直流电机的额定值主要有额定功率额定电压额定电流
计算题
七、计算题1．一台直流电机，已知磁极对数p =2，槽数Z 和换向片数K 均等于20，采用单叠绕组。
（1）计算极矩、电角度及绕组各节距；（2）画出绕组展开图、主磁极和电刷的位置； （3）求并联支路数。
答：（1）极矩 205222Z p τ===⨯ 电角度3603602720p α=︒=︒⨯=︒第一节距505651=+==ετ y 1505y τε==+= ，K y =y =1，21514y y y =-=-= （2）绕组展开图，如题库图4所示。
（3）2a =4。
题库图4 4极20槽直流电机单叠绕组展开图2．已知一台直流电机的极对数p =2，元件数S=Z=K=19，元件的匝数N y =11，单波绕组，试求：（1）画出绕组展开图、主磁极和电刷的位置；（2）当每极磁通Ф=1.42×10–2Wb ，转速n =1 000r/min 时的电枢电动势为多少伏？题库图5 4极19槽直流电机单波绕组展开图答：（1）绕组展开图，如题库图5所示。
（2）因采用单波绕组，所以支路对数a =1；总匝数N =2SN y =2×19×11=418电势常数C e =pN /60a =2×418/60=14 电动势E a =C e Φn =14×1.42×10–2×1 000V=200V 七、计算题1．一台他励直流电动机的铭牌数据为：额定功率P N =22kW ，额定电压U N =220V ，额定转速n N =1 500r/min ，额定效率ηN =86%，试求：（1）额定负载时的输入功率P 1；（2）额定电流I N 。
答：（1）额定负载时的输入功率P 1=P N /ηN =22kW/86%=25.6 kW ； （2）额定电流I N =P 1/U N =25.6kW /220 V=117A 。
2．对于一台他励直流发电机，保持励磁电流不变而将其转速提高20%，其空载电压升高多少？而并励发电机保持励磁回路总电阻不变，将其转速升高20%时，其空载电压比他励时升高得多还是少？答：（1）他励直流发电机保持励磁电流不变，则励磁基本不变，根据电动势公式U a =E a +I a R a =C e Φn +I a R a 可知，空载时U a =C e Φn ，所以将其转速提高20%，其空载电压最多提高20%。
2021年电机拖动知识点概要
电机拖动知识点概要1、直流发电机工作原理当原动机拖动电枢以恒定方向旋转式，线圈边将切割磁力线并感应出交变电动势，由于电刷和换向器的“整流”作用，使电刷极性保持不变，在电刷间产生直流电动势。
2、直流电动机的工作原理在电刷两端加直流电压，经电刷和换向器作用使同一主磁极下线圈边中的电流方向不变，该主磁极下线圈边所受电磁力的方向亦不变，从而产生单一方向的电磁转矩，使电枢沿同一方向连续旋转。
3、直流电机的可逆原理同一台电机既能作电动机亦能作发电机运行的现象。
4、直流电机的结构主要由静止的定子和旋转的转子构成，定子和转子之间存在气隙。
①定子由主磁极、换向极、机座、端盖、轴承、电刷装置等组成。
②转子转子的作用是感应电动势并产生电磁转矩；它包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、轴和风扇等。
5、直流电机电枢绕组（基本形式叠绕组和波绕组）分类单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组及混合绕组等。
单叠绕组特点同一个元件的出线端连接于相邻的两个换向片上，相邻元件依次串联，后一个元件的首端与前一个元件的尾端连在一起并接到同一个换向片上，最后一个元件首端与第一个元件尾端连在一起，形成一个闭合回路。
【注支路对数a等于电机的极对数p，即a=p】单波绕组特点同一个元件的两个出线端所接的两个换向片相隔接近于一对极距，元件串联后形成波浪形，所以称为“波绕组”。
【注并联支路数总是2，即极对数a=1】★单叠与单波绕组区别单叠绕组可通过增加磁极对数来增加并联支路对数，适用于低电压、大电流的电机。
单波绕组的并联支路对数a=1，每条并联支路数串联的元件数较多，适用于小电流、较高电压的电机。
6、直流电机分类（按励磁方式分）他励、并励、串励、复励7、主磁通和漏磁通定义及其作用同时与电枢绕组（即转子绕组）和励磁绕组（即定子绕组）相交链的磁通称为主磁通；只与励磁绕组（即定子绕组）相交链的磁通称为漏磁通。
主磁通与通电的转子绕组相作用产生电磁转矩，使电机转动；漏磁通无用。
2010-2011学年第一学期《电机与电力拖动》课程期末复习资料1、直流
2010 -2011学年第一学期《 电机与电力拖动》课程期末复习资料1、直流电机的基本结构：直流电机由定子（固定不动）与转子（旋转）两大部分组成，定子与转子之间有空隙,称为气隙。
定子部分包括机座、主磁极、换向极、端盖、电刷等装置；转子部分包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、风扇等部件。
1.2 直流电机的电枢绕组简介电枢绕组是由结构、形状相同的线圈组成，线圈有单匝、多匝之分。
