一他励直流电动机
第三章课后答案
KmN =9.55KeN 9.55 0.2053=1.961 TN KmN IN =1.961 210 411.73N m 此时，电机转矩T TL 0.5TN 0.5 411.73 205.86N m UN Ra n= T 2 Ke N Ke K m N
+ U － I Ia
M
励磁绕组与电枢 绕组并联连接， If 由外部电源一起 供电
3.18 一台并励直流电动机在额定电压UN=220V，额定电流 IN=80A的情况下运行，电枢回路总电阻Ra=0.08Ω，励磁回路总 电阻Rf=88.8Ω，额定负载时的效率ηN=85%。试求：
（1）额定输入功率P1。
P UN I N =220 80=17600W 1
3.8 一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=7.5kW， UN=110V，IN=82A，nN=1500r/min，Ra=0.1 Ω，试计算出此电 动机的如下特性：
⑴
⑵ ⑶ ⑷
固有机械特性
电枢附加电阻分别为3 Ω和5 Ω 时的人为机械特性 电枢电压为UN/2时的人为机械特性 磁通Φ＝0.5 ΦN时的人为机械特性
I + U － Ia
M
If
3.18 一台并励直流电动机在额定电压UN=220V，额定电流 IN=80A的情况下运行，电枢回路总电阻Ra=0.08Ω，励磁回路总 电阻Rf=88.8Ω，额定负载时的效率ηN=85%。试求：
（2）额定输出功率PN。
P P N 1760085% 14960W N 1
Ke N U N I N Ra 220 210 0.07 = =0.2053 nN 1000
电机及电力拖动课后习题答案
For personal use only in study and research; not for commercial use《电机与拖动基础》课后习题第一章 习题答案1．直流电机有哪些主要部件？各用什么材料制成？起什么作用？答：主要部件：（1）定子部分：主磁极，换向极，机座，电刷装置。
（2）转子部分：电枢铁心，电枢绕组，换向器。
直流电机的主磁极一般采用电磁铁，包括主极铁心和套在铁心上主极绕组（励磁绕组）主磁极的作用是建立主磁通。
换向极也是由铁心和套在上面的换向绕组构成，作用是用来改善换向。
机座通常采用铸钢件或用钢板卷焊而成，作用两个：一是用来固定主磁极，换向极和端盖，并借助底脚将电机固定在机座上；另一个作用是构成电机磁路的一部分。
电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆座和汇流条等组成，作用是把转动的电枢与外电路相连接，并通过与换向器的配合，在电刷两端获得直流电压。
电枢铁心一般用原0.5mm 的涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠加而成。
有两个作用，一是作为磁的通路，一是用来嵌放电枢绕组。
电枢绕组是用带有绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成的线圈按一定的规律联接而成，作用是感应电动势和通过电流，使电机实现机电能量装换，是直流电机的主要电路部分。
换向器是由许多带有鸠尾的梯形铜片组成的一个圆筒，它和电刷装置配合，在电刷两端获得直流电压。
2．一直流电动机，已知，，，，0.85r/min 1500n V 220U kw 13P N N N ====η求额定电流N I 。
解：电动机η⋅=N N N I U P ， 故 A =⨯⨯=⋅=5.6985.02201013U P I 3N N N η3． 一直流电动机，已知，，，，0.89r/min 1450n V 230U kw 90P N N N ====η求额定电流N I 。
解：发电机N N N I U P =， 故 A ⨯==3912301090U P I 3N N N 7．什么叫电枢反应？电枢反应的性质与哪些因素有关？一般情况下，发电机的电枢反应性质是什么？对电动机呢？答：负载时电枢磁动势对主磁场的影响称为电枢反应。
直流他励电机特点
直流他励电机是一种直流电机，其励磁线圈和电枢绕组是分开的，励磁电流由单独的电源提供，与电枢电流无关。
以下是直流他励电机的特点：
1. 调速范围宽：由于励磁电流可以独立控制，所以直流他励电机的调速范围很宽。
2. 控制方便：这种电机可以通过改变电枢的供电电压来控制转速，不需要换向接触器和再生制动接触器，控制器可以控制正反转。
3. 节约成本：由于不需要换向接触器和再生制动接触器，所以成本较低。
4. 再生制动和平滑制动：他励电动机具有再生制动和平滑制动功能，可以减少电机发热，保护电动机，延长使用寿命。
