《习题课2-直流电机和交流绕组共同理论--电机学课件--汤蕴璆主编(第三版)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《习题课2-直流电机和交流绕组共同理论--电机学课件--汤蕴璆主编(第三版)（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、直流电机直流电机宋洪珠宋洪珠电机学习题课电机学习题课1电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery3-1 3-1 直流电机有哪些励磁方式直流电机有哪些励磁方式 励磁方式励磁方式IfU EaI+ +- -IaU Ea,IaI+ +- -UfIf+ +- -IfEaI+ +- -IaUIaEaI=If+ +- -U并励串励复励他励自励Ia=IIa=I+IfIa=I=IfIa=I+IfU=Uf2电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery3-23-2（1 1）计算下列电枢绕组的节距，并绘出展开图和
2、电路图）计算下列电枢绕组的节距，并绘出展开图和电路图 ：右行单叠短距绕组：右行单叠短距绕组：2P=4,Qu=S=K=222P=4,Qu=S=K=22。分析：单叠绕组的连接规律是，所有的相邻元件依次串联，同时每个元件的出线端依次连接到相邻的换向 片上，组成一个闭合回路。 2 2 画绕组展开图画绕组展开图1 计算节距3电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery3 3 安放磁极和电刷安放磁极和电刷 电刷应固定放置在换向器上的几何中性线上，对电刷应固定放置在换向器上的几何中性线上，对 于端接对称的于端接对称的 绕组，换向器的几何中性线与磁极中心线对
3、齐，故绕组，换向器的几何中性线与磁极中心线对齐，故 电刷也就放置在主极轴线下的换向片上。电刷也就放置在主极轴线下的换向片上。4电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery4 4 电路图及并联支路对数电路图及并联支路对数5电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery3-6 3-6 在直流发电机中，电刷顺电枢旋转方向移动一角度，电枢反应的性在直流发电机中，电刷顺电枢旋转方向移动一角度，电枢反应的性 质怎样？当电刷逆电枢旋转方向移动一角度，电枢反应的性质又是怎样质怎样？当电刷逆电枢旋转方向移动一角
4、度，电枢反应的性质又是怎样 ？如果是电动机，在这两种情况下，电枢反应的性质又是怎样？如果是电动机，在这两种情况下，电枢反应的性质又是怎样？分析思路：负载时的电枢磁动势和电枢反应负载时的电枢磁动势和电枢反应电枢电流 ia电枢磁动势fa电枢磁场ba空载磁场b0气隙合成磁场b电枢反应6电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machineryb0ba(x)b(x)O( (一一) )交轴电枢反应交轴电枢反应 a a）负载时的合成磁场）负载时的合成磁场 b b）合成磁场分布）合成磁场分布不计磁饱和时：不计磁饱和时：计磁饱和时：计磁饱和时：交轴电枢反应既无增磁、亦无去
5、磁作用交轴电枢反应既无增磁、亦无去磁作用交轴电枢反具有一定的去磁作用交轴电枢反具有一定的去磁作用7电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery（二）直轴电枢反应：（二）直轴电枢反应： 若电机为发电机，电刷顺电枢旋转方向移动一角度若电机为发电机，电刷顺电枢旋转方向移动一角度 ，对主极磁场而言，直轴电枢反应将是去磁的。若，对主极磁场而言，直轴电枢反应将是去磁的。若 电刷逆着旋转方向移动一度，直轴电枢反应时增磁电刷逆着旋转方向移动一度，直轴电枢反应时增磁 的。电动机的情况恰好相反。的。电动机的情况恰好相反。+ + + + +bb+bbFaFaqFa
6、d8电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery直流电机稳态电压方程式直流电机稳态电压方程式发电机：Ea=U+IaR+2Us=U+IaRaIa=I+If （并励），Ia=I（他励、串励） 电动机：U=Ea+IaR+2Us=Ea+IaRaIa=I-If（并励），Ia=I（他励、串励）9电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery3-9 3-9 一台四极一台四极82kW82kW、230V230V、970r/min970r/min的他励直流发电机，电枢上的他励直流发电机，电枢上 共共 有有1231
7、23个元件，每个元件为一匝，支路数为个元件，每个元件为一匝，支路数为2a2a2 2。如果每极。如果每极 的合成磁通等于空载额定转速时具有额定电压时每极的磁通，试的合成磁通等于空载额定转速时具有额定电压时每极的磁通，试 计算当电机输出额定电流的电磁转矩。计算当电机输出额定电流的电磁转矩。l解：他励直流电动机：注注: :中间过程完全不必计算中间过程完全不必计算, , C Ce e和和C CT T也不用求出来也不用求出来10电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery3-11 一台他励发电机的转速提高20，空载电压会提高多少 （If不变）？若为并励
8、发电机，则电压升高的百分值 比他励发电机多还是少(Rf不变)？ If不变不变不变他励空载：他励空载：E Ea aU U0 0= =C Ce e n nn n2020U U0 02020并励空载：并励空载：E Ea aU U0 0= =C Ce e n nR Rf fI If fn nU U0 0R Rf f不变不变I If fn nU U0 0增幅大于增幅大于202011电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery3-13 一台四极82kW，230V，970r/min的并励发电机，R（750）0.0259 ，R f（750）22.8 额定负载