不论单匝或多匝线圈，它的两个边分别安放在不同的槽中。
1.3 直流电机的电枢反应 直流电机磁场组成：励磁磁场、电枢磁场合成。
1.4.1 电枢电动势电枢电动势是指直流电机正、负电刷之间的感应电动势，也就是每条支路里的感应电动势。
每条支路所串联的元件数是相等的，只要求出一根导体的感应电动势，再乘上一条支路里总的导体数，就是电枢电动势。
1.5 直流电机的换向什么是换向：绕组元件从一个支路经电刷，进入另一个支路时，电流方向改变。
换向的影响：换向会使电刷和换向器之间产生火花，严重时会烧坏换向器与电刷，使电机不能正常工作和寿命缩短。
1.6.1 直流电动机的励磁方式根据直流电动机励磁绕组和电枢绕组与电源连接关系的不同，直流电动机可分为他励、并励、串励、复励电动机等类型。
2、电力拖动系统一般由控制设备、电动机、传动机构、生产机械和电源5部分组成。
2.3 他励直流电动机的机械特性机械特性：在电枢电压、励磁电流、电枢总电阻为恒值的条件下，电动机转速n 与电磁转矩的关系曲线。
机械特性的作用：确定稳定运行转速；分析转速、转矩及电流随时间的变化规律。
2.4.4 他励直流电动机的反转改变电磁转矩的方向即可实现反转。
方法：（1）改变励磁电流方向：保持电枢两端电压极性不变，将励磁绕组反接，使励磁电流反向，磁通即改变方向。
2）改变电枢电压极性：保持励磁绕组两端的电压极性不变，将电枢绕组反接，电枢电流即改变方向。
他励直流电动机的电气制动： 能耗制动； 反接制动； 回馈制动。
额定功率公式
额定功率公式1. 介绍额定功率是指电动机或发动机能持续输出的功率值。
它通常用于标识设备或机械在正常运行条件下的最大工作能力。
额定功率公式是计算额定功率的数学表达式，通过测量相关参数可以得到。
2. 额定功率的定义额定功率表示设备或机械在额定工作条件下持续运行所能输出的功率。
这种工况下，设备或机械的温度、压力、转速等参数保持在正常范围内，不会造成设备过热或损坏。
3. 额定功率公式的计算方法额定功率公式的计算方法根据具体设备的类型和工作特点而有所不同。
下面是几种常见设备额定功率公式的示例：3.1 电动机的额定功率公式直流电动机额定功率公式直流电动机的额定功率公式如下：额定功率(Pn) = 额定电流(In) × 额定电压(Un) × 效率(η)其中，额定电流是在额定工况下通过电动机的电流值，额定电压是电动机的额定工作电压，效率是电动机的功率转换效率。
交流电动机额定功率公式交流电动机的额定功率公式略有不同，如下：额定功率(Pn) = 额定电流(In) × 额定电压(Un) × 功率因数(PF) × 效率(η)其中，功率因数是交流电动机的功率因数，表示电动机在额定工况下所需的有功功率与视在功率之比。
3.2 内燃机的额定功率公式内燃机的额定功率公式根据不同类型的内燃机而有所差异。
下面是几种常见内燃机的额定功率公式示例：汽油机额定功率公式汽油机的额定功率公式如下：额定功率(Pn) = 排量(V) × 平均有效压力(MEP) × 循环时间(N) × 引擎转速(RPM) ÷ 2 × 0.001其中，排量是汽油机每个循环中气缸容积的总和，平均有效压力是一个循环中输送的平均力量，循环时间是一个循环所需的时间，引擎转速是引擎每分钟的旋转数。
柴油机额定功率公式柴油机的额定功率公式如下：额定功率(Pn) = 排量(V) × 平均有效压力(MEP) × 循环时间(N) × 引擎转速(RPM) ÷ 2 × 废热系数其中，废热系数取决于柴油机的热功率损失。
3.2 直流电机的分类和额定值
3.电动机的合理运行
电机在实际应用时，是否处于额定运行情况，则 要由负载大小来决定。一般不允许电机超过额定值运 行，因为这会降低电机的使用寿命，甚至损坏电机， 但电机长期处于低负载下工作，则没有得到充分利用， 效率降低，不经济，所以应根据负载情况合理选用电 机，使电机接近于额定运行情况运行，才是经济合理 的。
直流电机的额定值主要有下列几项： （1）额定功率；是指电机的输出功率，对发电机系指出线端 输出的电功率。对电动机系指转轴上输出的机械功率。单位为 W或kW。 （2）额定电压；是指在额定工作条件下，电机出线端的平均 电压。对于电动机是指输入额定电压，对于发电机是指输出额 定电压。单位为V。 （3）额定电流；是指电机在额定电压下，运行于额定功率时 的电流值。 单位为A。 （4）额定转速；是指对应于额定电压、额定电流、电机运行 于额定功率时所对应的转速。单位为r／min。 （5）额定温升；是指电机允许的温升的限值，主要决定于电 机的绝缘材料的绝缘等级。
4．直流电机系列
生产机械对电机的要求是各种各样的，若要求每台 电机都能恰好在额定情况下运行，就需要有成千上万种 规格的电机，这在实际上是不可能的，也是不经济的。 为了合理选用电机和不断提高产品的标准化和通用化程 度，电机制造厂生产的电机有很多是系列电机。所谓系 列电机就是在应用范围、结构形式、性能水平和生产工 艺等方面有共同性，功率按一定比例递增并成批生产的 一系列电机。我国目前生产的直流电机的主要系列有： Z，Z2，Z3，Z4等系列，为一般用途的小型直流电机 系列，是一种基本系列。“Z”表示直流，“3”表示第三 次改型设计。系列容量为0.4 kW～200kW，电动机的电 压为110V, 220V，发电机的电压为115V, 230V。通风形 式为防护式。
