模塊三直流電機(jī)

模塊三直流電機(jī)一、填空直流電機(jī)的電樞繞組的元件中的電動(dòng)勢和電流是。答：交流的。一臺(tái)四極直流發(fā)電機(jī)采用單疊繞組，若取下一支或相鄰的兩支電刷，其電流和功率，而電刷電壓。答：減小，不變。一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，如果電源電壓和勵(lì)磁電流不變，當(dāng)加上一恒定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載后，發(fā)現(xiàn)電樞電流超過額定值，有人試在電樞回路中接一電阻來限制電流，此方法。串入電阻后，電動(dòng)機(jī)的輸入功率將，電樞電流，轉(zhuǎn)速n將，電動(dòng)機(jī)的效率η將。答：不行，不變，不變，下降，下降。一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，做額定運(yùn)行時(shí)，如果將電源電壓降低了20℅，則穩(wěn)定后電機(jī)的電流為倍的額定電流（假設(shè)磁路不飽和）。答：1.25倍。并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電源反接時(shí)，其中的方向，轉(zhuǎn)速方向。答：反向，不變。直流發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是轉(zhuǎn)矩，直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是轉(zhuǎn)矩。答：制動(dòng)，驅(qū)動(dòng)。一臺(tái)串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)與一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，都在滿載下運(yùn)行，它們的額定功率和額定電流都相等，若它們的負(fù)載轉(zhuǎn)矩同樣增加0.5，則可知：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降得多，而電動(dòng)機(jī)的電流增加得多。答：串勵(lì)，并勵(lì)。電樞反應(yīng)對(duì)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性和轉(zhuǎn)矩特性有一定的影響，當(dāng)電樞電流增加時(shí)，轉(zhuǎn)速n將，轉(zhuǎn)矩Te將。答：下降，增加。直流電動(dòng)機(jī)電刷放置的原則是：。答：空載時(shí)正、負(fù)電刷之間獲得最大的電動(dòng)勢，這時(shí)被電刷短路的元件的電動(dòng)勢為零。直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)，在勵(lì)磁回路中增加調(diào)節(jié)電阻，可使轉(zhuǎn)速，而在電樞回路中增加調(diào)節(jié)電阻，可使轉(zhuǎn)速。答：升高，降低。電磁功率與輸入功率之差，對(duì)于直流發(fā)電機(jī)包括損耗；對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)包括損耗。答：空載損耗功率，繞組銅損耗。串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在負(fù)載較小時(shí)，；當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，Te，；n隨著負(fù)載增加下降程度比并勵(lì)電動(dòng)機(jī)要。答：小，增加，增加，嚴(yán)重。一臺(tái)p對(duì)磁極的直流發(fā)電機(jī)采用單迭繞組，其電樞電阻為,電樞電流為,可知此單迭繞組有條并聯(lián)支路，其每條支路電阻為；若為單波繞組其每條支路電阻為，電樞電阻為。答：并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向的方法有，。答：將電樞繞組的兩個(gè)接線端對(duì)調(diào)，將勵(lì)磁繞組的兩個(gè)接線端對(duì)調(diào)，但二者不能同時(shí)對(duì)調(diào)。串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在電源反接時(shí)，電樞電流方向，磁通方向，轉(zhuǎn)速n的方向。答：反向，反向，不變。當(dāng)保持并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，在電樞回路中串入電阻后，則電機(jī)的轉(zhuǎn)速將。答：下降。并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路電阻和轉(zhuǎn)速同時(shí)增大一倍，則其空載電壓。答：不變。直流電機(jī)單疊繞組的并聯(lián)支路對(duì)數(shù)為，單波繞組的并聯(lián)支路對(duì)數(shù)。答：2p,2。直流電機(jī)若想實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換，靠電樞磁勢的作用。答：交軸。直流發(fā)電機(jī)，電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一角度，直軸電樞反應(yīng)是；若為電動(dòng)機(jī)，則直軸電樞反應(yīng)是。答：去磁的，增磁的。二、選擇一臺(tái)串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，若電刷順轉(zhuǎn)向偏離幾何中性線一個(gè)角度，設(shè)電機(jī)的電樞電流保持不變，此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。A：降低，B：保持不變，C：升高。答：C一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)，由額定運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)速下降為原來的30℅，而勵(lì)磁電流及電樞電流不變，則。A：Ea下降30℅，B：T下降30℅，C：Ea和T都下降30℅，D：端電壓下降30℅。答：A一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)希望改變電樞兩端正負(fù)極性，采用的方法是。Ａ：改變?cè)瓌?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，Ｂ：改變勵(lì)磁繞組的接法，Ｃ：改變?cè)瓌?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向或改變勵(lì)磁繞組的接法。答：C把直流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高２０℅，他勵(lì)方式運(yùn)行空載電壓為，并勵(lì)方式空載電壓為,則。Ａ：=，Ｂ：<，Ｃ：>。答：B一直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的外電壓，勵(lì)磁電流不變時(shí)，增加發(fā)電機(jī)的負(fù)載，則電動(dòng)機(jī)的電樞電流和轉(zhuǎn)速n將。A：增大，n降低，B：減少，n升高，C：減少，n降低。答：A一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，在保持轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，如果電源電壓U降為0.5,忽略電樞反應(yīng)和磁路飽和的影響，此時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。A：不變，B：轉(zhuǎn)速降低到原來轉(zhuǎn)速的0.5倍，C：轉(zhuǎn)速下降，D：無法判定。答：C在直流電機(jī)中，公式Ф和中的Φ指的是。A：每極合成磁通，B：所有磁極的總磁通，C：主磁通每極磁通，D：以上都不是。答：A直流電動(dòng)機(jī)在串電阻調(diào)速過程中，若負(fù)載轉(zhuǎn)矩保持不變，則保持不變。A：輸入功率，B：輸出功率，C：電磁功率，D：電機(jī)的效率。答：A起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，磁路回路應(yīng)電源。A；與電樞回路同時(shí)接入，B：比電樞回路先接入，C：比電樞回路后接入。答：B一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)將單疊繞組改接為單波繞組，保持其支路電流不變，電磁轉(zhuǎn)矩將。A：變大，B：不變，C：變小。答：C一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁繞組突然斷開，則。A：電機(jī)轉(zhuǎn)速升到危險(xiǎn)的高速，B：保險(xiǎn)絲熔斷C：上面情況都不會(huì)發(fā)生。答：C直流電動(dòng)機(jī)的電刷逆轉(zhuǎn)向移動(dòng)一個(gè)小角度，電樞反應(yīng)性質(zhì)為。A：去磁與交磁B：增磁與交磁C：純?nèi)ゴ臘：純?cè)龃糯穑篈一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，額定電壓為200伏，六極，額定支路電流為100安培，當(dāng)電樞為單疊繞組時(shí)，其額定功率為；當(dāng)電樞為單波繞組時(shí)，其額定功率為。