9、下 串入3.5 的调节电阻，电刷压降为2V， 铁耗和机械损耗共2.5kW，杂散损耗为额定功率的0.5，试求额定负载 时发电机的输入功率、电磁功率和效率。 分析：并励发电机分析：并励发电机额定负载时：额定负载时：I=P/UI=P/UN N=82000/230=356.52A=82000/230=356.52AI Ia a I + II + If f365.265A365.265AP Pe eP P2 2+I+Ia a2 2R R+ + 2 2U Us sI Ia aI If f2 2R Rf f88.197kW88.197kW或者：或者： P Pe eE Ea aI Ia a(U+ I (U+
10、I a aR+2R+2U Us s)I )Ia a=(230+365.27*0.0259+2)*365.265=(230+365.27*0.0259+2)*365.265 88.197kW88.197kW（推荐）（推荐）12电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric MachineryP P1 1P Pe eP P0 088.19888.1982.52.50.50.5828291.108kW 91.108kW 13电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery补充：直流发电机的功率方程式直流发电机的功率方程式l
11、 P1=Pe+p+pFe+pP1=Pe+p0Pe=P2+pCua+ps+pCuf基本铜耗：pCua=Ia2R电刷损耗：ps=2UsIa励磁铜耗：pCuf =UfIf P2=UIP1=T114电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machineryl 直流电动机的功率方程式直流电动机的功率方程式P1=Pe+pCua+ps+pCufPe=P2+p+pFe+pPe=P2+p0P2=T2P1=UIP2=T2P1=UI 基本铜耗：pCua=Ia2R电刷损耗：ps=2UsIa励磁铜耗：pCuf =UfIf 15电机学习题课电机学习题课Electric Machine
12、ryElectric Machinery3-14 一台100kW，230V的并励发电机，每极励磁绕组有1000匝，在额 定转速下，空载产生额定电压需励磁电流7A，额定电流时需9.4A才能达 到同样的电压，今欲将该机改为平复励，问每极应加多少励磁绕组？分析：平复励分析：平复励串励绕组的补偿作用适中，额定负载时的端电压串励绕组的补偿作用适中，额定负载时的端电压 为额定电压，串励磁动势用来补偿附载时电枢反应的去磁作用为额定电压，串励磁动势用来补偿附载时电枢反应的去磁作用 和电阻压降和电阻压降 分两种情况：短复励、长复励分两种情况：短复励、长复励Case 1Case 1：10001000（9.49.4
13、7 7）N10010N100103 3/230/230N=5.52 N=5.52取取N N6 6匝匝16电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric MachineryCase 2:Case 2:10001000（9.4-79.4-7）NNN=5.403N=5.403取取N N5 5匝匝17电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery3-15 一台并励直流电动机正转时为某一转速，如将它停车 ，仅改变励磁电流的方向后重新启动运转，发现此时转速与 原来不同，是什么原因？交轴电枢反应交轴电枢反应不计磁饱和时：既无增磁
14、、亦无去磁作用不计磁饱和时：既无增磁、亦无去磁作用计磁饱和时：交轴电枢反具有一定的去磁计磁饱和时：交轴电枢反具有一定的去磁 作用作用若电机为发电机，电刷顺电枢旋转方向移动一角度，对主若电机为发电机，电刷顺电枢旋转方向移动一角度，对主极磁场而言，直轴电枢反应将是去磁的，若电刷逆着旋转极磁场而言，直轴电枢反应将是去磁的，若电刷逆着旋转方向移动一角度，直轴电枢反应时增磁的。电动机的情况方向移动一角度，直轴电枢反应时增磁的。电动机的情况恰好相反。恰好相反。直轴电枢反应直轴电枢反应18电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery2. 2.剩磁剩磁的的影
15、响。影响。 的一部分用来抵消剩磁，但影响很小的一部分用来抵消剩磁，但影响很小1. 1.电枢位置不在几何中性线。电枢位置不在几何中性线。I If f变向前后直轴电枢反应的效变向前后直轴电枢反应的效 果是相反的，导致果是相反的，导致 不一样不一样19交流绕组的共同理论交流绕组的共同理论宋洪珠宋洪珠电机学习题课电机学习题课20电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery4-2 三相双层绕组展开图，Q=48，2P=4，a=2l 21电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery4-5 试述分布因数和节距因数的意义。为什么 分布因数和节距因数只能小于或等于1？集中线圈q个线圈分布线圈q个线圈22电机学习题课电机学习题课Electric MachineryElectric Machinery 分布因数：线圈组的各线圈分布在若干个槽时的 电动势相量和与各线圈都集中在同一槽时的电动 势代数和的比值。 （由于绕组分布在不同的槽内，使得q个分布线圈 的合成电动势 Eq1小于q个集中线圈的合成电动势 qEc1，由此所引起的折扣。）23电机学习题课电机学习题课E
