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1、第二章1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是 直流电势 ?答：电枢连续旋转， 导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的 磁力线， 因而 ab 和 cd 中的电势及线圈电势是交变的。由于通过换向器的作用， 无论线圈转到什么位置， 电刷通过换 向片只与处于一定极性下的导体相连接， 如电刷A始终与处在N极 下的导体相连接， 而处在一定极性下的导体电势方向是不变的， 因 而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转， 试问元件电势的方向 和 A、 B 电刷的极性如何 ?答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a, S极下
2、导 体cd中电势由d指向c。电刷A通过换向片与线圈的a端相接触， 电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。当电枢转过180以后，导体cd处于N极下，导体ab处于S极 下,这时它们的电势与前一时刻大小相等方向相反, 于是线圈电势的 方向也变为由a到d，此时d为正，a为负，仍然是A刷为正，B刷 为负。4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速 ? 负载电阻不 能小于给定值 ?答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的去磁作用 越强，磁通被削弱得越多，输出特性偏离直线越远，线性误差越大， 为了减少电枢反应对输出特性的影响， 直流测速发电机的转速不得超 过规定的最高转
3、速， 负载电阻不能低于最小负载电阻值， 以保证线性 误差在限度的范围内。而且换向周期与转速成反比，电机转速越高， 元件的换向周期越短； eL 正比于单位时间内换向元件电流的变化量。基于上述分析，eL必正比转速的平方，即eLx n2。同样可以证明ea xn2。因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通与 n2成正比， 使输出特性呈现非线性。 所以，直流测速发电机的转速上限要受到延 迟换向去磁效应的限制。 为了改善线性度， 采用限制转速的措施来削 弱延迟换向去磁作用，即规定了最高工作转速。5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上， 而在偏离 几何中性线a角的直线上，如图2 - 29所示
4、，试综合应用所学的 知识， 分析在此情况下对测速机正、 反转的输出特性的影响。 ( 提 示： 在图中作一辅助线。 )正反向特性不一致。6. 具有 16 个槽， 16 个换向片的两极直流发电机结构如图 2 - 30 所示。(1) 试画出其绕组的完整连接图；(2) 试画出图示时刻绕组的等值电路图；(3) 若电枢沿顺时针方向旋转， 试在上两图中标出感 应电势方向和电刷极性；(4) 如果电刷不是位于磁极轴线上， 例如顺时针方向 移动一个换向片的距离， 会出现什么问题 ?4 321161514j垃:Fq-lVuVvjVAp5 1310 111214 _B13 -I卜0uP-V.1AAjW-.“Nq第三章
5、1. 直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定?电枢电漩打的表示戌:直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻,而且还取决于与转速成正比的反电势（当 ？=常数时）根据转矩平衡方程式， 当负载转矩不变时， 电磁转矩不变；加上励磁电流If不变，磁通不变，所以电枢电流Ia也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电动机的总阻转矩决定3C申2. 如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性（见图3-33）,就会发现，当其他条件不变，而只是减小发电机负载电阻RL时，电动机的转速就下降。试问这是什么原因？尺发a发T1发T2电12电n3. 一台他励直流电动机，如果励磁电流和被拖动的负载转
6、矩都不变，而仅仅提高电枢端电压，试问电枢电流、转速变化怎样？答：最终电枢电流不变，转速升高4. 已知一台直流电动机， 其电枢额定电压 Ua=110 V，额定运行 时的电枢电流la=0.4 A， 转速n=3600 r/m in,它的电枢电阻 RaF50Q,空载阻转矩T0=15 nN- m 试问该电动机额定负载转矩是多少？厶世=110-0菽50=90(卩)?1 3600 40T - CM -0.4 = 96?jlV八4兀10.7r =1-7=96-15 = 815. 用一对完全相同的直流机组成电动机一发电机组，它们的励磁电压均为110 V ,电枢电阻RaF75 Q。已知当发电机不接负载， 电 动机
7、电枢电压加110 V时，电动机的电枢电流为0.12 A ,绕组的 转速为4500 r/m in。试问：(1)发电机空载时的电枢电压为多少伏？电动机的电枢电压仍为 110 V ,而发电机接上0.5 kQ的负载时，机组的转速n是多大（设空载阻转矩为恒值）?(1)发电机空黠击Ua = Ea母 E = E己三=Ua-IJ =110-0*12x73 = 101(F)所 I儿 L； =10X19 发电机员载后 设电动机的电枢电流为存，发电机的电抠电流为打则很据发电机与电动机与外稠关系的两个平衡方程式Ii = 7L+27；,匸圭一舄芝兀送瓦一RJCr=Cr-C-QA2110-匚5 = 7运 x57502解之
