直流电机的额定值主要有额定功率额定电压额定电流
计算题
七、计算题1．一台直流电机，已知磁极对数p =2，槽数Z 和换向片数K 均等于20，采用单叠绕组。
（1）计算极矩、电角度及绕组各节距；（2）画出绕组展开图、主磁极和电刷的位置； （3）求并联支路数。
答：（1）极矩 205222Z p τ===⨯ 电角度3603602720p α=︒=︒⨯=︒第一节距505651=+==ετ y 1505y τε==+= ，K y =y =1，21514y y y =-=-= （2）绕组展开图，如题库图4所示。
（3）2a =4。
题库图4 4极20槽直流电机单叠绕组展开图2．已知一台直流电机的极对数p =2，元件数S=Z=K=19，元件的匝数N y =11，单波绕组，试求：（1）画出绕组展开图、主磁极和电刷的位置；（2）当每极磁通Ф=1.42×10–2Wb ，转速n =1 000r/min 时的电枢电动势为多少伏？题库图5 4极19槽直流电机单波绕组展开图答：（1）绕组展开图，如题库图5所示。
（2）因采用单波绕组，所以支路对数a =1；总匝数N =2SN y =2×19×11=418电势常数C e =pN /60a =2×418/60=14 电动势E a =C e Φn =14×1.42×10–2×1 000V=200V 七、计算题1．一台他励直流电动机的铭牌数据为：额定功率P N =22kW ，额定电压U N =220V ，额定转速n N =1 500r/min ，额定效率ηN =86%，试求：（1）额定负载时的输入功率P 1；（2）额定电流I N 。
答：（1）额定负载时的输入功率P 1=P N /ηN =22kW/86%=25.6 kW ； （2）额定电流I N =P 1/U N =25.6kW /220 V=117A 。
2．对于一台他励直流发电机，保持励磁电流不变而将其转速提高20%，其空载电压升高多少？而并励发电机保持励磁回路总电阻不变，将其转速升高20%时，其空载电压比他励时升高得多还是少？答：（1）他励直流发电机保持励磁电流不变，则励磁基本不变，根据电动势公式U a =E a +I a R a =C e Φn +I a R a 可知，空载时U a =C e Φn ，所以将其转速提高20%，其空载电压最多提高20%。
2021年电机拖动知识点概要
电机拖动知识点概要1、直流发电机工作原理当原动机拖动电枢以恒定方向旋转式，线圈边将切割磁力线并感应出交变电动势，由于电刷和换向器的“整流”作用，使电刷极性保持不变，在电刷间产生直流电动势。
2、直流电动机的工作原理在电刷两端加直流电压，经电刷和换向器作用使同一主磁极下线圈边中的电流方向不变，该主磁极下线圈边所受电磁力的方向亦不变，从而产生单一方向的电磁转矩，使电枢沿同一方向连续旋转。
3、直流电机的可逆原理同一台电机既能作电动机亦能作发电机运行的现象。
4、直流电机的结构主要由静止的定子和旋转的转子构成，定子和转子之间存在气隙。
①定子由主磁极、换向极、机座、端盖、轴承、电刷装置等组成。
②转子转子的作用是感应电动势并产生电磁转矩；它包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、轴和风扇等。
5、直流电机电枢绕组（基本形式叠绕组和波绕组）分类单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组及混合绕组等。
单叠绕组特点同一个元件的出线端连接于相邻的两个换向片上，相邻元件依次串联，后一个元件的首端与前一个元件的尾端连在一起并接到同一个换向片上，最后一个元件首端与第一个元件尾端连在一起，形成一个闭合回路。
