电机拖动试题答案(直流电机)

1－1为什么直流电机能发出直流电？如果没有换向器，直流电机能不能发出直流电流？1－2试判断下列情况下，电刷两端电压性质：（1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转：（2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。1－6已知某直流电动机铭牌数据如下，额定功率)(75kwPN，额定电压)(220vUN，额定转速)/(1500mrnN，额定效率%5.88N，试求该电机的额定电流。1－7已知某直流电动机的额定功率)(240kwPN，额定电压)(460vUN，额定转速)/(600mrnN，试求该电机的额定电流。1－12一台直流发电机额定容量180kw，额定电压230伏，额定转速1450r/m，额定效率89.5%,求额定输入功率和额定电流。2－1何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磁通大小与那些因素有关？2－2试述,ki,li,k,k,ki等物理量的物理概念。2－3何谓饱和现象？电机的磁路为什么会出现饱和现象?饱和对电机运行性能有何影响？2－4一台14kw，220伏，1000r/min的四极直流电动机，槽高h＝0.03m，磁极高hm＝0.09m，电枢磁轭长La＝0.103m，机座磁轭长Lj＝0.357m，气隙＝0.0022m，气隙系数26.1k。电枢铁心由D11硅钢片迭成，磁极用0.001m厚钢板迭成，机座用铸钢。已知空载额定电压时电机磁路各部分磁密为T76.0B，Tz78.13/1B，Tm34.1B，Ta12.1B，Tj2.1B，试求每对极所需的励磁磁势和饱和系数。2－6一台四极单迭绕组的直流电机。（1）如果取出相邻的两组电刷，只用剩下的两外两组电刷是否可以？对电机性能有何影响？端电压有何变化？此时发电机能供给多大的负载（用额定功率的百分数表示）；（2）如果有一元件断线，电刷间的电压有何变化？电流有何变化？（3）若只用相对的两组电刷是否能够运行？（4）若有一极失磁，将会产生什么后果？2－8试计算下列各绕组的节距y1，y2，y和yK，绘制绕组展开图，安放主极及电刷，并求并联支路对数。（1）右行短距单迭绕组：2P＝4，Z＝S＝22；（2）右行整距单波绕组：2P＝4，Z=S=20;（3）左行单波绕组，2P＝4,Z=S=19;（4）左行单波绕组，2P＝4,Z=S=21;2－9一台直流发电机，2P＝4，a＝1，Z＝35，每槽内有10根导体，如要在1450r/min下产生230伏电势，则每极磁通应为多少？2－10一台直流发电机，2P＝4，a＝1，S＝21，每元件匝数Wy＝3，当0＝0.01825Wb，n＝1500r/min时，试求正，负电刷间得电压。2－11一台直流发电机，2P＝8，当n＝600r/min，每极磁通＝0.004Wb时，伏230E，试求：（1）若为单迭绕组，则电枢绕组应有多少导体？（2）若为单波绕组，则电枢绕组应有多少导体？2－11（许实章电机学修订本，1992；P63）直流发电机kwPN90,vUN230,min/960rnN,2P=4,电枢外径mDa368.0，磁极长度等于电枢长度mtllam23.0，槽数Z＝35，槽高mhz035.0，槽宽mbs0127.0，电枢轭截面mAa201655.0，磁极截面mAm20317.0，机座轭截面mAj20207.0，电枢轭磁路长mla16.0，磁极高mhm1295.0，机座轭磁路长mlj53.0，漏磁系数2.1K，极弧系数68.0p，气隙m003.0，电枢由D11硅钢片迭成，93.0kFe，磁极用厚0.001m钢板，机座用铸钢。空载额定电压时韦0361.00，试求UEN0＝时每对励磁磁势及饱和系数。2－13一台直流电机，2P＝4，S＝120，元件电阻为0.2，当转速为1000r/min时，元件平均电势为10伏，问当电枢绕组为单迭或单波时，电刷端电压和电枢绕组的电阻各为多少？