直流電機的習(xí)題

/說明：打“＊”的題目有一定的難度。1．直流電機的導(dǎo)體里流過的是直流電流還是交流電流?解:交流電流，其頻率為通過換向器和電刷后引出來的才是直流電流.２．已知一臺直流發(fā)電機的額定功率,額定電壓，額定效率%。求該發(fā)電機的額定輸入功率和額定電流.解:3。已知一臺直流電動機銘牌數(shù)據(jù)如下:額定功率，額定電壓，額定轉(zhuǎn)速，額定效率％.求該電動機的額定電流和額定輸出轉(zhuǎn)矩.解：輸入功率所以４．已知一臺直流電機的數(shù)據(jù)為：元件數(shù)S和換向片數(shù)均等于２2，極對數(shù)p=２,右行單疊短距繞組。（１)計算繞組各節(jié)距;（2）列出元件連接次序表；(3)畫出繞組展開圖,畫出磁極和電刷位置。解：（1），取則(２）如下表：上層邊下層邊(３）略。5。已知一臺直流電機的數(shù)據(jù)為：元件數(shù)S和換向片數(shù)均等于１9,極對數(shù)p=2，左行單波長距繞組.（1）計算繞組各節(jié)距;(2）列出元件連接次序表；(3)畫出繞組展開圖，畫出磁極和電刷位置。解:(1),取則（2)如下表：上層邊下層邊(3）略。6．一臺四極單疊繞組的直流電機,若有一只元件斷線，對感應(yīng)電動勢和電流有何影響?若只用相鄰的兩只電刷,對感應(yīng)電勢和電流有何影響？解:若有一只元件斷線，則四條支路剩下三條，對感應(yīng)電勢沒有影響，但電機的額定電流減為原來的四分之三。若只用相鄰的兩只電刷，對感應(yīng)電勢沒有影響,但只剩下兩條支路并聯(lián),其中一條支路的電阻不變，另外一條由于是由原來的三條串聯(lián)而成的,因此電阻變?yōu)樵瓉淼娜叮偟碾娏髯優(yōu)樵瓉淼娜种?。計算過程如下：設(shè)原來一條支路的電流為I，則原來的總電流為4I；現(xiàn)在的總電流為I+I/3=4I/３。即現(xiàn)在的總電流是原來的三分之一。7．通過作圖說明直流發(fā)電機負載運行的情況下，如果把電刷順旋轉(zhuǎn)方向移動一個角度，它的電樞反應(yīng)的性質(zhì)。解：圖略。這時的電樞反應(yīng)除了交軸成分外，還有去磁性質(zhì)的直軸成分。8。一臺直流發(fā)電機,在勵磁電流和電樞電流不變的情況下，若轉(zhuǎn)速下降,則其銅損耗、鐵損耗、機械損耗、電樞電動勢、電磁功率、電磁轉(zhuǎn)矩、輸出功率、輸入功率分別如何變化?解：銅損耗不變,鐵損耗和機械損耗下降,電樞電動勢和電磁功率變小，電磁轉(zhuǎn)矩不變,輸出功率和輸入功率變小.9．一臺他勵直流發(fā)電機,額定值為:.由一臺柴油機作原動機.勵磁電流不變,忽略電樞反應(yīng)，如果柴油機在直流發(fā)電機由滿載到空載時轉(zhuǎn)速上升5％,求空載時直流發(fā)電機的端電壓。解:滿載時空載時10．一臺并勵直流電動機，額定值為：求:（１)額定負載運行時的輸出轉(zhuǎn)矩；(2）額定負載時的效率。解:(1）（２）11。一臺并勵直流發(fā)電機數(shù)據(jù)如下:。今將此發(fā)電機作為電動機運行,所加電壓為,若電樞電流仍與原先相同，求這時電動機的轉(zhuǎn)速.解：發(fā)電機時,所以發(fā)電機時的電動勢為電動機時的電動勢為電動機與發(fā)電機的磁通之比為電動機與發(fā)電機的轉(zhuǎn)速之比為所以，.12。并勵直流電動機數(shù)據(jù)如下：。今將電動機接在額定電壓的電網(wǎng)上，帶動起重機,當(dāng)使重物上升時。問:保持電動機的電壓和勵磁電流不變，以轉(zhuǎn)速將重物放下時，電樞回路中需要串入多大電阻?解：重物上升時，電機工作于電動機狀態(tài)所以當(dāng)重物下降時,電機反轉(zhuǎn),感應(yīng)電動勢方向改變，但電磁轉(zhuǎn)矩的方向和大小不變，此時電機工作于電磁制動狀態(tài)：上式中，所以１３。