A：20WB：40kWC：80kWD：120kW答：D，By=yc=為單疊繞組y=yc=為單波繞組。A：QU//2p±εB：1C：2D：yc=k-1E：（K+1）/2p答：B，E并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)磁通增加10℅，當(dāng)負(fù)載力矩不變時(shí)（T2不變），不計(jì)飽和與電樞反應(yīng)的影響，電機(jī)穩(wěn)定后，下列量變化為：Te,n,Ia,P2。A：增加B：減小C：基本不變答：C，B，B，B一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，額定電壓220V，6極，額定支路電流為100A，當(dāng)電樞為單疊繞組時(shí)，其額定功率；當(dāng)電樞繞組為單波繞組時(shí)，其額定功率為。A：22kWB：88kWC：132kWD：44kW答：C，D在直流電機(jī)中，右行單疊繞組的合成節(jié)距=。A：,B：,C：1,D：2.答：C直流發(fā)電機(jī)的電刷逆轉(zhuǎn)向移動(dòng)一個(gè)小角度，電樞反應(yīng)性質(zhì)為。A：去磁與交磁,B：增磁與交磁,C：去磁.答：B并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁繞組斷開了，電機(jī)將。A：飛車,B：停轉(zhuǎn),C：可能飛車，也可能停轉(zhuǎn).答：C若并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升20％，則空載時(shí)發(fā)電機(jī)的端電壓U0將。A：升高20％,B：升高大于20％,C：升高小于20％,D：不變.答：B直流電動(dòng)機(jī)的額定功率指。A:轉(zhuǎn)軸上吸收的機(jī)械功率,B:轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率,C:電樞端口吸收的電功率,D:電樞端口輸出的電功率。答：B欲使電動(dòng)機(jī)能順利起動(dòng)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，要求電磁轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩。A：平均,B：瞬時(shí),C：額定.答：A負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，在直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁回路串入電阻，穩(wěn)定后，電樞電流將，轉(zhuǎn)速將。A,上升，下降B,不變，上升C,上升，上升答：A三、判斷并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升0.2倍，則空載時(shí)發(fā)電機(jī)端電壓上升0.2倍。（）答：錯(cuò)直流電機(jī)的電樞繞組并聯(lián)支路數(shù)等于極數(shù)即2=2p。（）答：錯(cuò)直流電機(jī)主磁通既鏈著電樞繞組又鏈著勵(lì)磁繞組，因此這兩個(gè)繞組中都存在著感應(yīng)電勢。（）答：錯(cuò)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在固有特性上弱磁調(diào)速，只要負(fù)載不變，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高。（）答：對(duì)直流電機(jī)的電樞繞組至少有兩條并聯(lián)支路。（）答：對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小相等，則直流電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。（）答：錯(cuò)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)降低電源電壓調(diào)速與減小磁通調(diào)速都可以做到無級(jí)調(diào)速。（）答：對(duì)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)短路電流很大。（）答：錯(cuò)直流發(fā)電機(jī)中的電刷間感應(yīng)電勢和導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢均為直流電勢。（）答：錯(cuò)起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，勵(lì)磁回路應(yīng)與電樞回路同時(shí)接入電源。（）答：錯(cuò)直流電動(dòng)機(jī)的額定功率指轉(zhuǎn)軸上吸收的機(jī)械功率。（）答：錯(cuò)直流電機(jī)無電刷一樣可以工作。（）答：錯(cuò)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向不可改變。（）答：錯(cuò)同一臺(tái)直流電機(jī)既可作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，由可作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。（）答：對(duì)并勵(lì)直流電電機(jī)不可輕載運(yùn)行。（）答：錯(cuò)四、簡答在直流電機(jī)中換向器-電刷的作用是什么？答在直流電機(jī)中，電樞電路是旋轉(zhuǎn)的，經(jīng)換向器-電刷作用轉(zhuǎn)換成靜止電路，即構(gòu)成每條支路的元件在不停地變換，但每個(gè)支路內(nèi)的元件數(shù)及其所在位置不變，因而支路電動(dòng)勢為直流，支路電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢在空間的位置不動(dòng)。直流電樞繞組元件內(nèi)的電動(dòng)勢和電流是直流還是交流？若是交流，那么為什么計(jì)算穩(wěn)態(tài)電動(dòng)勢時(shí)不考慮元件的電感？答直流電樞繞組元件內(nèi)的電動(dòng)勢和電流是交流的。直流電機(jī)電樞繞組是旋轉(zhuǎn)的，經(jīng)換向器-電刷的作用，變換成為靜止電路，兩電刷間的電路在空間位置是不變的，因而電刷電動(dòng)勢是直流的，所通過的電流也是直流的，電感不起作用。直流電機(jī)的磁化曲線和空載特性曲線有什么區(qū)別？有什么聯(lián)系？答直流電機(jī)的磁化曲線是電機(jī)主磁通與勵(lì)磁磁動(dòng)勢的關(guān)系曲線，電機(jī)的空載特性曲線是指電機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下空載電壓與勵(lì)磁電流的關(guān)系曲線。由于，，因此兩者形狀相似。何謂電機(jī)飽和現(xiàn)象？飽和程度高低對(duì)電機(jī)有何影響？答電機(jī)的磁路由鐵心部分和空氣隙部分組成，當(dāng)鐵心的磁通密度達(dá)到一定程度后，鐵心部分的磁壓降開始不能忽略，此時(shí)隨著勵(lì)磁磁動(dòng)勢的增加，主磁通的增加漸漸變慢，電機(jī)進(jìn)入飽和狀態(tài)，即電機(jī)磁化曲線開始變彎曲。電機(jī)的飽和程度用飽和系數(shù)來表示，飽和系數(shù)的大小與電機(jī)的額定工作點(diǎn)在磁化曲線可以分為三段，如圖2-1所示，a點(diǎn)以下為不飽和段，段為飽和段，b點(diǎn)以上為高飽和段。將電機(jī)額定工作點(diǎn)選在不飽和段有兩個(gè)缺點(diǎn)：①材料利用不充分；②磁場容易受到勵(lì)磁電流的干擾而不易穩(wěn)定。額定工作點(diǎn)選在過飽和段，有三個(gè)缺點(diǎn)：①勵(lì)磁功率大增；②磁場調(diào)節(jié)困難；③對(duì)電樞反應(yīng)敏感。一般將額定工作點(diǎn)設(shè)計(jì)在段的中間，即所謂的“膝點(diǎn)”附近，這樣選擇的好處有：①材料利用較充分；②可調(diào)性較好；③穩(wěn)定性較好。圖2-1直流電機(jī)電樞繞組型式由什么決定？答直流電機(jī)繞組型式由繞組的合成節(jié)距決定。為疊式繞組；為波繞組，其中為換向器片數(shù)，為極對(duì)數(shù)。直流電機(jī)電樞繞組為什么必須是閉合的？答因?yàn)橹绷麟姌欣@組不是由固定點(diǎn)與外電路連接的，而是經(jīng)換向器-電刷與外電路想連接的，它的各支路構(gòu)成元件在不停地變化。為使各支路電動(dòng)勢和電流穩(wěn)定不變，電樞繞組正常、安全地運(yùn)行，此種繞組必須是閉合的。直流電機(jī)電刷放置原則是什么？答在確定直流電機(jī)電刷的安放原則上就考慮：（1）應(yīng)使電機(jī)正、負(fù)電刷間的電動(dòng)勢最大：（2）應(yīng)使被短路元件的電動(dòng)勢最小，以利于換向。兩者有一定的統(tǒng)一性，一般以空載狀態(tài)為出發(fā)點(diǎn)考慮電刷的安放。因此，電刷的合理位置是在換向器的幾何中性線上。無論疊繞組還是波繞組，元件端接線一般總是對(duì)稱的，換向器的幾何中性線與主極軸線重合，此時(shí)電刷的合理位置是在主極軸線下的換向片上。一臺(tái)四極直流電動(dòng)機(jī)，試分析下列情況下有無電磁轉(zhuǎn)矩：（1）有兩個(gè)極的勵(lì)磁繞組的極性接反，使主極變?yōu)镹、N、S、S，如圖2-2（a）所示；（2）主極極性和（1）相同，但將電刷B、D拿去，在電刷A、C兩端加直流電壓，如圖2-2（b）所示。