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1、电机学复习资料第一章 基本电磁定律和磁路电机的基本工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律、磁路定律和电磁力定律等定律的基础上的，掌握这些基本定律，是研究电机基本理论的基础。全电流定律全电流定律IHdll式中，当电流方向与积分路径方向符合右手螺旋关系时，电流取正号。在电机和变压器的磁路计算中，上式可简化为NiHl电磁感应定律电磁感应定律 e=- dtdNdtd式中，感应电动势方向与磁通方向应符合右手螺旋关系。变压器电动势磁场与导体间无相对运动，由于磁通的变化而感应的电势称为变压器电动势。电机中的磁通通常是随时间按正弦规律变化的，线圈中感应电动势的有效值为mfNE44.4运动电动势 e
2、=Blv 自感电动势dtdiLeL互感电动势 eM1=-dtdi2 eM2 =-dtdi1电磁力定律f=Bli 磁路基本定律 磁路欧姆定律=AlNi=mRF=mF 式中， F=Ni磁动势，单位为A；Rm=Al磁阻，单位为H-1；m=lARm1磁导，单位为 H。 磁路的基尔霍夫第一定律0sBds上式表明，穿入（或穿出）任一封闭面的磁通等于零。 磁路的基尔霍夫第二定律mRHlF精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 39 页上式表明， 在磁路中，沿任何闭合磁路，磁动势的代数和等于次压降的代数和。磁路和电路的比较电路磁路电流 IA 电
3、流密度 JA/m2 电动势 EV 电阻lRs 电导1GRS 基 尔 霍 夫 第 一 定 律0i基 尔 霍 夫 第 二 定 律ue电路欧姆定律EIR磁通 Wb 磁通密度 BT=Wb/m2 磁动势 FA 磁阻lRms1/H 磁导1mRmH 磁路节点定律0全电流定律HlN i磁路欧姆定律FRm第二章 直流电动机一、直流电机的磁路、电枢绕组和电枢反应磁场是电机中机电能量转换的媒介。穿过气隙而同时与定、转子绕组交链的磁通为主磁通；仅交链一侧绕组的磁通为漏磁通。直流电机空载时的气隙磁场是由励磁磁动势建立的。空载时，主磁通0与励磁磁动势F0的关系曲线0=f（F0）为电机的磁化曲线。从磁化曲线可以看出电机的饱
4、和程度，饱和程度对电机的性能有很大的影响。 电机的磁化曲线仅和电机的几何尺寸及所用的材料有关，而与电机的励磁方式无关。电机的运行特性与磁化曲线密切相关。设计电机时，一般使额定工作点位于磁化曲线开始弯曲的部分，这样既可保证一定的可调节度，又不至于浪费材料。 直流电机电枢绕组各元件间通过换向器连接，构成一个闭合回路，回路内各元件的电动势互相抵消，从而不产生环流。元件内的电动势和电流均为交变量，通过换向器和电刷间的相对运动实现交直流转换。电刷的放置原则是：空载时正、负电刷之间获得最大的电动势，这时被电刷短路的元件的电动势为零。因此，电刷应放在换向器的几何中性线上。对端接对称的元件，换向器的几何中性线
5、应与主极轴线重合。 不同型式的电枢绕组均有S=K=Z ；y 1=Zi/2p=整数； y=y1+y2。其中， S 为元件数， K 为换向片数， Zi为虚槽数， p 为极对数， y 1为第一节距， y 2为第二节距， y 为合成节距，为小于1 的分数，用来把y 1凑成整数。对单叠绕组， y=1，y 2小于 0，并联支路对数a=p，即每极下元件串联构成一条支路。对单波绕组，y 2大于零， a=1，即所有同极性下元件串联构成一条支路。 当电枢绕组中通过电流时，产生电枢磁动势，此时气隙磁场由励磁磁动势和电枢磁动势共同建立。 电枢磁动势对主极磁场的影响称为电枢反应。直流电机电枢磁动势是空间分布固定的三角波
6、，其幅值位于电枢表面导体电流改变方向处。 当电刷安装在换向器的几何中性线上时，只存在交轴电枢磁动势Faq。Faq对气隙磁场的影响称为交轴电枢反应，它使气隙磁场发生畸变；物理中性线偏离几何中性线一个角度，不饱和时，每极磁通量不变，饱和时，有去磁作用。当电刷偏离几何中性线时，除了Faq外，还存在直轴电枢磁动势Fad。Fad对气隙磁场的影响称为直轴电枢反应，当Fad与励磁磁动势同方向时，起助磁作用；当 Fad与励磁磁动势反方向时，起去磁作用。当电刷在几何中性线上时，交轴电枢反应磁动势的大小为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 39