【注支路对数a等于电机的极对数p，即a=p】单波绕组特点同一个元件的两个出线端所接的两个换向片相隔接近于一对极距，元件串联后形成波浪形，所以称为“波绕组”。
【注并联支路数总是2，即极对数a=1】★单叠与单波绕组区别单叠绕组可通过增加磁极对数来增加并联支路对数，适用于低电压、大电流的电机。
单波绕组的并联支路对数a=1，每条并联支路数串联的元件数较多，适用于小电流、较高电压的电机。
6、直流电机分类（按励磁方式分）他励、并励、串励、复励7、主磁通和漏磁通定义及其作用同时与电枢绕组（即转子绕组）和励磁绕组（即定子绕组）相交链的磁通称为主磁通；只与励磁绕组（即定子绕组）相交链的磁通称为漏磁通。
主磁通与通电的转子绕组相作用产生电磁转矩，使电机转动；漏磁通无用。
2010-2011学年第一学期《电机与电力拖动》课程期末复习资料1、直流
2010 -2011学年第一学期《 电机与电力拖动》课程期末复习资料1、直流电机的基本结构：直流电机由定子（固定不动）与转子（旋转）两大部分组成，定子与转子之间有空隙,称为气隙。
定子部分包括机座、主磁极、换向极、端盖、电刷等装置；转子部分包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、风扇等部件。
1.2 直流电机的电枢绕组简介电枢绕组是由结构、形状相同的线圈组成，线圈有单匝、多匝之分。
不论单匝或多匝线圈，它的两个边分别安放在不同的槽中。
1.3 直流电机的电枢反应 直流电机磁场组成：励磁磁场、电枢磁场合成。
1.4.1 电枢电动势电枢电动势是指直流电机正、负电刷之间的感应电动势，也就是每条支路里的感应电动势。
每条支路所串联的元件数是相等的，只要求出一根导体的感应电动势，再乘上一条支路里总的导体数，就是电枢电动势。
1.5 直流电机的换向什么是换向：绕组元件从一个支路经电刷，进入另一个支路时，电流方向改变。
换向的影响：换向会使电刷和换向器之间产生火花，严重时会烧坏换向器与电刷，使电机不能正常工作和寿命缩短。
1.6.1 直流电动机的励磁方式根据直流电动机励磁绕组和电枢绕组与电源连接关系的不同，直流电动机可分为他励、并励、串励、复励电动机等类型。
2、电力拖动系统一般由控制设备、电动机、传动机构、生产机械和电源5部分组成。
2.3 他励直流电动机的机械特性机械特性：在电枢电压、励磁电流、电枢总电阻为恒值的条件下，电动机转速n 与电磁转矩的关系曲线。
机械特性的作用：确定稳定运行转速；分析转速、转矩及电流随时间的变化规律。
2.4.4 他励直流电动机的反转改变电磁转矩的方向即可实现反转。
方法：（1）改变励磁电流方向：保持电枢两端电压极性不变，将励磁绕组反接，使励磁电流反向，磁通即改变方向。
2）改变电枢电压极性：保持励磁绕组两端的电压极性不变，将电枢绕组反接，电枢电流即改变方向。
他励直流电动机的电气制动： 能耗制动； 反接制动； 回馈制动。
额定功率公式
额定功率公式1. 介绍额定功率是指电动机或发动机能持续输出的功率值。
它通常用于标识设备或机械在正常运行条件下的最大工作能力。
额定功率公式是计算额定功率的数学表达式，通过测量相关参数可以得到。
2. 额定功率的定义额定功率表示设备或机械在额定工作条件下持续运行所能输出的功率。
这种工况下，设备或机械的温度、压力、转速等参数保持在正常范围内，不会造成设备过热或损坏。
3. 额定功率公式的计算方法额定功率公式的计算方法根据具体设备的类型和工作特点而有所不同。
