电拖复习提要（直流电机部分修改）

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一、填空

1．在直流电机中改善换向的目的是，改善换向的具体方法有和。 答：消除电刷下的火花、安装换向极、正确选用电刷。

2.电机是以和定律为理论基础的。 答：电磁感应、电磁力

3.直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向，因此电磁转矩为转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向，因此电磁转矩为。 答：相反、阻力（制动）、相同动力（驱动转矩）

4.直流发电机电枢线圈中的感应电动势ea（电枢电动势）与其电流ia（电枢电流）的方向始终，直流电动机中的电磁转矩是转矩。 答：一致、驱动

5.直流电机的励磁方式可分为并励、他励、和等四种。 答：串励、复励

6.单轴系统运动方程式的实用形式为。

GD2dn答：T?TL?。

375dt7.他励直流电动机常用的调速方法有、、。

答：电枢回路串电阻调速、降低电枢端电压调速、减弱电动机主磁通调速。

8.直流电机负载运行时存在电枢反应。电枢反应对气隙磁场影响有二：首先，其次。 答：使气隙磁场发生畸变、存在去磁效应

9.在直流电机中，是用来产生感应电动势和电磁转矩，实现机电能量转换的关键部件。 答：电枢绕组

10.当电动机的，其效率最高；电机通常被制成当该机运行于额定状态时效率最高，则可得估算他励直流电动机电枢回路总电阻的公式为。 答：不变损耗等于可变损耗、Ra=（UNIN－PN）/2I2N

11.他励直流电动机空载运行时，若不慎将励磁回路断开，电机转速将，带额定负载运行时，若不慎将励磁回路断开，电机转速将。 答：急剧上升、下降至停止

12.直流电动机负载运行，电源电压与负载电流均维持不变，若转速上升20%，则当磁路线性时，励磁电流是原来的倍。 答： 5/6

13. 一直流电动机，已知PN=13千瓦，UN=220伏，nN=1500转/分，η=0.85，额定电流约为 。

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答：70A（69.52）

14.直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是。 答：交流的。

15. 一台四极直流发电机采用单叠绕组，若取下一支或相邻的两支电刷，其电流和功率，而

电刷电压。 答：减小，不变。

16. 一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流If不变，当加上一恒定转矩的负载后，

发现电枢电流超过额定值，有人试在电枢回路中接一电阻来限制电流串入电阻后，电动机的输入功率P1将，电枢电流Ia，转速n将，电动机的效率η将。

答：不变，不变，下降，下降。

17. 一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩，做额定运行时，如果将电源电压降低了20

℅，则稳定后电机的电流为倍的额定电流（假设磁路不饱和）。 答：1.25倍。

18. 并励直流电动机，当电源反接时，其中Ia的方向，转速方向。 答：反向，不变。

19. 直流发电机的电磁转矩是转矩，直流电动机的电磁转矩是转矩。 答：制动，驱动。

20. 电枢反应对并励电动机转速特性和转矩特性有一定的影响，当电枢电流Ia增加时，转速

n将，转矩Te将。 答：下降，增加。

21. 直流电动机调速时，在励磁回路中增加调节电阻，可使转速，而在电枢回路中增加调节

电阻，可使转速。 答：升高，降低。

22. 电磁功率与输入功率之差，对于直流发电机包括损耗；对于直流电动机包括损耗。 答：空载损耗功率，绕组铜损耗。

23. 当保持并励直流电动机的负载转矩不变，在电枢回路中串入电阻后，则电机的转速将。 答：下降。

24. 并励直流发电机的励磁回路电阻和转速同时增大一倍，则其空载电压。 答：不变。

25. 直流电机单叠绕组的并联支路对数为，单波绕组的并联支路对数 答：2p,2。

二、简答

1、生产机械的负载转矩特性有哪几种？各有何特点？

生产机械的负载转矩特性归纳起来可以分为三种基本类型：

（1）恒转矩负载特性：负载转矩TL与转速n无关，当转速变化时，负载转矩TL保持常值。恒转矩负载特性又可分为反抗性负载特性和位能性负载特性两种，如下图所示。

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反抗性负载特性位能性负载特性

（2）通风机负载特性：负载转矩TL与转速n大小有关，基本上与转速n的平方成正比，即TL?kn2。属于通风机负载的生产机械有通风机、水泵、油泵等，其中空气、水、油等介质对机器叶片的阻力基本上和转速的平方成正比，如下图所示。

通风机负载特性恒功率负载特性

（3）恒功率负载特性：有些生产机械（比如车床），在粗加工时，切削量大，切削阻力大，此时开低速；在精加工时，切削量小，切削阻力小，往往开高速。因此，在不同转速下，负载转矩TL与基本上与转速n成反比，即TL?k。由于负n载功率PL?TL?，表明在不同转速下，电力拖动系统的功率保持不变，负载转

