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《电机及拖动基础》（3版）
浙江机电职业技术学院 胡幸鸣主编
思考题与习题
解答
第一章 直流电机
1-1 在直流电机中，电刷之间的电动势与电枢绕组某一根导体中的感应电动势有何不同？
解：前者是方向不变的直流电动势，后者是交变电动势；前者由多个电枢元件（线圈）串联而成，电动势相对后者的绝对值要大。
1-2 如果将电枢绕组装在定子上，磁极装在转子上，则换向器和电刷应怎样放置，才能作直流电机运行？
解：换向器放置在定子上，电刷放置在转子上，才能作直流电机运行
1-3 直流发电机和直流电动机中的电磁转矩T有何区别？它们是怎样产生的？而直流发电机和直流电动机中的电枢电动势，Ea又有何区别？它们又是怎样产生的？
解：直流发电机的电磁转矩T是制动性质的，直流电动机的电磁转矩T是驱（拖）动性质的，它们都是由载流导体在磁场中受到的电磁力，形成了电磁转矩；直流发电机的电枢电动势Ea大于电枢端电压U，直流电动机的电枢电动势Ea小于电枢端电压U，电枢电动势Ea都是运动导体切割磁场感应产生的。
1-4 直流电机有哪些主要部件？各起什么作用？
解：直流电机的主要部件有定子：主磁极（产生主极磁场）、机座（机械支撑和导磁作用）、换向极（改善换向）、电刷（导入或导出电量）；转子：电枢铁心（磁路的一部分，外圆槽中安放电枢绕组）、电枢绕组（感应电动势，流过电流，产生电磁转矩，实现机电能量转换）、换向器（与电刷一起，整流或逆变）
1-5 直流电机里的换向器在发电机和电动机中各起什么作用？
解：换向器与电刷滑动接触，在直流发电机中起整流作用，即把线圈（元件）内的交变电整流成为电刷间方向不变的直流电。在直流电动机中起逆变作用，即把电刷间的直流电逆变成线圈（元件）内的交变电，以保证电动机能向同一个方向旋转。
1-6 一台直流发电机，PN?145kW,UN?230V,nN?1450r/min,求该发电机额定电流。
PN145?103解： IN???630.43A
UN2301-7 一台型直流发电机，PN?160kW,UN?220V,?N?90%,nN?1500r/min,求该额定电流是多少？
解： IN?
PNUN?N160?103??808.08A 220?0.9
1-8 有一台四极直流电机，电枢绕组为单叠整距绕组，每极磁通为3.5×10Wb，电枢总导线数N=152，转速n?1200r/min。求电机的电枢电动势。若改为单波绕组，其它条件不变，问电枢电动势为210V时，电机的转速是多少？
解：1）单叠绕组 ：
a?p?2 Ea?Ce?n? 2）单波绕组
-2
pN2?152?n??3.5?10?2?1200?106.4V 60a60?2a?1,p?2 n?Ea60a210?60?1??1184.21r/min ?2pN?2?152?3.5?101-9 如何判断直流电机是发电机运行还是电动机运行？它们的电磁转矩、电枢电动势、
电枢电流、端电压的方向有何不同？
解：用Ea与U的关系来判断：直流发电机的Ea>U，电枢电流Ia与电枢电动势Ea同方向，电磁转矩T是制动性质的(方向与转向n相反)，电流是流到电压U的正端；直流电动机的U > Ea，电枢电流Ia与电枢电动势Ea反方向，电磁转矩T是驱动性质的(方向与转向n相同)，电流是从电压U的正端流出的。
1-10 直流电机的励磁方式有哪几种？在各种不同励磁方式的电机中，电机输入（输出）电流I与电枢电流Ia及励磁电流If有什么关系？
解：直流电机的励磁方式有四种：他励、并励、串励、复励。以直流电动机为励：他励的I=I a （与I f无关），并励的I= I a+ I f ，串励的I= I a= I f ，复励的I= I a+ I f并 。
1-11 一台并励直流电动机，UN=220V，IN=80A，电枢回路总电阻Ra=0.036Ω,励磁回路总电阻Rf=110Ω，附加损耗ps?0.01pN,?n?0.85。试求：①额定输入功率P1；②额定输出功率P2；③总损耗?p；④电枢铜损耗pcua；⑤励磁损耗pf；⑥附加损耗ps；⑦机械损耗和铁心损耗之和po
解：If?UN220??2A Ia?IN?If?80?2?78A Rf110cuaf2?IaRa?782?0.036?219.02W2?I2WfRf?2?110?4401N电枢铜耗：P励磁损耗：P额定输入功率：P
?UNIN?220?80?17600W?P1??N?17600?0.85?14960W
额定输出功率：P附加损耗：p空载损耗：PS?0.01PN?0.01?14960?149.60W?Pm?PFe??p?Pcua?Pf?Ps总损耗：?p?P1?PN?17600?14960?2460Wo ?2460-219.02-440-149.6?1831.38W
1-12 一台他励直流电动机，额定数据为：PN?10kW,UN?220V,?N?90%,nN?1200r/min,电枢回路总电阻Ra?0.044?。试求：
1）额定负载时的电枢电动势和额定电磁转矩。
2）额定输出转矩和空载转矩。
10?103解：?PN?UNIN?N ? IN???50.51A 他励 IaN?IN
UN?N220?0.9PN?U?Ea?IaRa ?Ea?UN?INRa?220?50.51?0.044?217.78V Pem?EaIa?217.78?50.51?11000.07W T? Pem11000.07?9.55??9.55?87.54N?mnN1200
PN10?103 TN?9.55??9.55?79.58N?mnN1200 T0?T?TN?87.54?79.58?7.96N?m
1-13 他励直流电动机的工作特性是什么条件下求取？有哪几条曲线？
解：他励直流电动机的工作特性是在U=UN，电枢回路不串附加电阻，励磁电流If= I fN 的条件下求取。有：n=f(P2)、T=f(P2)、η=f(P2)三条曲线。
1-14 何谓换向？讨论换向过程有何实际意义？ 解：直流电机运行时，电枢绕组的线圈（元件）由一条支路经电刷短路进入另一条支路，该线圈中的电流方向发生改变，这种电流方向的改变叫换向。讨论实际的换向过程，了解影响换向的电磁原因，才能对症下药，实施改善换向的方法。
1-15 换向极的作用是什么？它应当装在何处？换向极绕组应当如何连接？如果换向
解：极绕组的极性接反了，电机在运行时会出现什么现象？
换向极的作用是改善换向，它应装在主磁极的几何中心线处，换向极绕组与电枢绕组串联，且使换向极磁通势的方向与电枢磁通势的方向相反。如果极性接错，使两种磁通势的方向相同，那就会更恶化换向，运行时后刷边的火花更大，甚至可能烧坏电刷和换向器。