下面是几种常见设备额定功率公式的示例：3.1 电动机的额定功率公式直流电动机额定功率公式直流电动机的额定功率公式如下：额定功率(Pn) = 额定电流(In) × 额定电压(Un) × 效率(η)其中，额定电流是在额定工况下通过电动机的电流值，额定电压是电动机的额定工作电压，效率是电动机的功率转换效率。
交流电动机额定功率公式交流电动机的额定功率公式略有不同，如下：额定功率(Pn) = 额定电流(In) × 额定电压(Un) × 功率因数(PF) × 效率(η)其中，功率因数是交流电动机的功率因数，表示电动机在额定工况下所需的有功功率与视在功率之比。
3.2 内燃机的额定功率公式内燃机的额定功率公式根据不同类型的内燃机而有所差异。
下面是几种常见内燃机的额定功率公式示例：汽油机额定功率公式汽油机的额定功率公式如下：额定功率(Pn) = 排量(V) × 平均有效压力(MEP) × 循环时间(N) × 引擎转速(RPM) ÷ 2 × 0.001其中，排量是汽油机每个循环中气缸容积的总和，平均有效压力是一个循环中输送的平均力量，循环时间是一个循环所需的时间，引擎转速是引擎每分钟的旋转数。
柴油机额定功率公式柴油机的额定功率公式如下：额定功率(Pn) = 排量(V) × 平均有效压力(MEP) × 循环时间(N) × 引擎转速(RPM) ÷ 2 × 废热系数其中，废热系数取决于柴油机的热功率损失。
3.2 直流电机的分类和额定值
3.电动机的合理运行
电机在实际应用时，是否处于额定运行情况，则 要由负载大小来决定。一般不允许电机超过额定值运 行，因为这会降低电机的使用寿命，甚至损坏电机， 但电机长期处于低负载下工作，则没有得到充分利用， 效率降低，不经济，所以应根据负载情况合理选用电 机，使电机接近于额定运行情况运行，才是经济合理 的。
直流电机的额定值主要有下列几项： （1）额定功率；是指电机的输出功率，对发电机系指出线端 输出的电功率。对电动机系指转轴上输出的机械功率。单位为 W或kW。 （2）额定电压；是指在额定工作条件下，电机出线端的平均 电压。对于电动机是指输入额定电压，对于发电机是指输出额 定电压。单位为V。 （3）额定电流；是指电机在额定电压下，运行于额定功率时 的电流值。 单位为A。 （4）额定转速；是指对应于额定电压、额定电流、电机运行 于额定功率时所对应的转速。单位为r／min。 （5）额定温升；是指电机允许的温升的限值，主要决定于电 机的绝缘材料的绝缘等级。
4．直流电机系列
生产机械对电机的要求是各种各样的，若要求每台 电机都能恰好在额定情况下运行，就需要有成千上万种 规格的电机，这在实际上是不可能的，也是不经济的。 为了合理选用电机和不断提高产品的标准化和通用化程 度，电机制造厂生产的电机有很多是系列电机。所谓系 列电机就是在应用范围、结构形式、性能水平和生产工 艺等方面有共同性，功率按一定比例递增并成批生产的 一系列电机。我国目前生产的直流电机的主要系列有： Z，Z2，Z3，Z4等系列，为一般用途的小型直流电机 系列，是一种基本系列。“Z”表示直流，“3”表示第三 次改型设计。系列容量为0.4 kW～200kW，电动机的电 压为110V, 220V，发电机的电压为115V, 230V。通风形 式为防护式。
直流电机工作额定电流计算方法
直流电机工作额定电流计算方法
直流电机的工作额定电流是指在额定负载下，电机正常运行所需的电流值。
其计算方法主要有两种：根据功率公式计算和根据电机技术参数计算。
根据功率公式计算，可用公式I=P/U计算工作额定电流。
其中，P为电机额定功率，U为电机额定电压。
例如，一台额定功率为2KW、额定电压为220V的直流电机，在额定负载下，其工作额定电流为：I=2000/220=9.09A。