7、 页 Faq=21A（A/极）式中， A=aaDNi线负荷（ A/m）；pDa2极距（ m ）；N电枢圆周总导体数；Da电枢外径（ m ）Ia支路电流（ A）当电刷从几何中性线上移开机械角度时，交直轴电枢磁动势分别为Faq=A（2-b）（A/极）Fad=A b（A/极）式中， b=aD0360电刷在电枢表面移过的弧长（m ）。电枢绕组感应电动势E 是指正、负电刷间的电动势，即一条支路的电动势。电磁转距Tem是指电枢电流和气隙合成磁场相互作用产生的。感应电动势和电磁转距公式是直流电动机的两个重要的计算公式E=Cen （V）Tem=CTIa （Nm ）式中，每极磁通量； n电机转速； Ia电枢电流
8、；Ce、CT与电机结构有关的常数。其中apNCe60,apNCT2,TC=9.55 Ce 直流电机的励磁方式共有四种：他励、并励、串励。复励。电机端电流I 、电枢电流 Ia 、励磁电流 If的关系如下表：不同励磁方式电机各绕组之间的关系发电机电动机他励I=Ia ，If 与 Ia 无关I=Ia ，If 与 Ia 无关并励I=Ia-If I=Ia+If 串励I=Ia=If I=Ia=If 复励I=Ia-If Is=Ia I=Ia+If Is=Ia 对于复励电机， Is 为串励绕组电流， If 为并励绕组电流。 对于发电机： EU ，Ia 与 E同方向， Tem与 n 反方向，将机械能转化为电能；对
9、于电动机：E0）一定，电源电压下降，则空载电流I0_，铁损耗 PFe_ 。（ 减小；减小）27、一台 2kVA,400/100V 的单相变压器，低压侧加100V ，高压侧开路测得I0=2A；P0=20W ；当高压侧加 400V ，低压侧开路，测得I0=_A ，P0=_W 。（0.5 ；20）28、变压器短路阻抗越大，其电压变化率就_，短路电流就 _。（大；小）29、变压器等效电路中的xm是对应于 _电抗， rm是表示 _电阻。 （主磁通的；铁心损耗的等效）30、两台变压器并联运行，第一台先达满载，说明第一台变压器短路阻抗标么值比第二台_。（小）31、三相变压器的联结组别不仅与绕组的_和_有关，
10、而且还与三相绕组的_有关。 （绕向；首末端标记；联结方式）32、变压器空载运行时功率因数很低，这是由于_。（空载时建立主、漏磁场所需无功远大于供给铁损耗和空载时铜损耗所需的有功功率）二、判断下列说法是否正确：1变压器的激磁阻抗Zm随外加电压的增大而增大。2变压器从空载到负载主磁通将随负载电流的增加而变大。3变压器变比的定义是初级和次级绕组的负载电压之比。4 变压器短路实验常在高压侧进行，测取外加电压为额定电压时的电流。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 39 页5、变压器次级电流折算到初级要除以变比k2 。6、短路电压uk
11、越大，则变压器随负载变化时，输出电压电压波动越大，且在变压器故障短路情况下，短路电流较小。7、按国家标准，实验测出的电阻值和电抗值应换算到基准工作温度（75）时的数值。8、变压器空载实验时，OmIUZ1，为了使测出的参数能符合变压器的实际运行，应选取额定电压时的数据来计算激磁阻抗。9、变压器的空载损耗可近似看成铁损耗，短路损耗可近似看成铜损耗。10、变压器带感性负载时，输出电压有可能比空载电压还高。11、标么值是实际值与该物理量所选定的同单位基值之比的形式表示。12、变压器次级电阻的标么值与次级电阻折算到初级后的的标么值具有不同的值13、变压器带额定负载时变压器的效率最高。14、三相心式变压器
12、三相磁路长度不同，当外加三相对称电压时，三相激磁电流不完全对称，中间铁心柱的一相磁路较短，激磁电流较大。15、绕组的同名端只决定于绕组的绕向，与绕组的首末端标志无关。16、联接组号为 Y/Y-4 的变压器次级绕组的线电动势超前初级绕组的线电动势120?17、在三相变压器中，总希望在初级或次级绕组中有一个接成三角形，以保证相电动势接近正弦波，从而避免相电动势波形发生畸变。18、磁路彼此相关的三相组式变压器如采用Y/Y 联结会使相电动势畸变成为尖顶波，可能危及绕组绝缘安全，故不允许采用Y/Y 联结。19、电流互感器不允许短路运行。20、单相变压器额定容量SN=2KVA ，原，副方额定电压U1N/U
13、2N=220/110V，今在原方施以22V的直流电压时，副方的电压为11V。 21、仪用电压互感器在工作时绝对不允许副方短路。22、变压器中的磁通按正弦规律变化时，激磁电流波形也按正弦规律变化。23、不论变压器带什么性质的负载，其负载电压总比空载电压低。24、 变压器低压侧电压折算到高压侧时，低压侧电压乘以变比K 25、一台变压器原边电压U1不变，副边接电阻性负载或接电感性负载，如负载电流相等，则两种情况下，副边电压也相等（）。 （F）26、变压器在原边外加额定电压不变的条件下，副边电流大，导致原边电流也大，因此变压器的主要磁通也大（）。（ F）27、变压器的漏抗是个常数，而其励磁电抗却随磁路