2－18一台两极发电机，空载时每极磁通为0.3韦，每极励磁磁势为3000AT。现设电枢圆周上共有电流8400A并作均匀分布，已知电枢外径为0.42m，若电刷自几何中性线前移200机械角度。试求：（1）每对极的交轴电枢磁势和直轴电枢磁势；（2）当略去交轴电枢反应的去磁作用并假定磁路不饱和时，每对极的合成磁势及每极下的合成磁通。2－34用单波绕组代替单迭绕组时，若导体数和其他条件均不变，电机额定容量有无改变？例如一台六极电机原为单波绕组，如果改成单迭绕组，保持元件数和元件匝数不变，问电机额定容量会不会改变？其它额定量要不要改变？2－35一台四极直流发电机，空载电压为440伏，电枢绕组修理后，保持原来的转速和励磁电流不变，发出的空载电压为220伏，问修理前后该电枢绕组可能是什么型式的绕组？为什么？如果保持电枢导体内电流不变，问修理前后发电机的功率有无改变？为什么？2－42直流发电机感应电势与那些因素有关？若一台直流发电机空载电势是230伏，试问在下列情况下电势的变化如何？（1）磁通减少10％；（2）励磁电流减少10％；（3）磁通不变，速度增加20％；（4）磁通减少10％，同时速度增加20％。2－64一直流发电机数据2P＝6，总导体数N＝780，并联支路数2a＝6，运行角速度srad/40，每极磁通为0.0392韦，试计算（1）发电机感应电势；（2）速度为900r/min，磁通不变时发电机的感应电势；（3）磁通为0.0435韦，n＝900r/min时电机的感应电势；(4)若每一线圈电流的允许值为50安，在第（3）问情况下运行时，发电机的电磁功率。2－66一台他励发电机，额定电压为230伏，额定转速1450r/min，极数2P＝4，槽数Z＝50，每槽导体数N1＝4，2，空载电压230伏时每极磁通04925.0韦，试求：（1）电枢总导体数；（2）电枢绕组型式和换向片数。3－2一台四极、82kw、230伏、970r/min的他励直流发电机的电枢上共有123个元件，每元件为1匝，支路数2a＝2，如果额定运行时的磁通比空载电压为额定电压时的磁通多5％，试求电机的额定电磁转矩。3－9一台四极、82kw、230伏、970r/min的并励直流发电机，在75度时电枢回路电阻0259.0ra，并励绕组每极有78.5匝，四极串励绕组总电阻8.22rf，额定负载时，并励回路串入3.5欧的调节电阻，电刷压降为2伏，基本铁耗及机械损耗kwPPmecFe3.2，附加损耗PPNad005.0，试求额定负载时发电机的输入功率，电磁功率，电磁转矩和效率。3－10已知上题的发电机在额定转速下的空载特性为：If（A）2.03.24.85.56.58.211.7U0（v）100150200220244260280若空载时产生额定电压，则励磁回路中应串入多大的调节电阻？在额定转速下的临界电阻时多少？3－11试求上题的发电机在额定负载时用励磁磁势表示的电枢反应去磁作用每极有多少安匝，并用作图法求下列各项：（1）发电机的电压变化率U；（2）如果电枢电流仍为额定负载时的数值，但端电压降为210伏，则励磁回路应串入多大的电阻？3－12设有一台他励发电机，mrnN/1000，220UN伏，AIaN10，每极励磁绕组有850匝，励磁电流为2.5A，电枢回路总电阻包括电刷接触电阻为0.4欧，已知它在750r/min是的空载特性如下：If（A）0.41.01.62.02.52.63.03.64.4U0（v）3378120150175180193.5206225试求：（1）空载端电压；（2）满载时电枢反应去磁安匝数；（3）过载25％时的端电压（设电枢反应正比于负载电流）。3－13设将上题直流发电机额定负载时的端电压调到240伏，若励磁电流不变而用调节转速的方法，其转速应增加到多少？若转速不变，而用调节励磁电流的方法，励磁电流应增加到多少？在此情况下，空载电压为多少？