【正文】 ”兩種接線方式。但是應(yīng)該注意：直流電動(dòng)機(jī)不能接成“差復(fù)勵(lì)”；直流發(fā)電機(jī)不能接成“串勵(lì)”。“他勵(lì)”、“并勵(lì)”、“串勵(lì)”和“復(fù)勵(lì)”的連接電路圖參見書P、6圖533和P、7圖541。 （答畢）167。5—2．直流電機(jī)的基本工作原理 （書P．67．，）52在直流電機(jī)中換向器起什么作用？有哪些機(jī)械原因使換向器與電刷間產(chǎn)生火花？答： 換向器的作用是：將電樞繞組內(nèi)的交流電與電刷間的直流電進(jìn)行轉(zhuǎn)換的部件；是直流電機(jī)的特征部件，有“機(jī)械整流器”之稱。使換向器與電刷間產(chǎn)生火花的機(jī)械原因有：電刷壓緊彈簧壓力不足；電刷與換向器接觸面不平；換向器表面不圓或有污物；換向片磨損嚴(yán)重使換向片之間的絕緣云母片突出等。 （答畢）52直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)都產(chǎn)生電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩，它們有什么相同和不同？答： 相同之處是：電動(dòng)勢都是由于電樞繞組切割主磁通感應(yīng)出來的；而電磁轉(zhuǎn)矩也都是流經(jīng)電樞繞組的電流與主磁通相互作用產(chǎn)生的。不同之處在于：發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢與電樞電流同方向；電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，即為：“阻轉(zhuǎn)矩”。而電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢于電樞電流方向相反，常稱“反電勢”，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相同，即為：“驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩”。 （答畢）52電刷不在正確位置對電機(jī)將產(chǎn)生什么影響？在日常管理中如何檢查電刷的正確位置？答： 若電刷不在正確位置則電刷所短接的換向元件感應(yīng)電勢不等于零電刷下將產(chǎn)生較大的“換向火花”，火花過大將會燒壞換向器。此外，由于電刷位置不正確，由電刷均分的每條電樞繞組支路中，串聯(lián)在一起的元件感應(yīng)的電勢方向就不在是全部一致的，因而電刷間的感應(yīng)電勢將減小，這將嚴(yán)重影響電機(jī)的正常工作（發(fā)電機(jī)電壓減小，電動(dòng)機(jī)電流增大）。在日常管理中應(yīng)注意檢查電刷有無松動(dòng)，位置是否移動(dòng)。通常檢查時(shí)若發(fā)現(xiàn)火花大，與平時(shí)有異，很可能電刷松動(dòng)且位置已移動(dòng)。發(fā)現(xiàn)電刷松動(dòng)應(yīng)及時(shí)按“標(biāo)記”位置校正固定。 （答畢）52什么是直流電機(jī)的換向？為什么電樞電流過大會產(chǎn)生嚴(yán)重的火花？答： 直流電機(jī)的換向是指電樞繞組元件從一條支路經(jīng)電刷進(jìn)入另一條支路，流經(jīng)元件的電流反向的過程。電樞電流產(chǎn)生的電樞反應(yīng)磁場處于交軸方向上，正好是換向元件所處的位置上。當(dāng)電樞電流過大，則換向元件感應(yīng)的電勢很大，被電刷短接時(shí)將會產(chǎn)生嚴(yán)重的火花。 （答畢）52按圖524所示的電樞電流I的方向，當(dāng)分別作為電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)時(shí)，都順著轉(zhuǎn)動(dòng)方向移動(dòng)電刷，它們各自將產(chǎn)生什么樣的電樞反應(yīng)？答： 以圖（a）電流為依據(jù)，可以分析：作為電動(dòng)機(jī)時(shí)，順轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針移動(dòng)，電樞反應(yīng)的直軸分量為“增磁”性質(zhì)；作為發(fā)電機(jī)時(shí)，順轉(zhuǎn)向就是逆時(shí)針移動(dòng)，電樞反應(yīng)的直軸分量為“去磁”性質(zhì)。也就是說：電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的是增磁電樞反應(yīng)；發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的是去磁電樞反應(yīng)。（答畢）167。5—3．直流發(fā)電機(jī) （書P．70．，）53自勵(lì)直流發(fā)電機(jī)在規(guī)定的轉(zhuǎn)動(dòng)方向下，不能自勵(lì)起壓的可能原因有哪些？答： 自勵(lì)直流發(fā)電機(jī)在規(guī)定的轉(zhuǎn)動(dòng)方向下不能自勵(lì)起壓，其原因可能有：①、勵(lì)磁繞組與電樞繞組錯(cuò)誤接線；②、鐵心剩磁消失；③、勵(lì)磁回路電阻過大；④、勵(lì)磁繞組斷線；⑤、電刷與換向器間斷路；⑥、原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過低等。 （答畢）53說明直流發(fā)電機(jī)外特性與勵(lì)磁方式的關(guān)系。答： 直流發(fā)電機(jī)外特性與勵(lì)磁方式關(guān)系密切。他勵(lì)的方式，由于勵(lì)磁電流與電機(jī)端電壓無關(guān)，所以外特性較平，電壓變化率較小；并勵(lì)的方式，隨著負(fù)載電流的增大，電機(jī)端電壓和勵(lì)磁電流相應(yīng)減小，電壓變化率較大，外特性下垂較多；積復(fù)勵(lì)的方式，由于勵(lì)磁電流有了反映負(fù)載電流的串勵(lì)分量補(bǔ)充，隨著負(fù)載電流的增大，電壓變化率相對較小，甚至可能變?yōu)樨?fù)值，外特性下垂較少甚至可能上翹；差復(fù)勵(lì)的方式，由于勵(lì)磁電流有了反映負(fù)載電流的串勵(lì)分量抵消，隨著負(fù)載電流的增大，電壓變化率急劇增大，外特性急劇下垂。 （答畢）53什么是積復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，什么是差復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)？船舶電站多為哪種勵(lì)磁類型的直流發(fā)電機(jī)？答： 復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)有兩個(gè)勵(lì)磁繞組一個(gè)與電樞并聯(lián)，另一個(gè)則與電樞串聯(lián)。串聯(lián)與并聯(lián)的兩個(gè)勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的磁通方向一致的稱為積復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)；產(chǎn)生的磁通方向相反的稱為差復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)。船舶電站多采用積復(fù)勵(lì)直流發(fā)電機(jī)。 （答畢）53為保持并勵(lì)發(fā)電機(jī)的電壓恒定不變，它的勵(lì)磁調(diào)節(jié)特性If=f（I）應(yīng)是怎樣的一條特性曲線？答： 并勵(lì)發(fā)電機(jī)具有下降的外特性隨著負(fù)載電流的增大，發(fā)電機(jī)的電壓減小較多。為了保持并勵(lì)發(fā)電機(jī)的電壓恒定不變，要求發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流隨負(fù)載電流的增大而相應(yīng)增加，也就是說，勵(lì)磁調(diào)節(jié)特性If = f（I）應(yīng)是一條具有上翹形狀的特性曲線。 （答畢）53說明直流發(fā)電機(jī)從輸入的有效機(jī)械功率到輸出電功率的功率關(guān)系。答： 直流發(fā)電機(jī)輸入有效機(jī)械功率，扣除克服空載損耗，剩下的功率全部轉(zhuǎn)換成電磁功率。電磁功率減去電樞銅損耗（自勵(lì)發(fā)電機(jī)還應(yīng)減去勵(lì)磁的銅損耗），剩下的功率即為輸出的電功率。[注：直流電機(jī)電樞鐵心的鐵損耗包含在空載損耗之中。] （答畢）167。5—4．直流電動(dòng)機(jī) （書P．73．，）54他（并）勵(lì)電動(dòng)機(jī)與串勵(lì)電動(dòng)機(jī)各適用與拖動(dòng)什么樣的生產(chǎn)機(jī)械？答： 他（并）勵(lì)電動(dòng)機(jī)具有硬的機(jī)械特性，適合于拖動(dòng)有轉(zhuǎn)速恒定要求的生產(chǎn)機(jī)械；而串勵(lì)電動(dòng)機(jī)具有軟的機(jī)械特性，電機(jī)的過載能力強(qiáng)。因此，適合于拖動(dòng)牽引和起重機(jī)械。 （答畢）54同容量不同勵(lì)磁方式的各直流電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)矩特性和機(jī)械特性相比較有什么特點(diǎn)？答： ①、他（并）勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性是一條過原點(diǎn)的直線，機(jī)械特性是一條過理想空載轉(zhuǎn)速點(diǎn)的下降的直線。他（并）勵(lì)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩只與電樞電流成正比。②、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性是一條上升的拋物線，機(jī)械特性是一條下降的近似雙曲函數(shù)的曲線。額定負(fù)載電流以下時(shí)，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩比并勵(lì)的?。活~定電流以上時(shí)，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩比并勵(lì)的大。