直流电机工作额定电流计算方法
直流电机工作额定电流计算方法
直流电机的工作额定电流是指在额定负载下，电机正常运行所需的电流值。
其计算方法主要有两种：根据功率公式计算和根据电机技术参数计算。
根据功率公式计算，可用公式I=P/U计算工作额定电流。
其中，P为电机额定功率，U为电机额定电压。
例如，一台额定功率为2KW、额定电压为220V的直流电机，在额定负载下，其工作额定电流为：I=2000/220=9.09A。
根据电机技术参数计算，需先了解电机的额定转速、额定扭矩以及电机的效率。
根据公式I=T/(K*η)计算工作额定电流。
其中，T为电机额定扭矩，K为转矩系数（一般为1），η为电机效率。
例如，一台额定转速为1500r/min、额定扭矩为12N.m、效率为85%的直流电机，在额定负载下，其工作额定电流为：I=12/(1*0.85)=14.12A。
以上两种方法都可以计算直流电机的工作额定电流。
在实际应用中，应根据电机的具体情况选择合适的计算方法，确保计算结果准确可靠。
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四川省自考电机与拖动基础复习题
四川省自考电机与拖动基础第一章1.简述铁磁材料的磁化过程。
铁磁物质未放入磁场之前，其内部磁畴排列是杂乱的，磁效应互相抵消，对外不呈现磁性；若将铁磁物质放入磁场中，在外磁场的作用下，磁畴的轴线将趋于与外磁场方向一致，且排列整齐形成一个附加磁场与外磁场叠加后，就呈现出磁性。
2.铁心中的损耗包括哪些？是怎样产生的？与哪些因素有关？铁心中的损耗包括磁滞损耗和涡流损耗。
铁磁材料置于交变磁场中，材料被反复交变磁化，磁畴之间相互不停地摩擦、翻转，消耗能量，并以热量形式表现，这种损耗称为磁滞损耗，磁滞损耗与磁滞损耗系数（铁磁材料的性质），磁场交变的频率，铁心的体积和磁滞回线的面积（或磁通密度最大值）成正比。
由于铁心是导电体，铁心中磁通随时间变化时，根据电磁感应定律，在铁心中将产生感应电动势并引起涡流，此涡流在铁芯中引起的损耗也以热量形式表现，称为涡流损耗，涡流损耗与铁磁材料的涡流损耗系数（材料的电阻率），硅钢片厚度，磁场交变的频率，磁通密度最大值以及铁心的体积有关。
3.铁磁材料分成几类？各有什么特点？分别用在什么场合铁磁材料根据磁滞回线形状不同，分为软磁材料、硬磁（永磁）材料两大类。
软磁材料磁滞回线窄，剩磁和矫顽力都小且磁导率较高，一般用于制造电机、变压器的铁心。
硬磁（永磁）材料磁滞回线宽，剩磁和矫顽力都大，可以制成永久磁铁。
4.直流磁路和交流磁路有何异同？直流磁路中磁通是不随时间变化的，故没有磁滞/涡流损耗，也不会在无相对运动的线圈中感应产生电动势，而交流磁路中磁通是随时间而变化的，会在铁心中产生磁滞/涡流损耗，并在其所匝链的线圈中感应产生电动势，另外其饱和现象也会导致励磁电流、磁通/感应电动势波形的畸变。
交流磁路的计算就瞬间而言，遵循磁路的基本定律。
第二章1. 任何电机既可以作为发电机也可以作为电动机。
（对）2. 直流电机励磁磁场对电枢磁动势的影响称为电枢反应。
（错，直流电机电枢磁动势对励磁磁场的影响称为电枢反应。
电机与拖动基础知识要点复习题
电机复习提纲第一章：一、概念：主磁通，漏磁通，磁滞损耗，涡流损耗磁路的基本定律:安培环路定律: 磁路的欧姆定律作用在磁路上的磁动势 F 等于磁路内的磁通量 Φ乘以磁阻R m磁路与电路的类比：与电路中的欧姆定律在形式上十分相似。
E=IR磁路的基尔霍夫定律（1）磁路的基尔霍夫电流定律穿出或进入任何一闭合面的总磁通恒等于零（2）磁路的基尔霍夫电压定律沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位差的代数和。
第二节 常用铁磁材料及其特性一、铁磁材料1、软磁材料：磁滞回线较窄。
剩磁和矫顽力都小的材料。
软磁材料磁导率较高，可用来制造电机、变压器的铁心。
2、硬磁材料：磁滞回线较宽。
剩磁和矫顽力都大的铁磁材料称为硬磁材料，可用来制成永久磁铁。
二、铁心损耗1、磁滞损耗——材料被交流磁场反复磁化，磁畴相互摩擦而消耗 NiHL的能量。
2、涡流损耗——铁心内部由于涡流在铁心电阻上产生的热能损耗。
3、铁心损耗——磁滞损耗和涡流损耗之和。
第二章：一、尽管电枢在转动，但处于同一磁极下的线圈边中电流方向应始终不变，即进行所谓的“换向”。
二、一台直流电机作为电动机运行——在直流电机的两电刷端上加上直流电压，电枢旋转，拖动生产机械旋转，输出机械能；作为发动机运行——用原动机拖动直流电机的电枢，电刷端引出直流电动势，作为直流电源，输出电能。
