电机与拖动 (许晓峰 ) 课后答案

第一章 直流电动机
1.6 答：电枢绕组为单叠绕组时，运行时去掉一个或相邻两个电刷，并联支路数减少一半，
电枢电流将减少一半。

电枢绕组为单波绕组时，并联支路数不受影响，电枢电流不变，但每个电刷通过的电流将增大，致使换向困难 1.7 答：感应电动势（参见图1.3）。

电刷两端得到总的感应电动
势为零。

1.8 答：由Tem=CT ΦIa 知：对于已制造好的直流电机，其电磁转矩与电枢电流和气隙磁
通的乘积成正比。

可用左手定则判断电枢导体的受力方向，从而确定电磁转矩的实际方向。

对于直流发电机而言，电磁转矩为制动转矩，与转子转向相反；而对于直流电动机而言，电磁转矩为驱动性质，与转子转向相同。

1.14 答：并励直流发电机正转时能自励，反转时则不能自励。

如果把并励绕组两头对调，
且电枢反转，此时能自励。

1.15 答：换向元件里合成电动势∑e 为零时, 换 向元件里的换向电流随时间线性变化，
这种换向称为直线换向。

直线换向时不产生火花。

换向过程中换向元件里的合成电动势大于零，使换向电流变化延缓，不再是线性的，出现了电流延迟现象，这时的换向称为延迟换向。

延迟换向时电刷下产生电火花。

1.16 解：额定电流：
额定负载时
的
输
入
功
率
：
1.17
解：额定负载时的输入功率：
kW kW N
N
P P 48.2083.0171
===
η
kW kW N N P P 76.1185
.0101
===ηA
A U P I N
N N
48.4323010103
=⨯=
=
图1.3 题1.7图
额定电流：
1.18 解：（1）绕组节距计算
（2）绕组展开图如图1.4所示（采用右行短距绕组）
（3）并联支路数如下：
1.19解：（1）绕组节距计算
4
5992
1
1911
2
=-=-==-=-=
=y y y y p K y k 541
41921=+=±=
εp Z y 541
41921
=+=±=
εp Z y 422===a ，p a 4
151
542
42221
2
1=-=-===
=-=±=
y y p Z y y y y k
ε图1.4 题1.18图
（2）绕组展开图如图1.5所示（采用左行长距绕组） （3）并联支路数如下：
1.20 解：
（1）n=1500r/min 时
（2）n=500r/min 时
1.21 解：（1）电枢绕组为单叠绕组 a=3
（2）电枢绕组为单波绕组 a=1
1.22 解：（1）额定电流
m N m N a pN I I C T a a T em ⋅=⋅⨯⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=
Φ=-93.39101.2114.3239832102
πm N m N a pN I I C T a a T em ⋅=⋅⨯⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=
Φ=-31.13101.2314.3239832102
πV V a pN n
n e a C E 65.695001.2360398360102
=⨯⨯⨯⨯⨯==
=-ΦΦV V a pN n
n e a C E 20915001.23
60398360102
=⨯⨯⨯⨯⨯==
=-ΦΦ22=
a 图1.5 题1.19图
（2）电枢电动势
1.23 解：（1）发电机运行时
电枢
电
动
势
:
又
所以
励磁电流:
（2）电动机运行时
电枢电动势：
又
所以
励磁电流:
因为
所以得
1.24
解：（1）额定负载时电枢电动势：
min /1738r n D
=610220610
2303
.2042000
7.245=
n
D
()I
I
C C fD
fN
D
e
F
e
//=ΦΦA U
R
I
f
fD
610
220
=
=
n
n
E C D
D
a D
e V 3.204==Φ()V V U I R E aN
a
a
3.2047.151220=⨯-=-=A V ，U I
I aN
a 7.15220==
=A R
U I
f
N fN
610
230=
=20007.245==Φn E C N
a F
e n
C E N
e
a
Φ=()V
V I
R U E aN
a
N
a
7.2457.151230=⨯+=+=V V a pN n n C E N N e a 241150003.1160468260102
=⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=
Φ=-A
A U
P I
N
N N
91.73230
17103
=⨯=
=-
因为额定负载时电磁功率：
所以额定负载时输出功率：
所以额定负载时输出转矩为
（2）励磁电流
所以输入功率：
所以额定效率：
1.25 解：（1）额定负载时电枢电动势：
额定负载时电磁转矩：
额定负载时电磁功率：
额定励磁电流：
（2）电源电压降为U=160V 时的励磁电流
A
A U
R
I
f
f
8.0200
160
==
=
A A R
U I
f
N fN
1.1200
220
==
=N m N n P P T
N em
N em em
⋅=⋅⨯==Ω=82.7860
/1040275.858360/2ππW
W I
E P
aN
a
em
75.85834575.190=⨯==
()V V U I R E aN
a
a
75.1904565.0220=⨯-=-=73.003.1745.1212===P P η()()KW KW I I U P fN
aN
N
03.1742.2752201
=+⨯=+=A
A R
U I
f
N
fN
42.291
220===m
N m N P T ⋅=⋅⨯=Ω=93.11860/210005.1244822π()()W
W P P P P P
P mec Fe em em
5.1244825895.1503702
=-=+-=-=W W I E P aN
a
em
5.15037755.200=⨯==()V V U I R E aN
a
a
5.200752
6.0220=⨯-=-=
所以
电枢电动势：
电枢电磁功率：
对应电磁转矩：
1.26 解：（1） 电枢电动势：
电枢电流Ia=20A 时，
所以
由磁路不饱合，所以
所以
（2）电枢电流Ia=20A 时，电磁功率
电磁转矩：
m N m N P T ⋅=⋅⨯=Ω=
1.1960221004200
πW W P I E a
a
4200
20210=⨯==
min
/21002040
2102.0r n ，n ==()I I C
C a N e
N
e
=ΦΦ
n n E
C a
e
210==Φ()V V U R I E a
a
N
a
210
205.0220=⨯-=-=2.01000200===Φ
n E C N aN N
e
()V
V U R I E
N N N aN
200405.0220=⨯-=-=()min
/820min /104015868
.124r r n C
E e
a =⎪⎭⎫
⎝
⎛=Φ'
=()V V U R I E
a a a
68.12465.033.54160=⨯-=-
='A
m ，N n n P T I T I a em a
33.5482.786021040158=⋅==⨯=Ω
=得πI I
E
P a
a
a
n 1040158
=
'
=n n
e
C E a 1040158
=Φ='10401580
=
=Φn
E
C N
e。