电机学01电机学12习题解答85wbxf3t

1、 第六部分直流电机11为什么直流电机能发出直流电？如果没有换向器，直流电机能不能发出直流电流？ 12试判断下列情况下，电刷两端电压性质： （1） 磁极固定，电刷与电枢同时旋转： （2） 电枢固定，电刷与磁极同时旋转。 1 6已知某直流电动机铭牌数据如下， 额定功率 PN = 75(kw) ， 额定电压 = 220(v) ，额定转速 nN = 1500(r / m) ，额定效率h = 88.5% ，试求该电机的额定 NUN电流。17已知某直流电动机的额定功率 PN = 240(kw) ，额定电压UN = 460(v) ，额定转 速nN = 600(r / m) ，试求该电机的额定电流。 112一

2、台直流发电机额定容量 180kw，额定电压 230 伏，额定转速 1450r/m， 额定效率 89.5%,求额定输入功率和额定电流。 21何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磁通大小与那些因素有关？ 22试述ki , li , kd , ks , km , ai 等物理量的物理概念。 23何谓饱和现象？电机的磁路为什么会出现饱和现象?饱和对电机运行性能有何影响？ 24一台 14kw，220 伏，1000r/min 的四极直流电动机，槽高hd 0.03m，磁极高hm 0.09m，电枢磁轭长 La 0.103m，机座磁轭长 Lj 0.357m，气隙d 0.0022m，气隙系数 kd= 1.26 。电枢铁心由

3、 D11 硅钢片迭成，磁极用 0.001m 厚钢板迭成，机座用铸钢。已知空载额定电压时电机磁路各部分磁密为 Bd= 0.76T ， Bz / 3 = 1.78T ， Bm = 1.34T1，Ba = 1.12T ， Bj = 1.2T ，试求每对极所需的励磁磁势和饱和系数。26一台四极单迭绕组的直流电机。 （1）如果取出相邻的两组电刷，只用剩下的两外两组电刷是否可以？对电机性能有何影响？端电压有何变化？此时发电机能供给多大的负载（用额定功率的百分数表示）； 如果有一元件断线，电刷间的电压有何变化？电流有何变化？ 若只用相对的两组电刷是否能够运行？ 若有一极失磁，将会产生什么后果？ （2）（3）

4、（4）28试计算下列各绕组的节距 y ， y ， y 和 y ，绘制绕组展开图，安放主极及电刷， 12K并求并联支路对数。 （1）（2）（3）（4）右行短距单迭绕组：2P4，ZS22； 右行整距单波绕组：2P4，Z=S=20;左行单波绕组，2P4,Z=S=19;左行单波绕组，2P4,Z=S=21;29 一台直流发电机，2P4，a1，Z35，每槽内有 10 根导体，如要在 1450r/min 下产生 230 伏电势，则每极磁通应为多少？ 210一台直流发电机，2P4，a1，S21，每元件匝数W y 3，当f 0.01825W b ，0n1500r/min 时，试求正，负电刷间得电压。 211一台

5、直流发电机，2P8，当 n600r/min，每极磁通f 0.004W b 时，E = 230伏 ， 试求：（1）若为单迭绕组，则电枢绕组应有多少导体？ （2）若为单波绕组，则电枢绕组应有多少导体？ 211（许实章电机学修订本，1992；P63） = 90kw , UN = 230v , nN = 960r / min ,2P =4, 电 枢 外 径 PN直流发电 机 Da = 0.368m ，磁极长度等于电枢长度lm = lt = 0.23m ，槽数 Z35，槽高hz = 0.035m ， a22槽宽bs = 0.0127m ，电枢轭截面 Aa = 0.01655 m ，磁极截面 Am = 0