三、直流电机的主要结构（定子、转子）定子的主要作用是产生磁场转子又称为“电枢”,作用是产生电磁转矩和感应电动势要实现机电能量转换，电路和磁路之间必须在相对运动，所以旋转电机必须具备静止的和转动的两大部分，且静止和转动部分之间要有一定的间隙（称为：气隙）四、直流电机的铭牌数据直流电机的额定值有：1、额定功率P N(kW)2、额定电压U N(V)3、额定电流I N(A)4、额定转速n N(r/min)5、额定励磁电压U fN(V)五、直流电机电枢绕组的基本形式有两种：一种叫单叠绕组，另一种叫单波绕组。
单叠绕组的特点：元件的两个端子连接在相邻的两个换向片上。
电机学知识点
气隙线 磁化曲线
2.直流电机的电枢绕组
0
2Ff (I f )
直流电机的电枢绕组是直流电机产生感应电势和电磁转矩，
从而实现机电能量转换的重要部件。直流电机的电枢绕组，
无论什么形式，都是将各元件通过相应的换向片依次连接起
来而构成的闭合绕组。直流电机的电枢绕组通过电刷引入或
引出电流，并在正负极性电刷间形成偶数条并联支路。
影响变压器电压调整率U的因素有：___负__载_的__大__小___、 ___负__载_的__性__质____和_短__路_阻__抗__参__数_R_k_、_X_k _。
2）变压器的损耗和效率
变压器的损耗有铁耗和铜耗。
铁耗不随负载的大小而改变，也称为不变损耗， pPe p0
铜耗随负载的大小而改变，也称为可变损耗， pCu I 2 2
第七章 直流电机的磁路和电枢绕组
基本知识：
1. 直流电机的磁化曲线 2. 单叠绕组和单波绕组的特点 3. 单叠绕组和单波绕组节距的计算方法 4. 直流电机的电枢绕组电动势和电磁转矩
第七章 直流电机的磁路和电枢绕组
1.直流电机的空载磁场和磁化特性
直流电机空载运行时的气隙磁场由励磁磁势建立，该磁势由 主极上的励磁绕组通以直流电流所产生。
k 1 Qu 1
p
p
的一类电枢绕组，它是把
上层元件边在同极性主极下的各元件串联起来成一条支路，
所以单波绕组的并联支路对数_a_=_1______。
直流电机电枢绕组的电势是通过电刷引出的，电刷的位置应 使正负电刷间的感应电动势最大。当元件几何形状对称时， 电刷在换向器表面的位置应对准磁极中心线。此时正、负电 刷间感应电势最大，被电刷短路的元件感应电势为零。
E1 j4.44 fN1 m E2 j4.44 fN 2 m
电机与拖动 直流电机的工作原理、直流电机的基本结构和额定值
电机与拖动直流电机的工作原理、直流电机的基本结构和额定值主题：直流电机的辅导文章——直流电机的工作原理、直流电机的基本结构和额定值、直流电机的磁场和电枢反应、直流电机的感应电动势和电磁转矩学习时间：2016年10月10日--10月16日内容：我们这周主要学习课件第2章直流电机的相关内容。
希望通过下面的内容能使同学们加深对直流电机相关知识的理解。
一、直流电机的工作原理（重点掌握）直流电机按其能量转换方向的不同分为直流发电机和直流电动机，两者之间具有可逆性。
1.直流电动机的工作原理：当给电枢绕组通入直流电流时，通过电刷和换向器转换为交变电流，使处于主极磁场中绕组的线圈始终受到相同方向电磁转矩的作用，保证了电动机连续转动，从而实现电能到机械能的转换。
图1 直流电动机的工作原理图2.直流发电机的工作原理：当原动机拖动电枢转动时，电枢绕组的线圈切割主极磁场而产生交变感应电动势，再通过电刷和换向器转换为直流电动势，由电枢绕组输出直流电流，从而实现机械能到电能的转换。
图2 直流发电机的工作原理图二、直流电机的基本组成和额定值（重点掌握）1.直流电机主要由定子和转子两大部分组成，其基本组成如图3所示。
转子称为电枢，它是能量转换的枢纽。
电枢绕组构成了直流电机的主要电路，它是由很多元件按一定规律连接起来的闭合绕组。
按元件的连接方式和端接形状分类，电枢绕组主要有叠绕组和波绕组两大类。
电枢绕组是电机的重要部件。
直流电机的绕组有五种形式：单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组。
换向器是直流电机所特有的部件，与电刷配合，实现电枢绕组端部的直流电流与电枢绕组内部的交变电流之间的转换，即在直流电动机中起到了“逆变器”的作用，在直流发电机中起到了“整流器”的作用。
图3 直流电机的基本组成2.直流电机的额定值主要有额定电压、额定电流、额定功率和额定转速等。
1）额定电压N U ：对于直流电动机，N U 是输入电压的额定值；对于直流发电机，N U 是输出电压的额定值。
电机学知识点总结
电机学知识点总结电机学知识点总结直流电动机知识点：直流电动机的主要结构包括定子和转子。
定子由定子铁心、励磁绕组和电刷组成，而转子由转子铁心、电枢绕组和换向器组成。
通过电刷和换向器，直流电动机可以与外部电路相连接。
直流电动机的工作原理是，通过电刷和换向器之间的切换，导体内的电流随着导体所处的磁极性的改变而同时改变其方向，从而使电磁转矩的方向始终不变。
通过电刷和换向器将外部通入的直流电变成线圈内的交变电流的过程叫做“逆变”。
直流电机的励磁方式分为他励式和自励式，其中自励式包括并励式、串励式和复励式。
直流电机的额定值包括额定功率PN、额定电压和额定电流。
磁极数等于电刷数，等于支路数（2p=电刷数=2a，其中p为极对数，a为支路对数）。