5. 独立励磁线圈和电枢线圈：他励电动机的励磁线圈和电枢线圈是分开的，这有利于换向，并且电枢电流比励磁电流大。
总的来说，直流他励电机是一种性能优良、控制方便的电机，在电力、汽车、船舶、航空、农业等各个领域都有广泛的应用。
机电传动控制期末考试试卷及答案
五、计算题（要求写出主要步骤每题10分）1.有台直流他励电动机，其铭牌数据为： PN＝5．5kW，UN=Uf=220V，nN=1500r／min，η=0．8，Ra＝0．2 Ω。
试求：①额定转矩TN②额定电枢电流IaN；③额定电枢电流时的反电势；④直接启动时的启动电流；⑤若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串人多大的启动电阻?此时启动转矩为多少?解：1. TN=9.55PN/nN=9.55*5.5*1000/1500=35 N.m2. IaN=pN/ (ηUN)=31.25A3.E=UN-IaNRa=220-31.25*0.2=213.75V4.Ist=UN/Ra=220/0.2=1100A5.I’st=UN/(Ra+Rad) ≤3IsNRad≥UN/3IaN-Ra=220/(3*31.25)-0.2=2.15ΩT’st=KtφI’st=(9.55E/nN)3IaN=(9.55*213.75/1500)*3*31.25=127.6 N.m2．某一调速系统在高速时的理想空载转速 no1=1450r／min，低速时的理想空载转速n02=100r／min，额定负载时的转速降△nN=50rmin。
①试画出该系统的静特性；②求出调速范围D和低速时系统的静差度s2；③在nmax与s2一定时，扩大调速范围的方法是什么?调速系统中应采取什么措施保证转速的稳定性?解：1.静特性2. D=nmax/nmin=(n01- △nN)/ (n02- △nN)=(1450-50)/(100-50)=28S2= △nN/n02=0.52.有一台三相异步电动机，正常运行时为Δ接法，在额定电压UN下启动时，其启动转矩 Tst=1.2TN(TN为额定转矩)，若采用 Y—Δ换接启动，试问当负载转矩TL=35％TN时，电动机能否启动?为什么?TstY=1/3*1.2TN=0.4TN>0.35TN=TL3.试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速?减速?还是勾速?(图中箭头方向为转矩的实际作用方向)一、 分析与简答题1. 请简述机电传动系统稳定运行的条件。
直流电机习题
直流电机原理计算题例 1 一台他励直流电动机，铭牌数据为60N P kW =，220N U V =，305N I A =，1000/min N n r =，试求：（1）固有机械特性并画在坐标纸上。
（2）0.75N T T =时的转速。
（3）转速1100/min n r =时的电枢电流。
解：（1）a N N a E U I R =-，3322101122030560100.3822305N N N a N U I P R I ⎛⎫⎛⎫-⨯⨯-⨯===Ω ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭， 2203050.038a E =-⨯，2203050.0380.2081000a e N E C n -⨯Φ===， 02201058/min 0.208N e U n r C ===Φ， 9.559.550.208305606N e N T C I N m =Φ=⨯⨯=∙。
根据（1058，0）和（1000，606）两点可画出机械特性。
（2）当0.75N T T =时的转速：（3）当1100/min n r =时的a I ：2200.20811002320.038N a a a U E I A R --⨯===-。
可见当01100/min 1058/min n r n r =>=时电动机运行在回馈制动状态。
例题2、电动机的数据同上题。
试计算并画出下列机械特性：（1）电枢回路总电阻为0.5N R 时的人为特性。
（2）电枢回路总电阻为2N R 的人为机械特性。
（3）电源电压为0.5N U ，电枢回路不串入电阻时的人为机械特性。
（4）电源电压为N U ,电枢不串入电阻，0.5N Φ=Φ时的人为机械特性。
解：已知321010.0382N N N a N U I P R I ⎛⎫-⨯==Ω ⎪⎝⎭，0.208N N a e N NU I R C n -Φ==， 9.55606N e N N T C I N m =Φ=∙，2200.721305N N N U R I ===Ω， 02201058/min 0.208N e N U n r C ===Φ。
