T >T z 时，dtdn >0，即转速在升高，系统处于加速过程中。
由此可知，要使电力拖动系统从静止状态起动运转，必须使起动时的电动机的电磁转矩（称之为起动转矩）大于n =0时的负载转矩；（3）当T <T z 时，dtdn <0，即转速在降低，系统处于减速过程中。
所以要使电力拖动系统从运转状态停转（即制动），必须减少电动机的电磁转矩T 使之小于负载转矩T z ，甚至改变T 的方向。
2．电力拖动系统稳定运动状态判断依据是什么？答：静态稳定性：是指用一阶微分方程式所描述的动态系统的稳定性，即不考虑电气过渡过程，只考虑机械过渡过程的简单情况。
（1）静态稳定运行的必要条件dtd J T T L Ω=- 静态稳定运行的必要条件是：直流电动机机械特性)(n f T =与生产机械的负载特性)(n f T L =都是转速的函数，作用在同一根转轴上．应有交点L T T =。
(2)静态稳定运行充分条件的判定电力拖动系统静态稳定运行条件是：第一：电动机的机械特性与负载的机械特性必须有交点，该点处的L T T =； 第二：该点为稳定运行点的判定依据为，在该点附近应有dn dT dn dT L <。
3．什么是负载转矩特性？它主要包括哪些？答 将负载转矩L T 与n 的关系称为生产机械的负载转矩特性。
它主要包括：恒转矩负载特性、恒功率负载特性、泵与风机类负载特性。
电机学直流电机例题
• 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，哪个 电压变化率大？并说明原因。
• 一台并励直流电动机，UN＝220V，，额定运行时， 电枢绕组电阻ra=0.099Ω，励磁回路电阻Rf=110Ω ， 2ΔUb=2V ，附加损耗占额定功率1%，额定负载时的 效率为0.85，求：（1）额定输入功率；（2）额定输 出功率；（3）总损耗；（4）电枢绕组铜损耗；（5） 励磁回路铜损耗；（6）电刷接触电阻损耗；（7）附 加损耗；（8）机械损耗和铁损耗之和。 • 解： 1)输入功率 • 2)输出功率
例题1一台并励直流发电机数据为：PN=82kW，UN=230V， nN=970r/min，电枢绕组电阻ra=0.0259Ω，励磁绕组内阻 Rf=22.8Ω，额定负载时，并励回路串入的调节电阻 RfΩ=3.5Ω，一对电刷压降2ΔU=2V，pFe+pm=2.5kW，附 加损耗ps=0.005PN，试求额定负载时，发电机的电磁功率、 输入功率、电磁转矩和效率。
• 电枢电势为：
Ea U N I a Ra 2U 230 365.27 0.029 2 241.5(V )
• 电磁功率为：
PM Ea I a 241.5 365.27 88.2(kW )
• （2）求输入功率
P 1 P M pFe pm pS 88.2 2.5 0.005 82 91(kW )
Uf
' • 故， U0' Ea Cen' Ce(1.2n) 1.2U0
Rf ,
即=C，
• 直流电机电枢绕组为什么必须是闭合的？ • 答：因为直流电机电枢绕组不是由固定点 与外电路连接的，而是经换向器-电刷与外 电路相连接的，它的各支路构成元件在不 停地变化。为使各支路电动势和电流稳定 不变，电枢绕组正常、安全地运行，必须 是闭合的。
(完整版)直流电机练习题
直流电机练习题一、填空1、根据直流电动机用途的不同，可以把直流电动机分为两类，一类是进行能量传递和转换的，称为动力电机，另外一类是进行信号传递和转换的，称为控制电机，包括步进电机、伺服电机等。
2、直流电动机将电能转换为机械能输出；直流发电机将机械能转换为电能输出。
3、直流电机的可逆性是指同一台直流电机，即可作直流发电机使用，又可作直流电动机使用。
4、写出图示标号标明的直流电机的结构名称。