一臺四極直流發(fā)電機的額定電樞電流為43A，電樞繞組為單波繞組，共有3７8根導(dǎo)體,電樞直徑１3．8cm,極弧系數(shù)0。６3，電刷放在主極的軸線下。額定運行時,磁極磁勢1１0０A/極.試求：電樞線負載A；電樞磁勢幅值;后極尖處的磁通密度與前極尖處的磁通密度之比(不計磁路飽和)。解：（1）單波繞組，共有兩條支路,所以（2）（安匝）(3）對于直流發(fā)電機,由于電樞磁勢的影響，后極尖處的磁通密度得到加強,而前極尖處的磁通密度被削弱，所以１4．設(shè)正常運行時，一直流并勵電動機的電阻壓降為外施電壓的5％.現(xiàn)將勵磁回路斷開，請分別根據(jù)下列情況判斷電機是加速還是減速:(1）剩磁為原來勵磁磁通的10％；（2）剩磁為原來勵磁磁通的1％。解:設(shè)電機的負載轉(zhuǎn)矩不變，欲判斷電機是加速還是減速關(guān)鍵是看勵磁回路斷開后的電磁轉(zhuǎn)矩是增大了還是減少了。電磁轉(zhuǎn)矩與磁通和電樞電流的乘積成正比。設(shè)原來的磁通為1００，電樞電流為１,則原來的電磁轉(zhuǎn)矩為１0０。又，設(shè)電樞電壓為100,則電阻上壓降為5，感應(yīng)電動勢為95.（１)現(xiàn)在的磁通為原來的10％，即１0,則感應(yīng)電動勢為9。5,電阻上壓降為90。5,現(xiàn)在的電流為現(xiàn)在的電磁轉(zhuǎn)矩為大于100,所以電機加速。（2）現(xiàn)在的磁通為原來的1％,即1，則感應(yīng)電動勢為0.9５,電阻上壓降為９9。05，現(xiàn)在的電流為現(xiàn)在的電磁轉(zhuǎn)矩為小于10０,所以電機減速。１5．一臺的并勵直流發(fā)電機,勵磁繞組每極有1000匝，在額定轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生空載額定電壓需勵磁電流7Ａ,額定負載時為達到額定電壓則需勵磁電流9．4A.今欲將該機改為平復(fù)勵,問每極應(yīng)加多少匝勵磁繞組（忽略電樞電阻的壓降）？解:額定電樞電流為額定負載時為彌補電樞反應(yīng)的去磁作用需要增加的勵磁磁勢為改為平復(fù)勵后，串勵繞組匝數(shù)應(yīng)為，取6匝。1６．一臺直流發(fā)電機，每一槽內(nèi)嵌有10根導(dǎo)體，如欲在1４５0r/ｍin下產(chǎn)生230V的感應(yīng)電勢，則每極磁通應(yīng)為多少？解：因為，，所以17。有一臺直流電動機，磁路是飽和的，當(dāng)電機帶上負載以后,電刷逆著電樞旋轉(zhuǎn)方向移動了一個角度，試分析這時電樞反應(yīng)對氣隙磁場的影響.解：對于直流電動機，當(dāng)電刷逆著電樞旋轉(zhuǎn)方向移動后，電樞反應(yīng)既包含交軸反應(yīng)成分，也包含直軸反應(yīng)成分。其中直軸反應(yīng)成分是去磁的,在磁路飽和的情況下，交軸反應(yīng)成分也是去磁的.18。把一臺他勵直流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速提高20%，這時空載電壓會提高多少？若是并勵發(fā)電機，其電壓升高的比例是大于20％還是小于20％?解：直流發(fā)電機的空載電壓等于或近似等于感應(yīng)電動勢，而在勵磁電流不變的情況下,感應(yīng)電動勢與轉(zhuǎn)速成正比，所以這時空載電壓會提高2０％；至于并勵發(fā)電機，由于勵磁電壓也提高了,導(dǎo)致勵磁電流上升，因此其電壓升高的比例大于２0％。19．并勵直流發(fā)電機空載建立電壓需要滿足哪幾個條件？如果這些條件不具備，應(yīng)該采取什么措施？解：要使并勵直流發(fā)電機空載建立電壓，應(yīng)該滿足:（１）鐵心中有剩磁；（2）轉(zhuǎn)向正確；(３）勵磁回路電阻小于臨界電阻。如果第一個條件不滿足，可以先對電機進行充磁;如果第二個條件不滿足，可以改變原動機的轉(zhuǎn)向，或把勵磁繞組的首、末端對調(diào)；如果第三個條件不滿足,可以減少勵磁回路的電阻。