6、.0317 m ，机座 2轭截面 Aj = 0.0207 m ，电枢轭磁路长la = 0.16m ，磁极高 hm = 0.1295m ，机座轭磁 路长l j = 0.53m ，漏磁系数 K s = 1.2 ，极弧系数a p = 0.68 ，气隙d = 0.003m ，电枢由 D11 硅钢片迭成， kFe = 0.93 ，磁极用厚 0.001m 钢板，机座用铸钢。空载额定电压时 f = 0.0361韦，试求E0UN 时每对励磁磁势及饱和系数。 0213 一台直流电机，2P4，S120，元件电阻为 0.2 ，当转速为 1000r/min 时，元件平均电势为 10 伏，问当电枢绕组为单迭或单波时，电

7、刷端电压和电枢绕组的电阻各为多少？ 2 18 一台两极发电机，空载时每极磁通为 0.3 韦，每极励磁磁势为 3000AT。现设电枢圆 周上共有电流 8400A 并作均匀分布，已知电枢外径为 0.42m，若电刷自几何中性线前移 200机械角度。试求：（1）每对极的交轴电枢磁势和直轴电枢磁势； （2）当略去交轴电枢反应的去磁作用并假定磁路不饱和时，每对极的合成磁势及每极下的合成磁通。 234 用单波绕组代替单迭绕组时，若导体数和其他条件均不变，电机额定容量有无改变？ 例如一台六极电机原为单波绕组，如果改成单迭绕组，保持元件数和元件匝数不变，问电机额定容量会不会改变？其它额定量要不要改变？ 235

8、一台四极直流发电机，空载电压为 440 伏，电枢绕组修理后，保持原来的转速和励磁电流不变，发出的空载电压为 220 伏，问修理前后该电枢绕组可能是什么型式的绕组？为什么？如果保持电枢导体内电流不变，问修理前后发电机的功率有无改变？为什么？ 242直流发电机感应电势与那些因素有关？若一台直流发电机空载电势是 230 伏，试问在下列情况下电势的变化如何？ （1）（2）（3）（4）磁通减少 10； 励磁电流减少 10； 磁通不变，速度增加 20； 磁通减少 10，同时速度增加 20。264一直流发电机数据 2P6，总导体数 N780，并联支路数 2a6，运行角速度 w = 40p rad / s ，

9、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，n900r/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。 266一台他励发电机，额定电压为 230 伏，额定转速 1450r/min，极数 2P4，槽数 Z50，每槽导体数 N1 4， m = 2 ，空载电压 230 伏时每极磁通f = 0.04925 韦，试求： （1）电枢总导体数；（2）电枢绕组型式和换向片数。 32一台四极、82kw、230 伏、970r/min 的他励直

10、流发电机的电枢上共有 123 个元件， 每元件为 1 匝，支路数 2a2，如果额定运行时的磁通比空载电压为额定电压时的磁通多5，试求电机的额定电磁转矩。 39一台四极、82kw、230 伏、970r/min 的并励直流发电机，在 75 度时电枢回路电阻ra= 0.0259，并励绕组每极有 78.5 匝，四极串励绕组总电阻rf = 22.8 ，额定负载时，并 励回路串入 3.5 欧的调节电阻， 电刷压降为 2 伏， 基本铁耗及机械损耗 PFe +Pmec = 2.3kw ，附加损耗 Pad = 0.005 PN ，试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。 若空载时产生额定电压

11、，则励磁回路中应串入多大的调节电阻？在额定转速下的临界电阻时多少？ 311 试求上题的发电机在额定负载时用励磁磁势表示的电枢反应去磁作用每极有多少安匝，并用作图法求下列各项：（1）发电机的电压变化率U；（2）如果电枢电流仍为额定负载时的数值，但端电压降为 210 伏，则励磁回路应串入多大的电阻？ 312设有一台他励发电机，nN = 1000r / m ，UN = 220 伏， I aN = 10 A ，每极励磁绕组有 850 匝，励磁电流为 2.5A，电枢回路总电阻包括电刷接触电阻为 0.4 欧，已知它在 750r/min 是的空载特性如下： 试求：（1）空载端电压；（2）满载时电枢反应去磁安