（P4）5、电刷和换向器在直流电动机中的作用为：将刷间的直流电逆变为绕组中交变的电流；在直流发电机中的作用为：将绕组中交变的电流整流成刷间的直流电输出。
6、所谓直流电动机的启动，是指电源接通以后，直流电动机的转速从零上升到稳定转速的过程。
启动时，应让启动/电磁转矩足够大，而启动电流不可太大。
常用的启动方法有：全压启动、电枢回路串电阻启动和降压启动。
7、改变一直流并励电动机的转向，可采用的方法是单独改变励磁电流的方向和单独改变电枢电流的方向。
8、当电动机的转速超过理想空载转速n0 时，出现回馈制动。
9、直流电机的电磁转矩与电枢电流成正比。
（正比/反比）10、运行中的并励直流电动机，其励磁回路不能突然短路或断开，否则容易出现飞车事故。
11、直流电机按主磁极励磁绕组的接法不同，可分为他励和自励两大类。
其中，他励直流电动机由于励磁电源可调，应用范围更广泛。
12、直流电动机常用的电气制动方法有：能耗制动、反接制动和回馈制动。
13、额定功率对直流电动机来说，指的是电动机转轴上输出的功率。
14、直流电动机在排除故障的过程中要遵循由外到内的原则。
二、判断1、直流电机电枢元件中的电势和电流都是直流的。
（×）2、直流电机的换向极主要是改善直流电机的换向。
（√）3、直流电机的电枢绕组是电机进行能量转换的主要部件。
（√）4、启动时的电磁转矩可以小于负载转矩。
（×）5、一台直流电机运行在发电机状态，则感应电势大于其端电压。
电机学习题之直流电机
一、直流电机的基本工作原理1、直流电动机电枢绕组里流过的电流方向是的，产生电磁转矩的方向是 (填变或不变)2、直流发电机实质上是一台的交流发电机，其励磁回路电阻是用来。
3、自励直流发电机的励磁方式包括、和三种。
4、直流电机电枢绕组导体内的电流是。
(A)直流；(B)脉动电流；(C)交流。
5、一台直流发电机，磁极固定，电枢和电刷以同一速度、同一方向旋转，则两刷间的电动势是。
(A)交流；(B)直流；(C)脉动直流。
6、一直流发电机，若电刷固定，电枢和磁极同向而不同速旋转，则两电刷间的电动势是。
(A)交流；(B)直流；(C)脉动直流。
7、直流电动机，，，, ，求其输入功率，、额定电流?8、直流发电机，，，, ，求其输入功率、额定电流?9、如将电枢绕组装在定子上，磁极装在转子上，换向器和电刷应怎样安装才能作直流电动机运行?二、直流电机的基本结构1、直流电机铭牌上的额定功率是指功率，对发电机是指功率，对电动机是指功率。
2、直流电机放置电刷位置的原则是使电机空载时。
3、直流电机电刷位置放置在与线上的导体相接触的换向片位置上，对于端部对称的绕组，即电刷的中心线与重合。
二、直流电机的运行1、直流发电机的电磁转矩是转矩，直流电动机的电磁转矩是转矩。
2、并励直流发电机的励磁回路电阻和转速同时增大一倍，则其空载电压。
5、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不变，则。
A：E a下降30℅，B：T下降30℅，C：E a和T都下降30℅，D：端电压下降30℅。
6、一台并励直流发电机希望改变电枢两端正负极性，采用的方法是。
Ａ：改变原动机的转向，Ｂ：改变励磁绕组的接法，Ｃ：既改变原动机的转向又改变励磁绕组的接法。
7、把直流发电机的转速升高２０℅，他励方式运行空载电压为，并励方式空载电压为,则。
Ａ： = ，Ｂ： < ，Ｃ： > 。
11、若并励直流发电机转速上升20％，则空载时发电机的端电压U0将。
电机学习题集(直流电机部分)
