【正文】 ．46 已知直流發(fā)電機的額定功率，額定電壓，額定轉(zhuǎn)速，試求電機的額定電流。試分析在電樞回路串入電阻后，對電動機的電樞電流、轉(zhuǎn)速、輸入功率、銅耗、鐵耗及效率有何影響？為什么？2．28 電磁換向理論是在什么基礎(chǔ)上分析問題的？主要結(jié)論是什么？在研究真實換向過程應(yīng)如何補充修正？2．29 換向元件在換向過程中可能出現(xiàn)哪些電動勢？是什么原因引起的？它們對換向各有什么影響？2．30 換向極的作用是什么？它裝在哪里？它的繞組怎么連接？如果將已調(diào)整好換向極的直流電機的換向極繞組的極性接反，那么運行時會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？2．31 一臺直流電機，輕載運行時換向良好，當(dāng)帶上額定負(fù)載時，后刷邊出現(xiàn)火花。銅耗：電樞繞組銅耗和勵磁繞組銅耗。 電動機：與n方向相同，是驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，與U方向相反，是反電動勢，方向流向電樞，與方向相反。 2．14 何謂電樞反應(yīng)？電樞反應(yīng)對氣隙磁場有何影響？直流發(fā)電機和直流電動機的電樞反應(yīng)有哪些共同點？又有哪些主要區(qū)別？ 電樞反應(yīng)：電樞磁場對勵磁磁場的作用 交軸電樞反應(yīng)影響：①物理中性線偏離幾何中性線 ②發(fā)生疇變 ③計及飽和時，交軸有去磁作用， 直軸可能去磁，也可能增磁。 (4)單疊：由于電刷不動，若有一磁極失磁，則有一條支路無電勢，∴電刷間無感應(yīng)電動勢，電機內(nèi)部產(chǎn)生環(huán)流，電機不能運行。對稱元件：與極軸軸線重合。2．7 什么是直流電機的磁化曲線？為什么電機的額定工作點一般設(shè)計在磁化曲線開始彎曲的所謂“膝點”附近？ 磁化曲線： 主磁通，勵磁磁動勢 設(shè)計在低于“膝點”，則沒有充分利用鐵磁材料，即 同樣的磁勢產(chǎn)生較小的磁通，如交于“膝點”，則磁路飽和，浪費磁勢，即使有較大的，若磁通基本不變了，而我的需要是（根據(jù)E和公式）選在膝點附近好處：①材料利用較充分②可調(diào)性好③穩(wěn)定性較好。 （2）直流 電刷與磁極相對靜止，∴電刷總是引出某一極性下的電樞電壓，而電樞不動，磁場方向不變 ∴是直流。己知空氣隙中的磁通量，又，求另外兩支路中的、及。1．10 一個有鐵心的線圈，電阻為。解：關(guān)鍵求磁通(1)∵ ∴ ∵同理a+vt處的B值 ∴(2) 只有變壓器電勢 N=1 ∴ ∴∴(3) 運動電勢ev變?yōu)椋? （把（1）中的I用代）變壓器電勢變?yōu)椋?線圈中感應(yīng)電勢 ，兩個線圈都接在直流電源上，已知、回答下列問題： （1）總磁動勢F是多少？ （2）若反向，總磁動勢F又是多少？ （3）電流方向仍如圖所示，若在、出切開形成一空氣隙，總磁動勢F是多少？此時鐵心磁壓降大還是空氣隙磁壓降大？ （4）在鐵心截面積均勻和不計漏磁的情況下，比較（3）中鐵心和氣隙中B、H的大小。解：(1) ∵u1為正弦電壓，∴電流i1也隨時間變化，由i1產(chǎn)生的磁通隨時間變化，由電磁感應(yīng)定律知產(chǎn)生感應(yīng)電動勢.(2) 磁通方向：右手螺旋定則，全電流定律方向：阻止線圈中磁鏈的變化，符合右手螺旋定則：四指指向電勢方向，拇指為磁通方向。0，所以閉合鐵心的自感系數(shù)遠(yuǎn)大于木質(zhì)材料。 對空心線圈： 所以 自感： 所以，L的大小與匝數(shù)平方、磁導(dǎo)率181。 與磁場交變頻率f，磁通密度，材料，體積，厚度有關(guān)。 特點：導(dǎo)電性能好，電阻損耗小. 電機：熱軋硅鋼片， 永磁材料 鐵氧體 稀土鈷 釹鐵硼 變壓器：冷軋硅鋼片。. .. . ..《電機學(xué)》課后習(xí)題答案華中科技大學(xué) 辜承林 主編第1章 導(dǎo)論 電機和變壓器的磁路常采用什么材料制成？這些材料各有哪些主要特性？解：磁路：硅鋼片。 磁滯損耗和渦流損耗是什么原因引起的？它們的大小與哪些因素有關(guān)？解：磁滯損耗：鐵磁材料在交變磁場作用下反復(fù)磁化，磁疇會不停轉(zhuǎn)動，相互間產(chǎn)生摩擦，消耗能量，產(chǎn)生功率損耗。 變壓器電動勢、運動電動勢產(chǎn)生的原因有什么不同？其大小與哪些因素有關(guān)？解：變壓器電勢：磁通隨時間變化而在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。