8、得： & = 0,16(.4),打全=0.23()贝山 =L= 110-0.28x75 = 89(X1乓3101= 3965 r tnin)6. 一台直流电动机，额定转速为3000 r/min。如果电枢电压和励磁电压均为额定值，试问该电机是否允许在转速 n=2500 r/m in下长期运转？为什么？答：不能，因为根据电压平衡方程式，若电枢电压和励磁电压 均为额定值，转速小于额定转速的情况下，电动机的电枢电流必然大 于额定电流，电动机的电枢电流长期大于额定电流， 必将烧坏电动机 的电枢绕组7. 直流电动机在转轴卡死的情况下能否加电枢电压 ？如果加额定电压将会有什么后果？答：不能，因为电动机在转轴
9、卡死的情况小，加额定的电枢电 压，则电压将全部加载电枢绕组上，此时的电枢电流为堵转电流，堵 转电流远远大于电枢绕组的额定电流，必将烧坏电动机的电枢绕组。8. 并励电动机能否用改变电源电压极性的方法来改变电动机的转向？答：不能，改变电动机的转向有两种方法：改变磁通的方向和 改变电枢电流的方向，如果同时改变磁通的方向和电枢电流的方向， 则电动机的转向不变。并励电动机若改变电源电压的极性， 将同时改 变磁通的方向和电枢电流的方向，则电动机的转向不变。9. 当直流伺服电动机电枢电压、 励磁电压不变时， 如将负载转矩 减少，试问此时电动机的电枢电流、 电磁转矩、转速将怎样变化？ 并说明由原来的稳态到达新
10、的稳态的物理过程。电枢电流匚3 电磁转矩丁丄，转速冲T丁 J 由升来不峻，艮暫不变I个 孑丁丁 I由于电动柳将加谨）t乙T匚It 丁 I三邛挞、仏10请用电压平衡方程式解释直流电动机的机械特性为什么是一条下倾的曲线？为什么放大器内阻越大， 机械特性就越软？勘机的电5平1访程式丸I； =4 -IA = c+、在勘机的电枢电压不变的情况下.转速増尢则电动机的涉瞬必然减dh報稱礴大. 则勘机的转速必然碱眞所以，翰肌的财特遥堞下倾的曲线纺放大器 的内阻越丸机橫特性的斜率生将壇尢所以机制特I掠W矿11. 直流伺服电动机在不带负载时，其调节特性有无死区？调节特性死区的大小与哪些因素有关？T D 荀 囲姻使
11、电湖叼触载，黝机也抵邇转赵死区擁L；产乎干C神耨。调捺寻甌区的大d占电枢回路的电阻和总阻嶽萌关。12. 一台直流伺服电动机带动一恒转矩负载(负载阻转矩不变)，测得始动电压为4 V,当电枢电压 Ua=50 V时， 其转速为1500代A数I局r/min。若要求转速达到3000 r/m in ,试问要加多大的电枢电压50-4 _ 1500L严 一 4 3000解乏烁 L工=5K)13. 已知一台直流伺服电动机的电枢电压UaFl10 V,空载电流Ia0 =0.055A,空载转速n 0=4600 r/min ,电枢电阻Ra=80 Q。试求:(1) 当电枢电压Ua=67.5 V时的理想空载转速n0及堵转
12、转矩Td;(2) 该电机若用放大器控制，放大器内阻Ri=80 Q,开路电压Ui=67.5 V ,求这时的理想空载转速n0及堵转转矩Td;(3) 当阻转矩 TL+T0 由 30 X 10-3 N m增至 40 X 10-3N- m时，试求上述两种情况下转速的变化 n。=0-055x80 = 4.4(10玉二 J n % 二= & 。愛 29407tnin)% ji 勺 Ec L10-4.46CK10攵弘6工f2 x 3.14x4600 x80185 uiX rn)弋 0,02329400 min)瓦7110-4.460x0.0232x3.U0.220O.OL0.2200.045畧二 AJA =
13、0.045x80=3.6(r) AE； = 1見=0 045x160 = 7.2(DC沖 0.023min)4600第五章1. 各种自整角机的国内代号分别是什么 ?自整角机的型号中各量含义 是什么?答：常见自整角机的国内代号： 力矩式发送机： ZLF， 力矩式接收机：ZLJ，控制式发送机：ZKF 控制式变压器：ZKB差动发送机：ZCF 差动接收机：ZCJ,控制式差动发送机：ZKG型号中前两位数字(由 左向右排列 ) 表示机座号 , 中间三个字母表示产品名称代号 , 后两位 数字表示性能参数序号。2. 何为脉振磁场 ?它有何特点和性质 ? 答：脉振磁场： 是一种空间位置固定而幅值在正负最大值之间
14、变化的 磁场。单相绕组，通入单相交流电时，便产生两极脉振磁场。单相基 波脉振磁场的物理意义可归纳为如下两点：(1) 对某瞬时来说， 磁场的大小沿定子内圆周长方向作余弦分 布；(2) 对气隙中某一点而言， 磁场的大小随时间作正弦变化。3. 自整角变压器的转子绕组能否产生磁势 ? 如果能， 请说明有何性 质?答：若自整角变压器的转子绕组电路闭合，则会有输出电流产生，该 电流也为单相正弦交流电，则该电流通过自整角变压器的转子绕组 (单相绕组) 必然产生两极脉振磁场。 该磁场具备脉振磁场的两个性 质：(1) 对某瞬时来说， 磁场的大小沿定子内圆周长方向作余弦分布；(2) 对气隙中某一点而言， 磁场的大
15、小随时间作正弦变化。4. 说明 ZKF 的定子磁密的产生及特点。 如果将控制式运行的自整角 机中定子绕组三根引出线改接，例如图5 - 19中的D1和D 2联，D2 和D 1联，而D3仍和D 3联接，其协调位置和失调角又如何分析？ 答：控制式发送机的转子励磁绕组产生的励磁磁场气隙磁通密度在空 间按余弦波分布， 它在定子同步绕组中分别感应出时间相位相同、 幅 值与转角6 1有关的变压器电势，这些电势在ZKF的定子绕组中产生 电流，形成磁场。其特点是：(1) 定子三相合成磁密相量和励磁绕组轴线重合 , 但和励磁 磁场反向。(2) 故定子合成磁场也是一个脉振磁场。(3) 定子三相合成脉振磁场的幅值恒为一相磁密最大值的3/2 倍, 它的大小与转子相对定子的位置角 6 1 无关。其协调位置将超前原位置120,失调角丫 =- : 30。+ ( 6 2-6 1 )5.