14、的饱和而减少（）。（ T）28、自耦变压器由于存在传导功率，因此其设计容量小于铭牌的额定容量（）。 （T）29、使用电压互感器时其二次侧不允许短路，而使用电流互感器时二次侧则不允许开路（）。（T）三、选择题1、变压器的空载损耗为：（B）短路损耗主要为铜秏A、主要为铜耗 B、主要为铁耗 C、 全部为铁耗 D、 全部为铜耗2、变压器空载电流小的原因是：（A）A 、变压器的励磁阻抗大 B、 一次绕组匝数多，电阻大 C、 一次绕组漏抗大3、当一次侧接额定电压并维持不变时，变压器由空载转为满载运行时，其主磁通将会（C ）A、 增大 B、 减小 C、 基本不变4、一台一次侧额定电压为220V 的单相变压器
15、，接220V 交流电源时，空载电流为1A；如果不慎错误地接到 380V的交流电源，则空载电流为（C ）A、 1.727A; B 、 1.0A; C 、 大于 1.727A5、下列哪种形式的变压器在电力系统中不宜采用（D ）A、 Y,d 接法的芯式变压器； B、 D,y 接法的组式变压器；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 39 页C、 Y,y 接法的芯式变压器； D、 Y,y 接法的组式变压器6、一台三相变压器，SN=200kVA,U1N/U2N=1000/400V，Y/接法，当此变压器额定运行时，二次绕组中流过的电流值为
16、（C）指的是相电流A、 500A; B 、 288.7A; C 、 166.7A; D、 115.5A 。7、一台变压器设计的频率为50Hz，现在将它接到60Hz 的电网上运行，当额定电压不变时，铁心中的磁通将（C ）A、 增加； B、 不变； C 、 减小；D、 为零不能运行。8、一台变压器在高压侧做空载实验求得的参数与在低压侧做实验求得的参数相比（A）A、 大 K2倍；B、 大 K倍；C、 相同； D、 小 K2倍；9、一台变压器原边接在额定电压的电源上，当副边带纯电阻负载时，则从原边输入的功率：只包含有功功率；只包含无功功率；既有有功功率，又有无功功率；为零。10、变压器中，不考虑漏阻抗
17、压降和饱和的影响，若原边电压不变，铁心不变，而将匝数增加，则励磁电流：匝数比与电流比成反比增加； 减少；不变；基本不变。11、一台变压器在（）时效率最高。铜秏等于铁耗=1；P0/PS=常数； PCu=PFe；S=SN四、问答题1、电流互感器二次绕组为什么不许开路？电压互感器二次绕组为什么不许短路？答：电流互感器正常运行时，相当于变压器工作在短路状态，一、二侧磁动势处于平衡状态，磁场很弱。若二次侧开路，一次侧电流完全用于励磁，磁场变得很强，将在二次侧感应出很高的电压，将绝缘击穿，危及人身及设备安全。因此，电流互感器二次侧不得开路。电压互感器正常运行时，负载接电压表，阻抗很大，接近于空载运行。若二
18、次绕组短路，则变成短路运行，电流从空载电流变成短路电流，一、二次侧电流均变得很大，造成互感器绕组过热而烧坏。2、为什么三相变压器组不能采用Yy联结？而三相心式变压器又可采用Yy 联结？答： Yy 联结的三相变压器，一、二次绕组中都不能流通3 次谐波电流，励磁电流基本接近正弦波。由于磁路饱和的原因，铁心中主磁通基本为平顶波，其中含较强的3 次谐波磁通。对于三相变压器组，各相磁路彼此独立，3 次谐波磁通沿铁心闭合。由于铁心磁阻很小，故3 次谐波磁通较大，加上 3 次谐波磁通的频率为基波频率的3 倍，所以，由它所感应的3 次谐波相电动势相当大，在数值上可达基波幅值的45%-60% ，甚至更大，结果使
19、相电动势波形畸变，最大值升高很多，可能使绕组绝缘击穿，故不能采用Yy联结。对于三相心式变压器，由于三相磁路彼此相关，三次谐波磁通又彼此同相位、同大小，不能沿铁心闭合，只能借油、油箱壁等形成闭合。由于这些磁路的磁阻很大，故3 次谐波磁通很小，主磁通基本接近正弦波，因此可以采用Yy 联结。但由于 3 次谐波磁通通过油箱壁闭合，引起附加涡流损耗，因此对容量较大、电压较高的三相心式变压器，也不宜采用Yy联结。3、变压器并联运行的最理想情况有那些？怎样才能达到最理想的情况？答：变压器并联运行的最理想情况是（1）空载时并联的变压器之间无环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各