在空载时，电极内的磁场由励磁绕组的磁动势单独作用产生，分为主磁通和漏磁通两部分。
电枢反应是负载时电枢磁动势对气隙主磁场的影响。
电刷位置是电枢表面电流分布的分界线。
交轴电枢反应会使气隙磁场发生畸变，物理中线偏离几何中线，而且在饱和时具有一定的去磁作用。
当电刷偏离几何中线时，会出现直轴。
直流电机的公式包括Ea=CeΦn、Te=CTΦIa和CT=9.55Ce。
发电机的公式是Ea=U+IaRa，而电动机的公式是XXX。
他励发电机的特性主要包括外特性U=f(I)，曲线向下倾斜的原因是，随着负载电流I增大，电枢电阻压降IaRa随之增大，所以U减小。
此外，交轴电枢反应还会产生一定的去磁作用，随着负载的增加，气隙磁通Φ和电枢电动势Ea将减小，再加上IaRa的增大使电压的下降程度增大。
并励发电机的自励条件包括电机的磁路中要有剩磁，励磁绕组的接法要正确，使剩磁电动势所产生的电流和磁动势，其方向与剩磁方向相同，以及励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。
并励发电机的外特性U=f(I)曲线下降的原因与他励发电机类似，包括电枢电阻压降IaRa增大、交轴电枢反应产生的去磁作用以及励磁电流减小等。
最后，励磁绕组不能开断，这是因为励磁绕组的磁场是直流磁场，如果开断励磁绕组，磁场会消失，电机就无法运转。
直流电机通用技术条件
直流电机通用技术条件直流电机是一种常用的电动机，广泛应用于工业、农业、民用等领域。
为了保证直流电机在各种工作条件下的安全、可靠、高效运行，制定了通用技术条件。
下面我们来详细介绍一下直流电机通用技术条件的相关内容。
一、标志和命名直流电机应按国家标准进行标志和命名。
其标志应包括型号、功率、转速、电压、额定电流等参数。
命名方式应符合国家标准规定。
二、型式及额定值直流电机的型式和额定值应符合国家标准要求。
其中，型式应根据使用环境、功率大小等因素进行选择。
而额定值则包括额定功率、额定电压、额定电流、额定转速、额定效率等，这些值应在电动机正常工作范围内保持不变。
三、外形及安装要求直流电机的外形和安装应满足国家标准。
电机外形美观、紧凑，结构严谨，便于安装和维修。
安装要求符合现场环境要求，应具有固定可靠、耐振动、防水、防尘、防爆等特点。
四、工作要求直流电机在正常工作过程中应具有良好的运转性能和可靠性。
在负载瞬变、过载、短路、过压、欠压、电动机失速等意外情况下应有保护措施。
同时，直流电机应具有良好的启动和调速能力，在运转过程中应有恰当的散热措施。
五、供电要求直流电机的供电应符合国家标准规定，包括电源电压、频率、相数、电能质量和电源保护等方面。
供电电源符合标准，电源质量稳定，不应存在电压波动、电流浪涌等影响电动机正常运转的因素。
六、检验和测试要求直流电机应经过检验和测试，确保满足国家标准对各项技术指标的要求。
检验和测试应满足国家标准要求，包括试验顺序、试验方法、试验项目和试验结果等方面。
测试数据应真实可靠，符合测试标准规定。
总之，直流电机通用技术条件包含了电机的基本信息、外形、安装、工作、供电、检验和测试等方面的指导标准。
严格遵守通用技术条件对于保障直流电机的质量和性能具有重要意义，对于满足各种工作条件下的使用要求非常必要。
直流电机的额定值
直流电机的额定值
电机制造厂根据国家标准，依据电机的设计和试验数据而规定的每台电机的主要性能指标称为电机的额定值。
额定值一般标在电机的铭牌上或产品说明书上。
直流电机的额定值主要有下列几项：
1.额定功率
额定功率是指电机根据规定的工作方式运行时所能供应的输出功率。
对电动机来说，额定功率是指转轴上输出的机械功率；对发电机来说，额定功率是指电枢输出的电功率。
单位为kW(千瓦)。
2.额定电压
额定电压是电机电枢绕组能够平安工作的最大外加电压或输出电压，单位为V(伏)。
3.额定电流
额定电流是电机根据规定的工作方式运行时，电枢绕组允许流过的最大电流，单位为A(安培)。
4.额定转速
额定转速是指电机在额定电压.额定电流和输出额定功率的状况下运行时，电机的旋转速度，单位为r/min(转/分)。
额定值一般标在电机的铭牌上，又称为铭牌数据。
还有一些额定值，例如额定转矩TN.额定效率(N等，不肯定标在铭牌上，可查产品况明书或由铭牌上的数据计算得到。
额定功率与额定电压和额定电流之间有如下关系：
直流电动机PN=UNIN(N×103kW
直流发电机PN=UNIN×103kW
直流电机运行时，假如各个物理量均为额定值，就称电机工作在额定运行状态，亦称为满载运行。
在额定运行状态下，电机利用充分，运行牢靠，并具有良好的性能。
假如电机的电枢电流小于额定电流，称为欠载运行；电机的电枢电流大于额定电流，称为过载运行。
欠载运行，电机利用不充分，效率低；过载运行，易引起电机过热损坏。
《电机与电气控制技术》自测题与答案
第1章自测题一、填空题1、变压器运行中，绕组中电流的热效应引起的损耗称为铜损耗；交变磁场在铁心中所引起的磁滞损耗和涡流损耗合称为铁损耗。
其中铁损耗又称为不变损耗；铜损耗称为可变损耗。
2、变压器空载电流的有功分量很小，无功分量很大，因此空载的变压器，其功率因数很低，而且是感性的。