3－14一台并励发电机PN＝100kw，Un＝250伏，设并励的主磁极励磁绕组有1000匝，在额定转速下，空载时产生额定电压的励磁电流为7安，额定负载时则需9.4安才能达到同样的端电压。今欲将该发电机改为平复励发电机（短复励）每极应加入多少匝串联绕组？3－15一台并励发电机在600r/min时空载电压为125伏，假如将转速提高到1200r/min，同时将励磁回路的电阻增加一倍，问电机的空载电压为多少？3－36一台并励直流发电机，kwPN26，UN＝230伏，mrnN/960，2P＝4，单波绕组，电枢导体总数N＝444，额定励磁电流IfN＝2.592A，空载额定电压时磁通01743.00韦，电刷安放在几何中线上，忽略交轴电刷反应的去磁作用。试求额定负载时的电磁转矩及电磁功率。3－39一台并励直流发电机，kwPN19，UN＝230伏，mrnN/1450，电枢电路各绕组总电阻183.0750ra，22Ub伏，励磁绕组每极匝数880Wf匝，AIfN79.2，励磁绕组电阻1.81750rf，当转速为1450r/m时测得电机的空载特性为：If（A）0.370.911.452.02.382.743.28U0（v）44104160210240258275求：（1）欲使空载产生额定电压，励磁电路应串入多大电阻？（2）电机的电压变化率U（3）在额定运行的情况下电枢反应的等效去磁安匝Faqd3－41一台复励发电机，kwPN6，UN＝230伏，mrnN/1450，741.0IfNA，P＝2，单波绕组，电枢电路各绕组总电阻816.0750ra，一对电刷压降22Ub伏，额定负载时的附加损耗Pad＝60w，铁耗PFe＝163.5w，机械损耗Pmec＝266.3w，求额定负载时发电机的输入功率、电磁功率、电磁转矩及效率。3－42他励直流发电机kwPN115，UN＝230伏，mrnN/960，2P＝4，他励绕组电压UfN＝220伏，电枢和换向器绕组电阻之和0179.0750ra，励磁绕组本身电阻4.20750rf，励磁绕组每极有640匝，额定负载时电枢反应等效去磁安匝PAFaqdN/880，电机的铁耗和机械损耗分别为PFe=1.062kw，Pmec＝1.444kw，附加损耗Pad＝1％PN，在额定转速nN＝960r/m时的空载特性曲线如下：If（A）0.831.632.633.54.255.06.07.08.08.3U0（v）50100150180200215232241.5245247求（1）额定负载时电枢感应电势和电磁功率；（2）发电机的额定励磁电流和电压变化率；（3）发电机的额定效率。补：3－1（章名涛直流发电机7～8）直流发电机kwPN215，UN＝115伏，mrnN/450，电枢电路各绕组总电阻0024.0ra，一对电刷压降22Ub伏，空载特性：If（A）5101520253035U0（v）4987108119.3125.2129.5132.5做出短路特性如下：If（A）06Ik（A）0IN试求：（1）他励时使发电机运行在额定情况下，激磁电流If多大？如保持If而去掉负载，电压上升到多少？（2）并励时使发电机运行在额定情况下，保持Rf不变，求空载电压；（3）如他励时空载电压为UN，则If为多少？保持If不变，在IIN时电压下降多少？4－1如何判断直流电机运行于发电机状态还是电动机状态？它们的Mem、n、E、U、Ia的方向有何不同？能量转换关系如何?4－7一台15kw，220伏的并励电动机，额定效率N＝85.3％，电枢回路总电阻0.2欧，并励回路电阻44Rf欧，今欲使所电枢起动电流限制为额定电流的1.5倍，试求起动变阻器电阻应为多少？其电流容量为多少？若起动时不接启动器则起动电流为额定电流的多少倍？4－8一台并励电动机，kwPN5.5，UN＝110伏，mrnN/1470，AIN58，Rf＝138欧，15.0Ra欧，额定负载时突然在电枢电路中串入0.5欧的电阻，当不计电枢电路中的电感并略去电枢反应的影响时，试计算瞬间的：（1）电枢反电势；（2）电枢电流；