根据电机技术参数计算，需先了解电机的额定转速、额定扭矩以及电机的效率。
根据公式I=T/(K*η)计算工作额定电流。
其中，T为电机额定扭矩，K为转矩系数（一般为1），η为电机效率。
例如，一台额定转速为1500r/min、额定扭矩为12N.m、效率为85%的直流电机，在额定负载下，其工作额定电流为：I=12/(1*0.85)=14.12A。
以上两种方法都可以计算直流电机的工作额定电流。
在实际应用中，应根据电机的具体情况选择合适的计算方法，确保计算结果准确可靠。
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四川省自考电机与拖动基础复习题
四川省自考电机与拖动基础第一章1.简述铁磁材料的磁化过程。
铁磁物质未放入磁场之前，其内部磁畴排列是杂乱的，磁效应互相抵消，对外不呈现磁性；若将铁磁物质放入磁场中，在外磁场的作用下，磁畴的轴线将趋于与外磁场方向一致，且排列整齐形成一个附加磁场与外磁场叠加后，就呈现出磁性。
2.铁心中的损耗包括哪些？是怎样产生的？与哪些因素有关？铁心中的损耗包括磁滞损耗和涡流损耗。
铁磁材料置于交变磁场中，材料被反复交变磁化，磁畴之间相互不停地摩擦、翻转，消耗能量，并以热量形式表现，这种损耗称为磁滞损耗，磁滞损耗与磁滞损耗系数（铁磁材料的性质），磁场交变的频率，铁心的体积和磁滞回线的面积（或磁通密度最大值）成正比。
由于铁心是导电体，铁心中磁通随时间变化时，根据电磁感应定律，在铁心中将产生感应电动势并引起涡流，此涡流在铁芯中引起的损耗也以热量形式表现，称为涡流损耗，涡流损耗与铁磁材料的涡流损耗系数（材料的电阻率），硅钢片厚度，磁场交变的频率，磁通密度最大值以及铁心的体积有关。
3.铁磁材料分成几类？各有什么特点？分别用在什么场合铁磁材料根据磁滞回线形状不同，分为软磁材料、硬磁（永磁）材料两大类。
软磁材料磁滞回线窄，剩磁和矫顽力都小且磁导率较高，一般用于制造电机、变压器的铁心。
硬磁（永磁）材料磁滞回线宽，剩磁和矫顽力都大，可以制成永久磁铁。
4.直流磁路和交流磁路有何异同？直流磁路中磁通是不随时间变化的，故没有磁滞/涡流损耗，也不会在无相对运动的线圈中感应产生电动势，而交流磁路中磁通是随时间而变化的，会在铁心中产生磁滞/涡流损耗，并在其所匝链的线圈中感应产生电动势，另外其饱和现象也会导致励磁电流、磁通/感应电动势波形的畸变。
交流磁路的计算就瞬间而言，遵循磁路的基本定律。
第二章1. 任何电机既可以作为发电机也可以作为电动机。
（对）2. 直流电机励磁磁场对电枢磁动势的影响称为电枢反应。
（错，直流电机电枢磁动势对励磁磁场的影响称为电枢反应。
电机与拖动基础知识要点复习题
电机复习提纲第一章：一、概念：主磁通，漏磁通，磁滞损耗，涡流损耗磁路的基本定律:安培环路定律: 磁路的欧姆定律作用在磁路上的磁动势 F 等于磁路内的磁通量 Φ乘以磁阻R m磁路与电路的类比：与电路中的欧姆定律在形式上十分相似。
E=IR磁路的基尔霍夫定律（1）磁路的基尔霍夫电流定律穿出或进入任何一闭合面的总磁通恒等于零（2）磁路的基尔霍夫电压定律沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位差的代数和。
第二节 常用铁磁材料及其特性一、铁磁材料1、软磁材料：磁滞回线较窄。
剩磁和矫顽力都小的材料。
软磁材料磁导率较高，可用来制造电机、变压器的铁心。
2、硬磁材料：磁滞回线较宽。
剩磁和矫顽力都大的铁磁材料称为硬磁材料，可用来制成永久磁铁。
二、铁心损耗1、磁滞损耗——材料被交流磁场反复磁化，磁畴相互摩擦而消耗 NiHL的能量。