3、电压互感器实质上是一个降压变压器，在运行中副边绕组不允许短路；电流互感器是一个升压变压器，在运行中副绕组不允许开路。
从安全使用的角度出发，两种互感器在运行中，其副边绕组都应可靠接地。
4、变压器是既能变换电压、变换电流，又能变换阻抗的电气设备。
变压器在运行中，只要端电压的有效值和频率不变，其工作主磁通Φ将基本维持不变。
5、三相变压器的原边额定电压是指其原边线电压值，副边额定电压指副边线电压值。
6、变压器空载运行时，其电流很小而铜耗也很小，所以空载时的总损耗近似等于变压器的铁损耗。
7、根据工程上用途的不同，铁磁性材料一般可分为软磁性材料；硬磁性材料和矩磁性材料三大类，其中电机、电器的铁芯通常采用软材料制作。
8、自然界的物质根据导磁性能的不同一般可分为非磁性物质和铁磁性物质两大类。
其中非磁性物质内部无磁畴结构，而铁磁性物质的相对磁导率大大于1。
9、磁通经过的路径称为磁路。
其单位有韦伯和麦克斯韦。
10、发电厂向外输送电能时，应通过升压变压器将发电机的出口电压进行变换后输送；分配电能时，需通过降压变压器将输送的电能变换后供应给用户。
二、判断题1、变压器的损耗越大，其效率就越低。
（对）2、变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通和铁耗基本不变。
（对）3、变压器无论带何性质的负载，当负载电流增大时，输出电压必降低。
（错）4、电流互感器运行中副边不允许开路，否则会感应出高电压而造成事故。
（对）5、防磁手表的外壳是用铁磁性材料制作的。
（对）6、变压器是只能变换交流电，不能变换直流电。
（对）7、电机、电器的铁心通常都是用软磁性材料制作。
（对）8、自耦变压器由于原副边有电的联系，所以不能作为安全变压器使用。
直流电动机的使用概述
直流电动机在铭牌上标明的额定值有： 额定功率Pn(W)、 额定电压Un(Ｖ)、 额定电流In(A)、 额定转速nn(r/min) 以及定额。
电动机的额定值表示了电动机的主要性能数据和 使用条件， 是选用和使用电动机的依据。 如果不了解 这些额定值的含义， 使用方法不对， 就有可能使电动 机性能变坏， 甚至损坏电机， 或者不能充分利用。 下 面分别介绍几个主要额定值的含义。
转矩， 包括总阻转矩Ts和惯性转矩 J d ； (2) 启动时电枢电流不要太大； dt
(3) 要求电动机有较小的转动惯量和在加速过程中 保持足够大的电磁转矩，以利于缩短启动时间。
在启动的最初瞬间，因为转速n=0，反电势Ea=0， 故电动机的端电压Ua全部降落在电枢电阻Ra上， 此时 的电枢电流
Ia
1. 额定功率Pn 额定功率指直流电动机在额定运行时， 其轴上输 出的机械功率， 单位为瓦特(W)。 2. 额定电压Un 额定电压是指在额定运行情况下， 直流电动机的 励磁绕组和电枢绕组应加的电压值， 其单位为伏特(V)。
3. 额定电流In 额定电流是指电动机在额定电压下， 负载达到额 定功率时的电枢电流和励磁电流值， 其单位为安培(A)。 对于连续运行的直流电动机， 其额定电流就是电 机长期安全运行的最大电流。 短期超过额定电流是允 许的， 但长期超过额定电流将会使电机绕组和换向器 损坏。
E
n n
Ce
Ea
Ea Ea
Ua Ia (Ra Rtj ) 220 10 (1 10) 0.523
Ua Ia Ra
220 10 1
Ce
即转速降低到原来的 52.3%。
同样可以分析， 当负载转矩不变时， 如将串联电 阻Rtj 减小， 转速将升高。
直流电机的额定值
你们青年人朝气蓬勃，好 像早晨八九点钟的太阳！希 望寄托在你们身上！
1-4 直流电机的额定值
1额定电压 UN 指额定状态下电枢出线端的电压，单位为 “V”。 2额定电流IN指电机在额定电压、额定功率时的端线上的（不
气隙磁场就是有励磁磁场与电枢磁场的合成哦，电枢磁场的出现，改 变了原来气隙磁场的分布，这就是常说的电枢反应哈，你了解了吗？
2-3 负载时直流电机的气隙磁场
一、负载及负载特点
负载时电枢中有电流！
1负载运行:
1.1 负载发电机：有励磁电流，有原动机拖动，电枢引出端 形成回路，电枢中有电流流过。
1.2 负载电动机：有励磁电流，有外电源给电枢供电，但电 动机轴上带机械负载，电枢中有电流。
注意事项
1. 仔细观看，并思考推送内容，课前、讲课中会有提问（网上回答）， 大多会限时回答，并计入平时成绩；
2. 若课前仔细观看了推送内容，依然不会回答（或答错），带着问题 去仔细听课，应该能明白问题所在，并可以回答讲课中提出的问题。
3. 学习的方法是：先学习设备的结构、原理，然后上升到数学方程， 计算。
1．励磁方式：直流电机的励磁绕组的供电方式。 2．直流电机种类：按励磁方式分为有 （1）他励直流电机； （2）并励直流电机； （3）串励直流电机； （4）复励直流电机等四种。
加复励: 复励电机中,当串励绕组产生的磁势与并励绕组产生 的磁势方向相同,称为加复励.
差复励: 复励电机中,当串励绕组产生的磁势与并励绕组产生 的磁势方向相反,称为差复励.