他励直流电动机的额定功率公式(一)
他励直流电动机的额定功率公式(一)
他励直流电动机的额定功率公式
引言
在电机领域中，他励直流电动机是一种重要的驱动设备。
为了计算和评估电动机的性能，我们需要了解其额定功率公式。
本文将介绍他励直流电动机的额定功率公式，并举例解释说明。
什么是他励直流电动机？
他励直流电动机是一种以直流电源为驱动源的电动机。
其特点是通过外部的励磁电流来产生磁场，进而驱动电机转动。
他励直流电动机广泛应用于工业生产中，例如动力传动、电动机械控制等。
额定功率公式
他励直流电动机的额定功率公式可以表示为：
额定功率公式(
其中： - [P_{}]( 是额定功率，单位为瓦特（W）。
-
[V_{}]( 是额定电压，单位为伏特（V）。
- [I_{}]( 是额定励磁电流，单位为安培（A）。
额定功率公式表示了他励直流电动机在额定工况下所消耗的电功率，这对于电机的选型和工作条件的设计非常重要。
举例解释
假设某台他励直流电动机的额定电压为230V，额定励磁电流为2A，我们可以使用额定功率公式计算其额定功率。
根据公式，我们得到：
[P_{}=230=460](
因此，这台他励直流电动机的额定功率为460瓦特。
结论
他励直流电动机的额定功率公式能够帮助我们计算电机的额定功率，从而指导电机的选型和设计工作条件。
在实际应用中，我们可以
根据额定功率公式进行计算，以确保电动机能够正常运行并满足工作
要求。
希望本文对你了解他励直流电动机的额定功率公式有所帮助！。
机电传动简答题
直流电动机1.一台他励直流电动机所拖动的负载转矩TL为常数，当电枢电压或电枢附加电阻改变时，能否改变其稳定运行状态下电枢电流的大小？为什么？这时拖动系统中哪些量必然发生变化？由于T=KtφIa，为常数所以Ia不变，u=E+IaRa 转速n与电动机的电动势都发生改变2.为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？电动机在未启动前n=0,E=0,而Ra很小,所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时,启动电流将很大.Ist=UN/Ra3.直流他励电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加上？若忘了先合励磁绕阻的电源开关就把电枢电源接通，这是会产生什么现象（试从TL=0 和TL=TN两种情况加以分析）？当电动机运行在额定转速下，若突然将励磁绕阻断开，此时又将出现什么情况？直流他励电动机启动时,一定要先把励磁电流加上使因为主磁极靠外电源产生磁场.如果忘了先合励磁绕阻的电源开关就把电枢电源接通，TL=0时理论上（因有一定的剩磁）电动机转速将趋近于无限大（实际是因为电机本身的损耗，TL=0是不可能的，实现现象是电枢电流较大，但电机启动不了），引起飞车, TL=TN时将使电动机电流大大增加而严重过载.4.他励直流电动机有哪些方法进行调速？它们的特点是什么？他励电动机的调速方法：第一改变电枢电路外串接电阻Rad 特点在一定负载转矩下，串接不同的电阻可以得到不同的转速，机械特性较软，电阻越大则特性与如软，稳定型越低，载空或轻载时，调速范围不大，实现无级调速困难，在调速电阻上消耗大量电量。
第二改变电动机电枢供电电压特点当电压连续变化时转速可以平滑无级调速，一般只能自在额定转速以下调节，调速特性与固有特性相互平行，机械特性硬度不变，调速的稳定度较高，调速范围较大，调速时因电枢电流与电压无关，属于恒转矩调速，适应于对恒转矩型负载。
可以靠调节电枢电压来启动电机，不用其它启动设备，第三改变电动机主磁通特点可以平滑无级调速，但只能弱词调速，即在额定转速以上调节，调速特性较软，且受电动机换向条件等的限制，调速范围不大，调速时维持电枢电压和电流步变，属恒功率调速。
他励直流电机名词解释
他励直流电机名词解释
他励直流电机是一种直流电机，其励磁绕组与电枢绕组分开，励磁电流由另设的直流电源供电，通常为蓄电池或可控硅整流电源。
这种电机具有较大的启动转矩和良好的调速性能，因此在需要较大起动转矩和调速性能的场合得到广泛应用。
他励直流电机由定子（固定部分）和转子（旋转部分）组成。
定子通常包括主磁极、换向极和机座等，而转子则包括电枢铁心、电枢绕组和换向器等。
在运行时，他励直流电机通过改变电枢电流的大小和方向，来改变电机转速和转向。
电枢电流的大小和方向可以通过控制器进行调节，从而实现电机的平滑调速或快速制动。
此外，他励直流电机还有许多优点，如效率高、调速性能好、控制简单等。