、磁路截面積A、磁路平均長度l有關(guān)。因為181。(3) (4) i1增加，如右圖。（5）比較（1）和（3）中兩種情況下鐵心中的B、H的大小。當(dāng)將其接入110V的交流電源時，測得輸入功率為90W，電流為，試求此鐵心的鐵心損耗。 (查表得到的) 由右側(cè)回路可求： =10300－(14600+)=10300(7300+)=70A ∴ ∴ ∴=1420=640(A)第二章 直流電機2．1 為什么直流發(fā)電機能發(fā)出直流電流？如果沒有換向器，電機能不能發(fā)出直流電流？ 換向器與電刷共同把電樞導(dǎo)體中的交流電流，“換向”成直流電，如果沒有換向器，電機不能發(fā)出直流電。2．3 在直流發(fā)電機中，為了把交流電動勢轉(zhuǎn)變成直流電壓而采用了換向器裝置；但在直流電動機中，加在電刷兩端的電壓已是直流電壓，那么換向器有什么呢？ 直流電動機中，換向法把電刷兩端的直流電壓轉(zhuǎn)換為電樞內(nèi)的交流電，以使電樞無論旋轉(zhuǎn)到N極下，還是S極下，都能產(chǎn)生同一方向的電磁轉(zhuǎn)矩2．4 直流電機結(jié)構(gòu)的主要部件有哪幾個？它們是用什么材料制成的，為什么？這些部件的功能是什么？ 有7個 主磁極 換向極， 機座 電刷 電樞鐵心，電樞繞組，換向器 見備課筆記2．5 從原理上看，直流電機電樞繞組可以只有一個線圈做成，單實際的直流電機用很多線圈串聯(lián)組成，為什么？是不是線圈愈多愈好？ 一個線圈產(chǎn)生的直流脈動太大，且感應(yīng)電勢或電磁力太小，線圈愈多，脈動愈小，但線圈也不能太多，因為電樞鐵心表面不能開太多的槽，∴線圈太多，無處嵌放。電機額定點選在不飽和段有兩個缺點：①材料利用不充分②磁場容易受到勵磁電流的干擾而不易穩(wěn)定。 ④實際電機中。2．13 如果是單波繞組，問2．12題的結(jié)果如何？ (1)只用相鄰兩只電刷，電機能工作，對感應(yīng)電勢和電機容量均無影響，僅取一只電刷時，因仍是兩條支路并聯(lián)，所以電機還能工作，對電動勢和電機容量均無影響。 ④使支路中各元件上的感應(yīng)電動勢不均。只有輸入電能，克服反電勢，才能產(chǎn)生電樞電流，進(jìn)而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。鐵耗：交變磁場引起渦流損耗和磁滯損耗機械能：抽水，電刷摩擦損耗∵鐵耗和機械耗和附加損耗與負(fù)載電流無關(guān) ∴認(rèn)為是不變損耗2．20 直流發(fā)電機中電樞繞組元件內(nèi)的電動勢和電流是交流的還是直流的？若是交流的，為什么計算穩(wěn)態(tài)電動勢時不考慮元件的電感？ 都是交流的∵通過電刷引出的感應(yīng)電動勢是直流，∴不考慮元件電感2．21 他勵直流發(fā)電機由空載到額定負(fù)載，端電壓為什么會下降？并勵發(fā)電機與他勵發(fā)電機相比，哪一個的電壓變化率大？ 空載時：他勵發(fā)電機端電壓U=E=負(fù)載時： ∴電壓下降并勵下降大，∵隨著電壓下降，減小，∴下降，端電壓更加下降2．22 若把直流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速升高20%，問在他勵方式下運行和并勵方式下運行時，哪一種運行方式下空載電壓升高的較多？ 空載電壓 他勵時，n升20％，E升20％并勵時，∵n增加 ∴E增加，增加，增加，∴E除n增大外，也增大，∴并勵時，空載電壓升較多。問應(yīng)如何調(diào)整換向極下氣隙或換向極繞組的匝數(shù)，才能改善換向？2．32 接在電網(wǎng)上運行的并勵電動機，如用改變電樞端的極性來改變旋轉(zhuǎn)方向，換向極繞組不改換，換向情況有沒有變化？ 2．33 小容量2極直流電機，只裝了一個換向極，是否會造成一電刷換向好另一電刷換向不好？2．34 沒有換向極的直流電動機往往標(biāo)明旋轉(zhuǎn)方向，如果旋轉(zhuǎn)方向反了會出現(xiàn)什么后果？如果將這臺電動機改為發(fā)電機運行，又不改動電刷位置，問它的旋轉(zhuǎn)方向是否與原來所標(biāo)明的方向一樣？2．35 環(huán)火是怎樣引起的？補償繞組的作用是什么？安置在哪里？如何連接？2．36 選擇電刷時應(yīng)考慮哪些因素？如果一臺直流電機，原來采用碳石墨電刷，額定負(fù)載時換向良好。2．47 一臺直流發(fā)電機的數(shù)據(jù)：，總導(dǎo)體數(shù)，并聯(lián)支路數(shù)，運行角速度是，每極磁通。 （1）右行短距單疊繞組：，； （2）右行整距單疊繞組：，； （3）左行單波繞組：，； （4）左行單波繞組：。問當(dāng)電樞繞組為單疊或單波時，電樞端的電壓和電樞繞組的電阻各為多少？ 解：單疊繞組：每支路元件數(shù)： ∴電刷端電壓U=3010=300V電樞繞組電阻 單波繞組：每支路元件數(shù)： 電刷端電壓：U=1060=600V電樞繞組電阻：=2．54 一臺2極發(fā)電機，空載時每極磁通為，每極勵磁磁動勢為3000A。電刷安放在幾何中性線上，忽略交軸電樞反應(yīng)的去磁作用，試求額定負(fù)載時的電磁轉(zhuǎn)矩及電磁功率。電機在時的空載特性如下：Iｆ/A0．20．30．40．50．60．70．80．91．0U0/V75110140168188204218231240 當(dāng)額定負(fù)載時，電樞電流為76A，此時電樞反應(yīng)的去磁磁動勢用并勵繞組的電流表示時為，試求： （1）額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速； （2）若在此電機中的每個主極裝設(shè)匝的串勵繞組（積復(fù)勵或差復(fù)勵兩種情況），這時電樞電路的總電阻，試求額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速。(4)都可以通過從電網(wǎng)吸收電功率成為電動機，但不能都成為發(fā)電機，因為沒有原動機，即沒有輸入機械能，無法輸出電能。今欲使起動電流限制為額定電流的倍，試求起動變阻器電阻應(yīng)為多少？若起動時不接起動電阻則起動電流為額定電流的多少倍？2．63一臺并勵電動機，（包括電刷接觸電阻）。已知電樞電阻為，試求： （1）電動機的額定輸出轉(zhuǎn)矩； （2）在額定電流時的電磁轉(zhuǎn)矩； （3）電機的空載轉(zhuǎn)速；（4）在總制動轉(zhuǎn)矩不變的情況下，當(dāng)電樞回路串入電阻后的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速.解：(1) (2) (3) 空載轉(zhuǎn)速(4)總制動轉(zhuǎn)矩不變，不變， ∴2．65一臺并勵電動機，（包括電刷接觸電阻）。 解：(1)∵是串勵 ∴又∵總制動轉(zhuǎn)矩保持為額定值∴ 為常數(shù)，∴(2) (條件不變)否則：∴2．67某串勵電動機，（包括電刷接觸電阻），欲在負(fù)載制動轉(zhuǎn)矩不變條件下把轉(zhuǎn)速降到，需串入多大電阻？ 解：∵總制動轉(zhuǎn)矩不變 ∴不變，∴不變∴∴2．68已知他勵直流電動機，試求： （1）拖動額定負(fù)載在電動機狀態(tài)下運行時，采用電源反接制動，允許的最大制動力矩為 ，那么此時應(yīng)串入的制動電阻為多大？ （2）電源反接后轉(zhuǎn)速下降到時，再切換到能耗制動，使其準(zhǔn)確停車。如果考慮到短路損耗包含少量的鐵耗的話，負(fù)載真正的銅耗比短路時側(cè)略小。②外施電壓變比177。 ： 除與成正比外，還與成正比 ∵ ∴變化177。3．11 分析變壓器有哪幾種方法？它們之間有無聯(lián)系？為什么？ 解：分析變壓器有三種方法：基本方程式，等效電路和相量圖，三者有聯(lián)系，他們的物理本質(zhì)是一樣，都反映了變壓器內(nèi)部的電磁關(guān)系，在進(jìn)行定量計算時，宜采用等效電路和方程式，定性的給各物理量間關(guān)系時，可用相量圖。3．14 在變壓器高壓方和低壓方分別加額定電壓進(jìn)行空載試驗，所測得的鐵耗是否一樣？計算出來的勵磁阻抗有何差別？ 在高壓方和低壓方做空載試驗，只要都加額定電壓，由于這兩種情況下主磁通是相等的；原因是 ∴鐵損耗相等在高壓方做： 為電壓，為在高壓側(cè)測得的空載電流。(1) (要注意方向，如與圖中相反，則為：)令， （沒有“－”號）（沒有“－”號）， (2) 時相量圖3．17 如何確定聯(lián)接組？試說明為什么三相變壓器組不能采用Yy聯(lián)接組，而三相心式變壓器又可以呢？為什么三相變壓器中常希望一次側(cè)或者二次側(cè)有一方的三相繞組接成三角形聯(lián)接？3．18 一臺Yd聯(lián)接的三相變壓器，一次側(cè)加額定電壓空載運行。3．26 如果磁路不飽和，變壓器空載合閘電流的最大值是多少？3．27 在什么情況下突然短路電流最大？大致是額定電流的多少倍？對變壓器有什么危害性？3．28 變壓器突然短路電流值與短路阻抗有什么關(guān)系？為什么大容量的變壓器把設(shè)計得大些？3．29 三繞組變壓器中，為什么其中一個二次繞組的負(fù)載