第1章 直流电机作业答案解读
第1章直流电机 习题及参考答案
（3）
能耗制动，n＝200r/min；
参考答案：
额定运行时：额定电流： 电枢电流：
安 安
（1） 反接制动时，感应电势：
所串电阻： 制动转矩： （2） 回馈制动时，感应电势：
所串电阻： 制动转矩： （3） 能耗制动时，感应电势
所串电阻： 制动转矩：
伏 欧 N·m
伏 欧 N·m
伏
N·m
5
习题 7.4 已知某直流电动机铭牌数据如下，额定功率
，额定电压
，
额定转速
，额定效率
参考答案：
对于直流电动机，
，试求该电机的额定电流。
故该电机的额定电流 习题 7.5 试计算下列各绕组的节距 ， ， 和 ，绘制绕组展开图，安放主极及电刷，
1
第 7 章直流电机的基本理论
并求并联支路对数。 （1） 右行短距单叠绕组：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;
参考答案：
（1）
；
；
；
习题及参考答案
（2）
；
；
；
（3）
；
；
（4）
；
； 展开图略。 习题 7.6 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
，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。 参考答案：
电机学随堂理解练习答案解析
《电机学》随堂练习参考答案第一篇直流电机 1.在直流发电机中，电刷顺着电枢旋转方向移动一角度后，负载时， （）A 只有直轴电枢反应磁势。
B 只有交轴电枢反应磁势。
C 直轴和交轴电枢反应磁势都有，而且直轴电枢反应为去磁性质。
D 直轴和交轴电枢反应磁势都有，而且直轴电枢反应为助磁性质。
A 励磁电流恒定时，发电机端电压与线路电流之间的关系。
B 发电机端电压恒定时，励磁电流与线路电流之间的关系。
C 发电机线路电流恒定时，发电机端电压与励磁电流之间的关系D 发电机端电压恒定时，励磁电压与线路电流之间的关系。
参考答案：C 2. 单波绕组的并联支路数应等于（ A2 B 极对数p 参考答案：A 3. 电磁转矩应等于（ ） A Ce ① n B CT ① la 参考答案：B 3. 电磁转矩应等于（ ） A Ce ① n B CT ① la参考答案：B 4. 他励发电机外特性是指转速恒定且C 极数2pD 换向片数kC P2/ QD CeKflflaC P2/ QD CeKflflaC P2-p0D T2 Q)C极数2p D换向片数k C P2 /la D CTKfIfIaA能量回馈到电网。
C电机变成他励发电机B电机内仍有主磁场。
D电磁转矩为制动性转矩。
5. 他励发电机的调整特性是（）A下垂B上翘C水平 D 没准参考答案：B6. 下列说法错误的是（）A直流电动机制动的方法有能耗制动、反接制动和回馈制动。
B直流电动机起动的方法有直接起动、电枢回路串电阻起动和降压起动。
C串励电动机允许空载运行。
D串励电动机的优点是有较大的起动转矩和过载能力。
参考答案：C7. 电磁功率应等于（）A Ea laB P1+pO参考答案：A8. 单叠绕组的并联支路数应等于（A 2 B极对数p参考答案：C9. 感应电动势应等于（）A Ce ① nB CT① la参考答案：A10. 对于能耗制动来说，下列说法错误的是（）11. 直流电机的励磁方式有（A 他励B 并励C 串励D 复励D 实槽数C 换向器节距D 合成节距)0C P1-pcuf-pcuaD Eala0 0B 改变电枢电压 D 改变励磁电流参考答案：ABCD 12.直流电机的换向片数等于（）。
电机学(徐德淦)第一章答案
第一章直流电机思考题参考答案1.略2.因为电枢铁心中的磁通是随着电枢旋转而在改变，为减小它的铁心损耗，采用电工钢片叠成。
磁轭中的磁通为恒定的非交变磁通，不会引起涡流和磁滞损耗。
所以毋需用电工钢片可用工艺简单的方式，由铸钢或钢板制成。
3.在直流电动机中，换向器可保证每个主磁极下电枢导体中的电流方向与转子旋转无关，始终保持一个方向，这样电动机才有恒定的电磁转矩。
4.无头无尾成环状闭合的绕组称为闭合绕组。