因此，在许多领域中都有广泛应用，如电力机车、地铁、矿井提升机和轧钢机等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第2章 直流电动机的电力拖动
2.1 电力拖动系统的运动方程式及负载 转矩特性
• 电力拖动系统运动方程式 • 负载的转矩特性
第2章 直流电动机的电力拖动
2.1.1 电力拖动系统的运动方程式 一、运动方程式 电力拖动系统运动方程式描述了系统的 运动状态，系统的运动状态取决于作用在原 动机转轴上的各种转矩。 根据如图给出的系统（忽略空载转矩）， 可写出拖动系统的运动方程式：
c点 R2 I1 U N Ea1
d点 R2 I 2 U N Ea 2 e点 R1 I1 U N Ea 2 f点 R1 I 2 U N Ea 3 g点 Ra I1 U N Ea 3
在已知起动电流比β和电枢电 阻前提下，经推导可得各级串联电 阻为:
Rst 1 (β 1 ) Ra Rst 2 (β 1 ) βRa βRst 1 Rst 3 (β 1 ) β 2 Ra βRst 2 Rstm (β 1 ) β m 1 Ra βRstm 1
GD2 dn 或(Tem TL )称为动负载转矩,把 TL 称为静负载转矩. 常把 375 dt
第2章 直流电动机的电力拖动
二、运动方程式中转矩正、负号的规定 首先确定电动机处于电动状态时的旋转方向为转速的正方 向，然后规定： （1）电磁转矩Tem 与转速 n 的正方向相同时为正，相反时为负。
第2章 直流电动机的电力拖动
2.2.3 机械特性求取 一、固有特性的求取 已知 PN ,U N, I N , nN，求两点:1）理想空载点 (Tem 0, n n0 ) 和额定运行 (Tem TN , n n N ) 。 具体步骤：
1 2 U N I N PN ~ ) 2 2 3 IN U N I a Ra (2)计算 CeΦN 和CT ΦN : Ce Φ N nN CT ΦN 9.55CeΦN UN Tem 0 , n0 (3)计算理想空载点： C e ΦN
n
nA nA nA
0
A
Tem
TL
扰动消失,系统加速，回到 A 点运行。
第2章 直流电动机的电力拖动
在B点，系统平衡 Tem TL n 扰动使转速有微小增量，转速由nB n Tem TL,系统加速 。 上升到n B B， 即使扰动消失,也不能回到 B 点运行。 nB 扰动使转速有微小下降，由 nB下降 n B 到 n B ,Tem TL ,系统减速。
第2章 直流电动机的电力拖动
二、人为机械特性
当改变U 或 Ra 或Φ 得到的机械特性称为人为机械特性。 1、电枢串电阻时的人为特性 保持 U U N ,Φ ΦN 不变,只在电枢回路中串入电阻 RS 的人为 特性
n
Ra RS UN n Tem 2 C e ΦN C e CT Φ N
Tem
T0
TN
第2章 直流电动机的电力拖动
2.2.2 固有机械特性和人为机械特性 一、固有机械特性 当 U U N ,Φ ΦN , R Ra 时的机械特性称为固有机械特性：
Ra UN n Tem 2 CeΦN Ce CT ΦN
由于电枢电阻很小，特性曲线斜率很小，所以固有机械特性 是硬特性。
比较以上各式得：
R3 R2 R1 I1 β R2 R1 Ra I 2
第2章 直流电动机的电力拖动
计算各级起动电阻的步骤：
（1）估算或查出电枢电阻 Ra ；
（2）根据过载倍数选取最大转矩 T1 对应的最大电流 I 1 ；
（3）选取起动级数 m；
βm （4）计算起动电流比： UN I 1 Ra
Ra Rst 1 Rst 2 Rst 3
e
c
a
T1 I1
Ra Rst 1 Rst 2 R2
Ra Rst 1 Rst 2 Rst 3 R3
Tem I
第2章 直流电动机的电力拖动
二、分组起动电阻的计算 设对应转速n1、n2、n3时电势分别为Ea1、Ea2、Ea3，则有： b点 R3 I 2 U N Ea1
(1)估算 Ra : Ra (
TN CT ΦN I N , n nN (4)计算额定工作点：ຫໍສະໝຸດ 第2章 直流电动机的电力拖动
• 课堂练习题 一他励直流电动机，额定功率PN=40KW，
UN=220V， IN=210A，额定转速nN=1000r/min, 求（1）固有机械特性方程式 （2）实际空载转速
I Ia
G
If
Uf
第2章 直流电动机的电力拖动
电势平衡方程式 其中
Ea CeI a
U Ea I a Ra
n
由此得他励直流电动机的机械特性的表达式：
U R Tem 2 C e Φ C e CT Φ n0 βTem n
n0 n'0 nN
n0 称为理想空载转速。
U R 实际空载转速 n0 T0 2 C e Φ C e CT Φ