20、变压器分担的电流应为同相。为了达到上述并联运行的理想情况，各台变压器必须具备下列三个条件（1）各台变压器的一次侧额定电压和二次侧额定电压应分别相等。此时，各台变压器的一次侧与二次侧线电压之比相等；（2）各台变压器的二次侧线电压对一次侧线电压的相位差相等，即各台变压器应属于相同的连接精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 39 页组；（ 3）各台变压器用标幺值表示的短路阻抗应相等，短路电抗和短路电阻之比也应相等。4、为什么变压器一、二次绕组电流与匝数成反比，只有在满载或接近满载时才成立，空载时不成立？答：因为空载时，二次绕组的电
21、流I2等于零，因此不存在电流比的关系。因而满载和接近满载时，一、二次绕组的电流远大于空载电流，在磁动势平衡方程式中，忽略空载电流才能得到KNNII11221这一关系。5、变压器空载运行时，原线圈加额定电压，这时原线圈电阻r1很小，为什么空载电流I0不大？ 如将它接在同电压（仍为额定值）的直流电源上，会如何？答：因为存在感应电动势E1, 根据电动势方程：)()(11001010010111jxrIZIrIxI jjxrIrIEEUmmm可知，尽管1r很小，但由于励磁阻抗mZ很大，所以0I不大 . 如果接直流电源，由于磁通恒定不变，绕组中不感应电动势，即01E，01E，因此电压全部降在电阻上，即有
22、11/ rUI，因为1r很小，所以电流很大。6、为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损耗，而短路损耗可近似看成为铜损耗？答 变压器铁损耗的大小决定于铁心中磁通密度的大小，铜损耗的大小决定决定于绕组中电流的大小。变压器空载和短路时，输出功率都为零。输入功率全部变为变压器的损耗。即铜损耗与铁损耗之和。空载时，电源电压为额定值，铁心中磁通密度达到正常运行的数值，铁损耗也为正常运行时的数值。而此时二次绕组中的电流为零，没有铜损耗，一次绕组中电流仅为励磁电流，远小于正常运行的数值，它产生的铜损耗相对于这时的铁损耗可以忽略不计，因而空载损耗可近似看成为铁损耗。短路试验时，输入功率为短路损耗。此时一次、二次绕
23、组电流均为额定值，铜损耗也达到正常运行时的数值，而电压大大低于额定电压，铁心中磁通密度也大大低于正常运行时的数值，此时铁损耗与铜损耗相比可忽略不计。因此短路损耗可近似看成铜损耗。7、电源频率降低，其他各量不变，试分析变压器铁心饱和程度、励磁电流、励磁电抗、漏抗的变化情况。答 据mfNU1144.4可知，当f降低时，m（mB ）增加，铁心饱和程度增加，励磁电流增加，励磁电抗减小。8、变压器的原、副边额定电压都是如何定义的？答 原边额定电压是指规定加在一次侧的电压。副边额定电压是指当一次侧加上额定电压时，二次侧的开路电压。五、计算题1、有一台 630KVA 、35/6.6KV、50Hz的单相变压器
24、，空载实验与稳态短路实验数据如下所示：实 验 名称电 压 加于电压电流功率空 载 实验低压侧6.6KV 5.1A 3.8KW 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 39 页短 路 实验高压侧2.27KV 17.2A 9.5KW 求(1) 归算到高压侧的励磁阻抗及短路阻抗; (2) 假定,2121XXRR绘出 T型等效电路；（3）当低压侧接负载5 .4357jZL时，利用 T 型等效电路求高压侧电流及其功率因数。解：（ 1）励磁阻抗12941 .56600OOmIUZ励磁电阻14612.538002OOmIPR励磁电抗1285
25、14612942222mmmRZX变压比3.56 .6352010UUK归算到高压侧41001463.53609512853 .53634812943 .5222222mmmmRKRmXKXmZKZ利用稳态短路实验数据计算可得：1282.321322 .322.1795001322.172270222222kkkkkkkkkRZXIPRIUZ（2）1.162.32212164128212121kRRRXXT 型等效电路如图所示：（3）略。自己验算2、一铁心线圈，加上12V直流电压时，电流为1A；加上 110V交流电压时，电流为2A，消耗的功率为 88W ，求后一情况下线圈的铜损耗、铁损耗和功率