相反，绕组有头有尾有缺口不成环状闭合的为开启式绕组。
简单看来如直流电机用开启式绕组则工作时有一半电枢绕组中没有电流流通。
除电机材料未充分利用外，还可能引起开口处发生火花等故障。
5. a.电刷可以引出的电势最大；b.电刷引出电势为0；c.电刷电势的大小介于a、b两种情况之间；d.设该电机有极对数为p，则电刷电势是一具有p个周期变化的交变电势；e.其时电势为频率为（Hz）的交流电势；f.情况与e相同；g.电刷电势仍为直流电势。
6.默画后对照图1-20。
7.电枢绕组每根导体的电势和电磁转矩与分布曲线成正比。
如分布极不均匀，如图1-20b所示，某点大到某值时，可能导致切割该磁通的导体的感应电势相应过大，而损坏该导体出的绝缘，而使电机发生故障。
对转矩则无甚关系。
8.式（1-12）（1-18）是当电刷位置处于与交轴导体相接触的位置导出的，如电刷位置不满足这个前提，所得结果将产生误差。
9.不能，虽能补偿电枢反应，但电枢槽中合成电流为零，电机不能正常工作了。
10.没有磁饱和现象自励将不能得最终的稳定电压。
必须小于临界值，否则只能建立微小的电势。
11.因为并励发电机短路时，加在励磁绕组的电势被短路，只有剩余磁通产生的电枢电势被短路，短路电流不会很大。
串励机因为由电枢电流励磁，大的短路电流增大励磁电流、电枢电势，短路电流将十分巨大。
12.必须同时改变电枢转向和电枢电刷与励磁线圈的连接。
13.改变励磁电流或电枢电流方向均可改变其转向。
第一章直流电机原理题及答案
第一章直流电机原理题及答案《电直流电机部分1、直流电机的___子是磁极，___子是电枢。
a) 定b)转2、直流电机的换向器是___的，电刷装置是___的。
a)固定不动b)随轴转动3、直流电机线圈的感应电势是___电势，刷间的电势是___电势。
a)直流b)交变4、某直流电机的额定功率P N=75Kw,U N=220V，额定效率N=88.5%.若这是一台电动机，额定电流I N=___A，若为发电机，额定电流I N=___A。
a)341; b)385.2 c)301.75、直流电动机的额定功率P N是指____功率。
a)电b)机械6、直流电机空载时的磁场是。
a)励磁磁场b)电枢磁场c)合成磁场7、直流电机磁场对气隙磁场的影响，称为电枢反应。
a)励磁磁场b)电枢磁场c)合成磁场8、直流电机电枢反应的作用之一是：当考虑饱和时有作用。
a)增磁b)去磁9、某直流电机有16片换向片，其元件数为___。
a)８b)16 c)3210、直流绕组中，被电刷短路的元件是处于上的元件。
a) 几何中性线b) 磁极轴线11、直流绕组支路元件是___的，支路元件数是___的,支路电势大小是___的。
a)不变b)不断变换12、直流绕组的导体电流，在每经过___时,便交变一次。
a)磁极轴线b)电刷c)几何中性线13、直流电机的感应电势与___成正比，电磁转矩与___成正比。
a)转速n b)电枢电流c)电网电流14、直流电机电枢电势是___，电枢电流是___。
a)各支路电势之和b)支路电势c)各支路电流之和d)支路电流15、电流方程是I a=I－I f的直流电机是___机。
a)发电b)电动16、他励直流电动机的电流方程为___。
a) I a=I b) I a= I f17、某直流电机E a>U，则该电机运行在___状态。
若机械转矩大于电磁转矩T，则运行在___状态。
a)发电机b)电动机18、直流电动机的电枢电流I a与E a___向，电磁转矩T与n___向。
直流电机课后习题答案
第1章直流电机1-1 P N=201 kW I N=782 A1-2 答：可以根据感应电动势e的大小来判断直流电机的运行状态。
当e>U时处于发电机状态，反之处于电动机状态。
发电状态时M em与n反向，e与I a同向，与U a反向；电动机M em与n同向，e与I a、U a反向。
发电机把机械能转换为电能，电动机把电能转换为机械能。