20．一臺并勵直流發(fā)電機,2ΔＵ=2。0V,并勵電路電阻。試求額定負載時的電磁轉(zhuǎn)矩。解:，所以又所以2１.直流發(fā)電機如下圖(左）所示,請標(biāo)出電樞導(dǎo)體中的電流方向,并請標(biāo)出換向極極性（N或S)。解：略。２2.直流電動機如上圖（右)所示，為改善換向需移動電刷,請標(biāo)出電刷移動方向。此時直軸電樞反應(yīng)是去磁還是增磁?解:略。23。一臺他勵直流電動機，,電樞回路總電阻（含電刷接觸壓降）。若電機負載轉(zhuǎn)矩減為額定轉(zhuǎn)矩的一半,問電機的電樞電流和轉(zhuǎn)速多大（不計空載轉(zhuǎn)矩)?解：額定狀態(tài)時，電樞電流為負載減少后,電樞電流為又，根據(jù)，得額定運行時負載減少后則負載減少后電機轉(zhuǎn)速為24．填空（1)當(dāng)直流電機處于電動機狀態(tài)，其電樞繞組的感應(yīng)電動勢方向應(yīng)與電流方向_＿＿__＿＿＿（相同,相反，無關(guān)）；感應(yīng)電動勢的大小應(yīng)________（略小于,等于,略大于）端電壓.(２）一臺他勵直流電動機帶負載運行，增加電樞繞組的端電壓,轉(zhuǎn)速將________（下降，不變,上升）；減小勵磁電流，轉(zhuǎn)速將___＿____（下降,不變，上升）；在電樞回路中串電阻,轉(zhuǎn)速將__＿__＿__(下降，不變，上升）.２5．一臺他勵直流電動機接在22０V的電網(wǎng)上運行，n=1000r/ｍin，電樞電流，。由于某種原因，電網(wǎng)電壓降為1８0Ｖ，但勵磁電流和負載轉(zhuǎn)矩均不變,求達到新的平衡時,電機轉(zhuǎn)速是多少？解：勵磁電流和負載轉(zhuǎn)矩都不變,意味著電樞電流不變，即根據(jù)得電網(wǎng)電壓為22０V時電網(wǎng)電壓為１80V時所以２6．有A、B兩臺完全相同的并勵直流電機,機械上同軸連接,并聯(lián)在220Ｖ的電網(wǎng)上運行，兩臺電機的勵磁電流分別是，其中一臺處于發(fā)電機狀態(tài),一臺處于電動機狀態(tài)。試問:哪一臺是發(fā)電機，哪一臺是電動機，為什么？當(dāng)機組的轉(zhuǎn)速為1000r／mｉn，發(fā)電機輸出電流為1０0A，效率為88%時,求電動機的輸出轉(zhuǎn)矩。解：（１）A是發(fā)電機，B是電動機。電動機的感應(yīng)電動勢應(yīng)該小于電網(wǎng)電壓,而發(fā)電機的感應(yīng)電動勢應(yīng)該大于電網(wǎng)電壓,所以勵磁電流大的那臺電機應(yīng)該是發(fā)電機。電動機的輸出轉(zhuǎn)矩就是發(fā)電機的輸入轉(zhuǎn)矩，因此只要求出發(fā)電機的輸入轉(zhuǎn)矩即可。2７．一臺直流電動機的數(shù)據(jù)如下：額定電壓１10Ｖ,電樞回路總電阻0.1Ω.在某負載下電機轉(zhuǎn)速為10００r／min，電樞電流為30A。若負載轉(zhuǎn)矩增加到4倍,求電動機的轉(zhuǎn)速和電樞電流各為多少?(設(shè)磁路不飽和，不計空載轉(zhuǎn)矩和電樞反應(yīng))解：當(dāng)負載增加為原來的4倍，則電磁轉(zhuǎn)矩也應(yīng)該增加到原來的4倍。由于是串勵電機,因此電樞電流應(yīng)該增加到原來的2倍，即現(xiàn)在的電樞電流為６0A。根據(jù)電壓平衡式，得負載增加前，負載增加后，根據(jù)得所以2８．一臺直流串勵電動機，端電壓為U，負載轉(zhuǎn)矩不變，當(dāng)增大電阻R時，問電樞電流如何變化？為什么？解：剛一增大電阻R時，電樞電流減小，電磁轉(zhuǎn)矩減少,因此電機轉(zhuǎn)速下降。隨著電機轉(zhuǎn)速的下降，感應(yīng)電動勢減少,電樞電流又開始增大。當(dāng)電機