26、因数。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 39 页解 本题目的是为了复习铁心线圈电路中的功率关系由线圈加直流电压时的电压和电流值可求得线圈的电阻为12112IUR由线圈加交流电压时的数据求得交流铁心线圈电路中的铜损耗、铁损耗和功率因数分别为WRIpcu4821222WpPpcuFe4048884 .0211088UIP3、一 交流 铁心 线圈 电路， 线圈 电压VU380，电 流AI1，功 率因 数6.0cos， 频率Hzf50，匝数 N=8650 。电阻4 . 0R，漏电抗6.0X。求线圈的电动势和主磁通最大值。解 本题
27、目的是为了复习交流铁心线圈电路中的电磁关系。选择电压为参考相量，即0380U，电压与电流的相位差1 .536.0arccosarc由交流铁心线圈电路的电动势平衡方程求得 0VjIjXRUE006.03791.531)6 .04.0(0380)(由此求得WbNfE0002.050865044.437944.44、 一 单 相 变 压 器 ，KVASN50，VUUNN230/10000/21，KVASN50，401R，601X，02.02R，04.02X，2400mR，12000mX。当该变压器作降压变压器向外供电时，二次电压VU2152，AI1802，功率因数8 .02（电感性）。试用基本方程式
28、求该变压器的0I 、1I和1U。解48.432301000021NNUUkVjIZUE93.023.22287.36180)04.002.0(02152222VEkE93.056.966293.023.22248.4321AjZEIm24.10279.012000240093.056.966210精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 39 页AkIII96.13676.448.4387.3618024.10279.0(201VjIZEU65.178999896.13676.4)6040(93.056.966211115、一单
29、相铜线变压器，KVASN20000，KVUUNN11/127/21，AIINN1818/5.157/21,HzfN50 , 室温C15。在低压侧做空载试验，测得KVU111，AI5.450，KWP470；在高压侧做短路试验，测得KVUs24.9，AI5 .1571，KWPs129。设21RR，21XX。求折算至高压侧C75时的 T形等效电路中的各参数。解：（ 1）励磁阻抗76.2415.45101131OmIUZ励磁电阻7.225.4510472320IPROm励磁电抗69.2407.2276.2412222mmmRZX变压比55.111112721NNUUK归算到高压侧3211069.240
30、55.1130287.2255.1139.3225176.24155.11222222mmmmXKXmRKRmZKZ（2）利用稳态短路实验数据计算可得：44.582.567.582.55.1571012967.585.1571024.92222232131sssssssRZXIPRIUZ（3） 折算至C75，则精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 39 页22.2944.582121225. 345.6212145.62.5155.234755.2342121XsXXRRRRss6、SCL-1 600/10 型三相铝线变压器
31、， D,yn 联结。KVASN1600，KVUUNN4 .0/10/21，AIINN2312/5.92/21。在低压侧做空载试验，测得VUL4001，AIL1040，WP39500；在高压侧做短路试验，测得VUsL600，AIL5 .921，WPs13300。实验时室温为C20。求折算至高压侧C75时的Rm、Xm、Zm和Rs、Xs、Zs。解：三相变压器空载实验和短路实验测得的电压为线电压，电流为线电流，功率为三相功率。在参数计算时，应用相电压、相电流和每相功率。（1）励磁阻抗223.210473. 14003/011LLOmIUIUZ励磁电阻122.0104339503220IPROm励磁电抗