电机学习题集---直流机题库及答案1－1 为什么直流电机能发出直流电？如果没有换向器，直流电机能不能发出直流电流？1－2 试判断下列情况下，电刷两端电压性质：（1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转：（2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。
1－6 已知某直流电动机铭牌数据如下，额定功率，额定电压，额定转速，额定效率，试求该电机的额定电流。
1－7 已知某直流电动机的额定功率，额定电压，额定转速，试求该电机的额定电流。
1－12 一台直流发电机额定容量180kw，额定电压230伏，额定转速1450r/m，额定效率89.5%,求额定输入功率和额定电流。
2－1 何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磁通大小与那些因素有关？2－2 试述等物理量的物理概念。
2－3 何谓饱和现象？电机的磁路为什么会出现饱和现象?饱和对电机运行性能有何影响？2－4 一台14kw，220伏，1000r/min的四极直流电动机，槽高＝0.03m，磁极高＝0.09m，电枢磁轭长＝0.103m，机座磁轭长＝0.357m，气隙＝0.0022m，气隙系数。
电枢铁心由硅钢片迭成，磁极用0.001m厚钢板迭成，机座用铸钢。
已知空载额定电压时电机磁路各部分磁密为，，，，，试求每对极所需的励磁磁势和饱和系数。
2－6 一台四极单迭绕组的直流电机。
（1）如果取出相邻的两组电刷，只用剩下的两外两组电刷是否可以？对电机性能有何影响？端电压有何变化？此时发电机能供给多大的负载（用额定功率的百分数表示）；（2）如果有一元件断线，电刷间的电压有何变化？电流有何变化？（3）若只用相对的两组电刷是否能够运行？（4）若有一极失磁，将会产生什么后果？2－8 试计算下列各绕组的节距，，和，绘制绕组展开图，安放主极及电刷，并求并联支路对数。
（1）右行短距单迭绕组：2P＝4，Z＝S＝22；（2）右行整距单波绕组：2P＝4，Z=S=20;（3）左行单波绕组，2P＝4,Z=S=19;（4）左行单波绕组，2P＝4,Z=S=21;2－9 一台直流发电机，2P＝4，a＝1，Z＝35，每槽内有10根导体，如要在1450r/min下产生230伏电势，则每极磁通应为多少？2－10 一台直流发电机，2P＝4，a＝1，S＝21，每元件匝数＝3，当＝0.01825 ，n＝1500r/min时，试求正，负电刷间得电压。
电机学习题答案
4－2
一台并励直流电动机， PN 10kW,U N 220V, nN 1500r/min,h N 84.5% ，
Ra 0.316, R f 178 。欲将启动电流限制为额定电流的 1.5 倍，启动器的阻值应为多
n
12 13 14 15 16 17 18 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
16 17 18 19 1
2 3 4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15
S
N
S
N
-
+
1－3 一台直流发电机的额定数据如下： PN 67kW,U N 115V,nN 960r/min,hN 87% ， 求额定电流 I N 。 解：
如果负载电阻为 4 ,问负载电流和端电压各为多少？ 解：工作点应该是电动机外特性与负载伏安特性的交点。
285 − 4 I 4 I − 300 = 200 − I I I =73.62A U = 4 I = 294.49V
第 4 章 直流电动机
4－1 一台起重机由他励直流电动机拖动， PN 11kW,U N 440V, I N 29.5A ， nN 730r / min ,Ra 1.05 。要求以－300r/min 的转速下放重物，可以采用哪几种方法实 现？ 解：可采用两种方法实现。 （1）能耗制动，即在断开电源并给电枢回路串入一个电阻 R p 。