答（1）在四極電機(jī)中，A、C電刷的極性相同，如同為正，則B、D電刷同為負(fù)極性。由于電刷是電樞繞組電流的分界線，在電刷C、D之間的N極下的電樞導(dǎo)體電流的方向與電刷D、A之間的N極下的電樞導(dǎo)體電流的方向是相反的，因此電刷C、A之間在N極下電樞導(dǎo)體所產(chǎn)生的總的電磁轉(zhuǎn)矩為零。同理，在電刷A、C之間在S極下的電樞導(dǎo)體所產(chǎn)生的部電磁轉(zhuǎn)矩亦為零，故此時(shí)無電磁轉(zhuǎn)矩。（2）此時(shí)對(duì)于電樞繞組的上層邊而言，在電刷C、A之間，在N極下的上層邊的電流方向是相同，因此，其電磁轉(zhuǎn)矩的方向是一致的；在電刷A、C之間，在S極下的上層邊的電磁轉(zhuǎn)矩方向也是一致的，并與前者相同，故全部上層邊所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為N極下（或S極下）上層邊所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的兩倍。但對(duì)電樞繞組的下層邊而言，在電刷C、A之間，無論在N極下的下層邊或在S極下的下層邊均有兩種不同的電流方向，而且導(dǎo)體數(shù)各占一半（假設(shè)原四極電機(jī)為整距繞組即），故每極下的下層邊所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩剛好抵消為零，如圖2-2（b）所示。實(shí)際上，這時(shí)相當(dāng)于一個(gè)短了半個(gè)極矩的短距繞組的兩極電機(jī)，其所產(chǎn)生的總電磁轉(zhuǎn)矩，只有原來整距繞組四極電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的一半。圖2-2（a）(b)一臺(tái)六極直流電機(jī)原為單波繞組，如改制成單疊繞組，并保持元件數(shù)、每元件匝數(shù)、每槽元件數(shù)不變，問該電機(jī)的額定容量是否改變？答單波繞組的并聯(lián)支路數(shù)等于2，單疊繞組的并聯(lián)支路數(shù)等于電機(jī)極數(shù)。電樞繞組由單波改成單疊后，并聯(lián)支路數(shù)由2條變成了6條，每條支路的串聯(lián)元件數(shù)變?yōu)樵瓉淼?/3，支路電阻也變?yōu)樵瓉淼?/3。因此，額定電壓變?yōu)樵瓉淼?/3，而額定電流則變?yōu)樵瓉淼?倍，故電機(jī)的容量保持不變。電樞反應(yīng)的性質(zhì)由什么決定？交軸電樞反應(yīng)對(duì)每極磁通量有什么影響？直軸電樞反應(yīng)的性質(zhì)由什么決定？答電樞反應(yīng)的性質(zhì)由電刷位置決定，電刷在幾何中性線上時(shí)電樞反應(yīng)是交軸性質(zhì)的，它主要改變氣隙磁場的分布形狀，磁路不飽和時(shí)每極磁通量不變，磁路飽和時(shí)則還一定的去磁作用，使每極磁通量減小。電刷偏離幾何中性線時(shí)將產(chǎn)生兩種電樞反應(yīng)：交軸電樞反應(yīng)和直軸電樞反應(yīng)。當(dāng)電刷在發(fā)電機(jī)中順著電樞旋轉(zhuǎn)方向偏離、在電動(dòng)機(jī)中逆轉(zhuǎn)向偏離時(shí)，直軸電樞反應(yīng)是去磁的，反之則是助磁的。在什么條件下電樞磁動(dòng)勢與磁場相互作用才產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩？若電樞磁動(dòng)勢有交、直軸兩個(gè)分量，那么是哪個(gè)分量產(chǎn)生，哪個(gè)分量不產(chǎn)生？還是兩個(gè)都產(chǎn)生？答產(chǎn)生直軸電樞磁動(dòng)勢的電流沿電樞表面對(duì)稱分布在幾何中性線兩側(cè)，受到異極性磁場的作用，合成電磁力為零，即不產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生交軸電樞磁動(dòng)勢的電流對(duì)稱分布在主極軸線兩側(cè)，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩是同一方向的?？梢?，只有交軸電樞磁動(dòng)勢才產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。直流電機(jī)空載和負(fù)載運(yùn)行時(shí)，氣隙磁場各由什么磁動(dòng)勢建立？負(fù)載后電樞電動(dòng)勢應(yīng)該用什么磁通進(jìn)行計(jì)算？答空載時(shí)的氣隙磁場由勵(lì)磁磁動(dòng)勢建立，負(fù)載時(shí)氣隙磁場由勵(lì)磁磁動(dòng)勢和電樞磁動(dòng)勢共同建立。負(fù)載后電樞繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢應(yīng)該用合成氣隙磁場對(duì)應(yīng)的主磁通進(jìn)行計(jì)算。一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，磁路飽和。當(dāng)電機(jī)負(fù)載后，電刷逆電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一個(gè)角度。試分析在此種情況下電樞磁動(dòng)勢對(duì)氣隙磁場的影響。答電刷移動(dòng)后，電刷不在幾何中性線上，同時(shí)存在交軸電樞磁動(dòng)勢和直軸電樞磁動(dòng)勢。交軸電樞磁動(dòng)勢使氣隙磁場發(fā)生畸變，因磁路飽和，還有去磁作用，使每極磁通減少。對(duì)電動(dòng)機(jī)而言，電刷逆旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)后，直軸電磁磁動(dòng)勢方向相反，電樞反應(yīng)起去磁作用，使每極磁通減少。直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢與哪些因素有關(guān)？若一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下的空載電動(dòng)勢為230V（等于額定電壓），試問在下列情況下電動(dòng)勢變?yōu)槎嗌?？?）磁通減少10%；（2）勵(lì)磁電流減少10%；（3）轉(zhuǎn)速增加20%；（4）磁通減少10%。答感應(yīng)電動(dòng)勢，在其它條件不變的情況下，感應(yīng)電動(dòng)勢E與磁通Φ和轉(zhuǎn)速n成正比。（1）Φ減少10%，E亦減少10%，為20V。（2）勵(lì)磁電流減少10%，由于磁路飽和，Φ減少不到10%，E亦減少不到10%，因此207V<E<230V。（3）n增加20%，E亦增加20%，為276V。（4）Φ減少10%，n上升10%，。直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢公式用機(jī)械角速度表示轉(zhuǎn)速時(shí)，其結(jié)構(gòu)常數(shù)和電磁轉(zhuǎn)矩公式的結(jié)構(gòu)常數(shù)是統(tǒng)一的，試證明。答直流電機(jī)的勵(lì)磁方式有哪幾種？每種勵(lì)磁方式的勵(lì)磁電流或勵(lì)磁電壓與電樞電流或電樞電壓有怎樣的關(guān)系？答直流電機(jī)勵(lì)磁方式四種：①他勵(lì)——?jiǎng)?lì)磁電流由獨(dú)立電源供給，與電樞電流無關(guān)；②并勵(lì)——?jiǎng)?lì)磁電流并在電樞兩端，勵(lì)磁電壓等于電樞電壓U；③串勵(lì)——?jiǎng)?lì)磁繞組與電樞串聯(lián)，；④復(fù)勵(lì)——既有并勵(lì)繞組又有串勵(lì)繞組，按兩繞組磁動(dòng)勢方向的異同分成：積復(fù)勵(lì)——串勵(lì)與并勵(lì)磁動(dòng)勢同向，差復(fù)勵(lì)——串勵(lì)與并勵(lì)磁動(dòng)勢反向。直流電機(jī)空載和負(fù)載時(shí)有哪些損耗？各由什么原因引起？發(fā)生在哪里？其大小與什么有關(guān)？在什么條件下可以認(rèn)為是不變的？答電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)有機(jī)械損耗、鐵耗和附加損耗。機(jī)械損耗由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)軸承摩擦、電刷摩擦以及通風(fēng)引起，其大小與轉(zhuǎn)速有關(guān)。鐵耗是由轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)主磁通在電樞鐵心交變引起的，其大小與轉(zhuǎn)速的次方（1<<2〉和鐵心磁密的平方成正比?？蛰d時(shí)的附加損耗包括轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)電樞齒槽引起氣隙磁通脈動(dòng)，從而在鐵心中產(chǎn)生脈振損耗，以及轉(zhuǎn)子上的拉緊螺桿等結(jié)構(gòu)件中的鐵耗。以上三種損耗統(tǒng)稱為空載損耗，其中附加損耗所占比例很小。在轉(zhuǎn)速和主磁通不變的情況下，可以認(rèn)為空載損耗不變。此外，在空載時(shí)還存在勵(lì)磁功率，即勵(lì)磁電路銅耗。電機(jī)負(fù)載時(shí)除有機(jī)械損耗、鐵耗、附加損耗和勵(lì)磁損耗外，還存在電樞回路銅耗，它與電樞電流的平方成正比。在附加損耗中，除了空載時(shí)的兩項(xiàng)外，還包括電樞反應(yīng)使磁場畸變引起的額外電樞鐵耗以及由換向電流產(chǎn)生的損耗?！