32、22.2122.0223.22222mmmRZX变压比25.4373.1/4. 0103/2121NNNpNpUUUUK归算到高压侧65.415222.225.4321.228122.025.4326.4158223.225.43222222mmmmXKXmRKRmZKZ（2）利用稳态短路实验数据计算可得：11.1155.122.1155.15 .9213300)3/(3322.1173.1/5 .926003/1222222121211sssLLssssRZXIPsIPsIPRLIUsLIUZ（3） 折算至C75，则精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -
33、- - - -第 17 页，共 39 页27.1111.1189.111.1189.155.1205.234755.23422221ssXRZsXRs7、三相变压器额定容量为20kVA，额定电压为 10/0.4 kV ，额定频率为 50HZ，Y，y0 联结，高压绕组匝数为 3300。试求：（ 1）变压器高压侧和低压侧的额定电流；（2）高压和低压绕组的额定电压；（ 3）绘出变压器 Y，y0 的接线图。解：（ 1）111.163NNNSIAU2228.873NNNSIAU（2）115.7743NNPUUkV220.2313NNPUUkV8、判断下列连接组别（连接组为 Yd5的连接组。） ( 图略,
34、 组别 Y,d11)第二部分直流电机一、填空题：1、一台他励调速直流电动机，当励磁电流减小时，将使该电机的转速升高。2、直流电机以励磁方式来分类，有他励，并励，串励和复励四类。3、直流电动机常用的制动方式有能耗制动、 反接制动 、回馈制动。4、 直 流 发 电 机 的 输 出 电压 随 负 载 电 流 的 增大 而降U1V1W1u1v1w1b *U2V1V2U1W2W1VEUEWE*u2v1v2u1w2w1vEuEwEUEVEWEUVEuEvEwEuvEuvE精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 39 页低、其中串励和他励发
35、电机相比，电压降更大的是串励电机。5、并励直流发电机自励电压的建立满足电机中要有剩磁、励磁绕组并接到电枢绕组两端的极性要正确，使励磁电流产生的磁通与剩磁同方向、励磁回路的电阻值要小于建立临界电阻值三个条件。6、串励电动机电动机空载运行时会出现的现象是飞车现象。7、直流电动机恒功率调速应采用的方法是调励磁电流调速。8、直流并励电动机的输出功率等于 A 。（选填： UNINN；UNIN-If）； UNIN）9、直流发电机电枢导体中的电流是 B 。（选填：直流电；交流电；脉动的直流）10、要改变并励直流电动机的转向，可以 C 。（选填：增大励磁；改变电源极性；改变励磁绕组） 改变励磁绕组的电压极性改
36、变电枢绕组的电压极性11、直流发电机的电磁转距与转速的方向 B 。（选填：相同；相反；无关）12、一台并励直流发电机，在500rpm时建立空载电压120V ，若把转速提高到1000rpm，则该电机空载电压 B 。（因为 E=Ce n，在变）A：等于 240V B：大于 240V C：大于 120V但小于 240V D：无法判断13、一台串励直流电动机，若把电刷顺旋转方向偏离几何中心线一个角度，设电机的电枢电流保持不变，此时电动机的转速将 A 。（选填：降低；升高；保持不变）14、一台直流发电机，由额定运行状态转速下降为原来的30% ，而励磁电流及电枢电流均不变，则A 。（选填： E下降 30%
37、 ； Tem下降 30% ；E和 Tem都下降 30% ）15、直流发电机的电磁转距是制动转距，而直流电动机的电磁转距是驱动转距。16、如果把直流发电机的电刷顺电枢旋转方向移动一个角度，负载时的电枢反应是去磁性的；如果把电枢反方向旋转，负载时的电枢反应是助磁性的。17、直流电机空载时损耗有机械损耗、铁心损耗、励磁损耗，它们分别是由机械摩擦、电枢铁心相对磁场运动、励磁绕组铜耗引起的。18、直流电机负载时损耗有电枢回路电阻上的损耗及电刷与换向器表面的接触电阻的损耗；铁耗和机械损耗在负载变化时可看成是不变损耗。19、一台直流发电机的转速由额定值下降为原来的50% ，而励磁电流If、电枢电流Ia不变，
38、则感应电势下降 50% ，电磁转距保持不变 。20、他励直流电动机空载运行时，若不慎将励磁回路断开，电机转速将 A 。（1、飞车 2 、升至新的值稳定运行 3 、减速直至停车）21、直流电机电枢反应的定义是_，当电刷在几何中线时，电动机产生_性质的电枢反应，其结果使 _和_，物理中性线朝 _方向偏移。（电枢磁动势对励磁磁动势的作用；交磁；气隙磁场产生畸变；对主磁场起附加去磁作用；逆电机旋转）22、交轴电枢反应对电机的影响是（1）使气隙磁场发直流电机的电磁转矩是由_和_共同作用产生的。（每极气隙磁通量；电枢电流）生畸变；（ 2）使物理中性线偏移；（ 3）使每极磁通减少，具有去磁效应。23、可用下