1-3 I N=522 A1-4 E e=110.9 V T em=378.4 N·m1-5 T2=54.1 N·m T p=5.1 N·m η=86.9% n0=3 111.2 r/min1-6 答：他励直流电动机的固有机械特性是指当电动机电源电压和磁通为额定值，且电枢回路不串联电阻的机械特性。
通过人为的改变他励直流电动机机械特性公式中的磁通、电源电压和电枢回路串联电阻等参数得到的机械特性称为人为机械特性。
1-7 答：电力拖动系统稳定运行的条件有：（1）必要条件。
电动机的机械特性曲线与负载转矩特性曲线有交点，即T em=T L（T L 为负载转矩）。
（2）充分条件。
在交点对应的转速之上有T em<T L，在交点对应的转速之下有T em>T L。
1-8 答：1、因为他励直流电动机直接启动时启动电流可高达额定电流的十几倍或更高，使绕组由于过热而损坏。
2、他励直流电动机的启动控制常采用降压启动或电枢回路串联电阻启动。
3、电枢回路串电阻启动的优点是操作简单、可靠，缺点是启动时电阻消耗的电能较多、效率较低；降压启动的优点是启动过程快、平稳，而且能量损耗小。
缺点是需要专用电源设备，投资大。
1-9 解：避免启动电流过大使电机换向情况恶化，导致启动转矩过大使电动机遭受机械损坏。
1-10 答：常见的调速方法有电枢回路串电阻调速、降低电源电压调速和减弱磁通调速。
1、电枢回路串电阻调速的优点是方法简单，操作方便，缺点是相对稳定性差，而且串入电阻使能耗增大，经济性较差。
电机与拖动基础习题解答第一章
武汉纺织大学第一章1 . 1 一台直流电动机的数据为:额定功率N P =25 kW ,额定电压N U =220 V ,额定转速N n =1 500 r /min,额定效率N η =86 .2 %。
试求:( 1 )额定电流N I ;( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。
解：（1）直流电动机的:额定功率 N N N N I U P η=A U P I N N NN 83.131862.022010253=⨯⨯==η（2） KW P P NNN 29862.0251===η1 .2 一台直流发电机的数据为:额定功率N P =12 kW ,额定电压N U =230 V ,额定转速N n =1 450 r /min,额定效率N η=83 .5 %。
试求:( 1 )额定电流N I ;( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。
解：（1）直流发电机的:额定功率 N N N I U P =A U P I N N N 17.5223010123=⨯==（2）KW P P NNN 37.14835.0121===η1 . 3 一台直流电机,已知极对数p=2 ,槽数Z 和换向片数K 均等于22 ,采用单叠绕组。
( 1 )计算绕组各节距; ( 2 )求并联支路数。
解：（1）第一节距 54242221=-=±=εp Z y ,为短距绕组。
单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1,即1==K y y第二节距41512=-=-=y y y (2) 并联支路数等于磁极数,为4。
1 . 4 一台直流电机的数据为:极数2 p=4 ,元件数S=120 ,每个元件的电阻为0 . 2 Ω。
当转速为1 000 r /min 时,每个元件的平均感应电动势为10 V ,问当电枢绕组为单叠或单波绕组时,电刷间的电动势和电阻各为多少?解：当电枢绕组为单叠绕组时, 绕组并联支路数等于磁极数,为4,每一条支路串联的元件数为30, 换向器上放置4个电刷,假设一个电刷短路一个元件, 每一条支路有一个元件被短路,则电刷间的电动势为a E =29⨯10=290V ;每一条支路的电阻为 Ω=⨯=8.52.029R ,4条并联支路的电阻,即电刷间的电阻为 Ω===45.148.54R R a 当电枢绕组为单波绕组时, 绕组并联支路数为2,每一条支路串联的元件数为60, 换向器上可以放置4个电刷,至少短路4个元件,则电刷间的电动势为V E a 5801058=⨯=每一条支路的电阻为 Ω=⨯=6.112.058R 电刷间的电阻为 Ω===8.526.112R R a1 . 