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1、一、填空1在直流电机中改善换向的目的是 ，改善换向的具体方法有 和 。答：消除电刷下的火花、安装换向极 、正确选用电刷。2.电机是以 和 定律为理论基础的。答：电磁感应、电磁力3.直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向 ，因此电磁转矩为 转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向 ，因此电磁转矩为。答：相反、阻力（制动）、相同动力（驱动转矩）4.直流发电机电枢线圈中的感应电动势ea（电枢电动势）与其电流ia（电枢电流）的方向始终 ，直流电动机中的电磁转矩是 转矩。答：一致、驱动5.直流电机的励磁方式可分为并励、他励、 和 等四种。答： 串励 、 复励 6.单轴系统运动方程式的实用形式
2、为 。答：。7.他励直流电动机常用的调速方法有 、 、 。答：电枢回路串电阻调速、 降低电枢端电压调速、减弱电动机主磁通调速。8.直流电机负载运行时存在电枢反应。电枢反应对气隙磁场影响有二：首先 ，其次 。答：使气隙磁场发生畸变、 存在去磁效应9.在直流电机中， 是用来产生感应电动势和电磁转矩，实现机电能量转换的关键部件。答：电枢绕组10.当电动机的 ，其效率最高；电机通常被制成当该机运行于额定状态时效率最高，则可得估算他励直流电动机电枢回路总电阻的公式为 。答：不变损耗等于可变损耗、 Ra=（UNINPN）/2I2N11.他励直流电动机空载运行时，若不慎将励磁回路断开，电机转速将 ，带额定负
3、载运行时，若不慎将励磁回路断开，电机转速将 。答：急剧上升、下降至停止12.直流电动机负载运行，电源电压与负载电流均维持不变，若转速上升20%，则当磁路线性时，励磁电流是原来的 倍。答： 5/613. 一直流电动机，已知PN=13千瓦，UN=220伏，nN=1500转/分，=0.85，额定电流约为 。答： 70 A（69.52）14.直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是 。答：交流的。15. 一台四极直流发电机采用单叠绕组，若取下一支或相邻的两支电刷，其电流和功率 ，而电刷电压 。答：减小，不变。16. 一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流不变，当加上一恒定转矩的负载后，发现电枢电
4、流超过额定值，有人试在电枢回路中接一电阻来限制电流串入电阻后，电动机的输入功率将 ，电枢电流 ，转速n将 ，电动机的效率将 。答：不变，不变，下降，下降。17. 一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩，做额定运行时，如果将电源电压降低了20，则稳定后电机的电流为 倍的额定电流（假设磁路不饱和）。答：1.25倍。18. 并励直流电动机，当电源反接时，其中Ia的方向 ，转速方向 。答：反向，不变。19. 直流发电机的电磁转矩是 转矩，直流电动机的电磁转矩是 转矩。答：制动，驱动。20. 电枢反应对并励电动机转速特性和转矩特性有一定的影响，当电枢电流Ia增加时，转速n将 ，转矩Te将 。答：下降，增加
5、。21. 直流电动机调速时，在励磁回路中增加调节电阻，可使转速 ，而在电枢回路中增加调节电阻，可使转速 。答：升高，降低。22. 电磁功率与输入功率之差，对于直流发电机包括 损耗；对于直流电动机包括 损耗。答：空载损耗功率，绕组铜损耗。23. 当保持并励直流电动机的负载转矩不变，在电枢回路中串入电阻后，则电机的转速将 。答：下降。24. 并励直流发电机的励磁回路电阻和转速同时增大一倍，则其空载电压 。答：不变。25. 直流电机单叠绕组的并联支路对数为 ，单波绕组的并联支路对数 答：2p,2。二、简答1、生产机械的负载转矩特性有哪几种？各有何特点？生产机械的负载转矩特性归纳起来可以分为三种基本类
6、型： （1）恒转矩负载特性：负载转矩与转速无关，当转速变化时，负载转矩保持常值。恒转矩负载特性又可分为反抗性负载特性和位能性负载特性两种，如下图所示。反抗性负载特性 位能性负载特性 （2）通风机负载特性：负载转矩与转速大小有关，基本上与转速的平方成正比，即。属于通风机负载的生产机械有通风机、水泵、油泵等，其中空气、水、油等介质对机器叶片的阻力基本上和转速的平方成正比，如下图所示。通风机负载特性 恒功率负载特性 （3）恒功率负载特性：有些生产机械（比如车床），在粗加工时，切削量大，切削阻力大，此时开低速；在精加工时，切削量小，切削阻力小，往往开高速。因此，在不同转速下，负载转矩与基本上与转速成反