12、匝数；（3）过载 25时的端电压（设电枢反应正比于负载电流）。 313设将上题直流发电机额定负载时的端电压调到 240 伏，若励磁电流不变而用调节转 I f （A） 0.41.01.62.02.52.63.03.64.4U 0 （v） 3378120150175180193.5206225I f （A） 2.03.24.85.56.58.211.7U 0 （v） 100150200220244260280 速的方法，其转速应增加到多少？若转速不变，而用调节励磁电流的方法，励磁电流应增加到多少？在此情况下，空载电压为多少？ 314一台并励发电机 PN 100kw，U n 250 伏，设并励的主磁

13、极励磁绕组有 1000 匝， 在额定转速下，空载时产生额定电压的励磁电流为 7 安，额定负载时则需 9.4 安才能达到同样的端电压。今欲将该发电机改为平复励发电机（短复励）每极应加入多少匝串联绕组？ 315一台并励发电机在 600r/min 时空载电压为 125 伏，假如将转速提高到 1200r/min，同时将励磁回路的电阻增加一倍，问电机的空载电压为多少？ 336一台并励直流发电机， PN = 26kw ，U N 230 伏， nN = 960r / m ，2P4，单波绕组，电枢导体总数 N444，额定励磁电流 I fN 2.592A，空载额定电压时磁通 f = 0.01743 韦，电刷安放

14、在几何中线上，忽略交轴电刷反应的去磁作用。试求额定负载0时的电磁转矩及电磁功率。 339一台并励直流发电机， PN = 19kw ，U N 230 伏， nN = 1450r / m ，电枢电路 各绕组总电阻 ra750 = 0.183 ， 2Ub = 2 伏， 励磁绕组每极匝数Wf= 880 匝， I fN = 2.79A ，励磁绕组电阻 r f 750 = 81.1 ，当转速为 1450r/m 时测得电机的空载特性为： 求：（1）欲使空载产生额定电压，励磁电路应串入多大电阻？ （2） 电机的电压变化率U（3） 在额定运行的情况下电枢反应的等效去磁安匝 Faqd341一台复励发电机， PN

15、= 6kw ，U N 230 伏， nN = 1450r / m ， I fN = 0.741 A，P2，单波绕组，电枢电路各绕组总电阻ra750 = 0.816 ，一对电刷压降 2Ub = 2 伏，额定负载时的附加损耗 Pad 60w，铁耗 PFe 163.5w，机械损耗 Pmec 266.3w，求额定负载时发电机的输入功率、电磁功率、电磁转矩及效率。 342他励直流发电机 PN = 115kw ，U N 230 伏，nN = 960r / m ，2P4，他励绕组 电压U fN 220 伏，电枢和换向器绕组电阻之和 ra750 = 0.0179 ，励磁绕组本身电阻 r f 750 = 20.

16、4 ， 励磁绕组每极有 640 匝， 额定负载时电枢反应等效去磁安匝 I f （A） 0.370.911.452.02.382.743.28U 0 （v） 44104160210240258275 F aqdN = 880A / P ，电机的铁耗和机械损耗分别为 PFe =1.062kw， Pmec 1.444kw，附加 损耗 Pad 1 PN ，在额定转速nN 960r/m 时的空载特性曲线如下： 求（1）额定负载时电枢感应电势和电磁功率； （2）发电机的额定励磁电流和电压变化率；（3）发电机的额定效率。 补：31（章名涛直流发电机 78） 直流发电机 PN = 215kw ，U N 115

17、 伏， nN = 450r / m ，电枢电路各绕组总电阻ra = 0.0024，一对电刷压降2Ub = 2 伏，空载特性： 做出短路特性如下：试求：（1）他励时使发电机运行在额定情况下，激磁电流 I f 多大？如保持 I f 而去掉负载，电压上升到多少？ （2） 并励时使发电机运行在额定情况下，保持 Rf 不变，求空载电压； （3） 如他励时空载电压为U N ，则 I f 为多少？保持 I f 不变，在 I = I N 时电压下降多少？ 41如何判断直流电机运行于发电机状态还是电动机状态？它们的 M em 、n、E、U、I a的方向有何不同？能量转换关系如何?47一台 15kw，220 伏的