锼麆?lì)直流發(fā)電機(jī)由空載到額定負(fù)載，端電壓為什么會(huì)下降？并勵(lì)發(fā)電機(jī)與他勵(lì)發(fā)電機(jī)相比，哪個(gè)電壓變化率大？答他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)由空載到額定負(fù)載，電樞電流由0增加到額定值電樞回路電阻壓降增加，且電樞反應(yīng)的去磁作用使主磁通下降，從而使感應(yīng)電動(dòng)勢E下降。由公式可知，端電壓U隨的增加而下降。對(duì)于并勵(lì)發(fā)電機(jī)，除上面兩個(gè)原因外，端電壓下降，引起勵(lì)磁電流下降，使得下降和E下降，所以并勵(lì)發(fā)電機(jī)的電壓變化率比他勵(lì)發(fā)電機(jī)電壓變化率要大些。做直流發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)，若并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的端電壓升不起來，應(yīng)該如何處理？答并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的端電壓升不起來，可按下述步驟進(jìn)行處理，先檢查一下線路和儀表接法是否正確，然后：①檢查電機(jī)轉(zhuǎn)速是否達(dá)到額定轉(zhuǎn)速；②調(diào)節(jié)勵(lì)磁回路所串電阻，使勵(lì)磁回路電阻小于臨界電阻；③把勵(lì)磁繞組兩端對(duì)調(diào)接在電樞繞組兩端，使勵(lì)磁磁通與剩磁磁通方向一致；④若以上三點(diǎn)都無效,則電機(jī)沒有剩磁，應(yīng)給電機(jī)充磁。并勵(lì)發(fā)電機(jī)正轉(zhuǎn)能自勵(lì)，反轉(zhuǎn)能否自勵(lì)？答發(fā)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)能夠自勵(lì)，表明發(fā)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)滿足自勵(lì)條件，即：①有一定的剩磁；②勵(lì)磁回路的電阻小于與運(yùn)行轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的臨界電阻；③勵(lì)磁繞組的接線與電機(jī)轉(zhuǎn)向的配合是正確的。這里的正確配合就是說當(dāng)電機(jī)以某一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，勵(lì)磁繞組只有一個(gè)正確的接法與之相對(duì)應(yīng)。如果轉(zhuǎn)向改變了，勵(lì)磁繞組的接線也應(yīng)隨之改變，這樣才能保證勵(lì)磁電流所產(chǎn)生的磁場方向與剩磁方向相同，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的自勵(lì)。當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)向改變了，而勵(lì)繞組的接線未改變，這樣剩磁電動(dòng)勢及其產(chǎn)生的勵(lì)磁電流的方向必然改變，勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁場方向必將與剩磁的方向相反。電機(jī)內(nèi)磁場被削弱，電壓不能建立，所以并勵(lì)發(fā)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)能自勵(lì)；反轉(zhuǎn)時(shí)，不改變勵(lì)磁繞組的兩個(gè)端頭的接線，是不能自勵(lì)的。在勵(lì)磁電流不變的情況下，發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)電樞繞組感應(yīng)電動(dòng)勢與空載時(shí)電樞繞組感應(yīng)電動(dòng)勢大小相同嗎？為什么？答負(fù)載時(shí)電動(dòng)勢比空載時(shí)小，由于負(fù)載時(shí)有電樞反應(yīng)去磁作用，使每極磁通減小。一臺(tái)并勵(lì)發(fā)電機(jī)，在額定轉(zhuǎn)速下，將磁場調(diào)節(jié)電阻放在某位置時(shí)，電機(jī)能自勵(lì)。后來原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低了磁場調(diào)節(jié)電阻不變，電機(jī)不能自勵(lì)，為什么？答對(duì)應(yīng)于不同的轉(zhuǎn)速有不同的空載曲線，因而臨界電阻也不同。電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，臨界電阻減小，當(dāng)臨界電阻小于勵(lì)磁回路電阻時(shí)，電機(jī)便不能自勵(lì)。一臺(tái)他勵(lì)發(fā)電機(jī)和一臺(tái)并勵(lì)發(fā)電機(jī)，如果其它條件不變，將轉(zhuǎn)速提高20%，問哪一臺(tái)的空載電壓提高得更高？為什么？答當(dāng)轉(zhuǎn)速提高時(shí)，兩者的空載電壓都會(huì)提高。兩者相比較，并勵(lì)發(fā)電機(jī)的空載電壓會(huì)更高些，因?yàn)橛煽芍?，并?lì)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢除與轉(zhuǎn)速有關(guān)外，其磁場大小也與感應(yīng)電動(dòng)勢有關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，不僅有轉(zhuǎn)速升高的原因?qū)е码妱?dòng)勢增加，還有因電樞電動(dòng)勢的增加而使勵(lì)磁電流磁加，并導(dǎo)致磁通增加的原因。這一因素半導(dǎo)致感應(yīng)電動(dòng)勢進(jìn)一步增加。為什么并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)工作在空載特性的飽和部分比工作在直線部分時(shí)，其端電壓更加穩(wěn)定？答在飽和區(qū)工作，當(dāng)勵(lì)磁電流變化時(shí)空載電動(dòng)勢的變化較小，因此端電壓更加穩(wěn)定。一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，當(dāng)發(fā)電機(jī)的電樞電流增加時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流有何變化？分析原因。答直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流也增加。因?yàn)橹绷靼l(fā)電機(jī)電流增加時(shí)，則制動(dòng)轉(zhuǎn)矩即電磁轉(zhuǎn)矩增大（磁通不變），要使電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，則必須增大輸入轉(zhuǎn)矩即電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，那么，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩增大，因此電樞電流也增大。如何改變并勵(lì)、串勵(lì)、積復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向？答改變直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向就是要改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向，電磁轉(zhuǎn)矩是電樞電流和氣隙磁場相互作用產(chǎn)生的，因此改變電樞電流的方向或改變勵(lì)磁磁場的方向就可以達(dá)到改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的目的。①并勵(lì)電動(dòng)機(jī)：將電樞繞組的兩個(gè)接線端對(duì)調(diào)或?qū)⒉?lì)繞組的兩個(gè)接線端對(duì)調(diào)，但兩者不能同時(shí)改變；②串勵(lì)電動(dòng)機(jī)：方法與并勵(lì)電動(dòng)機(jī)相同；③積復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)：要保持是積復(fù)勵(lì)，最簡單的方法是將電樞繞組的兩個(gè)接線端對(duì)調(diào)。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)和串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性有何不同？為什么電車和電力機(jī)車都采用串勵(lì)電動(dòng)機(jī)？答并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性表達(dá)式當(dāng)忽略電樞反應(yīng)時(shí)，磁通為不隨負(fù)載變化的常數(shù)，是一條略下傾的直線，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載增加而略有下降。如果電車和電力機(jī)車使用這種電動(dòng)機(jī)，那么當(dāng)電車載重或上坡時(shí)電機(jī)將過載較多。