右图，转子中有电流，无电磁转矩，转子将匀 C 加速转动。 D 右图，转子中有电流，有制动电磁转矩，转子
《电机与电气控制技术》自测题与答案
一、填空题1、变压器运行中，绕组中电流的热效应引起的损耗称为铜 损耗；交变磁场在铁心中所引起的 磁滞 损耗和 涡流 损耗合称为 铁 损耗。
其中 铁 损耗又称为不变损耗; 铜损耗称为可变损耗。
有功 分量很小, 无功 分量很大，因此空载的变压器，其感性的。
降压 变压器，在运行中副边绕组不允许 短路：电在运行中副绕组不允许 开路。
从安全使用的角度出发， 绕组都应可靠接地。
4、变压器是既能变换 电压、变换电流，又能变换阻抗的电气设备。
变压器 在运行中，只要 端电压的有效值 和 频率 不变，其工作主磁通①将基本维持不变。
5、三相变压器的原边额定电压是指其原边线电压 值，畐応力额定电压指 副边线电压值。
铁磁性材料一般可分为 软磁性材料:硬磁性材料和 电器的铁芯通常采用 软材料制作。
&自然界的物质根据导磁性能的不同一般可分为非磁性物质和铁磁性物质两大类。
其中 非磁性 物质内部无磁畴结构，而 铁磁性 物质的相对磁导率大大于9、 磁通 经过的路径称为磁路。
其单位有10、 发电厂向外输送电能时， 应通过 升压 变压器将发电机的出口电压讲行变换后 输送；分配电能时，需通过 降压 变压器将输送的 电能 变换后供应给用户。
二、判断题1、 变压器的损耗越大，其效率就越低。
2、 变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通和铁耗基本不变。
3、 变压器无论带何性质的负载，当负载电流增大时，输出电压必降低。
4、 电流互感器运行中副边不允许开路，否则会感应出高电压而造成事故。
5、 防磁手表的外壳是用铁磁性材料制作的。
6、 变压器是只能变换交流电，不能变换直流电。
7、 电机、电器的铁心通常都是用软磁性材料制作。
&自耦变压器由于原副边有电的联系，所以不能作为安全变压器使用。
9、无论何种物质，内部都存在磁畴结构。
第1章自测题2、变压器空载电流的 功率因数很低，而且是3、电压互感器实质上是一个 流互感器是一个升压变压器, 两种互感器在运行中，其 副边 6、变压器空载运行时，其 等于变压器的铁损耗。
电机与电力拖动复习题(2)
电机与电力拖动复习题一、 填空题1、 在电力拖动系统的基本运动方程式中，当电磁转矩T 大于负载转矩T L 时，电动机将做___加速______（加速、减速、稳态）运动。
2、 电力拖动系统的运动是由电力拖动系统中的____合成转矩___ 产生的。
3、 一台直流电机满足一定的条件既可以做电动机使用，也可以做发电机使用，该现象称为直流电机的 可逆 运行。
4、 直流电动机的转矩平衡方程式为_____ T=TL+T0 _。
5、 直流电动机中电磁转矩是____驱动___转矩，直流发电机中电磁转矩是__制动__转矩。
（驱动、制动）6、 他励直流电动机的调速方法有改变__电枢电压___调速、改变 电枢回路电阻调速和改变励磁 电流 三种。
7、 他励直流电动机的制动方法有__能耗制动__ __、反接制动_、 回馈制动_ 三种。
8、 变压器的空载试验可以测定变比k 、铁损耗P Fe 和 励磁阻抗 等参数，变压器的短路试验可以测定 铜 损耗和 短路 阻抗。
9、 交流异步电动机的转子分为鼠笼式和____绕线式_______两种。
10、三相异步电动机中旋转磁场的方向由三相交流电源的___相序_____决定。
11、同步电机主要由 磁极 和 电枢 两部分组成。
12、伺服电机的作用是把所接受的电信号转换为电机转轴的角位移或 角速度 。
13、电力拖动系统是采用__电动机_______为原动机拖动生产机械完成加工任务。
14、电力拖动系统的基本运动方程式为 dtdn GD T T fz .3752=- 。
15、直流电动机的基本结构由 定子 、 转子 和 气隙 三部分构成。
16、直流电动机按励磁方式分类有：___他励_____电动机和____自励_____电动机。
17、通过改变他励直流电动机的__电压__ 、___励磁电流 和 电枢回路电阻 等参数可以获得人为的机械特性。
18、他励直流电动机的启动方法有__减压启动__和___电枢回路串电阻启动__ 两种。
直流电机的基本工作原理和结构
直流电机的基本工作原理和结构现在行驶在马路上的电动汽车越来越多了，大家考虑过电动汽车的动力源是什么呢？还有现在逐渐走进大众视野的无人机，无人机是由什么驱动的呢？想必大家心中都已经有了答案：它们都是由直流电机驱动。
其实直流电机的应用非常广泛，小到电动玩具，大到各种加工机床都有直流电机的身影。
直流电机是电机的主要类型之一，它的主要特点是使用直流电。
一、直流电机的基本工作原理直流电机是直流发电机和直流电动机的统称。
直流发电机是由原动机带动转子旋转，将机械能转换成直流电能，进而对负载供电。
直流电动机是外施直流电源在定、转子上，进而转子旋转带动同轴负载运转，将直流电能转化成机械能。
下图1是直流发电机的工作模型。
图1 直流发电机的工作模型图1中N、S是两个在空间固定不动的磁极，可以是永久磁铁，也可以是电磁铁；abcd是一个装在可以转动的铁磁圆柱体（转轴）上的线圈，合称为电枢，也就是电机的转子；线圈的首、末端分别连接到与电枢同轴旋转的两个圆弧形的铜片上，称为换向片，换向片之间及换向片与转轴之间是相互绝缘的；A和B是两个与换向片相接触，但空间上静止不动的铜片，称为电刷。
从电刷A、B引出即可对负载供电。
当原动机拖动电枢，也就是转子，以转速n恒速旋转时，导体ab和cd切割磁力线而感应电动势，其方向可用右手定则确定。
整个线圈的电势方向是e dcba，即从d到a。
此时如果在电刷之间接上负载，就有电流产生，为负载供电。
当电枢转过180°时，线圈abcd中感应电动势的方向为e abcd,即从a到d。
因为电刷的原因，因而流过外部负载的电流方向不变，所以说发电机发出的是直流电。
根据以上两个特定位置的分析，可以得出直流发电机以下几个结论：（1）在电枢线圈内的感应电动势e a及电流i a都是交流电，通过换向片及电刷的整流（交流变直流）作用才变成外部两电刷间的直流电动势，使外部电路得到方向不变的直流电流；（2）发电机电枢线圈中的感应电动势e a与其电流i a的方向始终一致；（3）虽然电枢线圈是旋转的且电枢线圈中的电流是交变的，但从空间上看N极与S极下的电枢电流的方向不变，因此由电枢电流所产生的磁场在空间上是一个恒定不变的磁场；（4）电枢绕组电流与磁场相互作用产生电磁力f。