③、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性和機(jī)械特性介于串勵(lì)和他（并）勵(lì)機(jī)之間。 （答畢）54為什么直流電動(dòng)機(jī)不允許直接起動(dòng)？使用起動(dòng)電阻起動(dòng)時(shí)應(yīng)如何操作？答： 直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組的電阻一般較小，起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速為零，若直接起動(dòng)電源電壓全部加在電樞繞組上，將會產(chǎn)生很大的電流，燒毀電樞繞組，因此直流電動(dòng)機(jī)不允許直接起動(dòng)。使用起動(dòng)電阻起動(dòng)時(shí)：首先接通額定勵(lì)磁勵(lì)磁電源，串入起動(dòng)電阻。然后接通電樞回路的電源，直流電動(dòng)機(jī)電樞串電阻起動(dòng)。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增加，電樞電流相應(yīng)減小，為了保持足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，應(yīng)相應(yīng)減小起動(dòng)電阻的阻值。就這樣，在起動(dòng)過程中，隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，相應(yīng)減小起動(dòng)電阻，直至起動(dòng)電阻全部切除，起動(dòng)完畢。 （答畢）54如果直流電動(dòng)機(jī)并勵(lì)電路發(fā)生斷路故障，將產(chǎn)生什么后果？為什么？答： 如果并勵(lì)電路發(fā)生斷路故障，若空載直流電動(dòng)機(jī)將會出現(xiàn)“飛車”；若負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大，則會出現(xiàn)因電樞電流過大而燒毀的后果。這是因?yàn)椴?lì)電路斷路，主磁通為很小的剩磁磁通。感應(yīng)電勢很小，電樞電流很大；若電機(jī)所帶負(fù)載很小，很大的電樞電流在很小的剩磁的作用下，將產(chǎn)生一定的電磁轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)加速，只有電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到很高的危險(xiǎn)轉(zhuǎn)速（飛車）時(shí)，才可能感應(yīng)出一定的電勢去平衡電源電壓，使電樞電流有所減小。若負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大，剩磁產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩帶不動(dòng)，則電機(jī)將堵轉(zhuǎn)，很大的堵轉(zhuǎn)電流將很快使電樞繞組燒毀。 （答畢）54在實(shí)際操作中，如何使并勵(lì)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)？如果反接它的兩根電源線能否使它反轉(zhuǎn)？答： 在實(shí)際操作中，要使并勵(lì)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)可以單獨(dú)反接它的并勵(lì)繞組或單獨(dú)反接它的電樞繞組，使它的磁通或電樞電流兩者之一改變方向，就能改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向，從而使其反轉(zhuǎn)。如果反接它的兩根電源線，由于磁通和電樞電流將同時(shí)改變方向，因而電磁轉(zhuǎn)矩不能反向，不能使并勵(lì)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 （答畢） （第五章“解答”結(jié)束）第六章．控制用電機(jī) （6題）6改變交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的方法有哪些？答： 要改變交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，可單獨(dú)改變它的勵(lì)磁繞組的接線（即，將其兩根引線脫開對調(diào)一下再接上）；或可單獨(dú)改變它的控制繞組的接線（即，將其兩根引線脫開對調(diào)一下再接上）。也可不改變接線，僅通過控制裝置，單使控制電壓相位變反來實(shí)現(xiàn)。 （答畢）6交流伺服電動(dòng)機(jī)當(dāng)控制電壓為零時(shí)，為什么能夠迅速停止？答： 因?yàn)榻涣魉欧妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻很大，使發(fā)生最大電磁轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差率ｓm＞1。這樣，伺服電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行產(chǎn)生的合成轉(zhuǎn)矩將和普通鼠籠轉(zhuǎn)子的情況相反。