电动机的起动是指电动机接通电源后，由静止状态加速到稳 定运行状态的过程。 起动瞬间，起动转矩和起动电流分别为 Tst CT ΦI st UN I st Ra 起动时由于转速为零，电枢电动势为零，而且电枢电阻很 小，所以起动电流将达很大值。 过大的起动电流将引起电网电压下降、影响电网上其它用户 的正常用电、使电动机的换向恶化；同时过大的冲击转矩会损 坏电枢绕组和传动机构。一般直流电动机不允许直接起动。
U1 U N
U1
Tem
第2章 直流电动机的电力拖动
3、减弱励磁磁通时的人为特性
保持R Ra ,U U N 不变，只改变励磁回路调节电阻RSf 的人为特性：
Ra UN n Tem 2 Ce Φ Ce CT Φ
n02 n
n01
Φ2
Φ1
Φ2 Φ1 ΦN
n0增大； 特点：1）弱磁，
（2）负载转矩 TL 与转速 n 的正方向相同时为负，相反时为正。
GD2 dn (3)惯性转矩 的大小和正负号由Tem和 TL 的代数和决定。 375 dt
第2章 直流电动机的电力拖动
2.1.2
负载的转矩特性
负载的转矩特性，就是负载的机械特性，简称负载特性。 一、恒转矩负载特性 恒转矩负载特性是指生产机械的负载转矩TL 与转速 n 无关 的特性。分反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载两种。 1.反抗性恒转矩负载 2.位能性恒转矩负载
TL
第2章 直流电动机的电力拖动 课堂练习题
• 选择题 电力拖动方程式中的GD2反映了（） A 旋转体的质量与旋转体直径的乘积，没有物理意义 B 系统机械惯性的大小，是一个整体物理量 C 系统储能的大小，但不是一个整体物理量
第2章 直流电动机的电力拖动
2.2 他励直流电动机的机械特性
• • • • • • 机械特性的表达式 固有机械特性 固有机械特性的求取 人为机械特性 人为机械特性的求取 电力拖动系统稳定运行的条件
第2章 直流电动机的电力拖动
2.2.1 机械特性的表达式
直流电动机的机械特性是指电动机在电枢电压、励磁电流、 电枢回路电阻为定值的条件下，即电动机处于稳态运行时，电 动机的转速与电磁转矩之间的关系： U
n f(Tem )
由如图所示他励直流电动机的电 路原理图可得电势平衡方程式， 进而可得机械特性
第2章 直流电动机的电力拖动 课堂练习题与课后作业
•课堂练习题：课本91页2.9题 在下列图中，那些系统是稳定的？那些系统是不稳定的？ （黑板画图） •课后作业题：课本92页2.26题
第2章 直流电动机的电力拖动
2.3 他励直流电动机的启动
• 电枢回路串电阻启动 • 降压启动
第2章 直流电动机的电力拖动
B
Tem
即使扰动消失,也不能回到 B 点运行。 0 TL 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是： (1)必要条件:电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点, 即存在 Tem TL dTem dTL (2)充分条件:在交点处,满足: 。 dn dn 或者说,在交点的转速以上存在Tem TL ,在交点的转速以下存 在 Tem TL
第2章 直流电动机的电力拖动
• 深化讨论题 一他励直流电动机，额定功率PN=10KW，UN=220V，
IN=53.4A， Ra=0.4Ω额定转速nN=1500r/min, 求（1）电动机额定运行时的电磁转矩、输出转矩和空载转 矩； （2）理想空载转速和实际空载转速； （3）半载时的转速；
（4）nN=1500r/min。
U
M
dΩ Tem TL J dt
其中J m 2 为物体的转动惯量。
Tem n
TL
第2章 直流电动机的电力拖动
运动方程的实用形式：
GD 2 dn Tem TL 375 dt 系统旋转运动的三种状态
dn 1)当 Tem TL 或 0 时,系统处于静止或恒转速运行状态，即处 dt 于稳态。 dn 2)当 Tem TL 或 0 时,系统处于加速运行状态，即处于动态。 dt dn T T 3)当 em 0 时,系统处于减速运行状态，即处于动态。 L 或 dt
n
TL
n
TL
第2章 直流电动机的电力拖动
二、恒功率负载特性 恒功率负载特点是：负载转 矩与转速的乘积为一常数，即TL 与 n 成反比，特性曲线为一条双 曲线。
三、泵与风机类负载特性
负载的转矩TL 基本上与转 速 n 的平方成正比。负载特性 为一条抛物线。
n
n
理想的通 风机特性
实际通风 机特性
TL
TL0
m 取整数
T1 T2 ( 1.1 ~ 1.3 )TL （5）计算转矩:T2 ，校验： β
m 值并重新计算，直到满足该条件为止. 如果不满足，应另选T1 或