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性表達(dá)式為:其中，，，。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流等于電樞電流，磁路不飽和時(shí)，為一常數(shù)，；磁路高度飽和時(shí)，基本不變，與成反比，而。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是一條轉(zhuǎn)速隨增加而迅速下降的曲線。當(dāng)電車載重或上坡時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)自動(dòng)下降，使得增加不多，因而電機(jī)輸入功率增加不像并勵(lì)電動(dòng)機(jī)那樣快，所以電車和電力機(jī)車通常采用串勵(lì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，當(dāng)所拖動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，電機(jī)端電壓和電樞附加電阻的變化都不能改變其穩(wěn)態(tài)下電樞電流的大小，這一現(xiàn)象應(yīng)如何理解？這時(shí)拖動(dòng)系統(tǒng)中哪些量必然要發(fā)生變化？對(duì)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)情況又如何？答當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，要求電磁轉(zhuǎn)矩不變。由公式知，必須不變。在他勵(lì)電動(dòng)機(jī)中勵(lì)磁是獨(dú)立的，不計(jì)電樞反應(yīng)的影響時(shí)，不變。在不變時(shí)必然不變。改變電動(dòng)機(jī)端電壓，電動(dòng)機(jī)的輸入功率改變，E改變，n改變，輸出功率改變，鐵耗改變，而電樞銅耗不變。改變電樞回路附加電阻時(shí)，不變，E改變，n改變，改變，和改變，改變。在串勵(lì)電動(dòng)機(jī)中，同樣由于不變，不變，結(jié)果與他勵(lì)電動(dòng)機(jī)相似。一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)原運(yùn)行于某一、、和值下，設(shè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大，試分析電機(jī)將發(fā)生怎樣的過渡過程，并將最后穩(wěn)定的、、和的數(shù)值和原值進(jìn)行比較。答直流電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，，增大后，，從而使得下降。由知，下降，而，因此，上升。，故上升。這個(gè)過程一直持續(xù)到為止，電動(dòng)機(jī)在新的狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行。與原值相比，增大，減小，減小，增大。對(duì)于一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，如果電源電壓和勵(lì)磁電流保持不變，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為恒定值。試分析在電樞回路串入電阻后，對(duì)電動(dòng)機(jī)的電樞電流、轉(zhuǎn)速、輸入功率、銅耗、鐵耗及效率有何影響？為什么？答由轉(zhuǎn)矩平衡方程式可知，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩是不變的。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流保持不變，在不考慮電樞反應(yīng)的影響或電樞反應(yīng)保持不變時(shí)，氣隙磁通=常數(shù)，因而電樞電流是不變的。又由于電壓U不變，所以輸入功率不變。從可知，當(dāng)、、不變時(shí)，轉(zhuǎn)速將隨著的增大而減小。而，所以輸出功率隨下降而下降，因此電機(jī)的效率將降低。銅耗隨增大而增大，鐵耗隨下降而減少。因此電樞回路串電阻后，電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，電樞電流不變，輸入功率不變，輸出功率減少，鐵耗減少，銅耗增加，效率降低。一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，如果電源電壓U和勵(lì)磁電流保持不變，加上恒定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載以后，發(fā)現(xiàn)電樞電流超過額定電流，有人企圖在電樞回路中串接一電阻來限制電樞電流，試問是否可行？答當(dāng)、保持不變時(shí)，按電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩平衡方程式，，為一制造常數(shù)，因此有。今電樞電流超過額定電樞電流，即，說明，亦即電樞通過額定電流時(shí)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩。出現(xiàn)這種情況，有如下幾種可能，一是負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大，或是勵(lì)磁電流較小，使產(chǎn)生的主磁通減小。企圖在電樞回路串電阻來限制電樞電流是不行的。因?yàn)樵谪?fù)載轉(zhuǎn)矩及氣隙合成磁通一定時(shí)，所需的電樞電流也是一定的。試分析在下列情況下，直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流和轉(zhuǎn)速有何變化（假設(shè)電機(jī)不飽和）。（1）電樞端電壓減半，勵(lì)磁電流和負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變；（2）電樞端電壓減半，勵(lì)磁電流和輸出功率不變；（3）勵(lì)磁電流加倍，電樞端電壓和負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變；（4）勵(lì)磁電流和電樞端電壓減半，輸出功率不變；（5）電樞端電壓減半，勵(lì)磁電流不變，負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的平方而變化。答（1）因?yàn)榇怕凡伙柡颓覄?lì)磁電流不變，因此主磁通不變。負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，即電磁轉(zhuǎn)矩不變，由于，故電樞電流不變。根據(jù)，U減半，故轉(zhuǎn)速n下降，且n小于原來的一半；（2）U減半，輸出功率不變，必然上升，否則，由于輸入功率（假設(shè)為他勵(lì)），若不變或減小，則減小，必然不能保持不變。上升，n必然下降。（3）加倍，則加倍。不變，即不變，故減半。由于，從n的表達(dá)式右知，此時(shí)n下降。（4）U減半而不變，由（2）分析知上升。減半，則減半，較減小的多，故n下降。（5）不變，則不變。由于，近似與成正比，亦即近似與成正比。當(dāng)U減半時(shí)，假設(shè)n上升，則上升，下降，由得n下降，；這與假設(shè)相矛盾。故n必然下降，下降。一臺(tái)正在運(yùn)行的并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為1450r/min，現(xiàn)將它停下來，用改變勵(lì)磁繞組的極性來改變轉(zhuǎn)向后（其它均未變），當(dāng)電樞電流的大小與正相同時(shí)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速為1500r/min，試問這可能是什么原因引起的？答從公式可知，反轉(zhuǎn)時(shí)、、均未變，為常數(shù)，而上升了，因此必定下降了。但是勵(lì)磁電流未變（并勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電壓等于電樞電壓未變），因此造成下降的原因可能是由于電樞反應(yīng)的去磁作用。由于電樞電流未變，因此無論是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，交軸電樞反應(yīng)的作用是一樣的。由電樞反應(yīng)的原理可知，對(duì)于電動(dòng)機(jī)而言，電刷自幾何中性線逆電樞旋轉(zhuǎn)方向偏移時(shí)，直軸電樞磁動(dòng)勢起去磁作用，而電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向偏移時(shí)，則起助磁作用。因此，造成這一現(xiàn)象的原因可能是由于電刷不在幾何中性線上，對(duì)于正轉(zhuǎn)情況而言，電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向偏移了。一臺(tái)直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，在維修后作負(fù)載試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高，電流超過正常值，停機(jī)檢修發(fā)現(xiàn)線路無誤，電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流正常。試分析這故障的可能原因并說明理由。