5 已知一台直流电机的极对数p=2 ,元件数S= Z = K=21 ,元件的匝数c N =10 ,单波绕组,试求当每极磁通Φ=1 . 42 × 210-Wb,转速n =1 000 r /min 时的电枢电动势为多少? 解：单波绕组并联支路对数a=1, 电枢总导体数420102122=⨯⨯==C SN N 电枢电动势 V n a pN E a 8.198********.11604202602=⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=-1 . 6 一台直流电机,极数2 p=6 ,电枢绕组总的导体数N=400 ,电枢电流a I =10 A ,气隙每极磁通Φ=0 . 21 Wb 。
第1章直流电机习题解答
第一章 直流电机1-1 一台直流电动机的数据为：额定功率N P =25 kW ，额定电压N U =220 V ，额定转速N n =1500 r /min ，额定效率N η =86 .2 %。
试求：（1）额定电流N I ；（2）额定负载时的输入功率N P 1 。
解：（1）直流电动机的额定功率N N N N I U P η=额定电流A 83.131862.022010253=⨯⨯==N N NN U P I η （2）输入功率kW 29862.0251===N NN P P η1-2 一台直流发电机的数据为：额定功率N P =12 kW ，额定电压N U =230 V ，额定转速N n =1 450 r /min ，额定效率N η=83 .5 %。
试求：（1）额定电流N I ；（2）额定负载时的输入功率N P 1 。
解：（1）直流发电机的额定功率N N N I U P =额定电流A 17.5223010123=⨯==N N N U P I （2）输入功率kW 37.14835.0121===N NN P P η1-3 一台他励直流电机，极对数p =2 ，并联支路对数a =1 ，电枢总导体数N=372 ，电枢回路总电阻a R =0.208 Ω，运行在U =220V ，n =1500 r /min ， Φ=0.011 Wb 的情况下。
Fe P =362W ，mec P =204 W ，试问：（1）该电机运行在发电机状态还是电动机状态?（2）电磁转矩是多大?（3）输入功率、输出功率、效率各是多少?解： （1） V 6.2041500011.0160372260=⨯⨯⨯⨯=Φ=n a pN E a 低于电源电压U =220 V ，所以电机运行在电动机状态。
（2） A 74208.06.204220=-=-=a a a R E U I m N 39.9674011.011416.3237222⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=a I a pN T π （3）输入功率 kW 28.16W 16280742201==⨯==UI P输出功率 204362208.07416280212--⨯-=---=mec Fe cua P P P P P=14575W=14.575kW 效率 895.028.16575.1412===P P η=89.5%1-4 一台并励直流电动机的额定数据为：N U =220V ，N I =92 A ，a R =0.08 Ω，f R =88.7Ω，N η=86 %，试求额定运行时： （1）输入功率；（2）输出功率；（3）总损耗；（4）电枢回路铜损耗；（5）励磁回路铜损耗；（6）机械损耗与铁损耗之和。
直流电机练习参考答案
直流电机练习参考答案第一章直流电机练习一、判断题（对的打√，错的打×）1、并励电机在运行时断开励磁绕组对电机运行没有多大的影响。
（×）2、在直流电动机的调速中，当调节器为PI调节时，表现为转速无静差。
（√）3、直流电机的电枢铁芯由于在直流状态下工作，通过的磁通是不变的，因此完全可以用整块的磁材料构成，不必用硅钢片叠成。
（×）4、降压调速适用于并励直流电动机。
（×）5、机械特性表征转速和电磁转矩的关系，直流电动机的机械特性是一条直线。