2、涡流损耗——铁心内部由于涡流在铁心电阻上产生的热能损耗。
3、铁心损耗——磁滞损耗和涡流损耗之和。
第二章：一、尽管电枢在转动，但处于同一磁极下的线圈边中电流方向应始终不变，即进行所谓的“换向”。
二、一台直流电机作为电动机运行——在直流电机的两电刷端上加上直流电压，电枢旋转，拖动生产机械旋转，输出机械能；作为发动机运行——用原动机拖动直流电机的电枢，电刷端引出直流电动势，作为直流电源，输出电能。
三、直流电机的主要结构（定子、转子）定子的主要作用是产生磁场转子又称为“电枢”,作用是产生电磁转矩和感应电动势要实现机电能量转换，电路和磁路之间必须在相对运动，所以旋转电机必须具备静止的和转动的两大部分，且静止和转动部分之间要有一定的间隙（称为：气隙）四、直流电机的铭牌数据直流电机的额定值有：1、额定功率P N(kW)2、额定电压U N(V)3、额定电流I N(A)4、额定转速n N(r/min)5、额定励磁电压U fN(V)五、直流电机电枢绕组的基本形式有两种：一种叫单叠绕组，另一种叫单波绕组。
单叠绕组的特点：元件的两个端子连接在相邻的两个换向片上。
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磁电流将超前主磁通一个铁耗角。
3.变压器绕组的折合
折合条件： __折__合_前__后__二_次__绕__组__的_磁__动__势__不_变____。
折合方法： E2 kE2
I2
I2 k
Z 2 k 2Z 2
Z L k 2Z L
•单相双绕组变压器 SN U1N I1N U 2N I2N •三相双绕组变压器 SN 3U1N I1N 3U2N I2N
4）额定频率fN (Hz) 基本知识：变压器的工作原理及额定数据。
第二章 变压器的运行分析
基本要求：
1.掌握变压器的基本工作原理，熟练应用感应电势公式 2.掌握变压器绕组的折合条件、折合方法 3.掌握分析变压器的基本方法—变压器的基本方程式、等值 电路和相量图 4.掌握变压器等值电路参数的测定方法 5.掌握变压器的运行性能指标及其计算
4.变压器的基本方程式、等效电路、相量图
T型等效电路
4.变压器的基本方程式、等效电路、相量图
T型等效电路中各参数的物理 意 义 ： 励 磁 电 阻 Rm 是 表 征 铁 耗 的 等 效 电 阻 。 励 磁 电 抗 Xm 反映了主磁通对电路的电磁效 应 ，是 与 ____主__磁__通_____对应 的电抗。
变压器额定负载时的铜耗（即额定短路功率）为pkN，则任
意负载时的铜耗为 pCu 2 pkN 。
变压器的效率计算公式：
1
SN
P0
cos2
2 pkN
p0
2
pkN
2）变压器的损耗和效率
1
SN
P0
cos2
2 pkN
p0
2
pkN
变压器产生最大效率的条件：
简化等效电路
5.变压器的参数测定
变压器的空载试验
变比k U1N U 20
励磁电阻Rm
P0
I
2 0
励磁阻抗 Zm
U1N I0
励磁电抗X m Zm 2 Rm2
5.变压器的参数测定
变压器的短路试验
短路阻抗 Zk
Uk Ik
短路电阻Rk
Pk
I
2 k
短路电抗X k Zk 2 Rk2
第一章 变压器的用途、分类与结构
1.变压器的基本作用原理
变压器是根据__电__磁__感__应___原理，将一种电压等级的交流电能 变换为同频率的另一种电压等级的的交流电能的静止电机。
2.变压器的主要额定值
1）额定电压U1N/U2N(V或kV)
一次侧额定电压是指正常运行时，电源加到一次侧的额定电 压。 二次侧额定电压是指变压器一次侧加__额__定__电__压____，二次侧 的___空__载__线_____电压。 三相变压器的一次、二次额定电压都是指_额__定__线__电__压___。
