直流电机课后习题答案

第1章直流电机

1-1 P N=201 kW I N=782 A

1-2 答：可以根据感应电动势e的大小来判断直流电机的运行状态。当e>U时处于发电机状态，反之处于电动机状态。发电状态时M em与n反向，e与I a同向，与U a反向；电动机M em与n同向，e与I a、U a反向。

发电机把机械能转换为电能，电动机把电能转换为机械能。

1-3 I N=522 A

1-4 E e=110.9 V T em=378.4 N·m

1-5 T2=54.1 N·m T p=5.1 N·m η=86.9% n0=3 111.2 r/min

1-6 答：他励直流电动机的固有机械特性是指当电动机电源电压和磁通为额定值，且电枢回路不串联电阻的机械特性。

通过人为的改变他励直流电动机机械特性公式中的磁通、电源电压和电枢回路串联电阻等参数得到的机械特性称为人为机械特性。

1-7 答：电力拖动系统稳定运行的条件有：

（1）必要条件。电动机的机械特性曲线与负载转矩特性曲线有交点，即T em=T L（T L 为负载转矩）。

（2）充分条件。在交点对应的转速之上有T emT L。

1-8 答：1、因为他励直流电动机直接启动时启动电流可高达额定电流的十几倍或更高，使绕组由于过热而损坏。

2、他励直流电动机的启动控制常采用降压启动或电枢回路串联电阻启动。

3、电枢回路串电阻启动的优点是操作简单、可靠，缺点是启动时电阻消耗的电能较多、效率较低；降压启动的优点是启动过程快、平稳，而且能量损耗小。缺点是需要专用电源设备，投资大。

1-9 解：避免启动电流过大使电机换向情况恶化，导致启动转矩过大使电动机遭受机械损坏。

1-10 答：常见的调速方法有电枢回路串电阻调速、降低电源电压调速和减弱磁通调速。

1、电枢回路串电阻调速的优点是方法简单，操作方便，缺点是相对稳定性差，而且串入电阻使能耗增大，经济性较差。常用于电动机拖动的电车、炼钢车间等生产机械上。

2、降低电源电压调速时的优点有：

(1)由于电源电压可连续调节，故可以实现无级调速。

(2)调速前后机械特性的斜率不变，负载变化时转速稳定性好。

(3)调速范围较宽，一般为2.5~12。

(4)调速过程能耗小，且经济性好。

缺点是调速时需要一套电压可连续调节的直流电压，设备投资大。

3、减弱磁通调速的优点是：

(1)由于励磁电流I f<

(2)设备简单，平滑性好，可实现无级调速。

缺点是由于受电动机机械强度的限制以及会产生换向火花，调速范围D不大，一般为1.2~1.5。

1-11 答：电动机的制动是指电动机的电磁转矩T em与转子旋转方向相反时，电磁转矩T em为制动转矩，电动机将机械能转换为电能，使电动机停止转动的过程。常见的制动方法有能耗制动、反接制动和回馈制动。

能耗制动的制动线路简单，设备经济、安全，且不需要从电网吸收电功率。常用于反抗性负载的准确停车和位能性负载的稳定下放。

反接制动过程中要消耗较大的能量，不够经济；制动力矩大，效果较好，制动时间安较短；在转速为零时仍有很大的制动转矩，当不需要停车时，可以自动反转。