【正文】 （3）電動機電磁轉矩 11. ★★一臺并勵直流電發(fā)電機，額定電壓230V，每極勵磁繞組匝數(shù)為500匝，今欲將該電機改為差復勵直流發(fā)電機，問每極應加入多少匝串勵繞組？ 解 額定電流 設每極串勵繞組匝數(shù)為，依題意為差復勵 12. ★★設有一臺差復勵直流發(fā)電機，空載和滿載電壓均為230V，額定轉速，其空載特性可用式表示，并勵繞組1000匝，串勵繞組10匝，電樞回路總電阻（包括電刷接觸電阻），滿載時電樞電流50A，電刷處在幾何中性線上。求額定負載時的電磁轉矩及電磁功率。試求： （1）每對極的交軸電樞磁動分為和直軸電樞磁動勢各為多少？ （2）當略去交軸電樞反應的去磁作用和假定磁路不飽和時，試求每對極的凈有磁動勢及每極下的合成磁通。空載時，正負電刷端的電壓等于正負電刷間的感應電動勢。因此Wb時的感應電動勢為5. 一臺四極、82kW、230V、971r/min的他勵直流發(fā)電機，如果每極的合成磁通等于空載額定轉速下具有額定電壓時每極磁通，試求當電機輸出額定電流時的電磁轉矩。4. 一臺直流發(fā)電機數(shù)據(jù)：，總導體數(shù)N=720，運行角速度rad/s，每極磁通Φ=。試求直軸與交軸電樞反應磁勢和。2. 設一臺4kW、220V，效率的兩極直流電動機，電樞繞組為單疊繞組，槽數(shù)Z=18，每槽每層元件邊數(shù)u=4,元件匝數(shù)。正常運行時圖23電樞電流 支路電流 勵磁電動勢 支路電阻 去掉相鄰的一對電刷后，支路數(shù)由原來的六條支路變成了四條支路，其中三條是原來的（圖中2，3，4），另一條則是由原來的三條支路（圖5，6，1）串聯(lián)組成。增加電樞電阻 ，機械特性斜率增大，即硬度變軟，此種調(diào)速方法功率損耗大，效率低，如果串入電樞回路的調(diào)節(jié)電阻 是分級的，則為有級調(diào)速，平滑性不高，此法適用于恒轉矩的負載調(diào)速。此種調(diào)速方法的最在缺點是需要專用電源。為使電機在調(diào)速過程中得到充分利用，在不同轉速下都能保持額定負載電流，此法適用于恒功率負載的調(diào)速。由于通過調(diào)節(jié)電阻中的勵磁電流不大。如果電動機具有起穩(wěn)定作用的串勵繞組，則可能是串勵繞組反接，而不是電刷位置不對，或者兩種原因兼有。答 如果直流電動機的電刷不在幾何中性線上，則在負載運行時，除了具有交軸電樞磁動勢之外，還存在直軸電樞磁動勢。由電樞反應的原理可知，對于電動機而言，電刷自幾何中性線逆電樞旋轉方向偏移時，直軸電樞磁動勢起去磁作用，而電刷順電樞旋轉方向偏移時，則起助磁作用。當電車載重或上坡時，電動機的轉速會自動下降，使得增加不多，因而電機輸入功率增加不像并勵電動機那樣快，所以電車和電力機車通常采用串勵電動機拖動。如果電車和電力機車使用這種電動機，那么當電車載重或上坡時電機將過載較多。因為直流發(fā)電機電流增加時，則制動轉矩即電磁轉矩增大（磁通不變），要使電動機在額定轉速下運行，則必須增大輸入轉矩即電動機的輸出轉矩，那么，電動機的電磁轉矩增大，因此電樞電流也增大。這一因素半導致感應電動勢進一步增加。電機轉速降低，臨界電阻減小，當臨界電阻小于勵磁回路電阻時，電機便不能自勵。電機內(nèi)磁場被削弱，電壓不能建立，所以并勵發(fā)電機正轉時能自勵；反轉時，不改變勵磁繞組的兩個端頭的接線，是不能自勵的。18. ★并勵發(fā)電機正轉能自勵，反轉能否自勵？答 發(fā)電機正轉時能夠自勵，表明發(fā)電機正轉時滿足自勵條件，即：①有一定的剩磁；②勵磁回路的電阻小于與運行轉速所對應的臨界電阻；③勵磁繞組的接線與電機轉向的配合是正確的。16. ★他勵直流發(fā)電機由空載到額定負載，端電壓為什么會下降？并勵發(fā)電機與他勵發(fā)電機相比，哪個電壓變化率大？答 他勵直流發(fā)電機由空載到額定負載，電樞電流由0增加到額定值電樞回路電阻壓降增加，且電樞反應的去磁作用使主磁通下降，從而使感應電動勢E下降。在轉速和主磁通不變的情況下，可以認為空載損耗不變。機械損耗由轉子旋轉時軸承摩擦、電刷摩擦以及通風引起，其大小與轉速有關。對電動機而言，電刷逆旋轉方向移動后，直軸電磁磁動勢方向相反，電樞反應起去磁作用，使每極磁通減少。