39、列关系来判断直流电机的运行状态，当_时为电动机状态，当 _时为发电机状态。 （EaU ；EaU）24、直流电机的电磁转矩是由_和_共同作用产生的。（每极气隙磁通量；电枢电流）二、判断下列说法是否正确：1直流电机中电刷所短路的绕组的感应电动势为最大。2直流电机的电刷的实际位置是在电机的磁极中性线上。3单迭绕组的并联支路数等于该电机的极对数。4并励电动机的电枢电流Ia，励磁电流 If，输入电流 I 的关系为： Ia = I +If。5复励电动机的每个主极铁心上不止有一套励磁绕组。6直流电动机中电枢电流为直流。7直流发电机的额定功率PN是指输入功率。8直流电动机其它条件不变，减小励磁电流，电动机的转
40、速会减小。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 39 页9一般地，具有上升机械特性的电机带负载会稳定运行。10直流电动机改变电枢电压调速会使电动机的机械特性变软。11直流电动机调励磁电流调速是恒转距调速。12直流测速电机实际是一个直流电动机。13要把一个重物以高于直流电动机理想空载转速no的速度匀速放下，可以采用能耗制动方式或电动势反向的反接制动方式。14、欲使直流发电机的端电压保持恒定，其励磁电流随负载电流变化的关系曲线称为外特性曲线。15、直流电动机带恒定负载工作时，若减小励磁电流，则电枢电流会增大。16、直流发电机轴上
41、输入的功率即为发电机的额定功率。17、直流电动机起动时，若不考虑电枢反应的去磁作用，起动电流为额定电流5 倍，起动转距也为额定转距的 5 倍。18、一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。（）19、一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。（） （T）20、一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（F）21、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。（） （F）三、选择题1、若并励直流发电机转速升高15，则空载时发电机的端电压将升高（B）A、 15& B 、 15% C、 15% 2、直流电动机降
42、压调速稳定后，若磁场及负载转速不变，则（C） 不变A、 输入功率 B、 输出功率 C、 电枢电流3、直流发电机由主磁通感应的电动势存在于 A A、 电枢绕组B、 电枢和励磁绕组 C、 励磁绕组4、电源电压不变时，直流电动机的启动电流决定于（B）A、 负载转矩的大小 B 、 电枢回路的总电阻 C、 励磁电流 D、 由上述因素共同作用5、在直流电动机中，公式Ea=Ce n 和 T=CMIa 中的是（B）A、 主磁极每极磁通； B、 每极合成磁通；C、 每极电枢反应磁通； D、 所有磁极的总磁通。6、直流并励电动机起动时，串联在励磁回路中的变阻器应处于的位置（B）A、 阻值最大； B、 阻值最小 ；
43、C 、 断开； D、 任意。7、一台直流发电机，在额定状态下，拖动转速下降了30，假设励磁电流及电枢电流不变，则（C ）A、 电磁转矩 T 下降 30； B、 端电压下降 30；C、 感应电势 Ea下降 30；D、 Ea 和 T 均下降 308、直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）中。 （1）（1）电枢绕组； （2）励磁绕组；（ 3）电枢绕组和励磁绕组9、直流发电机电刷在几何中线上，如果磁路不饱和，这时电枢反应是（） （3）（1）去磁；（ 2）助磁； （3）不去磁也不助磁 。四、问答题1、他励直流发电机由空载到额定负载，端电压为什么会下降？并励发电机与他励发电机相比，哪一个电压变化率大
44、？答：他励发电机由空载到额定负载，电枢电流Ia 由 0 增加到额定值IaN，电枢回路电阻压降IaRa 增加，且电枢反应的去磁作用使主磁通下降，从而使感应电动势E 下降。由公式U=E-IaRa可知，端电压 U随 Ia 的增加而下降。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 39 页对于并励发电机，除上面两个原因外，端电压下降，引起励磁电流If下降，使得下降和E下降，从而引起 U进一步降低，所以并励发电机的电压变化率比他励发电机的电压变化率要大些。2、一台直流并励电动机，在维修后作负载实验，发现电动机转速很高，电流超过正常值，停机维
