第2章思考题与习题答案

思考题与习题
1．一台直流测速发电机，已知电枢回路总电阻R a =180Ω，电枢转速n=3000r/min ，负载电阻R L =2000Ω，负载时的输出电压U a =50V ，则常数e K =__________，斜率C=___________。

2．直流测速发电机的输出特性，在什么条件下是线性特性？产生误差的原因和改进的方法是什么？
3．若直流测速发电机的电刷没有放在几何中性线的位置上，试问此时电机正、反转时的输出特性是否一样？为什么？
4. 根据上题1中已知条件，求该转速下的输出电流I a 和空载输出电压U a0。

5．测速发电机要求其输出电压与_________成严格的线性关系。

6．测速发电机转速为零时，实际输出电压不为零，此时的输出电压称为____________。

7．与交流异步测速发电机相比，直流测速发电机有何优点？
8. 用作阻尼组件的交流测速发电机，要求其输出斜率_________，而对线性度等精度指针的要求是次要的。

9.为了减小由于磁路和转子电的不对称性对性能的影响，杯形转子交流异步测速发电机通常是（ ）
A.二极电机
B.四极电机
C.六极电机
D.八极电机
10．为什么异步测速发电机的转子都用非磁性空心杯结构，而不用鼠笼式结构？
11.异步测速发电机在理想的情况下，输出电压与转子转速的关系是：（）
A.成反比；
B.非线性同方向变化；
C.成正比；
D.非线性反方向变化
答案
1、．一直流测速发电机，已知电枢回路总电阻R a =180Ω，电枢转速n=3000r/min ，负载电阻R L =2000Ω，负载时的输出电压U a =50V ，则常数e K =_0.1817_，斜率C=_____0.1667_____。

Cn n R R U L
a a =+=1Ke =50 C=50/3000=0.1667
e K =C(L
a R R +1)=0.1667 X (1+180/2000)=0.181703 2、直流测速发电机的输出特性，在什么条件下是线性特性？产生误差的原因和改进的方法是什么？ 答：直流测速发电机，当不考虑电枢反应，且认为励磁磁通ϕ、R a 和R L 都能保持为常数时可认为其特性是线性的。

误差产生原因有：
1）. 温度影响; 措施：
（1）设计电机时，磁路比较饱和，使励磁电流的变化所引起磁通的变化较小。

（2）在励磁回路中串联一个阻值比励磁绕组电阻大几倍的附加电阻来稳流。

2）. 电枢反应的影响;
措施：
（1）对电磁式直流测速发电机，在定子磁极上安装补偿绕组。

有时为了调节补偿的程度，还接有分流电阻，如图2.10 所示。

（2）在设计电机时，选择较小的线负荷（a
C C
D i N A π=）和较大的空气隙。

（3）在使用时，转速不应超过最大线性工作转速，所接负载电阻不应小于最小负载电阻，以保证线性误差在限定范围内。

3）. 延迟换向去磁作用的影响;
对于小容量的测速机一般采取限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用，限定最高工作转速。

4）. 纹波影响;
措施一，增加每条支路中的串联组件数可以减小纹波；措施二，采用无槽电枢工艺（电枢的制造是将敷设在光滑电枢铁心表面的绕组，用环氧树脂固化成型并与铁心粘结在一起）。

5）. 电刷接触压降影响;
为了减小电刷接触压降的影响，缩小不灵敏区，常常采用导电性能较好的黄铜—石墨电刷或含银金属电刷。

3、若直流测速发电机的电刷没有放在几何中性线的位置上，试问此时电机正、反转时的输出特性是否一样？为什么？
答：负载运行时，若电刷的位置没有严格的位于几何中性线上，会造成测速发电机正反转时输出电压不对称，即在相同的转速下，测速发电机正反转时，输出电压不完全相等。

这是因为当电刷偏离几何中性线一个不大的角度时，电枢反应的直轴分量磁通若在一种转向下起去磁作用，而必然在另一种转向下起增磁作用。

因此，在两种转向下，尽管转速相同，却有着不同的电枢绕组感应电动势，其输出电压必然不相等。

4、根据上题1中已知条件，求该转速下的输出电流I a 和空载输出电压U a0。

解：I a =U a /R L =50/2000=0.025ª
U a = K e n /(1+ R a /R L ) 50= K e n /(1+ 180/2000) 所以 U a0 = K e n =54.5 V
5．测速发电机要求其输出电压与_____转速_______成严格的线性关系。

6．测速发电机转速为零时，实际输出电压不为零，此时的输出电压称为____剩余电压（或零速电压）______。

7．与交流异步测速发电机相比，直流测速发电机有何优点？
答：直流测速发电机的优点是没有相位，不出现波动，没有剩余电压，输出特性斜率比交流测速发电机的大，缺点是由于有电刷和换向器，因而结构复杂，维护不便，摩擦转矩大，有换向火花，产
生无线电干扰信号，输出特性不稳定，影响电机精度。

交流测速发电机的优点是不需要电刷和换向器，因而结构简单，维护容易，惯量小，无滑动接触，输出特此温度，精度高，摩擦转矩小，工作可靠，正反转转向是输出特性对称，缺点是存在剩余电压和相位误差，且负载的大小和性质会影响输出电压的幅值和相位。

8. 用作阻尼组件的交流测速发电机，要求其输出斜率__要大______，而对线性度等精度指针的要求是次要的。

9.为了减小由于磁路和转子电的不对称性对性能的影响，杯形转子交流异步测速发电机通常是
（ B ）
A.二极电机
B.四极电机
C.六极电机
D.八极电机
10、为什么异步测速发电机的转子都用非磁性空心杯结构，而不用鼠笼式结构？
答：交流异步测速发电机的结构与交流伺服电动机的结构是完全一样的。

采用鼠笼转子的异步测速发电机输出斜率大，但特性差、误差大、转子惯量大，测量精度不高。

而非磁杯形转子异步测速发电机的精度较高，转子的惯量也较小，是目前应用最为广泛的一种交流测速发电机。

11.异步测速发电机在理想的情况下，输出电压与转子转速的关系是：（C ）
A.成反比；
B.非线性同方向变化；
C.成正比；
D.非线性反方向变化。