答如果直流電動(dòng)機(jī)的電刷不在幾何中性線上，則在負(fù)載運(yùn)行時(shí)，除了具有交軸電樞磁動(dòng)勢之外，還存在直軸電樞磁動(dòng)勢。如果電刷位置是從幾何中性線逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向移開的話，則直軸電樞磁動(dòng)勢是去磁的，即與主磁通的方向相反。而當(dāng)氣隙磁通削弱時(shí)，便會(huì)使轉(zhuǎn)速增高。同時(shí)在一定電磁轉(zhuǎn)矩下，因?yàn)?，電樞電流?huì)增加。如果電動(dòng)機(jī)具有起穩(wěn)定作用的串勵(lì)繞組，則可能是串勵(lì)繞組反接，而不是電刷位置不對(duì)，或者兩種原因兼有。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中勵(lì)磁回路斷線，將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？答勵(lì)磁回路斷線時(shí)，只剩下剩磁。在斷線初瞬，由于機(jī)械慣性，電機(jī)轉(zhuǎn)速來不及改變。電樞電勢與磁通成比例減小。由可知，將急劇增加到最大值，當(dāng)增加的比率大于磁通下降的比率時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩也迅速增加，負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，由于電磁轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速明顯提高。隨著轉(zhuǎn)速的升高，電樞電動(dòng)勢增加，從最大值開始下降，可能在很高的轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩的新的平衡，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)。由于這時(shí)轉(zhuǎn)速和電樞電流都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過額定值，這是不允許的。從理論上講，當(dāng)勵(lì)回路斷線時(shí)，若是電動(dòng)機(jī)的剩磁非常小，而電樞電流的增大受到電樞回路電阻的限制，可能出現(xiàn)電樞電流增大的比率小于磁通下降的比率，在負(fù)載力矩一定時(shí)，電樞的電磁力矩小于制動(dòng)力矩，因而轉(zhuǎn)速下降。但在這種情況下，電樞電流仍然是遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了額定電流值?？梢姡?lì)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中勵(lì)磁回路斷線可產(chǎn)生兩個(gè)方面的影響：一方面引起電樞電流的大幅度增加，使電動(dòng)機(jī)燒毀；另一方面，可能引起轉(zhuǎn)速急劇升高。過高的轉(zhuǎn)速造成換相不良。到使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子遭到破壞。因此，并勵(lì)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中應(yīng)絕對(duì)避免勵(lì)磁回路斷線。針對(duì)勵(lì)磁回路斷線的故障，應(yīng)采取必要的保護(hù)措施。試述并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法，并說明各種方法的特點(diǎn)。答并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有以下三種：（1）改變勵(lì)磁電流調(diào)速。這種調(diào)速方法方便，在端電壓一定時(shí)，只要調(diào)節(jié)勵(lì)磁回路中的調(diào)節(jié)電阻便可改變轉(zhuǎn)速。由于通過調(diào)節(jié)電阻中的勵(lì)磁電流不大。故消耗的功率不大，轉(zhuǎn)速變化平滑均勻，且范圍寬廣。接入并勵(lì)回路中的調(diào)節(jié)電阻為零時(shí)的轉(zhuǎn)速為最低轉(zhuǎn)速，故只能“調(diào)高”，不能“調(diào)低”。改變勵(lì)磁電流，機(jī)械特性的斜率發(fā)生變化并上下移動(dòng)。為使電機(jī)在調(diào)速過程中得到充分利用，在不同轉(zhuǎn)速下都能保持額定負(fù)載電流，此法適用于恒功率負(fù)載的調(diào)速。（2）改變電樞端電壓調(diào)速。當(dāng)勵(lì)磁電流不變時(shí)，只要改變電樞端電壓，即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，提高電樞端電壓，轉(zhuǎn)速升高。改變電樞端電壓，機(jī)械特性上下移動(dòng)，但斜率不變，即其硬度不變。此種調(diào)速方法的最在缺點(diǎn)是需要專用電源。在保持電樞電流為額定值時(shí)，可保持轉(zhuǎn)矩不變，故此法適用于恒轉(zhuǎn)矩的負(fù)載調(diào)速。（3）改變串入電樞回路的電阻調(diào)速。在端電壓及勵(lì)磁電流一定、接入電樞回路的電阻為零時(shí)，轉(zhuǎn)速最高，增加電樞路電阻轉(zhuǎn)速降低，故轉(zhuǎn)速只能“調(diào)低”不能“調(diào)高”。增加電樞電阻，機(jī)械特性斜率增大，即硬度變軟，此種調(diào)速方法功率損耗大，效率低，如果串入電樞回路的調(diào)節(jié)電阻是分級(jí)的，則為有級(jí)調(diào)速，平滑性不高，此法適用于恒轉(zhuǎn)矩的負(fù)載調(diào)速。五、計(jì)算一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，kW，V，r/min，電樞回路總電阻，定子為6極，電樞采用單疊繞組。正常運(yùn)行時(shí)有三對(duì)電刷，忽略電樞反應(yīng)的影響，試分析計(jì)算該電機(jī)可能發(fā)出的最大功率。答去掉相鄰的一對(duì)電刷后的電樞后的電樞繞組電路圖如圖2-3所示。正常運(yùn)行時(shí)電樞電流支路電流勵(lì)磁電動(dòng)勢支路電阻圖2-3去掉相鄰的一對(duì)電刷后，支路數(shù)由原來的六條支路變成了四條支路，其中三條是原來的（圖中2，3，4），另一條則是由原來的三條支路（圖5，6，1）串聯(lián)組成。當(dāng)使前三條支路中的負(fù)載電流各仍為100A時(shí)，則后一條支路中的電流將為電樞電流為輸出功率W=77.66kW由于各支路電流均未超過原來的支路電流額定值100A，故電機(jī)的發(fā)熱不會(huì)超過原來的數(shù)值。若使后一條支路中的負(fù)載電流達(dá)到100A，則端電壓U將降為而前三條支路中的負(fù)載電流共為即每支路為300A，為原來額定支路電流的三倍。無論從發(fā)熱或是從換向來講都是不允許的，故最大功率應(yīng)為77.66kW。設(shè)一臺(tái)4kW、220V，效率的兩極直流電動(dòng)機(jī)，電樞繞組為單疊繞組，槽數(shù)Q=18，每槽每層元件邊數(shù)u=4,元件匝數(shù)。試求：（1）電機(jī)的額定電流；（2）電樞繞組數(shù)據(jù)：虛槽數(shù)，換向片數(shù)K，繞組元件數(shù)S，總導(dǎo)體數(shù)以及繞組各節(jié)距。解（1）額定電流（2）虛槽數(shù)元件數(shù)、換向片數(shù)總導(dǎo)體數(shù)合成節(jié)距第一節(jié)距第二節(jié)距一臺(tái)長復(fù)勵(lì)直流發(fā)電機(jī)kW，，，，換向片數(shù)K=93，元件匝數(shù)，單波繞組，電樞外徑，額定勵(lì)磁電流，電機(jī)磁路有一定的飽和程度。(1)改善換向，電刷前移機(jī)械角。試求直軸與交軸電樞反應(yīng)磁勢和。（2）電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)時(shí)，和各起什么作用。解額定電流額定電樞電流支路電流極距元件數(shù)總導(dǎo)體數(shù)電樞線負(fù)荷電刷在電樞表面移過的距離(1)交軸電樞反應(yīng)直軸電樞反應(yīng)（2）電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)了角，因?yàn)槭前l(fā)電機(jī)，故起去磁作用。使氣隙磁場發(fā)生畸變，因?yàn)榇怕凤柡?，故還有去磁作用。一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)：，總導(dǎo)體數(shù)N=720，，運(yùn)行角速度rad/s，每極磁通Φ=0.0392Wb。試計(jì)算：（1）發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢；（2）當(dāng)轉(zhuǎn)速n=900r/min，但磁通不變時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢；（3）當(dāng)磁通Φ=0.0435Wb，n=900r/min時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢。解（1）轉(zhuǎn)速r/minr/min感應(yīng)電動(dòng)勢（2）當(dāng)不變時(shí)，。因此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢為（3）當(dāng)和n不變時(shí)，。