2－2 一台直流发电机的电枢绕组为单叠绕组， 2 p 4, Z 35, nN 1450r/min,Ea 230V ， 每槽有 10 根导体，求每极磁通。 解： 总导体数 N 3510 350 ，
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直流电机一、填空1.直流电机的电枢绕组的元件中的电动势与电流就是。
答:交流的。
2.一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩,做额定运行时,如果将电源电压降低了20℅,则稳定后电机的电流为倍的额定电流(假设磁路不饱与)。
T em=C T0、8φIa答:1、25倍。
3.并励直流电动机,当电源反接时,其中I a的方向,转速方向。
答:反向,不变。
4.直流发电机的电磁转矩就是转矩,直流电动机的电磁转矩就是转矩。
答:制动,驱动。
5.直流电动机电刷放置的原则就是: 。
答:空载时正、负电刷之间获得最大的电动势,这时被电刷短路的元件的电动势为零。
6.直流电动机调速时,在励磁回路中增加调节电阻,可使转速,而在电枢回路中增加调节电阻,可使转速。
答:升高,降低。
7.电磁功率与输入功率之差对于直流电动机包括损耗。
答:绕组铜损耗。
I;当负载增加8.串励直流电动机在负载较小时,aI;负载增加时,n下降的程度比并励电动机要。
时,T e,a答:小,增加,增加,严重。
9.并励直流电动机改变转向的方法有, 。
答:将电枢绕组的两个接线端对调,将励磁绕组的两个接线端对调,但二者不能同时对调。
10.串励直流电动机在电源反接时,电枢电流方向,磁通方向,转速n的方向。
答:反向,反向,不变。
11.当保持并励直流电动机的负载转矩不变,在电枢回路中串入电阻后,则电机的转速将。
答:12.直流电机单叠绕组的并联支路数为答:2p。
13.直流发电机,电刷顺电枢旋转方向移动一角度,直轴电枢反应就是;若为电动机,则直轴电枢反应就是。
答:去磁的,增磁的。
二、选择填空1.一台串励直流电动机,若电刷顺转向偏离几何中性线一个角度,设电机的电枢电流保持不变,此时电动机转速。
A:降低B:保持不变,C:升高。
答:C2.一台直流发电机,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不变,则。
A:E a下降30℅,B:Tem 下降30℅,C:E a 与Tem 都下降30℅,D:端电压下降30℅。
答:A3. 一台并励直流发电机希望改变电枢两端正负极性,采用的方法就是 。
Ａ:改变原动机的转向Ｂ:改变励磁绕组的接法Ｃ:既改变原动机的转向又改变励磁绕组的接法。
答:A4. 一直流电动机拖动一台她励直流发电机,当电动机的外电压,励磁电流不变时,增加发电机的负载,则电动机的电枢电流a I 与转速n 将 。
A:a I 增大,n 降低B:a I 减少,n 升高C:a I 减少,n 降低。
答:A5. 一台并励直流电动机,在保持转矩不变时,如果电源电压U 降为0、5N U ,忽略电枢反应与磁路饱与的影响,此时电机的转速 :A:不变B:转速降低到原来转速的0、5倍,C:转速下降 D:无法判定。
答:C 6. 在直流电机中,公式n C E e a Φ=与a T I C Tem Φ=中Φ指的就是 :A:每极合成磁通B:所有磁极的总磁通C:主磁通每极磁通D:以上都不就是 。
答:A7. 直流电动机在电枢串电阻调速过程中,若负载转矩保持不变,则 保持不变A:输入功率 B:输出功率,C:电磁功率 D:电机的效率。