基本要求：
1.掌握三相变压器组和三铁心式变压器磁路的特点 2.掌握三相变压器的联结组标号，能利用电动势相量图判 定联结组标号 3.掌握变压器理想并联运行的条件 4.掌握变压器并联运行时负载分配的计算方法
一次绕组漏电抗X1反映了一次绕组漏磁通对电路的电磁效 应，是同_一__次__绕__组__漏__磁__通____相对应的电抗。二次绕组漏电 抗X2反映了二次绕组漏磁通对电路的电磁效应，是同_____ _二__次__绕__组___漏__磁__通___相对应的电抗。
4.变压器的基本方程式、等效电路、相量图
影响变压器电压调整率U的因素有：___负__载_的__大__小___、 ___负__载_的__性__质____和_短__路_阻__抗__参_数 __R_k_、_X_k _。
2）变压器的损耗和效率
变压器的损耗有铁耗和铜耗。
铁耗不随负载的大小而改变，也称为不变损耗， pPe p0
铜耗随负载的大小而改变，也称为可变损耗， pCu I 2 2
2）额定电流I1N/I2N ( A)
额定电流是指变压器在额定运行条件下一、二次绕组允许 通过的电流。 三相变压器的一次、二次额定电流都是指_额__定__线__电__流___。
3）额定容量SN (VA或kVA)
在铭牌规定的额定状态下变压器输出的视在功率。 变压器的额定容量、额定电压、额定电流之间的关系：
2
m PkN
P0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
或
m
P0 PkN
即当 pcu pFe 时，变压器的效率最高。
影响变压器效率的因素有：__负__载__的__大__小___、_负__载__的__性__质__
和__变__压__器__本__身__的__损__耗__p_0、__p_k_N_________ 。
第三章 三相变压器
漏磁通的性质和作用：漏磁通主要沿非铁磁性材料闭合 ，其磁路是一种线性磁路，s1（ s2 ）与I1 （ I2 ）呈线性 关 系 ， 漏 磁 通 只 起 _产__生__漏__电__抗__压__降__ 的 作 用 ， 不 直 接 参 与 从一次绕组到二次绕组的能量传递。
2.主磁通感应电动势和励磁电流
第二章 变压器的运行分析
1.变压器的磁场
为了便于研究，根据变压器内部磁场的实际分布和所起作 用的不同，通常把磁通分为___主__磁__通___和_漏__磁__通____。
主磁通的性质和作用：主磁通沿铁心闭合，其磁路是一 种非线性磁路，m与I0 呈非线性关系，主磁通在一、二次 绕组中分别感应电势E1和E2，将电磁功率从一次绕组传递 到二次绕组，起__传__递__能__量_______的作用。
对T型等效电路：
R1
R2'
1 2
Rk
X1
X
' 2
1 2
Xk
6.变压器的运行性能
1）变压器的电压调整率△U
定义：变压器带上负载以后，电压变化的差值（二次额 定电压U2N与二次电压U2之差）与二次额定电压的比值称 为电压调整率，用U表示，即
U U2N U2 100% U2N
计算公式： U (Rk cos2 Xk sin2)
一次绕组感应电动势 E1 j4.44 fN1 m
二次绕组感应电动势 E2 j4.44 fN 2 m
变压器的变比：变压器的一次侧与二次侧__相__电__势__之__比___， 称为变压器的变比，用k表示，即
k E1 N1 E2 N2
励磁电流：在铁心饱和时，为了得到正弦波的主磁通，励 磁电流应为_尖__顶__波_____。尖顶波的励磁电流可以分解为