因此Wb時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢為一臺(tái)四極、82kW、230V、971r/min的他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，如果每極的合成磁通等于空載額定轉(zhuǎn)速下具有額定電壓時(shí)每極磁通，試求當(dāng)電機(jī)輸出額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩。解額定電流他勵(lì)電機(jī)，額定電樞電流依題意有電磁轉(zhuǎn)矩一臺(tái)直流電機(jī)，，S=120，每元件電阻為，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=1000r/min時(shí)，每元件的平均電動(dòng)勢為10V。問當(dāng)電樞繞組分別為單疊和單波時(shí)，正負(fù)電刷端的電壓U和電樞繞組電阻各是多少？解設(shè)直流電機(jī)電樞繞組的并聯(lián)支路數(shù)2a，則每條支路串聯(lián)的元件數(shù)為S/2a，每條支路的感應(yīng)電動(dòng)勢等于支路串聯(lián)的各元件感應(yīng)電動(dòng)勢之和，而支路電阻亦等于支路串聯(lián)的各元件電阻之和。由于各條支路是對(duì)稱的，因此正負(fù)電刷間的感應(yīng)電動(dòng)勢等于支路感應(yīng)電動(dòng)勢，而電樞繞組電阻則等于支路電阻除以并聯(lián)支路數(shù)。空載時(shí)，正負(fù)電刷端的電壓等于正負(fù)電刷間的感應(yīng)電動(dòng)勢。電樞繞組為單疊繞組時(shí)，，每條支路串聯(lián)的元件數(shù)為120/4=30。因此端電壓U和電樞繞組電阻分別為電樞繞組為單波繞組時(shí)，，每條支路串聯(lián)的元件數(shù)為120/2=60，故有一臺(tái)二極發(fā)電機(jī)，空載時(shí)每極磁通為0.3Wb，每極勵(lì)磁磁動(dòng)勢為3000A?，F(xiàn)設(shè)電樞圓周上共有電流8400A，并均勻分布，已知電樞外徑為0.42m，若電刷自幾何中性線前移機(jī)械角度。試求：（1）每對(duì)極的交軸電樞磁動(dòng)分為和直軸電樞磁動(dòng)勢各為多少？（2）當(dāng)略去交軸電樞反應(yīng)的去磁作用和假定磁路不飽和時(shí)，試求每對(duì)極的凈有磁動(dòng)勢及每極下的合成磁通。解（1）線負(fù)荷極距電刷移動(dòng)的弧長每極交軸電樞磁動(dòng)勢為每極直軸電樞磁動(dòng)勢為每對(duì)極的交、直軸電樞磁動(dòng)勢分別為16342A/對(duì)極=3268A/對(duì)極和466.62A/對(duì)極=933.2A/對(duì)極。（2）發(fā)電機(jī)電刷自幾何中性線前移時(shí)，直軸電樞磁動(dòng)勢起去磁作用，故每極凈有磁動(dòng)勢為每對(duì)極凈有磁動(dòng)勢為25332A/對(duì)極=5066A/對(duì)極。由于磁路不飽和，因此，故合成磁通為一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，kW，，，電樞電路各繞組總電阻，一對(duì)電刷壓降，關(guān)勵(lì)電路電阻。求額定負(fù)載時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩及電磁功率。解額定電流額定勵(lì)磁電流額定電樞電流額定電樞電動(dòng)勢電磁功率電磁轉(zhuǎn)矩一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，額定數(shù)據(jù)為：，，，電樞回路總電阻，勵(lì)磁電路總電阻。若將該電動(dòng)機(jī)用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)作為發(fā)電機(jī)并入電壓為的電網(wǎng)，并忽略電樞反應(yīng)的影響，試問：（1）若保持電壓電流不變，此發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為多少？向電網(wǎng)輸出的電功率為多少？（2）當(dāng)此發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸出電功率為零時(shí)，轉(zhuǎn)速為多少？解（1）電動(dòng)機(jī)狀態(tài)額定運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁電流電樞電流感應(yīng)電動(dòng)勢由于額定電壓不變，勵(lì)磁電流不變，因此主磁通保持不變。故發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)輸出功率（2）發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸出功率為0，即此時(shí)輸出電流為0，故發(fā)電機(jī)的電樞電流等于勵(lì)磁電流發(fā)電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢為發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)如下：，，，極對(duì)數(shù)，電樞電阻，一對(duì)電刷壓降，勵(lì)磁回路電阻，把此發(fā)電機(jī)當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，所加電源電壓，保持電樞電流為發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的電樞電流。試求：（1）此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為多少（假定磁路不飽和）？（2）發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩為多少？（3）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩為多少？解（1）作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，額定電流勵(lì)磁電流額定電樞電流今作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(2)發(fā)電機(jī)額定電磁轉(zhuǎn)矩（3）電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，額定功率4.6kW，額定電壓230V，每極勵(lì)磁繞組匝數(shù)為500匝，已知在額定轉(zhuǎn)速下空載時(shí)產(chǎn)生額定電壓的勵(lì)磁電流為0.8A，而在額定負(fù)載時(shí)產(chǎn)生額定電壓的勵(lì)磁電流需1.2A，今欲將該電機(jī)改為差復(fù)勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，問每極應(yīng)加入多少匝串勵(lì)繞組？解額定電流設(shè)每極串勵(lì)繞組匝數(shù)為，依題意為差復(fù)勵(lì)設(shè)有一臺(tái)差復(fù)勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，空載和滿載電壓均為230V，額定轉(zhuǎn)速，其空載特性可用式表示，并勵(lì)繞組1000匝，串勵(lì)繞組10匝，電樞回路總電阻（包括電刷接觸電阻），滿載時(shí)電樞電流50A，電刷處在幾何中性線上。試求：（1）電機(jī)在滿載時(shí)的電樞反應(yīng)的等效去磁安匝數(shù)；（2）如將發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行于200V的電網(wǎng)上，然后從軸上取去原動(dòng)機(jī)，并加上機(jī)械負(fù)載，使其轉(zhuǎn)為電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行，試分析它是哪種勵(lì)磁方式的電動(dòng)機(jī)，它的轉(zhuǎn)向是否改變，在相同的滿載電樞電流下，它的轉(zhuǎn)速為多少？解當(dāng)空載電壓時(shí)，因勵(lì)磁電流并勵(lì)繞組電阻并勵(lì)磁動(dòng)勢（1）滿載時(shí)等效勵(lì)磁電流滿載時(shí)，因?yàn)槎穗妷喝詾?30V不變，故勵(lì)磁電流不變，按磁動(dòng)勢關(guān)系有電樞反應(yīng)的等效去磁磁動(dòng)勢（2）并聯(lián)于電網(wǎng)后，由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)為電動(dòng)機(jī)，電樞電流反向，如串勵(lì)繞組不反接，則串勵(lì)磁勢了隨之改變方向。因勵(lì)磁繞組電流方向未變，故此時(shí)為差復(fù)勵(lì)運(yùn)行狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)方向仍與原來發(fā)電機(jī)狀態(tài)相同，沒有改變。在差復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)工作時(shí)求得按，在時(shí)某串勵(lì)電動(dòng)機(jī)，，，，，（包括電刷接觸電阻）。