當電機負載后，電刷逆電樞旋轉方向移動一個角度。可見，只有交軸電樞磁動勢才產(chǎn)生電磁轉矩。9. ★電樞反應的性質(zhì)由什么決定？交軸電樞反應對每極磁通量有什么影響？直軸電樞反應的性質(zhì)由什么決定？答 電樞反應的性質(zhì)由電刷位置決定，電刷在幾何中性線上時電樞反應是交軸性質(zhì)的，它主要改變氣隙磁場的分布形狀，磁路不飽和時每極磁通量不變，磁路飽和時則還一定的去磁作用，使每極磁通量減小。實際上，這時相當于一個短了半個極矩的短距繞組的兩極電機，其所產(chǎn)生的總電磁轉矩，只有原來整距繞組四極電機電磁轉矩的一半。由于電刷是電樞繞組電流的分界線，在電刷C、D之間的N極下的電樞導體電流的方向與電刷D、A之間的N極下的電樞導體電流的方向是相反的，因此電刷C、A之間在N極下電樞導體所產(chǎn)生的總的電磁轉矩為零。因此，電刷的合理位置是在換向器的幾何中性線上。5. ★直流電機電樞繞組為什么必須是閉合的？ 答 因為直流電樞繞組不是由固定點與外電路連接的，而是經(jīng)換向器電刷與外電路想連接的，它的各支路構成元件在不停地變化。額定工作點選在過飽和段，有三個缺點：①勵磁功率大增；②磁場調(diào)節(jié)困難；③對電樞反應敏感。直流電機電樞繞組是旋轉的，經(jīng)換向器電刷的作用，變換成為靜止電路，兩電刷間的電路在空間位置是不變的，因而電刷電動勢是直流的，所通過的電流也是直流的，電感不起作用。 （ ）答：錯14. 同一臺直流電機既可作發(fā)電機運行，由可作電動機運行。 （ ）答：錯10. 起動直流電動機時，勵磁回路應與電樞回路同時接入電源。 （ ）答：對6. 電磁轉矩和負載轉矩的大小相等，則直流電機穩(wěn)定運行。 （ ）答：錯2. 直流電機的電樞繞組并聯(lián)支路數(shù)等于極數(shù)即2=2p。A,轉軸上吸收的機械功率； B,轉軸上輸出的機械功率C,電樞端口吸收的電功率 D,電樞端口輸出的電功率。A： B： C：1 D：2答：C18. ★直流發(fā)電機的電刷逆轉向移動一個小角度，電樞反應性質(zhì)為 。A：去磁與交磁 B：增磁與交磁 C：純?nèi)ゴ? D：純增磁答：A13. ★一臺他勵直流發(fā)電機，額定電壓為200伏，六極，額定支路電流為100安培，當電樞為單疊繞組時，其額定功率為 ；當電樞為單波繞組時，其額定功率為 ；A：20W B：40KW C：80KW D：120KW 答：D，B14. y = yc = 為單疊繞組y = yc = 為單波繞組。答：B10. 一臺并勵直流電動機將單疊繞組改接為單波繞組，保持其支路電流不變，電磁轉矩將 。 答：C7. 在直流電機中，公式Ф和中Φ指的是 ： A：每極合成磁通 ， B：所有磁極的總磁通， C：主磁通每極磁通 ， D：以上都不是 。Ａ： = ，Ｂ： ，Ｃ： 。A：Ea下降30℅，B：T下降30℅，C：Ea和T都下降30℅，D：端電壓下降30℅。答：去磁的，增磁的。18. 直流電機單疊繞組的并聯(lián)支路對數(shù)為 ，單波繞組的并聯(lián)支路對數(shù) 答：2p,2。16. 當保持并勵直流電動機的負載轉矩不變，在電樞回路中串入電阻后，則電機的轉速將 。答：14. 并勵直流電動機改變轉向的方法有 ， 。答：空載損耗功率，繞組銅損耗。答：空載時正、負電刷之間獲得最大的電動勢，這時被電刷短路的元件的電動勢為零。答：串勵，并勵。答：反向，不變。答：不行，不變，不變，下降，下降。2. ★★一臺四極直流發(fā)電機采用單疊繞組，若取下一支或相鄰的兩支電刷，其電流和功率 ，而電刷電壓 。答：交流的。串入電阻后，電動機的輸入功率將 ，電樞電流 ，轉速n將 ，電動機的效率η將 。5. 并勵直流電動機，當電源反接時，其中Ia的方向 ，轉速方向 。7. 一臺串勵直流電動機與一臺并勵直流電動機，都在滿載下運行，它們的額定功率和額定電流都相等，則可知： 電動機轉速下降得多，而 電動機的電流增加得多。9. 直流電動機電刷放置的原則是： 。11. 電磁功率與輸入功率之差，對于直流發(fā)電機包括 損耗；對于直流電動機包括 損耗。13. ★一臺P對磁極的直流發(fā)電機采用單迭繞組，其電樞電阻為,電樞電流為,可知此單迭繞組有 條并聯(lián)支路，其每條支路電阻為 ；若為單波繞組其每條支路電阻為