（×）6、在直流电动机起动时，采用电枢串电阻起动，在起动中过程为了快速起动和减小电阻引起的损耗，必须将电阻直接切除掉。
（×）7、一台并励直流发电机，空载运行于某一电压下，如将其转速升高10% ，则发电机的端电压升高10%。
（×）8、使用并励电动机时，发现转向不对，应将接到电源的两根线对调以下即可。
（×）9、换向器是直流电机特有的装置。
（√）10、直流发电机线圈中的感应电势是交变的。
（√）二、填空题1、直流电动机的调速方法有：1）改变电枢两端电压调速、2）改变励磁磁通调速、3）电枢回路串电阻调速等三种。
2、改变直流电动机旋转方向的方法有：（1）将电枢两端电压极性反接，使电枢电流方向改变；（2）将励磁电源电压反接，使励磁电流方向改变。
3、直流电动机按照电枢绕组和励磁绕组的联接方式不同可分为：他励、串励、并励和复励电动机。
4、直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向相反，因此电磁转矩为阻转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向相同，因此电磁转矩为驱动转矩。
5、直流电动机正处于运行状态，若想改变它的旋转方向，可用的方法有通过改变电枢两端电压极性，而改变电枢电流方向，实现反转和带位能性负载时，通过倒拉方式实现反转。
6、直流发电机的电磁转矩与电机转子方向相反。
（相同/相反）7、并励直流发电机在原动机转向改变后，电枢两端不可以产生感应电势。
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? UN Rf
?
220 A ? 91
2.42 A
所以输入功率：P1 ? UN (IaN ? I fN ) ? 220? (75 ? 2.42)KW ? 17.03KW
所以额定效率： ? ? P2 P1 ? 100% ? 12.5 17.03 ? 100% ? 73%
第1章 直流电机
1.29
解：励磁电流：
（2）电枢绕组为单波绕组a=1
Tem
?
CT? Ia
?
pN 2? a
?
I
a
?
3? 398 ? 2 ? 3.14 ? 1
2.1? 10?2 ? 10 3
N.m ? 13.31N.m
第1章 直流电机
? 1.25一台直流发电机，其额定功率 PN ? 17KW ，额定电压
UN ? 230V ，额定转速 nN ? 1500r / min ，极对数p=2，电枢总导 体数N=468，单波绕组，气隙每极磁通 ? ? 1.03? 10?2 Wb ，求：
?
?
N
P
151.84
和效率 ?
?m
?
73.9N
?m
电机的总损耗：? P ? PCua ? PCuf ? Pmec ? PFe ? Pad
=（972.5+246.2+104+442+0）W
=1764.7W
输入功率：P1 ? P2 ? ? P ? (10000? 1764.7)W ? 11764.7W
效率:
A
?
43.48A
额定负载时的输入功率：
P1
=
PN
?N
=
10? 103 0.85
KW
?
11.76KW
第1章 直流电机
? 1.20一台直流电动机的额定数据为：额定功率 PN =17KW ，额定
电压 UN =220V ，额定转速 nN =1500r / min ，额定效率 ? N =83% 。 求它的额定电流及额定负载时的输入功率。 解：额定负载时的输入功率：
直流电机及其拖动 习题课
第1章 直流电机
? 1.19一台直流发电机额定数据为：额定功率 PN =10KW ，额 定电压 UN =230V，额定转速 nN =2850r / min ，额定效率 ? N =85% 。 求它的额定电流及额定负载时的输入功率。
解：额定电流：
IN
=
PN UN
=
10 ? 103 230
所以额定负载时输出功率：
P2 ? Pem ? P0 ? Pem ? (PFe ? Pmec )
第1章 直流电机
=（15037.5-2589）W=12448.5W
所以额定负载时输出转矩为：
T2
?
