电机学考试资料真题1(直流电机含答案)

重庆大学试卷
直流电机
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姓名
学号
公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊
年级
重庆大学 电机学（1） 课堂测验二
8．直流电动机的额定功率指 B 。 A．转轴上吸收的机械功率； B．转轴上输出的机械功率；
2011 ~2012 学年 第 一 学期
C．电枢端口吸收的电功率； D．电枢端口输出的电功率。 9．电枢磁动势与主磁场相互作用产生电磁转矩。若电枢磁动势有交轴分量
D．无法确定。
2．他励直流发电机的电压调整率与 电枢电阻 和 电枢反应 有关。
2．直流电机交轴电枢反应磁动势最大值的位置取决于 D 。
3．并励直流电动机调速时，在励磁回路中增加调节电阻，可使转速 增大 ，
机械特性 变软 ；在电枢回路中增加调节电阻，可使转速 减小 ，机械
封 A．电刷的位置； C．转子旋转方向；
B．主磁极轴线的位置； D．电枢的几何中性线。
特性 变软 ；降低端电压，可使转速 减小 ，机械特性 不变 。(增
3．把直流发电机的转速升高 20%，他励方式运行空载电压为U他，并励方式 空载电压为U并，则 B 。
大、减小、变硬、变软或不变)。 4．电磁功率与输入功率之差，对于直流发电机包括 铁心损耗和机械 损耗；
密
得分
A．降低；
B．保持不变；
C．升高。
二、 填空题（每空 1 分，共 20 分）
Байду номын сангаас
一、 单项选择题（每小题 2 分，共 20 分）
1．一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流不变，当加上一恒定转
矩的负载后，发现电枢电流超过额定值，有人试在电枢回路中接一电阻
1．一台额定转速为 1000r/min的并励直流电动机，在额定状态运行时输入功
③励磁绕组的接线与电机转向的配合是正确的。这里的正确配合就是说
当电机以某一方向旋转时，励磁绕组只有一个正确的接法与之相对应。
7．直流电机电枢绕组元件中的电动势和电流是 B 。
A．直流； B．交流； C．可能是直流也可能是交流。
专业、 班
学院 电气工程学院
重庆大学试卷
直流电机
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2．一台直流发电机，在励磁电流和电枢电流不变的情况下，若转速下降， 则其铜耗、铁耗、机械损耗、电枢电动势、电磁功率、电磁转矩、输出
3．一台并励直流电动机原运行于某一Ia、n、Ea和Te值下，设负载转矩T2增
大，电机稳定运行后的Ia、n、Ea和Te的大小如何变化？试分析原因。
答 直流电动机稳定运行时，Te = T2 + T0 ，T2 增大后，Te < T2 + T0 ，从而使得 n 下降。
由
E
=
CeΦn 知， E
下降，而 I a
P1N = PeN + Pcua + Pcuf
=
PeN
+
I
2 a
Ra
+
I
2 f
R
f
＝18602.13+87.6882×0.0896+1.2122×181.5 ＝19557.7 w
ηN
=
PN P1N
×100%
= 86.9%
（4） n0
=
UN Ce Φ
= U N nN E aN
= 220× 3000 = 3111.2r / m 212.14
PeN = EaN I aN = 212.14 ×87.688 = 18602.13 w
T eN
=
PeN ΩN
=
18602.13× 60 2π × nN
=
59.2
N·m
（3）
T 0 = T eN − T N = 59.2 − 54.1 = 5.1 N·m
P0
=
T
0Ω
=
5.1×
2π
× 3000 60
= 1602.2 w
=
U −E Ra
，因此， I a 上升。Te
=
CT ΦIa ，故 Te 上升。
这个过程一直持续到 Te = T2 + T0 为止，电动机在新的状态下稳定运行。与原值相比，I a
增大， n 减小， E 减小， Te 增大。
四、 计算题（共 36 分）