轉(zhuǎn)子電阻很大時(shí)，脈振磁場分解的正、反相旋轉(zhuǎn)磁場在ｓ＞1時(shí)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩將比在ｓ＜1時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大，所以運(yùn)行中，若交流伺服電動(dòng)機(jī)控制電壓為零，伺服電動(dòng)機(jī)處于單相運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)與轉(zhuǎn)子同向的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩將小于與轉(zhuǎn)子反向的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。因而總的合成電磁轉(zhuǎn)矩將變成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，在電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的作用下，電動(dòng)機(jī)就能夠迅速停止。 （答畢）6電動(dòng)機(jī)的單相繞組通入直流電流，單相繞組通入交流及兩相繞組通入兩相交流電流各產(chǎn)生什么磁場？定子與轉(zhuǎn)子間氣隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度在空間怎樣分布？在時(shí)間上又怎樣變化？答： 單相繞組通入直流電流，產(chǎn)生的是磁場方向不變的“直流”磁場；單相繞組通入交流，產(chǎn)生的是脈振磁場；兩相繞組通入兩相交流電流，產(chǎn)生的是旋轉(zhuǎn)磁場。定子與轉(zhuǎn)子間氣隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度在空間的分布為“平頂波”。在時(shí)間上的變化為：“直流”磁場和旋轉(zhuǎn)磁場幅值不隨時(shí)間變化；脈振磁場的幅值隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化。 （答畢）6一臺400Hz的交流伺服電動(dòng)機(jī)，當(dāng)勵(lì)磁電壓U1 = 110V，控制電壓U2 = 0時(shí)，測得勵(lì)磁繞組的電流I1 = 。若與勵(lì)磁繞組并聯(lián)一適當(dāng)電容值的電容器后。（1） 試求勵(lì)磁繞組的阻抗︱Z1︱和與間相位差φ1 ； （2） 保證較越前90176。，試計(jì)算圖612中所串聯(lián)的電容值。解： （1）根據(jù)題意，并聯(lián)一適當(dāng)電容值的電容器C后，該回路處于并聯(lián)諧振（R2= L/C），諧振時(shí)回路總等效電阻為：R0 = L/（CR）= R = U1/I = 110/；諧振前，︱Z1︱=（R2+ XL2）1/2 = 110/；于是Cosφ1=R/（R2+ XL2）1/2 = ；φ1=60176。 （2）要保證較越前90176。，Sinφ=（1 Cos2φ1）1/2 = （R2+ XC2）1/2；由于R/（R2+ XL2）1/2 = ；2R2 = 1100；R2 = 550；∴（550+ XC2）= 550；XC2 = 550/；XC =（550/3）1/2 ≈ = 1/（2πfC）；C = 1/（800π）≈ 。答：（1）︱Z1︱和與間相位差φ1為60176。；（2） 。 （答畢）6當(dāng)直流伺服電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電壓U1 和控制電壓（電樞電壓）U2 不變時(shí)，如將負(fù)載轉(zhuǎn)矩減小，試問這時(shí)電樞電流I2，電磁轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)速n將怎樣變化？答： 當(dāng)直流伺服電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電壓U1 和控制電壓（電樞電壓）U2 不變時(shí)，如將負(fù)載轉(zhuǎn)矩減小，則電樞電流I2和電磁轉(zhuǎn)矩T都將隨之減小，轉(zhuǎn)速n將隨之增大。這是因?yàn)樨?fù)載轉(zhuǎn)矩T2減小，T＞T2，轉(zhuǎn)速n將增大，電樞電勢Ea隨之增大，而電壓不變，I2減小，T也減小。 （答畢）6交流測速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子靜止時(shí)有無電壓輸出？轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為何輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比，但頻率卻與轉(zhuǎn)速無關(guān)？何謂剩余電壓和線性誤差？答： 當(dāng)交流測速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，勵(lì)磁繞組在其軸線方向