电机学习题解答

解：（1）单波绕组a＝1
Ea pN 60 a n 2 372 60 1 0 . 01 1500 186 (V )
Ea<U, 所以该机运行于电动机状态。
（2）电势平衡式
Ia U Ea Ra
U＝Ea＋Ia· Ra
163 . 46 ( A )
220 186 0 . 208
2-16
解： 根据电压方程
U
N
Ea I N Ra
Ea n 204 700 0 . 29
E a 220 64 0 . 25 204 (V ), Ce
电压反接制动时：
IT U
N
Ea
R a RT

220 204 6 0 . 25
（3）如果采用降压起动且起动电流限制在2IN， 端电 压应降为多少？
解：
电枢电阻：
直接起动：
Ra
IN
1 U 2
U
N
N
I N PN IN
2
0 . 07
串入电阻：
RT
Ra U

N
220 0 . 07
3142 . 86 ( A )
2IN
Ra
220 2 350
0 . 07 0 . 244 ( )
1-18 1-18 某六极直流电机电枢为单迭绕组， 每极磁通＝2.1×10-2Wb, 电枢总导体数N＝398，转速n＝1500r/min，求电枢电动势Ea；若其 它条件不变， 绕组改变为单波， 求电枢电动势Ea＝230V时的转速。
解： 单迭绕组并联支路对数a＝p＝3；
E a Ce n 3 398 60 3 pN 60 a
降压： U
2I
N
R
a
2 350 0 . 07 49 (V )
2-16 他励直流电动机额定数据：PN＝12kW，UN＝220V，IN ＝64A，nN＝700r/min, 电枢回路总电阻Ra＝0.25。试问：
（1）额定工况下采用电压反接制动使之快速停机， 制动时 电枢中串入RZ＝6 的制动电阻， 问最大制动电流及电磁转 矩为多少？停机时电流及电磁转矩为多少？如果负载为反抗 性且停机时不切断电源， 系统是否会反向起动？为什么？ （2）采用反接制动使TZ＝0.8TN的位能负载以300r/min的速 度稳速下放， 求制动电阻值。
1-33
1-33 如何改变他励及并联直流发电机的端电压极性？
答：
U Ea Ia Ra ;
E a Ce n
他励：改变励磁极性或电机的转速； 并励：改变剩磁方向
1－36 某台不装换向极的小型直流电动机电刷逆转 向偏离几何中性线一个角度，则在其换向元件中有 哪些电动势？其方向如何？能否用此法来改善换向？ 为什么？ •电抗电动势 N n n
2 －7
dT em dn

dT Z dn
稳定点：A、D点； 不稳定点：B、C点
2－10
2－10 某他励直流电动机额定数据如下：PN＝60kW,UN ＝220V，IN＝350A，nN＝1000r/min.
（1）如果该机直接起动， 起动电流为多少？
（2）为使起动电流限制在2IN， 应在电枢回路串入多 大电阻？
解： 极对数p＝2；单迭绕组时 支路对数a＝2，电枢绕组总导体数N＝36×6＝216
M
em
C M I a
pN 2π a
2
I a
2 216 2 2
2 . 2 10
800 605 . 35 ( N M )
Ia 2a 800 22
单波绕组a＝1， 支路电流 电枢电流 电磁转矩
PM E a I a 186 163 . 46 30 . 4 ( KW ) M
em

PM

PM 2 n 60

30403 . 56 60 2 1500
193 . 65 ( N M )
(3) 电动机的功率平衡式
P1 Pem p cu ; Pem P2 p Fe p
2
n 1500 208 . 95 (V )
2 . 1 10
单波绕组并联支路对数a＝1，p＝3；
n Ea Ce Ea pN 60 a 209 3 398 60 2 . 1 10
2
500 ( r / min)
1－19 1－19 某四极直流电机， 电枢槽数Z＝36，单迭绕组， 每槽导体数为 6， 每极磁通2.2×10-2Wb,电枢电流Ia＝800A， 问此时电磁转矩为多 少？如改为单波绕组， 保持支路电流不变， 其电磁转矩为多少？
输入功率：
P1 Pem I a R a 30403
2
. 56 163 . 5 0 . 208 35 .96 ( KW )
2
输Hale Waihona Puke Baidu功率：
P2 Pem p Fe p 30403 .56 362 204 29 .84 (KW)
效率：

P2 P1 100 % 29 . 84 35 . 96 100 % 83 %
Φa
1-36
（与换向前电流相同）
er
•旋转电动势
（与换向前电流相同）
ea
•电枢电动势
（与换向前电流相反）
S
能改善换向
2－7 已知某电动机的机械特性入图所示， 试问该 机分别与特性2、特性3、特性4这三种负载配合时， 平衡点A、B、C、D中哪些是稳定哪些是不稳定？ 为什么？ 根据稳定点的判据，
A
D B C
'
ia

200 ( A )
I a 2 a i a 2 200 400 ( A )
M
em
C M I a
pN 2 a
I a 605 . 35 ( N M )
1－20 1－20 某四极他励直流电动机电枢绕组为单波， 电枢 总导体数N＝372， 电枢回路的总电阻R＝0.208,运行 于U＝220V的直流电网并测得转速n＝1500r/min，每极 磁通＝0.01Wb， 铁耗pFe＝362W， 机械损耗p ＝ 204W， 附加损耗忽略不计， 试问 （1）此时该机是运行于发电机状态还是电动机状态？ （2）电磁功率与电磁转矩为多少？ （3）输入功率与效率为多少？