电机与电力拖动课后习题答案

《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.

— 直流电动机，已知 P N =13kw ，U N = 220V ，n ” =1500r/min ，

=0.85,求额定电流 I N 。

3. 一直流电动机，已知 P N =90kw ， U N = 230 V ， n ” =1450r/min ， =0.89,求额定电流 I N 。

解：电动机P N 二U N I N * ，

故

I N

=T=^F08T 69.5

=

p 90 x 103

解：发电机P N二U N I N , 故l N旦二----------------- 391-.

U N 230

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。

电刷反应的性质与电刷的位置有关系。

当电刷位于几何中性线上时，发电机的电枢反应性质是交轴电枢反应，此时物理中性线由几何中性线顺转向移动了一个角度，而电动机的电枢反应也是交轴电枢反应，但物理中性线由几何中性线逆转向移动一个角度。

8•什么叫换向？为什么要换向？改善换向的方法有哪些？

答：元件从一条支路转入另一条支路时，元件的电流将改变一次方向，这种元件中电流改变方向的过程就称为"换向"。

改善换向的目的在于消除电刷下的火花。

常用的改善换向方法有两种：（1）装置换向极；（2）正确选用电刷。

10. —台4极82kw、230v、930r/min的并励发电机，在75C时的电枢回路电阻R^ 0.02591，励磁绕组电阻R rf

=228」，额定负载时励磁回路串入调节电阻R pf =3.5门，电刷压降2.2匕=2V，铁耗和机械损耗P Fe ■ P[l=2.3kw，附加损耗P s =0.05P N。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。

U 230

解：励磁电流I f —N——8.75---

R rf+R pf22.8+3.5

额定电流

I N 』=

821（3

=35d U N 230

电枢电流 1 a = 1 N 1 f = 356.5 8.75 = 365.3.-. 电枢电动势 E a =U N l a R a 2 U b = 230 365.3 0.0259 2 = 241.5V

电磁功率

P em = E a l a = 241.5 365.3 = 88.2kw 输入功率

P 1 = P em P 0 = P em - P Fe - P s

= 88.2 2.3 0.05 82 二 94.6kw

电磁转矩

P em 9.55P em 9.55 88.2 103

T em

9 0 5N m

门N

N

930

效率 r

-

P N

100% = ^2 100% =86.7% P 94.6

11. 一台并励直流电动机，在额定电压 U N = 220V ，额定电流I N =80一二的情况下运行，75C 时的电枢电 阻R a =0.0V 1，

电刷接触压降2；U^2V ，励磁回路总电阻R rf R pf =110门，附加损耗P s =0.0侃， 效率 =0.85。求：（1）额定输入功率R;

（2）额定输出功率P 2 ; （3）总损耗a p ；（ 4）电枢铜耗P cua ；（5） 励磁回路损耗P f （ 6）电刷接触损耗P cub ；

（ 7）附加损耗P s ；

（ 8）机械损耗和铁耗PdP Fe 。

解：（1）额定输入功率 P = U N I N = 220 80 =17.6kw

（2）额定输出功率

P 2 二 P =17.6 0.85 =14.96kw

（3） 总损耗 ' p 二 R -P 2 =17.6 -14.96 = 2.64kw

（4）

励磁电流 ■

U N

_ 220 ” I f-

一 -2- R rf R Pf

110

电枢电流

l a = I N - I f =80 -2 =78二

电枢铜耗

P cua =l ：R a = 782

0.01 =61w

（5） 励磁回路损耗 P f 二 l 2（R f R Pf ） 22 1 1 044w

（

6）

电刷接触损耗 P cub "a

2

：U b =78

2 =15w