P2 ?
= 12448.5 N ?m ? 118.93N ?m
1000 ? 2? 60
（2）励磁电流
因为
I fN
额定电流：
P1
=
PN
?N
=
17 0.83
KW
?
20.48KW
IN =
P1 UN
=
20480 220
A
?
93.10A
第1章 直流电机
? 1.23一台直流电机的极对数p=3，单叠绕组，电枢绕组总 导体数N=398，气隙每极磁通 ? =2.1? 10-2 Wb。当转速分别 为n=1500r/min和n=500r/min时，求电枢绕组的感应电动势。
励磁回路电阻 Rf ? 215? ，电枢回路电阻 R a ? 0.49? ，额定 负载时，PFe =442W ，Pmec ? 104W，忽略附加损耗。试求：
（1）励磁电流 I f 和电枢电流 Ia ； （2）电磁功率 pem 和电磁转矩Tem ；
（3）电机的总损耗 ? P 和效率? 。
解：（1）励磁电流 I f 和电枢电流 Ia ：
（1）额定电流；（2）电枢电动势。 解：（1）额定电流
IN
?
PN UN
?17? 103 230 NhomakorabeaA?
73.91A
（2）电枢电动势
Ea
?
CE? nN
?
PN 60a
?
n
N
?
2 ? 468 ? 1.03? 10?2 ? 1500V 60 ? 1
?
241V
第1章 直流电机
? 1.26一台并励直流发电机，PN =10KW ，UN =230V ，nN =1450r / min
?N
?
P2 P1
? 100% ?
10000 11764.7
?
85%
第1章 直流电机
1.28 解：（1）额定负载时电枢电动势：
Ea ? U N ? RaIaN ? (220 ? 0.26? 75)V ? 200.5V
因为额定负载时电磁功率：
Pem ? Ea IaN ? 200.5 ? 75W ? 15037.5W
电磁功率： pem ? PN ? PCua ? PCuf ? (10000? 972.5 ? 246.2)W ? 11218.7W
电枢机械角速度： ?
N
?
2? nN
60
?
2? 1450 rad / s ? 151.84rad
60
/s
第1章 直流电机
电磁转矩： Tem ? （3）电机的总损耗
Pem ? 11218.7 N
If
? Uf Rf
?
220 A ? 0.5 A 440
励磁损耗： PCuf
空载时: P2 ?
? I f 2Rf
0
?
Uf2 Rf
?
2202 W
励磁电流：
If
? UN Rf
?
230 A ? 1.07A 215
额定电流：IN
?
PN UN
?
10 ? 103 230
A?
43.48 A
第1章 直流电机
电枢电流： Ia ? IN ? I f ? (43.48 ? 1.07) A ? 44.55A
（2）电磁功率 pem 和电磁转矩Tem ：
电枢回路铜损耗：PCua ? Ia2Ra ? 44.552 ? 0.49W ? 972.5W 励磁回路铜损耗：PCuf ? I f 2Rf ? 1.072 ? 215W ? 246.2W
? 1.24同题1.23中数据，设电枢电流 Ia ? 10 A，磁通? 保持不 变，问其中电磁转矩为多大？如果把此电枢绕组由单叠绕 组改为单波绕组，并保持支路电流不变，问这种情况下的 电磁转矩又为多大？
解：（1）电枢绕组为单叠绕组a=3
Tem
?
CT? Ia
?
pN 2? a
?
I
a
?
3? 398 ? 2.1? 10?2 ? 10N.m ? 13.31N.m 2? 3.14 ? 3
解：（1） n=1500r/min时
Ea =CE? n=
pN
?n
60a
?
3? 398 ? 60 ? 3
2.1? 10?2 ? 1500V
?
209V
（2） n=500r/min时
Ea =C E? n=
pN ? n ?
60a
3 ? 398 ? 60 ? 3
2.1? 10?2 ? 500V
?
69.65V
第1章 直流电机