【正文】 直流電樞繞組元件內(nèi)的電動勢和電流是直流還是交流？若是交流，那么為什么計算穩(wěn)態(tài)電動勢時不考慮元件的電感？ 答 直流電樞繞組元件內(nèi)的電動勢和電流是交流的。直流電機電樞繞組是旋轉(zhuǎn)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。
53. 直流電機電樞繞組型式由什么決定？ 答 直流電機繞組型式由繞組的合成節(jié)距決定。為疊式繞組；為波繞組，其中為換向器片數(shù)，為極對數(shù)。
54. 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(gòu)成元件在不停地變化。為使各支路電動勢和電流穩(wěn)定不變，電樞繞組正常、安全地運行，此種繞組必須是閉合的。
55. 直流電機電刷放置原則是什么？ 答 在確定直流電機電刷的安放原則上就考慮：（1）應(yīng)使電機正、負(fù)電刷間的電動勢最大：（2）應(yīng)使被短路元件的電動勢最小，以利于換向。兩者有一定的統(tǒng)一性，一般以空載狀態(tài)為出發(fā)點考慮電刷的安放。因此，電刷的合理位置是在換向器的幾何中性線上。無論疊繞組還是波繞組，元件端接線一般總是對稱的，換向器的幾何中性線與主極軸線重合，此時電刷的合理位置是在主極軸線下的換向片上。
56. 直流電機空載和負(fù)載運行時，氣隙磁場各由什么磁動勢建立？負(fù)載后電樞電動勢應(yīng)該用什么磁通進(jìn)行計算？ 答 空載時的氣隙磁場由勵磁磁動勢建立，負(fù)載時氣隙磁場由勵磁磁動勢和電樞磁動勢共同建立。負(fù)載后電樞繞組的感應(yīng)電動勢應(yīng)該用合成氣隙磁場對應(yīng)的主磁通進(jìn)行計算。
57. 直流電機的感應(yīng)電動勢公式用機械角速度表示轉(zhuǎn)速時，其結(jié)構(gòu)常數(shù)和電磁轉(zhuǎn)矩公式的結(jié)構(gòu)常數(shù)是統(tǒng)一的，試證明。
答 58. 直流電機的勵磁方式有哪幾種？每種勵磁方式的勵磁電流或勵磁電壓與電樞電流或電樞電壓有怎樣的關(guān)系？ 答 直流電機勵磁方式四種：①他勵——勵磁電流由獨立電源供給，與電樞電流無關(guān)；②并勵——勵磁電流并在電樞兩端，勵磁電壓等于電樞電壓U；③串勵——勵磁繞組與電樞串聯(lián)，；④復(fù)勵——既有并勵繞組又有串勵繞組，按兩繞組磁動勢方向的異同分成：積復(fù)勵——串勵與并勵磁動勢同向，差復(fù)勵——串勵與并勵磁動勢反向。
59. 在勵磁電流不變的情況下，發(fā)電機負(fù)載時電樞繞組感應(yīng)電動勢與空載時電樞繞組感應(yīng)電動勢大小相同嗎？為什么？ 答 負(fù)載時電動勢比空載時小，由于負(fù)載時有電樞反應(yīng)去磁作用，使每極磁通減小。
60. 為什么并勵直流發(fā)電機工作在空載特性的飽和部分比工作在直線部分時，其端電壓更加穩(wěn)定？ 答 在飽和區(qū)工作，當(dāng)勵磁電流變化時空載電動勢的變化較小，因此端電壓更加穩(wěn)定。
五、計算 1. 在下圖中，如果電流在鐵心中建立的磁通是Ф＝Sint，副線圈匝數(shù)是，試求副線圈內(nèi)感應(yīng)電勢有效值的計算公式。
解：副線圈中感應(yīng)電勢的瞬時值 ＝ ＝Cost 感應(yīng)電勢的有效值計算公式為： = 2. 對于下圖，如果鐵心用硅鋼片迭成，截面積＝㎡,鐵心的平均長度＝，空氣隙m，線圈的匝數(shù)為600匝，試求產(chǎn)生磁通＝韋時所需的勵磁磁勢和勵磁電流。
解：在鐵心迭片中的磁密為 ＝11/＝ (T) 根據(jù)硅鋼片磁化曲線查出＝306 (A/m) 在鐵心內(nèi)部的磁位降 ＝*＝306*＝（A） 在空氣隙處，當(dāng)不考慮氣隙的邊緣效應(yīng)時 （T） 所以 ＝ （A/m） 故 ＝（A） 則勵磁磁勢F＝+＝+＝ 安匝 勵磁電流 （A） 3. 磁路結(jié)構(gòu)如下圖所示，欲在氣隙中建立韋伯的磁通，需要多大的磁勢？ 解：當(dāng)在氣隙處不考慮邊緣效應(yīng)時，各處的磁密 B＝ 硅鋼片磁路長度（mm） 鑄鋼磁路長度（mm） 查磁化曲線：（A/mm） （A/mm） 空氣之中：（A/mm） 故：各段磁路上的磁位降 （A） （A） （A） 則：F＝++＝1110++＝（A） 。
4. ，在鐵環(huán)上繞有線圈，當(dāng)線圈中電流為5安時，試求線圈應(yīng)有匝數(shù)。鐵環(huán)所用材料為鑄鋼。