答:A8. 起动直流电动机时,磁路回路应 电源A;与电枢回路同时接入B:比电枢回路先接入C:比电枢回路后接入。
答:B9、直流电动机的电刷逆转向移动一个小角度,电枢反应性质为。
A:直轴去磁与交磁B:直轴增磁与交磁C:直轴纯去磁D:直轴纯增磁答:A9.并励直流电动机磁通增加10℅,当负载力矩不变时(T2不变),不计饱与与电枢反应的影响,电机稳定后,下列量变化为:Tem ,n ,Ia ,P2、A:增加B:减小C:基本不变答:C,B,B,B10.并励直流电动机在运行时励磁绕组断开了,电机将。
A:飞车B:停转C:可能飞车,也可能停转答:C11.直流电动机的额定功率指。
A转轴上吸收的机械功率B转轴上输出的机械功率C电枢端口吸收的电功率D电枢端口输出的电功率。
答:B12.负载转矩不变时,在直流电动机的励磁回路串入电阻,稳定后,电枢电流将,转速将。
A,上升,下降B,不变,上升C,上升,上升答:C三、判断1.★她励直流电动机在固有特性上弱磁调速,只要负载不变,电动机转速升高。
( )答:对2.直流电机的电枢绕组至少有两条并联支路。
( )答:对3.电磁转矩与负载转矩的大小相等,则直流电机稳定运行。
( )答:错4.她励直流电动机降低电源电压调速与减小磁通调速都可以做到无级调速。
( )答:对5.直流发电机中的电刷间感应电势与导体中的感应电势均为直流电势。
( )答:错6.起动直流电动机时,励磁回路应与电枢回路同时接入电源。
( )答:错7.直流电动机的额定功率指转轴上吸收的机械功率。
( )答:错8.直流电机无电刷一样可以工作。
( )答:错9.直流电机的转子转向不可改变。
( )答:错10.同一台直流电机既可作发电机运行,由可作电动机运行。
( )答:对11. 并励直流电电机不可轻载运行。
( ) 答:错四、简答1. ★在直流电机中换向器-电刷的作用就是什么？答 在直流电机中,电枢电路就是旋转的,经换向器-电刷作用转换成静止电路,即构成每条支路的元件在不停地变换,但每个支路内的元件数及其所在位置不变,因而支路电动势为直流,支路电流产生的磁动势在空间的位置不动。
2. ★直流电枢绕组元件内的电动势与电流就是直流还就是交流？若就是交流,那么为什么计算稳态电动势时不考虑元件的电感？答 直流电枢绕组元件内的电动势与电流就是交流的。
直流电机电枢绕组就是旋转的,经换向器-电刷的作用,变换成为静止电路,两电刷间的电路在空间位置就是不变的,因而电刷电动势就是直流的,所通过的电流也就是直流的,电感不起作用。
3. 直流电机的磁化曲线与空载特性曲线有什么区别？有什么联系？答 直流电机的磁化曲线就是电机主磁通与励磁磁动势的关系曲线)(00F f =Φ,电机的空载特性曲线就是指电机在某一转速下空载电压与励磁电流的关系曲线)(0f I f U =。
由于000φφ∝==n C E U E ,f f f I I N F ∝=20,因此两者形状相似。
4. ★何谓电机饱与现象？饱与程度高低对电机有何影响？答 电机的磁路由铁心部分与空气隙部分组成,当铁心的磁通密度达到一定程度后,铁心部分的磁压降开始不能忽略,此时随着励磁磁动势的增加,主磁通的增渐渐变慢,电机进入饱与状态,即电机磁化曲线开始变弯曲。
电机的饱与程度用饱与系数来表示,饱与系数的大小与电机的额定工作点在磁化曲线可以分为三段,如图2-1所示,a 点以下为不饱与段,ab 段为饱与段,b 点以上为高饱与段。
将电机额定工作点选在不饱与段有两个缺点:①材料利用不充分;②磁场容易受到励磁电流的干扰而不易稳定。
额定工作点选在过饱与段,有三个缺点:①励磁功率大增;②磁场调节困难;③对电枢反应敏感。
一般将额定工作点设计在ab 段的中间,即所谓的“膝点”附近,这样选择的好处有:①材料利用较充分;②可调性较好;③稳定性较好。