一台并励直流电动机的额定数据如下：P N ＝17kW，U N ＝220V，n＝ 3000r/min，IN＝88.9A，电枢回路电阻Ra=0.0896Ω，励磁回路电阻Rf＝181.5 Ω，若忽略电枢反应的影响，试求：(1)电动机的额定输出转矩(4 分)；(2)在 额定负载时的电枢电动势EaN、电磁功率PeN、电磁转矩TeN(12 分)；(3)额定 负载时的效率(10 分)；(4)在理想空载（Ia＝0）时的转速(4 分)；(5)当电枢回 路串入电阻R＝0.15Ω时，在额定转矩时的转速(6 分)。
功率、输入功率将分别如何变化？试分析原因。 答：由pcua=Ia2Ra可知，当电枢电流Ia不变时，同损耗pcu不变。
在直流电机中，铁损耗pFe和机械损耗pΩ与转速n有关，当n下降时，铁损 耗pFe和机械损耗pΩ变小。
由Ea=Ceφn可知，励磁电流If不变，φ也不变，当转速n下降时，电动势 Ea变小。
A．Ia增大，n降低；
B．Ia减少，n升高；
6．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 去磁 的 ；若为电动机，则直轴电枢反应是 增磁的 。
C．Ia减少，n降低；
D．Ia增大，n升高。
5．在直流电机中，公式Ea=CeФn和T=CTФIa中的Φ指的是 C 。
三、 简答题（每题 8 分，共 24 分）
解（1）
TN
=
PN ΩN
= 17000 × 60 2π × 3000
=
54.1
N·m
（2）
I
fN
=
UN Rf
=
220 181.5
= 1.212Ω
I aN = I N − I fN = 88.9 −1.212 = 87.688 A
EaN = U N − I aN Ra = 220 − 87.688 × 0.0896 = 212.14 V
由Pe=EaIa可知，电动势Ea变小，电磁功率Pe也变小。 由Te=CTφIa可知，由于φ、Ia不变，故电磁转矩Te不变。 由P2=Pe-pcua-pcuf可知，当电枢电流Ia和励磁电流If不变时，pcua和pcuf不变， 当转速n下降时，由于Pe变小，故输出功率P2变小。 因为P1=Pe+pFe+pΩ+p△，由上述分析可知，当n下降时，Pe、pFe+pΩ均变 小，而附加损耗p△不变，故输入功率P1也变小。
率为 10kW，若在电枢回路中串电阻调速，保持负载转矩不变，当转速为 800
来限制电流，此方法 不可行 (可行或不可行)。串入电阻后，电动机的输
r/min时输入功率为 A 。
入功率将 不变 ，电枢电流将 不变 ，转速将下降 ，效率将 下降 。(增
A．10kW；
B．8kW；
大、减小或不变)。
C．12.5kW；
考试方式： 闭卷
测验日期：2011.12.08 测验时间： 45 分钟
和直轴分量，则 C 。 A．二者都产生电磁转矩；
B．仅直轴分量产生电磁转矩；
总 C．仅交轴分量产生电磁转矩；
D．二者都不产生电磁转矩。
题号 一
二 三 四 五 六七八九十 分
10．一台串励直流电动机，设电枢电流保持不变，若电刷顺转向偏离几何中 性线一个角度，此时电动机转速 A 。
线 A．每极合成磁通； C．主磁通每极磁通；
B．所有磁极的总磁通； D．以上都不是。
1．简述并励直流发电机自励建立稳定电压的条件。
6．直流电动机起动时，励磁回路应 B 电源。
答：①有一定的剩磁；②励磁回路的电阻小于与运行转速所对应的临界电阻；
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。
对于直流电动机包括 各种铜损耗和杂散 损耗。
A．U他=U并； B．U他<U并； C．U他>U并。 4．一直流电动机拖动一台他励直流发电机。当电动机的外电压、励磁电流
5．串励直流电动机在电源反接时，电枢电流的方向 反向 ，磁通的方
向 反向 ，转速的方向 不变 。
不变时，增加发电机的负载，则电动机的电枢电流Ia和转速n将 A 。
（5）因为调速前后 T e 不变，所以 I a 不变
E
' a
=
U
N
−
I
a
(Ra
+
R)
=
220
−
87.688 ×
(0.0896
+
0.15)
=
199V
n'
=
nN E aN
⋅
E
' a
=
3000 212.14
×199
=
2814.2r
/m