18、并励电动机，额定效率h 85.3，电枢回路总电阻 0.2 欧，N并励回路电阻 Rf = 44 欧，今欲使所电枢起动电流限制为额定电流的 1.5 倍，试求起动变阻 I f （A）06Ik （A） 0I NI f （A）5101520253035U 0（v）4987108119.3125.2129.5132.5I f （A）0.831.632.633.54.255.06.07.08.08.3U 0（v）50100150180200215232241.5245247 器电阻应为多少？其电流容量为多少？若起动时不接启动器则起动电流为额定电流的多少倍？ 48一台并励电动机， PN = 5.5kw ，U

19、N 110 伏， nN = 1470r / m ， I N = 58 A ， Rf138 欧， Ra = 0.15 欧，额定负载时突然在电枢电路中串入 0.5 欧的电阻，当不计电 枢电路中的电感并略去电枢反应的影响时，试计算瞬间的：（1）电枢反电势；（2）电枢电流； （3）电磁转矩；（4）当总制动转矩不变时，试求达到稳定状态的转速。 49上题电动机，在总制动转矩不变的情况下，突然将磁通减少 15或电源电压降为 80 伏，试求与上题相同的四项（设磁路不饱和）。 411并励电动机铭牌如下：PN = 96kw ，U N 440 伏，nN = 500r / m ，I N = 255 A ， I fN

20、= 5 安，已知电枢电阻为 0.078 欧，试求：（均忽略电枢反应的影响） （1）（2）（3）（4）电动机的额定输入转矩； 在额定电流时的电磁转矩； 电机的空载转速； 在总制动转矩不变的情况下当电枢回路串入 0.1 欧电阻后的稳定转速。412一台并励电动机， PN = 7.2kw ，U N 110 伏， nN = 900r / m ，h = 85% ， NRa = 0.08 欧，（包括电刷接触电阻）， I fN = 2 安。若总制动转矩不变，在电枢电路中串入一电阻使转速降为 450r/min，求串入电阻的数值、输入功率和效率。（假设 P0 n ） 413一台四极并励电动机， PN = 14kw

21、 ， U N 220 伏，电枢电路各绕组总电阻 ra750 = 0.0814 ， 2Ub = 2 伏， 并励绕组每极匝数 W f = 2800 匝/ 极，电 阻 r f 750 = 248 ，当转速为 1800r/m 时测得电机的空载特性为： 额定负载时，电枢电流为 76 安，电枢反应去磁安匝用并励绕组电流表示为 0.1 安。 求：（1）额定转速；（2）若在每个主极上增设 3.5 匝的串励绕组（积复励，差复励），电枢回路的总电阻变为ra750 = 0.089 ,试求此时的额定负载下的转速。 414两台完全相同的直流并励电机，机械上用同一轴联在一起，并联于 230 伏的电网上运行，轴上不带负载。

22、在 1000r/m 时空载特性为 I f （A） 1.31.4U 0 （v） 186.7195.9I f （A） 0.20.30.40.50.60.70.80.91.0U 0 （v） 75110140168188204218231240 现在电机甲的励磁电流为 1.4 安，电机乙的为 1.3 安，转速为 1200r/m，电枢回路总电阻（包括嗲刷接触电阻）均为 0.1 欧，若忽略电枢反应影响，试问：（1）那一台是发电机？那一台是电动机？（2）总的机械损耗和铁耗是多少？（3）只改变励磁电流能否改变两电机的运行状态（保持转速不变）？（4）是否可以在 1200r/m 时两台电机都从电网吸收功率或向电网

23、送去功率？ 415 已知一直流电机接在 220 伏电网上运行，电机为单波绕组，2P4，N370，n 1500r/m， f = 1.110-2 韦，电枢回路总电阻（包括电刷接触电阻） R = 0.208 欧， aPfe = 362w ， Pmec = 204w ，试问：（1）此直流电机是发电机还是电动机？（2）电磁转矩、输入功率、效率各位多少？ 442一台并励直流发电机有下列数据： PN 19kw，U N 115 伏， nN = 960r / m ， 励磁绕组电流 I fN = 4.97 安，满载效率h = 82.5% ，电枢绕组电阻 Ra0 = 0.0587 欧，N75电刷压降 2 伏。若将发