45、修发现线路无误，电动机的励磁电流正常。试分析这一故障的可能原因并说明理由。答：如果直流电动机的电刷不在几何中性线上，则在负载运行时，除了具有交轴电枢磁动势外，还存在直轴电枢磁动势。如果电刷位置是从几何中性线逆电机旋转方向移开的话，则直轴电枢磁动势是去磁的，即与主磁通方向相反。而当气隙磁通削弱时，便会使转速n=CeRaIaU增高。同时在一定电磁转距下，因为Tem=CMIa ，电枢电流会增加。如果电动机具有起稳定作用的串励绕组，则可能是串励绕组反接，而不是电枢位置不对，或者两种原因兼有。3、为什么在供给相同的负载电流时，并励发电机的端电压下降比他励发电机的端电压大？4、试述并励直流电动机的调速方法
46、，并说明各种方法的特点。答并励直流电动机的调速方法有以下三种：（1）改变励磁电流调速。这种调速方法方便，在端电压一定时，只要调节励磁回路中的调节电阻便可改变转速。由于通过调节电阻中的励磁电流不大。故消耗的功率不大，转速变化平滑均匀，且范围宽广。接入并励回路中的调节电阻为零时的转速为最低转速，故只能“调高”，不能“调低”。改变励磁电流，机械特性的斜率发生变化并上下移动。为使电机在调速过程中得到充分利用，在不同转速下都能保持额定负载电流，此法适用于恒功率负载的调速。（2）改变电枢端电压调速。当励磁电流不变时，只要改变电枢端电压，即可改变电动机的转速，提高电枢端电压，转速升高。改变电枢端电压，机械特
47、性上下移动，但斜率不变，即其硬度不变。此种调速方法的最在缺点是需要专用电源。在保持电枢电流为额定值时，可保持转矩不变，故此法适用于恒转矩的负载调速。（3）改变串入电枢回路的电阻调速。在端电压及励磁电流一定、接入电枢回路的电阻为零时，转速最高，增加电枢路电阻转速降低，故转速只能“调低”不能“调高”。增加电枢电阻，机械特性斜率增大，即硬度变软，此种调速方法功率损耗大，效率低，如果串入电枢回路的调节电阻是分级的，则为有级调速，平滑性不高，此法适用于恒转矩的负载调速。5、如何确定换向极的极性，换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联？答 使换向极产生的磁通与电枢反应磁通方向相反。对于直流发电机而言，换向极性
48、和电枢要进入的主磁极性相同；而对于直流电动机，则换向极极性和电枢要进入的主磁极极性相反。换向极绕组与电枢组相串联的原因是：使随着电枢磁场的变化，换向极磁场也随之变化，即任何负载情况下都能抵消电枢反应的影响。6、试比较他励和并励直流发电机的外特性有何不同？并说明影响曲线形状的因素。答 并励直流发电机的外特性比他励的软。他励：影响因素有两个(1) 随着 Ia 增加， IaRa 增加，使 U下降；(2) 随着 Ia 增加，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通减少，电枢电动势Ea减少，最后使 U下降。并励：影响因素有三个(1) 随着 Ia 增加， IaRa 增加，使 U下降；(2) 随着 Ia 增加，电枢
49、反应附加去磁作用增强，使磁通减少，电枢电动势Ea减少，最后使端电压 U下降。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 39 页(3) 两端电压下降，磁通下降，电枢电动势Ea进一步减少，端电压U进一步下降。7、一台并励直流发电机并联于电网上，若原动机停止供给机械能，将发电机过渡到电动机状态工作，此时电磁转矩方向是否变？旋转方向是否改变？答 电磁转矩方向改变，电机旋转方向不变。五、计算题1、一并励直流发电机，PN=35KW ，UN=115V，nN=1450r/min ，电枢电路各绕组总电阻ra=0.0243，一对电刷压降2Ub=2V
50、 ，并励电路电阻Rf=20.1。求额定负载时的电磁转距及电磁功率。解：额定电流：AUPINNN3.30411510335额定励磁电流：ARUIfNfN72.51.20115额定电枢电流 : AIIIfNNaN310额定电枢电动势 : VbUrIUEaaNNN5 .12420243.03101152电磁功率：KWWIEPaNNem6 .383105.124电磁转距 : mNnIEPTaNNemem.2.2546014502386006022、一台并励直流发电机，励磁回路总电阻Rf=44W，负载电阻 RL=4W，电枢回路总电阻 Ra=0.25W，端电压 U=220V ，使求：（1）励磁电流 If和