欲在總負(fù)載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變的情況下把轉(zhuǎn)速降到350r/min，問需串入多大的電阻（假設(shè)磁路不飽和）？解串勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流等于電樞電流，依題意磁路不飽和，磁通與勵(lì)磁電流成正比，因此有式中，——比例常數(shù)。串電阻調(diào)速前后，因總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變，即電磁轉(zhuǎn)矩保持不變，因此，故電樞電流保持不變調(diào)速前的電動(dòng)勢為需串入的電阻為一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，，，，電樞電路各繞組總電阻，，勵(lì)磁繞組每極匝數(shù)匝，，勵(lì)磁繞組電阻，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1450r/m時(shí)測得電機(jī)的空載特性為：（A）0.370.911.452.02.382.743.28（v）44104160210240258275求：（1）欲使空載產(chǎn)生額定電壓，勵(lì)磁電路應(yīng)串入多大電阻？（2）電機(jī)的電壓變化率；（3）在額定運(yùn)行的情況下電樞反應(yīng)的等效去磁安匝。解：（1）根據(jù)＝230伏，在空載曲線上查得所以故勵(lì)磁回路應(yīng)串入的電阻（2）電機(jī)額定時(shí)勵(lì)磁電阻＝，我們將空載曲線在內(nèi)線性化，得到電壓而代入上式得到空載端電壓伏故電壓變化率（3）額定電流在額定條件下電機(jī)的感應(yīng)電勢在空載特性上查得等效勵(lì)磁總電流所以，在額定情況下電樞反應(yīng)等效去磁安匝一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，電樞電流為15.4A，2p＝4，單波繞組，S＝27，每元件匝數(shù)Wy＝3，每極磁通量等于0.025Wb，問電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為多少？若同樣元件數(shù)，繞組改為單迭，極數(shù)于勵(lì)磁不變，電磁轉(zhuǎn)矩又為多少？解：單波，（N·m）單迭，a＝2，（N·m）一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，PN＝100kw，UN＝220V，n＝550r/m在750C時(shí)電樞回路電阻ra＝0.022歐，勵(lì)磁回路電阻Rf＝27.5歐，2＝2V，額定負(fù)載時(shí)的效率為88％，試求電機(jī)空載時(shí)的電流。解：AAVw＝AA一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)如下：PN＝17kw，UN＝220V，n＝3000r/m，IN＝88.9A，電樞回路電阻Ra=0.0896歐，勵(lì)磁回路電阻Rf＝181.5歐，若忽略電樞反應(yīng)的影響，試求：（1）電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩；（2）在額定負(fù)載時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩；（3）額定負(fù)載時(shí)的效率；（4）在理想空載（Ia＝0）時(shí)的轉(zhuǎn)速；（5）當(dāng)電樞回路串入電阻R＝0.15歐時(shí)，在額定轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速。解（1）N·m（2）AVwN·m（3）N·mw＝18602.13+87.6882×0.0896+1.2122×181.5＝19557.7w（4）（5）因?yàn)檎{(diào)速前后不變，所以不變一臺(tái)串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)UN＝220V，n＝1000r/m，IN＝40A，電樞回路電阻為0.5歐，假定磁路不飽和。試求：（1）當(dāng)Ia＝20A時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及電磁轉(zhuǎn)矩？（2）如果電磁轉(zhuǎn)矩保持上述值不變，而電壓減低到110V，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及電流各為多少？解：V（1），所以Ｎ·m（2）串勵(lì)且轉(zhuǎn)矩保持不變，所以不變，不變＝20A一臺(tái)直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)，額定負(fù)載運(yùn)行，UN＝220V，n＝900r/m，IN＝78.5A，電樞回路電阻Ra=0.26歐，欲在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變條件下，把轉(zhuǎn)速降到700r/m，需串入多大電阻？解：串勵(lì)且不變，側(cè)前后不變，不變。所以AV所以并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，額定電壓為230V，現(xiàn)需要將額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)的端電壓提高到250V，試問：（1）若用增加轉(zhuǎn)速的方法，則轉(zhuǎn)速必須增加多少？（2）若用調(diào)節(jié)勵(lì)磁的方法，則勵(lì)磁電流增加多少倍？解：（1）n應(yīng)增加到倍，因?yàn)閁＝Ea＝（2）If應(yīng)增加到倍。（不計(jì)飽和）一臺(tái)并勵(lì)發(fā)電機(jī)，PN＝6kW，UN＝230V，n＝1450r/m，電樞回路電阻，勵(lì)磁回路電阻，額定負(fù)載時(shí)的附加損耗W，鐵耗W，機(jī)械損耗W，求額定負(fù)載下的輸入功率、電磁功率、電磁轉(zhuǎn)矩及效率。解：發(fā)電機(jī)AAV所以WN·m一臺(tái)并勵(lì)發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁繞組電阻＝22.8歐，在額定轉(zhuǎn)速1000r/m時(shí)空載特性為：（A）23.24.55.56.58.211.7（v）100150198226244260280要使空載時(shí)產(chǎn)生額定電壓，勵(lì)磁回路應(yīng)串入多大調(diào)節(jié)電阻？在額定轉(zhuǎn)速下的臨界電阻是多少？解：（1）空載時(shí)，V，則查得所以（2）下的：＝100/2＝50歐一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)，PN＝82kw，UN＝230V，每極并勵(lì)磁場繞組為900匝，在以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，空載時(shí)并勵(lì)磁場電流為7.0A可產(chǎn)生端電壓230V，但額定負(fù)載時(shí)需9.4A才能得到同樣的端電壓，若將該發(fā)電機(jī)改為平復(fù)勵(lì)，問每極應(yīng)加接串勵(lì)繞組多少匝？（平復(fù)勵(lì)是指積復(fù)勵(lì)當(dāng)額定負(fù)載時(shí)端電壓與空載電壓一致）解：發(fā)電機(jī)，A并勵(lì)時(shí)，空載額定，克服IaRa，去磁樞反應(yīng)，If下降有U下降。現(xiàn)改為積復(fù)勵(lì)，要達(dá)到同樣效果，則應(yīng)由串勵(lì)繞組來提供所以所以＝2160/356.52＝6匝已知某直流電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)如下，額定功率，額定電壓，額定轉(zhuǎn)速，額定效率，試求該電機(jī)的額定電流。解：對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)，故該電機(jī)的額定電流試計(jì)算下列各繞組的節(jié)距，，和，并求并聯(lián)支路對(duì)數(shù)。右行短距單迭繞組：2p＝4，Qu＝S＝22；右行整距單波繞組：2p＝4，Qu=S=20;左行單波繞組，2p＝4,Qu=S=19；左行單波繞組，2p＝4,Qu=S=21。解：（1）＝＝1-5＝-4a=＝2（2）＝＝1-5＝-4a=＝2（3）＝a=＝1＝＝＝9－5＝4（4）＝a=＝1＝＝＝－＝5一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)，2p＝4，a＝1，Qu＝35，每槽內(nèi)有10根導(dǎo)體，如要在1450r/min下產(chǎn)生230V電勢，則每極磁通應(yīng)為多少？解：電機(jī)的總導(dǎo)體數(shù)根據(jù)直流電機(jī)感應(yīng)電勢系數(shù)由得每極磁通＝0.0136（）故需每極磁通為0.0136韋。一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)，2p＝4，a=＝1，S＝21，每元件匝數(shù)＝3，當(dāng)＝0.01825，n＝1500r/min時(shí)，試求正，負(fù)電刷間得電壓。解：整個(gè)直流機(jī)的總導(dǎo)體數(shù)Za＝2S＝126根根據(jù)直流電機(jī)感應(yīng)電勢系數(shù)故正、負(fù)電刷間的感應(yīng)電勢一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)