24、电机作电动机运行，试求：（1）在端电压U N1 = 110 伏和额定功率 PN 1 = 17 kw 时电动机的转速（电动机h= h = 82.5% ，不计电枢反应的影响） NDN（2）电动机以满载到空载运行时转速的变化（认为 I 0 = 0 ） 446 一并励直流电动机在某负载转矩时转速为 1000r/m，电枢电流为 40 安，电枢电阻为 Ra = 0.045 欧，一对电刷接触压降 2 伏，电网电压 110 伏。求负载转矩增大到 4 倍时电枢电流及转速（忽略电枢反应影响）？ 447一台磁路不饱和的并励电动机，电刷放在几何中性线上，接到 220 伏恒压上运行， 励磁电路电阻为 Rf 110 欧，

25、电枢电路总电阻（包括电刷接触电阻）为 Ra = 0.21欧，总 输入电路 52 安，总制动转矩（包括空载转矩）为 100 Nm，求此时电动机的转速。若总制动转矩增加一倍，励磁电路电阻不变，试问电枢电流和转速应为多少？ 448Having a series excited motor, voltage rating U N =110v , Current RatingI N= 25 A ,Speed rating nN = 3000r / m , The total resistance of the every winding in the circuit ofarmature Ra = 0.

26、3 ,Voltage drop with contact in pair carbon brushes is 2v .We measure the No- load characteristics while n=3000r/m if the motor is changed into the separately excitation .Omittedthe armature reaction ,try: (1) the speed on a half-load; (2)the speed on one-fourth load.I f （A） 51015203035U 0 （v） 46.57

27、28595106109 457 串励电动机有下列数据，UN 220 伏， I N = 40 安， nN = 1000 r/m，电枢电路总电阻 Ra750 = 0.5 欧，一对电刷接触压降 2 伏。若制动转矩保持为额定值，外施电压减到 150 伏，求此时电枢电流 I a 及转速？（假设电机不饱和） 458 上题电动机在额定电压下运行，当 I a 30 安时，试分以下两种情况求电机的转速及转矩：（1）电机磁路不饱和；（2）电机有下列磁化曲线数据，从中说明饱和对转速及转矩的影响。 461 发电机电动机机组的数据如下： 发电机（他励）： PNF = 115kw U NF 230 伏， nNF = 96

28、0 r/m= 500 安， RaF = 0.0194 欧（包括电刷接触电阻），励磁绕组匝数WI NF= 640 匝，fF励磁电阻 RfF = 20.4 欧，空载特性：电动机（他励）： PND = 100kw ，UND 220 伏， I ND = 511安， nND = 1000 r/m， RaD = 0.0175 欧（包括电刷接触电阻）。 当 M = M N 时，电动机的转速是 300r/m，求此时发电机的励磁电压。 463 一台 17kw，110 伏，185 安，1000r/m 的并励电动机。额定励磁电流 I fN = 4.02 安， 电枢电路总电阻（包括电刷接触电阻） Ra750 = 0.

29、0566 欧，运行在额定工况。采用能耗制动方式停车，在它的电枢电路里串入 1.5 欧的电阻。试求制动初瞬的电枢电流和减转矩。 464 一台并励电动机 PN 10kw，UN = 220 伏， nN = 1500 r/m，h = 84.5% ， NIfNRa75= 1.178 安，0 = 0.354 欧，试求：在额定电枢电流下，从下列制动方式制动时，电枢电路内所需串联的电阻值，电枢电路内的损耗以及电磁制动转矩。 （1）反接制动，n200r/m；（2）反馈制动，n200r/m；（3）能耗制动，n200r/m； 466某一架起重机需以 0.1m/s 的速度吊起一个 G1.5T 的重物。拖动电动机的额定数据