解：鐵環(huán)中磁路平均長度（m） 圓環(huán)的截面積S＝ 鐵環(huán)內(nèi)的磁感應(yīng)強度 查磁化曲線得磁感應(yīng)強度H＝3180（A） F＝H＝ 故：線圈應(yīng)有的匝數(shù)為W＝（匝） 5. 一臺220/110V、50Hz的空心變壓器。參數(shù)如下：，（原線圈自感），；，（副線圈自感），試求（1）原副線圈的漏抗和變壓器的激磁電抗；（2）畫出T型等效電流，將各數(shù)值標(biāo)在等效短路圖上，計算空載電流。
解：（1）根據(jù) 得， （2）它的等效電路圖 空載電流 （高壓邊） 6. 一臺三相變壓器，原、副方額定電壓，－11連接，副方額定電流。
試求（1）原副方線圈匝數(shù)； （2）原線圈電流及額定容量； （3）變壓器運行在額定容量且功率因數(shù)為、（超前）（滯后）三種情況下的負(fù)載功率。
解：（1）原方 副方 所以 （2）額定容量 （3）因 所以當(dāng)時 1000 W 當(dāng)時 1000＝900 w 當(dāng)時 1000＝850 w 7. 三相變壓器的額定值為SN＝1800kVA，U1N/U2N＝6300/3150V，Y，d11聯(lián)結(jié)，空載損耗P0＝，短路損耗Pk＝，求 （1） 當(dāng)輸出電流I2＝I2N，時的效率； （2） 效率最大時的負(fù)載系數(shù)。
解： 當(dāng)Pcu＝PFe時發(fā)生、 所以 8. 某工廠由于生產(chǎn)的發(fā)展，用電量由500kVA增加到800kVA。原有一臺變壓器SN =560kVA, U1N/U2N＝6000/400，Y，yn0聯(lián)結(jié)，uk＝％?，F(xiàn)有三臺變壓器可供選用，它們的數(shù)據(jù)是： 變壓器1：320kVA，6300/400V，uk＝4％，Y，yn0聯(lián)結(jié)； 變壓器2：240kVA，6300/400V，uk＝％，Y，yn4聯(lián)結(jié)； 變壓器1：320kVA，6300/440V，uk＝4％，Y，yn0聯(lián)結(jié)； 試計算說明，在不使變壓器過載的情況下，選用那一臺投入并聯(lián)比較適合？ 如果負(fù)載增加需選兩臺變比相等的與原變壓器并聯(lián)運行，試問最大總負(fù)載容量是多少？那臺變壓器最先達(dá)到滿載？ 解：（1）選第1臺適合。
（2）如果負(fù)載增加，則選第一臺與第二臺，但第二臺要進(jìn)行改接，使原Y，yn4改接為Y，yn0。則三臺變壓器中，由于第一臺，Uk＝4％最小，所以最先達(dá)到滿載 則S1＝SN320kVA。
故 所以 所以 9. 兩臺變壓器并聯(lián)運行均為Y，d11聯(lián)結(jié)標(biāo)號，U1N/U2N＝35/，第一臺1250kVA，uk1＝％，第二臺2000kVA，uk1＝6％，試求： 總輸出為3250kVA時，每臺變壓器的負(fù)載是多少？ 在兩臺變壓器均不過載的情況下，并聯(lián)組的最大輸出為多少？此時并聯(lián)組的利用率達(dá)到多少？ 解： 所以 所以 所以 kVA kVA 兩臺變壓器均不過載，則第二臺滿載， kVA 并聯(lián)組利用率： 10. 有一臺的鋁線變壓器，，連接方式為Y，yn，鐵心截面積，取鐵心最大磁密，試求： （1） 一、二次繞組的匝數(shù)； （2）按電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)要求，二次側(cè)電壓應(yīng)能在額定上、下調(diào)節(jié)，希望在高壓繞組邊抽頭以調(diào)節(jié)抵壓繞組邊的電壓，試問如何抽頭？ 解：（1）先由算出，即： （2）高壓繞組抽頭匝數(shù) 設(shè)高壓繞組抽頭匝數(shù)為，因為 所以 11. 額定轉(zhuǎn)速為每分鐘3000轉(zhuǎn)的同步發(fā)電機，若將轉(zhuǎn)速調(diào)整到3060轉(zhuǎn)/分運行，其它情況不變，問定子繞組三相電動勢大小、波形、頻率及各相電動勢相位差有何改變？ 答：本題題意為轉(zhuǎn)速升高(升高倍) （1）頻率 , 。
(2) 大小 (N、kw、Φ1=C),。
（3） 波形和各相電動勢相位差不變，因它們與轉(zhuǎn)速無關(guān)。
12. 一臺4 極，Q=36的三相交流電機，采用雙層迭繞組，并聯(lián)支路數(shù)2a=1， ，每個線圈匝數(shù)NC=20，每極氣隙磁通=103Wb，試求每相繞組的感應(yīng)電動勢。