7、比，即。由于负载功率，表明在不同转速下，电力拖动系统的功率保持不变，负载转矩与转速的持性曲线呈现恒功率的性质，如上图所示。2、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的转矩，但为什么电磁转矩增大时转速反而下降？答：从公式T=CTIa可知，当电磁转矩T增大时，电枢电流Ia也增大； 从公式U=Ea+IaRa可知，当电枢电流Ia增大时，电动势Ea下降； 由Ea=Cen可知，当Ea下降时，转速n下降。 3、一台并励直流电动机原稳定运行于某一Ia、n、E和T值下，设负载转矩T2增大，试分析电机将发生怎样的过渡过程，并将最后稳定的Ia、n、E和T值和原值进行比较。4、在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方
8、向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电动机运行于发电机状态还是运行于电动机状态？ 答：在直流发电机中，电磁转矩和电枢旋转方向相反，电枢电势和电枢电流方向相同。在直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向相同，电枢电势和电枢电流方向相反。当端电压U大于电枢电势Ea时，直流电机运行于电动机状态，当端电压U小于电枢电势Ea时，直流电机运行于发电机状态。5、直流电动机为什么不能直接起动？采用什么方法起动？ 答：直流电动机直接起动时起动电流很大，通常达到额定电流的10倍以上，而起动电流过大使电动机换向困难，产生很大的火花；引起绕组发热，烧毁电机；产生机械冲击，损坏传动机构；会引
9、起电网电压的波动。常用的起动方法有：电枢回路串电阻起动，降低电源电压起动。6、画出他励直流电动机的固有机械特性及各种人为机械特性。 （详见P38-40）7、直流电机的感应电动势与哪些因素有关？若一台直流发电机在额定转速下的空载电动势为230V（等于额定电压），试问在下列情况下电动势变为多少？（1）磁通减少10%；（2）励磁电流减少10%；（3）转速增加20%；（4）磁通减少10%，转速增加10%。答：感应电动势E与磁通和转速n成正比。 （1）207V （2）207230V （3）276V （4）228V 8. 何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？ 答：直流电机负载运行时的主磁场由励磁磁
10、势与电枢磁势共同建立，电枢磁势的存在使主磁场不同于电机的空载磁场，这种影响称为电枢反应。电枢反应对气隙磁场影响有二：首先使气隙磁场发生畸变，其次存在去磁效应。9. 电机中存在哪些能量损耗？有哪些因素会影响电机发热？电动机与发电机的功率传递有何不同？答： 电机进行机电能量转换时总是存在能量损耗的，能量损耗将引起电机发热和效率降低。一般来说，电机的能量损耗可分为两大类： （1）机械损耗：由电机的运动部件的机械磨擦和空气阻力产生的损耗，这类损耗与电机的机械构造和转速有关。 （2）电气损耗：主要包括导体损耗、电刷损耗和铁耗等。导体损耗是由于电机的线圈电阻产生的损耗，有时又称为铜耗，通常在电机的定子和转
11、子上都会产生铜耗；电刷损耗是由于电刷的接触电压降引起的能量损耗，因为只有在直流电机中安装电刷，所以电刷损耗仅仅出现在直流电机中；铁耗是由于电机铁磁材料的磁滞效应和涡流效应产生的一种损耗，主要取决于磁通密度、转速和铁磁材料的特性。 电动机与发电机的功率传递过程如下图所示：电动机是将电能转换为机械能，而发动机是将机械能转换为电能。 10电力拖动系统稳定运行的条件是什么？对于一个电力拖动系统，稳定运行的充分必要条件是 11.一台他励直流电动机拖动的卷扬机，当电枢所接电源电压为额定电压、电枢回路串入电阻时拖动着重物匀速上升，若把电源电压突然倒换极性，电动机最后稳定运行于什么状态？重物提升还是下放？画出
12、机械特性图，并说明中间经过了什么运行状态？答：电机开始运行于正向电动状态。若把电源电压突然倒换极性，电动机最后稳定运行于反向回馈制动状态，重物匀速下放，其机械特性如下图所示。 图中曲线1为固有机械特性，曲线2为电枢电压等于额定值、电枢回路串电阻的人为机械特性，曲线3为电枢电压反接后电枢回路串电阻的人为机械特性。反接电压之前，匀速提升重物的工作点为A，反接后稳定运行的工作点为E。从A到E中间经过：（1）BC，反接制动过程；（2）CD，反向升速，属反向电动运行状态；（3）DE，继续反向升速，属反向回馈制动运行状态。12.一台他励直流电动机拖动一台电动车行驶，前进时电动机转速为正。当电动车行驶在斜坡
13、上时，负载的摩擦转矩比位能性转矩小，电动车在斜坡上前进和后退时电动机可能工作在什么运行状态？请在机械特性上标出工作点。答： 如图所示，当电动车在斜坡上前进时，负载转矩为摩擦转矩与位能性转矩之和，此时电动机电磁转矩克服负载转矩，使电动车前进，电动机工作在第一象限的正向电动运行状态，如图中的A点。当电动车在斜坡上后退时，负载转矩为摩擦转矩与位能性转矩之差，由于摩擦转矩比位能性转矩小，所以与转速n方向相同，实质上成为驱动转矩，而电动机电磁转矩与n方向相反，为制动转矩，抑制电动车后退速度，同时将电能回馈给电网，电动机工作在第二象限的正向回馈制动运行状态，如图中的B点。 三、 计算1.某他励直流电动机的额定数据为，。计算额定电枢电流、额定转矩和额定负载时的输入电功率。解： 额定负载时的输入电功率 额定电枢电流 额定转矩 2.有一他励直流电动机的额定数据为，计算额定运行时电动机的，。解：
