电机及电力拖动课后习题答案

《电机与拖动基础》课后习题

第一章 习题答案

1．直流电机有哪些主要部件？各用什么材料制成？起什么作用？ 答：主要部件：（1）定子部分：主磁极，换向极，机座，电刷装置。 （2）转子部分：电枢铁心，电枢绕组，换向器。

直流电机得主磁极一般采用电磁铁，包括主极铁心与套在铁心上主极绕组（励磁绕组）主磁极得作用就是建立主磁通。换向极也就是由铁心与套在上面得换向绕组构成，作用就是用来改善换向。机座通常采用铸钢件或用钢板卷焊而成，作用两个：一就是用来固定主磁极，换向极与端盖，并借助底脚将电机固定在机座上；另一个作用就是构成电机磁路得一部分。电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆座与汇流条等组成，作用就是把转动得电枢与外电路相连接，并通过与换向器得配合，在电刷两端获得直流电压。电枢铁心一般用原0、5mm 得涂有绝缘漆得硅钢片冲片叠加而成。有两个作用，一就是作为磁得通路，一就是用来嵌放电枢绕组。电枢绕组就是用带有绝缘得圆形或矩形截面得导线绕成得线圈按一定得规律联接而成，作用就是感应电动势与通过电流，使电机实现机电能量装换，就是直流电机得主要电路部分。换向器就是由许多带有鸠尾得梯形铜片组成得一个圆筒，它与电刷装置配合，在电刷两端获得直流电压。

2．一直流电动机，已知，，，，0.85r/m in 1500n V 220U kw 13P N N N ====η求额定电流N I 。

解：电动机η⋅=N N N I U P ， 故 A =⨯⨯=⋅=5.6985

.02201013U P I 3N N N η

3． 一直流电动机，已知，，，，0.89r/m in 1450n V 230U kw 90P N N N ====η求额定电流N I 。

解：发电机N N N I U P =， 故 A ⨯==391230

1090U P I 3N N N

7．什么叫电枢反应？电枢反应得性质与哪些因素有关？一般情况下，发电机得电枢反应性质就是什么？对电动机呢？

答：负载时电枢磁动势对主磁场得影响称为电枢反应。 电刷反应得性质与电刷得位置有关系。

当电刷位于几何中性线上时，发电机得电枢反应性质就是交轴电枢反应，此时物理中性线由几何中性线顺转向移动了一个角度，而电动机得电枢反应也就是交轴电枢反应，但物理中性线由几何中性线逆转向移动一个角度。8．什么叫换向？为什么要换向？改善换向得方法有哪些？

答：元件从一条支路转入另一条支路时，元件得电流将改变一次方向，这种元件中电流改变方向得过程就称为〝换向〞。改善换向得目得在于消除电刷下得火花。

常用得改善换向方法有两种：（1）装置换向极；（2）正确选用电刷。

10．一台4极82kw 、230v 、930r/min 得并励发电机，在75℃时得电枢回路电阻Ω=0259.0R a ，励磁绕组电阻Ω=8.22R rf ，额定负载时励磁回路串入调节电阻Ω=5.3R pf ，电刷压降V 2U 2b =∆，铁耗与机械损耗kw 3.2Fe =+Ωp p ，附加损耗N s P 05.0=p 。求额定负载时，发电机得输入功率、电磁功率、电磁转矩与效率。解：励磁电流 A =+=+=

75.85

.38.22230

R R U I pf rf N f

额定电流 A =⨯==5.3562301082U P I 3

N N N

电枢电流 A =+=+=3.36575.85.356I I I f N a

电枢电动势 V 5.24120259.03.365230U 2R I U E b a a N a =+⨯+=∆++= 电磁功率 kw 2.883.3655.241I E P a a em =⨯== 输入功率

kw

6.948205.03.22.88P P P em 0em 1=⨯++=+++=+=Ωs Fe p p p p

电磁转矩 m N ⋅=⨯⨯==Ω=7.905930

102.8855.9P 55.9P T 3N em N em em

η 效率 %7.86%1006

.9482%100P P 1=⨯=⨯=

N η

11．一台并励直流电动机，在额定电压v 220U N =，额定电流A =80I N 得情况下运行，75℃时得电枢电阻Ω=01.0R a ，电刷接触压降V 2U 2b =∆，励磁回路总电阻Ω=+110R R pf rf ，附加损耗N P 01.0=s p ，效率85.0=η。求：（1）额定输入功率1P ;(2)额定输出功率2P ；（3）总损耗p ∑；（4）电枢铜耗cua p ；（5）励磁回路损耗f p （6）电刷接触损耗cub p ；（7）附加损耗s p ；（8）机械损耗与铁耗Fe p p +Ω。解：（1）额定输入功率 kw 6.1780220I U P N N 1=⨯== （2）额定输出功率 kw 96.1485.06.17P P 12=⨯=⋅=η （3）总损耗 kw 64.296.146.17P P 21=-=-=∑p （4）励磁电流 A ==+=

2110

220

R R U I pf rf N f

电枢电流 A =-==78280I -I I f N a

电枢铜耗 w 6101.078R I 2a 2

a

cua =⨯==p （5）励磁回路损耗 w 4401102R R I P 2pf rf 2

f f =⨯=+=）

（ （6）电刷接触损耗 w 156278U 2I b a cub =⨯=∆⨯=p

（7）附加损耗 w 1501496001.0P 01.0P 01.0P 2N =⨯=⨯==s （8）机械损耗与铁耗

w

1833150-440-156-61-14960-17600p -p -p -p -P -P P P s

cuf cub cua 21Fe ===+Ω

12．什么叫发电机外特性？她励发电机与并励发电机得外特性有什么不同？为什么？ 答：发动机得外特性就是，当N n n = fN f I I =时 U=f （I ）得关系曲线。

并发动电机得外特性与她励发电机得外特性有两点不同：（1）并励发电机得电压调整率比她励得大；（2）并励发电机得稳态短路电路电流小。这就是由于她励发电机得励磁电流为常数，不受端电压变化得影响。而并励发电机得励磁电流却随电机端电压得降低而减小，这就就是使电枢电动势进一步下降。当负载电阻短路时，电枢端电压为0，励磁电流也为0，此时电枢绕组中电流由剩磁电动势所产生，而剩磁电动势不大，所以稳态短路电流也不大。13．一并励发电机，额定运行时情况正常，当转速降为N n 2

1

时，电枢电压U=0，试分析原因。