图2-15. ★直流电机电枢绕组为什么必须就是闭合的？答 因为直流电枢绕组不就是由固定点与外电路连接的,而就是经换向器-电刷与外电路想连接的,它的各支路构成元件在不停地变化。
为使各支路电动势与电流稳定不变,电枢绕组正常、安全地运行,此种绕组必须就是闭合的。
6. 直流电机电刷放置原则就是什么？答 在确定直流电机电刷的安放原则上就考虑:(1)应使电机正、负电刷间的电动势最大:(2)应使被短路元件的电动势最小,以利于换向。
两者有一定的统一性,一般以空载状态为出发点考虑电刷的安放。
因此,电刷的合理位置就是在换向器的几何中性线上。
无论叠绕组还就是波绕组,元件端接线一般总就是对称的,换向器的几何中性线与主极轴线重合,此时电刷的合理位置就是在主极轴线下的换向片上。
7. ★电枢反应的性质由什么决定？交轴电枢反应对每极磁通量有什么影响？直轴电枢反应的性质由什么决定？答 电枢反应的性质由电刷位置决定,电刷在几何中性线上时电枢反应就是交轴性质的,它主要改变气隙磁场的分布形状,磁路不饱与时每极磁通量不变,磁路饱与时则还一定的去磁作用,使每极磁通量减小。
电刷偏离几何中性线时将产生两种电枢反应:交轴电枢反应与直轴电枢反应。
当电刷在发电机中顺着电枢旋转方向偏离、在电动机中逆转向偏离时,直轴电枢反应就是去磁的,反之则就是助磁的。
8. 直流电机空载与负载运行时,气隙磁场各由什么磁动势建立？负载后电枢电动势应该用什么磁通进行计算？答 空载时的气隙磁场由励磁磁动势建立,负载时气隙磁场由励磁磁动势与电枢磁动势共同建立。
负载后电枢绕组的感应电动势应该用合成气隙磁场对应的主磁通进行计算。
9. ★直流电机的感应电动势与哪些因素有关？若一台直流发电机在额定转速下的空载电动势为230V(等于额定电压),试问在下列情况下电动势变为多少？(1)磁通减少10% ;(2)励磁电流减少10% ;(3)转速增加20%;(4)磁通减少10%。
答 感应电动势n n C E E Φ∝Φ=,在其它条件不变的情况下,感应电动势E 与磁通Φ与转速n 成正比。
(1)Φ减少10% ,E 亦减少10% ,为20V 。
(2)励磁电流减少10% ,由于磁路饱与,Φ减少不到10% ,E 亦减少不到10% ,因此207V 〈E 〈230V 。
(3)n 增加班费20% ,E 亦增加20% ,为276V 。
(4)Φ减少10% ,n 上升10% ,V V E 228230)1.01)(1.01(=⨯+-=。
10. 直流电机的感应电动势公式用机械角速度表示转速时,其结构常数与电磁转矩公式的结构常数就是统一的,试证明。
答 ΦΩ=ΦΩ=ΩΦ=Φ=Φ=T E C apN a pN n a pN n C E ππ22606060 11. 直流电机的励磁方式有哪几种？每种励磁方式的励磁电流或励磁电压与电枢电流或电枢电压有怎样的关系？答 直流电机励磁方式四种:①她励——励磁电流f I 由独立电源供给,与电枢电流a I 无关;②并励——励磁电流并在电枢两端,励磁电压f U 等于电枢电压U;③串励——励磁绕组与电枢串联,a f I I =;④复励——既有并励绕组又有串励绕组,按两绕组磁动势方向的异同分成:积复励——串励与并励磁动势同向,差复励——串励与并励磁动势反向。
12. 直流电机空载与负载时有哪些损耗？各由什么原因引起？发生在哪里？其大小与什么有关？在什么条件下可以认为就是不变的？答 电机空载运行时有机械损耗、铁耗与附加损耗。
机械损耗由转子旋转时轴承摩擦、电刷摩擦以及通风引起,其大小与转速有关。
铁耗就是由转子旋转时主磁通在电枢铁心交变引起的,其大小与转速的β次方(1〈β〈2〉与铁心磁密的平方成正比。
空载时的附加损耗包括转子旋转时电枢齿槽引起气隙磁通脉动,从而在铁心中产生脉振损耗,以及转子上的拉紧螺杆等结构件中的铁耗。