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磁电流将超前主磁通一个铁耗角。
3.变压器绕组的折合
折合条件： __折__合_前__后__二_次__绕__组__的_磁__动__势__不_变____。
折合方法： E2 kE2
I2
I2 k
Z 2 k 2Z 2
Z L k 2Z L
•单相双绕组变压器 SN U1N I1N U 2N I2N •三相双绕组变压器 SN 3U1N I1N 3U2N I2N
4）额定频率fN (Hz) 基本知识：变压器的工作原理及额定数据。
第二章 变压器的运行分析
基本要求：
1.掌握变压器的基本工作原理，熟练应用感应电势公式 2.掌握变压器绕组的折合条件、折合方法 3.掌握分析变压器的基本方法—变压器的基本方程式、等值 电路和相量图 4.掌握变压器等值电路参数的测定方法 5.掌握变压器的运行性能指标及其计算
4.变压器的基本方程式、等效电路、相量图
T型等效电路
4.变压器的基本方程式、等效电路、相量图
T型等效电路中各参数的物理 意 义 ： 励 磁 电 阻 Rm 是 表 征 铁 耗 的 等 效 电 阻 。 励 磁 电 抗 Xm 反映了主磁通对电路的电磁效 应 ，是 与 ____主__磁__通_____对应 的电抗。
变压器额定负载时的铜耗（即额定短路功率）为pkN，则任
意负载时的铜耗为 pCu 2 pkN 。
变压器的效率计算公式：
1
SN
P0
cos2
2 pkN
p0
2
pkN
2）变压器的损耗和效率
1
SN
P0
cos2
2 pkN
p0
2
pkN
变压器产生最大效率的条件：
简化等效电路
5.变压器的参数测定
变压器的空载试验
变比k U1N U 20
励磁电阻Rm
P0
I
2 0
励磁阻抗 Zm
U1N I0
励磁电抗X m Zm 2 Rm2
5.变压器的参数测定
变压器的短路试验
短路阻抗 Zk
Uk Ik
短路电阻Rk
Pk
I
2 k
短路电抗X k Zk 2 Rk2
第一章 变压器的用途、分类与结构
1.变压器的基本作用原理
变压器是根据__电__磁__感__应___原理，将一种电压等级的交流电能 变换为同频率的另一种电压等级的的交流电能的静止电机。
2.变压器的主要额定值
1）额定电压U1N/U2N(V或kV)
一次侧额定电压是指正常运行时，电源加到一次侧的额定电 压。 二次侧额定电压是指变压器一次侧加__额__定__电__压____，二次侧 的___空__载__线_____电压。 三相变压器的一次、二次额定电压都是指_额__定__线__电__压___。
基本要求：
1.掌握三相变压器组和三铁心式变压器磁路的特点 2.掌握三相变压器的联结组标号，能利用电动势相量图判 定联结组标号 3.掌握变压器理想并联运行的条件 4.掌握变压器并联运行时负载分配的计算方法
一次绕组漏电抗X1反映了一次绕组漏磁通对电路的电磁效 应，是同_一__次__绕__组__漏__磁__通____相对应的电抗。二次绕组漏电 抗X2反映了二次绕组漏磁通对电路的电磁效应，是同_____ _二__次__绕__组___漏__磁__通___相对应的电抗。
4.变压器的基本方程式、等效电路、相量图
影响变压器电压调整率U的因素有：___负__载_的__大__小___、 ___负__载_的__性__质____和_短__路_阻__抗__参_数 __R_k_、_X_k _。
2）变压器的损耗和效率
变压器的损耗有铁耗和铜耗。
铁耗不随负载的大小而改变，也称为不变损耗， pPe p0
铜耗随负载的大小而改变，也称为可变损耗， pCu I 2 2
2）额定电流I1N/I2N ( A)
额定电流是指变压器在额定运行条件下一、二次绕组允许 通过的电流。 三相变压器的一次、二次额定电流都是指_额__定__线__电__流___。
3）额定容量SN (VA或kVA)
在铭牌规定的额定状态下变压器输出的视在功率。 变压器的额定容量、额定电压、额定电流之间的关系：
2
m PkN
P0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
或
m
P0 PkN
即当 pcu pFe 时，变压器的效率最高。
影响变压器效率的因素有：__负__载__的__大__小___、_负__载__的__性__质__
和__变__压__器__本__身__的__损__耗__p_0、__p_k_N_________ 。
第三章 三相变压器
漏磁通的性质和作用：漏磁通主要沿非铁磁性材料闭合 ，其磁路是一种线性磁路，s1（ s2 ）与I1 （ I2 ）呈线性 关 系 ， 漏 磁 通 只 起 _产__生__漏__电__抗__压__降__ 的 作 用 ， 不 直 接 参 与 从一次绕组到二次绕组的能量传递。
2.主磁通感应电动势和励磁电流
第二章 变压器的运行分析
1.变压器的磁场
为了便于研究，根据变压器内部磁场的实际分布和所起作 用的不同，通常把磁通分为___主__磁__通___和_漏__磁__通____。
主磁通的性质和作用：主磁通沿铁心闭合，其磁路是一 种非线性磁路，m与I0 呈非线性关系，主磁通在一、二次 绕组中分别感应电势E1和E2，将电磁功率从一次绕组传递 到二次绕组，起__传__递__能__量_______的作用。
对T型等效电路：
R1
R2'
1 2
Rk
X1
X
' 2
1 2
Xk
6.变压器的运行性能
1）变压器的电压调整率△U
定义：变压器带上负载以后，电压变化的差值（二次额 定电压U2N与二次电压U2之差）与二次额定电压的比值称 为电压调整率，用U表示，即
U U2N U2 100% U2N
计算公式： U (Rk cos2 Xk sin2)
一次绕组感应电动势 E1 j4.44 fN1 m
二次绕组感应电动势 E2 j4.44 fN 2 m
变压器的变比：变压器的一次侧与二次侧__相__电__势__之__比___， 称为变压器的变比，用k表示，即
k E1 N1 E2 N2
励磁电流：在铁心饱和时，为了得到正弦波的主磁通，励 磁电流应为_尖__顶__波_____。尖顶波的励磁电流可以分解为