矩TL与转速n的持性曲线呈现恒功率的性质，如上图所示。

2、直流电动机的电磁转矩是驱动性质的转矩，但为什么电磁转矩增大时转速反而下降？

答：从公式T=CTΦIa可知，当电磁转矩T增大时，电枢电流Ia也增大；

从公式U=Ea+IaRa可知，当电枢电流Ia增大时，电动势Ea下降； 由Ea=CeΦn可知，当Ea下降时，转速n下降。

3、一台并励直流电动机原稳定运行于某一Ia、n、E和T值下，设负载转矩T2增大，试分析电机将发生怎样的过渡过程，并将最后稳定的Ia、n、E和T值和原值进行比较。

4、在直流发电机和直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向的关系有何不同？电枢电势和电枢电流方向的关系有何不同？怎样判别直流电动机运行于发电机状态还是运行于电动机

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状态？

答：在直流发电机中，电磁转矩和电枢旋转方向相反，电枢电势和电枢电流方向相同。在直流电动机中，电磁转矩和电枢旋转方向相同，电枢电势和电枢电流方向相反。当端电压U大于电枢电势Ea时，直流电机运行于电动机状态，当端电压U小于电枢电势Ea时，直流电机运行于发电机状态。

5、直流电动机为什么不能直接起动？采用什么方法起动？

答：直流电动机直接起动时起动电流很大，通常达到额定电流的10倍以上，而起动电流过大使电动机换向困难，产生很大的火花；引起绕组发热，烧毁电机；产生机械冲击，损坏传动机构；会引起电网电压的波动。

常用的起动方法有：电枢回路串电阻起动，降低电源电压起动。 6、画出他励直流电动机的固有机械特性及各种人为机械特性。 （详见P38-40）

7、直流电机的感应电动势与哪些因素有关？若一台直流发电机在额定转速下的空载电动势为230V（等于额定电压），试问在下列情况下电动势变为多少？（1）磁通减少10%；（2）励磁电流减少10%；（3）转速增加20%；（4）磁通减少10%，转速增加10%。 答：感应电动势E与磁通Φ和转速n成正比。

（1）207V （2）207~230V （3）276V （4）228V 8.何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？

答：直流电机负载运行时的主磁场由励磁磁势与电枢磁势共同建立，电枢磁势的存在使主磁场不同于电机的空载磁场，这种影响称为电枢反应。电枢反应对气隙磁场影响有二：首先使气隙磁场发生畸变，其次存在去磁效应。

9.电机中存在哪些能量损耗？有哪些因素会影响电机发热？电动机与发电机的功率传递有何不同？

答：电机进行机电能量转换时总是存在能量损耗的，能量损耗将引起电机发热和效率降低。一般来说，电机的能量损耗可分为两大类：

（1）机械损耗：由电机的运动部件的机械磨擦和空气阻力产生的损耗，这类损耗与电机的机械构造和转速有关。

（2）电气损耗：主要包括导体损耗、电刷损耗和铁耗等。导体损耗是由于电机的线圈电阻产生的损耗，有时又称为铜耗，通常在电机的定子和转子上都会产生铜耗；电刷损耗是由于电刷的接触电压降引起的能量损耗，因为只有在直流电机中安装电刷，所以电刷损耗仅仅出现在直流电机中；铁耗是由于电机铁磁材料的磁滞效应和涡流效应产生的一种损耗，主要取决于磁通密度、转速和铁磁材料的特性。

电动机与发电机的功率传递过程如下图所示：电动机是将电能转换为机械能，而发动机是将机械能转换为电能。

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电功率 P1 电磁功率 机械功率 机械功率 P1 电磁功率 电功率 Pem P2 Pem P2 ?pCu pFe?p Fep ?pmmecpmec?pm pFe?p Fe?pCu a)电动机与发电机的功率传递过程a) 电动机 b) 发电机b)

10电力拖动系统稳定运行的条件是什么？

对于一个电力拖动系统，稳定运行的充分必要条件是

?Te?TL?0? ?dTedTL?dn?dn?0?

11.一台他励直流电动机拖动的卷扬机，当电枢所接电源电压为额定电压、电枢回路串入电阻时拖动着重物匀速上升，若把电源电压突然倒换极性，电动机最后稳定运行于什么状态？重物提升还是下放？画出机械特性图，并说明中间经过了什么运行状态？

答：电机开始运行于正向电动状态。若把电源电压突然倒换极性，电动机最后稳定运行于反向回馈制动状态，重物匀速下放，其机械特性如下图所示。

2 B n n0 A TL 2 O 2 TL 1 T 1 C D E 3

图中曲线1为固有机械特性，曲线2为电枢电压等于额定值、电枢回路串电阻的人为机械特性，曲线3为电枢电压反接后电枢回路串电阻的人为机械特性。反接电压之前，匀速提升重物的工作点为A，反接后稳定运行的工作点为E。从A到E中间经过： （1）B—C，反接制动过程；

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