直流电机的习题

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1、直流电机的习题 说明：打“*”的题目有一定的难度。 1直流电机的导体里流过的是直流电流还是交流电流？ 解：交流电流，其频率为 f?pn 60 通过换向器和电刷后引出来的才是直流电流。 2一台直流发电机的额定功率PN?145kW，额定电压UN?230V，额定效率?N?89%。求该发电机的额定输入功率P1和额定电流IN。 解： P1?PN?N?145?163(kW) 0.89PN145?103 IN-?630(A) UN230 3一台直流电动机铭牌数据如下：额定功率PN?30kW，额定电压UN?220V，额定转速nN?1500r/min，额定效率?N?87%。求该电动机的额定电流和额定输出转矩。

2、解： 输入功率 P1? 所以 PN?N?30?34.48(kW) 0.87P34.48?1031 IN-?156.7(A) UN220PNPN?6030?103?60 TN-191(N?m) ?N2?n2-1500 4一台直流电机的数据为：元件数S和换向片数均等于22，极对数p=2，右行单叠短距绕组。 1计算绕组各节距yk,y1,y,y2； 2列出元件连接次序表； 3画出绕组展开图，画出磁极和电刷位置。 解：1yk?1,y?1 -22?5.5，取y1?5 4 那么y2?5?1?4 2如下表： 上层边 下层边 3略。 5一台直流电机的数据为：元件数S和换向片数均等于19，极对数p=2，左行单波长

3、距绕组。 1计算绕组各节距yk,y1,y,y2； 2列出元件连接次序表； 3画出绕组展开图，画出磁极和电刷位置。 解：1yk?y? -K?119?1-9 p219?4.75，取y1?5 4 那么y2?9?5?4 2如下表： 上层边 下层边 3略。 6一台四极单叠绕组的直流电机，假设有一只元件断线，对感应电动势和电流有何影响？假设只用相邻的两只电刷，对感应电势和电流有何影响？ 解：假设有一只元件断线，那么四条支路剩下三条，对感应电势没有影响，但电机的额定电流减为原来的四分之三。 * 假设只用相邻的两只电刷，对感应电势没有影响，但只剩下两条支路并联，其中一条 支路的电阻不变，另外一条由于是由原来的

4、三条串联而成的，因此电阻变为原来的三倍，总的电流变为原来的三分之一。计算过程如下： 设原来一条支路的电流为I，那么原来的总电流为4I；如今的总电流为I+I/3=4I/3。 即如今的总电流是原来的三分之一。 7通过作图说明直流发电机负载运行的情况下，假设把电刷顺旋转方向挪动一个角度，它的电枢反响的性质。 解：图略。这时的电枢反响除了交轴成分外，还有去磁性质的直轴成分。 8一台直流发电机，在励磁电流和电枢电流不变的情况下，假设转速下降，那么其铜损耗、铁损耗、机械损耗、电枢电动势、电磁功率、电磁转矩、输出功率、输入功率分别如何变化？ 解：铜损耗不变，铁损耗和机械损耗下降，电枢电动势和电磁功率变小，电

5、磁转矩不变，输出功率和输入功率变小。 9一台他励直流发电机，额定值为：PN?20kW,UN?220V,nN?1500r/min,Ra?0.2? 。由一台柴油机作原动机。励磁电流不变，忽略电枢反响，假设柴油机在直流发电机由满载到空载时转速上升5%，求空载时直流发电机的端电压U0。 解：满载时 PN20?103 IN-?90.9(A) UN220 EN?UN?INRa?220?90.9?0.2?238(V) 空载时 U0?E0?1.05EN?1.05?238?250(V) 10一台并励直流电动机，额定值为： UN?220V,IaN?75A,nN?1000r/min,Ra?0.26?,Rf?91?,

6、pFe?600W,pm?198W求： 1额定负载运行时的输出转矩T2； 2额定负载时的效率?。 解：1EN?UN?IaNRa?220?75?0.26?200.5(V) P.5?75?15037.5(W) e?ENIaN?200 P2?P.57?600?198?1423.59(W) e?pFe?pm?1503 T2?9.55PN14239.5?9.55-136(N?m) nN10002If?UN220-2.42(A) Rf91 IN?75?2.4?77.4(A) P(W) 1?UNIN?220?77.4?17028 -P214239.5-83.6% P170281 11一台并励直流发电机数据如下

7、： 今将此发电机作为PN?82kW,UN?230V,nn?970r/min,Ra?0.032?,Rf?30?。电动机运行，所加电压为U?220V，假设电枢电流仍与原先一样，求这时电动机的转速。 解：发电机时， If?UN230-7.7(A) If30PN82?103 IN-?356.5(A) UN230 IaN?356.5?7.7?364(A) 所以发电机时的电动势为 EN?UN?IaNRa?230?364?0.032?241.6(V) 电动机时的电动势为 E?U?IaNRf?220?364?0.032?20(8V) 电动机与发电机的磁通之比为 ?220? ?N230电动机与发电机的转速之比为

8、 E?Nn208230 -0.900nNEN?24.16220所以，n?0.900nN?0.900?970?873(r/min)。 12并励直流电动机数据如下：UN?220V,Ra?0.032?,Rf?27.5?。今将电动机接在额定电压的电网上，带动起重机，当使重物上升时Ia?350A,n?795r/min。问：保持电动机的电压和励磁电流不变，以转速n?100r/min将重物放下时，电枢回路中需要串入多大电阻？ 解：重物上升时，电机工作于电动机状态 UN?E?IaRa 所以 E?UN?IaRa?220?350?0.032?208.8(V) 当重物下降时，电机反转，感应电动势方向改变，但电磁转矩

9、的方向和大小不变，此时电机工作于电磁制动状态： UN?E?Ia(Ra-R) 上式中， *n100?208.8?26.26(V) E?E?n795 所以 Ra-R?UN?E220?26.26-0.7036(?) Ia350(?) ?R?0.7036?0.032?0.6716 13一台四极直流发电机的额定电枢电流为43A，电枢绕组为单波绕组，共有378根导体，电枢直径13.8cm，极弧系数0.63，电刷放在主极的轴线下。额定运行时，磁极磁势 1100A/极。试求： 1 电枢线负载A； 2 电枢磁势幅值Fa； 3 后极尖处的磁通密度与前极尖处的磁通密度之比不计磁路饱和。 解：1单波绕组，共有两条支路，所以 第 7 页 共 7 页