解： 極距 節(jié)距 每極每相槽數(shù) 槽距角 基波短距系數(shù) 基波分布系數(shù) 每條支路匝數(shù) 匝 基波相電動勢 13. 有一臺三相異步電動機，2p=2，n=3000轉(zhuǎn)/分，Q=60，每相串聯(lián)總匝數(shù)N=20，fN=50赫，每極氣隙基波磁通=，求： （1） 基波電動勢頻率、整距時基波的繞組系數(shù)和相電動勢； （2） 如要消除5次諧波，節(jié)距y應(yīng)選多大，此時的基波電動勢為多大？ 解：(1) 基波電動勢頻率 極距 每極每相槽數(shù) 槽距角 整距繞組基波短距系數(shù) 基波分布系數(shù) 基波繞組系數(shù) 基波相電動勢 (2) 取 基波短距系數(shù) 基波相電動勢 14．一臺三相異步電動機，2p=6，Q=36，定子雙層迭繞組， ，每相串聯(lián)匝數(shù)N=72，當(dāng)通入三相對稱電流，每相電流有效值為20A時，試求基波三相合成磁動勢的幅值和轉(zhuǎn)速？ 解：每極每相槽數(shù) 槽距角 基波短距系數(shù) 基波分布系數(shù) 基波繞組系數(shù) 三相基波合成磁動勢幅值 安匝/極 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速 15. 三相雙層繞組，Q=36，,，,。
試求： （1） 導(dǎo)體電動勢； （2） 匝電動勢； （3） 線圈電動勢； （4） 線圈組電動勢； （5） 繞組相電動勢； 解：極距 槽距電角 每極每相槽數(shù) 短距系數(shù) 分布系數(shù) 繞組系數(shù) （1） 導(dǎo)體電動勢 （2） 匝電動勢 （3） 線圈電動勢 （4） 線圈組電動勢 （5） 相繞組電動勢 16. 一臺、八極的三相感應(yīng)電動機，額定轉(zhuǎn)差率，問該機的同步轉(zhuǎn)速是多少？當(dāng)該機運行在時，轉(zhuǎn)差率是多少？當(dāng)該機運行在時，轉(zhuǎn)差率是多少？當(dāng)該機運行在起動時， 轉(zhuǎn)差率是多少？ 解 同步轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)速 當(dāng)時，轉(zhuǎn)差率 當(dāng)時，轉(zhuǎn)差率 當(dāng)電動機起動時，轉(zhuǎn)差率 17. 有一臺三相四極感應(yīng)電動機，，接法，，，機械損耗與附加損耗之和為。設(shè)，求此電動機額定運行時的輸出功率、電磁功率、電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩。
解： 全機械功率 輸出功率 電磁功率 同步轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)速 電磁轉(zhuǎn)矩 或 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 18. 一臺三相感應(yīng)電動機，額定電壓，定子接法，頻率為。額定負(fù)載運行時，定子銅耗為，鐵耗為，機械損耗，附加損耗，已知，試計算轉(zhuǎn)子電流頻率、轉(zhuǎn)子銅耗、定子電流和電機效率。
解 轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)子電流頻率 全機械功率 電磁功率 轉(zhuǎn)子銅耗 定子輸入功率 定子線電流 電動機效率 19. 一臺三相四極感應(yīng)電動機，，，定子接法。已知額定運行時，輸出轉(zhuǎn)矩為電磁轉(zhuǎn)矩的。試計算額定運行時的電磁功率、輸入功率和功率因數(shù)。
解 轉(zhuǎn)差率 輸出轉(zhuǎn)矩 電磁功率 轉(zhuǎn)子銅耗 定子銅耗 輸入功率 功率因數(shù) 20. 三相繞線式感應(yīng)電動機，轉(zhuǎn)子開路時，在定子上加額定電壓，從轉(zhuǎn)子滑環(huán)上測得電壓為，轉(zhuǎn)子繞組接法，每相電阻，每相漏抗，當(dāng)時，求轉(zhuǎn)子電流的大小和頻率、全機械功率。
解 轉(zhuǎn)差率 開路時，轉(zhuǎn)子相電勢 當(dāng)時，轉(zhuǎn)子電流頻率為 轉(zhuǎn)子電流 全機械功率 21. 已知三相鋁線感應(yīng)電動機的數(shù)據(jù)為，定子接法，，定子鋁耗（），轉(zhuǎn)子鋁耗()，鐵耗，機械損耗，附加損耗。
試計算此電動機的額定轉(zhuǎn)速、負(fù)載制動轉(zhuǎn)矩、空載的制動轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩。
解 同步轉(zhuǎn)速為 全機械功率為 電磁功率為 額定負(fù)載試的轉(zhuǎn)差率 額定轉(zhuǎn)速 負(fù)載制動轉(zhuǎn)矩 空載制動轉(zhuǎn)矩 電磁轉(zhuǎn)矩 22. 一臺三相異步電動機，額定電壓為，Y聯(lián)接，頻率為，額定功率為，額定轉(zhuǎn)速為，額定負(fù)載時的功率