控制电机_第四版_陈隆昌_阎治安_课后答案解析.pdf

第二章 1.为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势 而电刷电势是直流电势? 答：电枢连续旋转， 导体ab和cd轮流交替地切割N 极和S极下的磁力线， 因而ab和cd中的电势及线圈 电势是交变的。 由于通过换向器的作用， 无论线圈转到什么位置， 电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接， 如电刷A始终与处在N极下的导体相连接， 而处在一 定极性下的导体电势方向是不变的， 因而电刷两端得 到的电势极性不变，为直流电势。 2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转， 试问元 件电势的方向和A、 B电刷的极性如何? 答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指 向 a，S 极下导体 cd 中电势由 d 指向 c。电刷 A 通过 换向片与线圈的 a 端相接触，电刷 B 与线圈的 d 端相 接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。 当电枢转过180°以后，导体cd处于N极下，导 体ab处于S极下，这时它们的电势与前一时刻大小相 等方向相反，于是线圈电势的方向也变为由 a 到 d， 此时d为正，a为负，仍然是A刷为正，B刷为负。 4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转 速? 负载电阻不能小于给定值? 答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢 反应的去磁作用越强，磁通被削弱得越多，输出特性 偏离直线越远，线性误差越大，为了减少电枢反应对 输出特性的影响，直流测速发电机的转速不得超过规 定的最高转速，负载电阻不能低于最小负载电阻值， 以保证线性误差在限度的范围内。而且换向周期与转 速成反比，电机转速越高，元件的换向周期越短；eL 正比于单位时间内换向元件电流的变化量。基于上述 分析，eL必正比转速的平方，即eL∝n2。同样可以证 明ea∝n2。因此，换向元件的附加电流及延迟换向去 磁磁通与n2成正比，使输出特性呈现非线性。所以， 直流测速发电机的转速上限要受到延迟换向去磁效应 的限制。为了改善线性度，采用限制转速的措施来削 弱延迟换向去磁作用，即规定了最高工作转速。 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性 线上， 而在偏离几何中性线 α角的直线上， 如图 2 - 29 所示， 试综合应用所学的知识， 分析在此情况下 对测速机正、 反转的输出特性的影响。(提示： 在图 中作一辅助线。)正反向特性不一致。 6. 具有 16 个槽， 16 个换向片的两极直流发电机结 构如图 2 - 30 所示。 (1) 试画出其绕组的完整连接图； (2) 试画出图示时刻绕组的等值电路 图； (3) 若电枢沿顺时针方向旋转， 试在上 两图中标出感应电势方向和电刷极性； (4) 如果电刷不是位于磁极轴线上， 例 如顺时针方向移动一个换向片的距离， 会出现什么问 题? 4 3 2 1 16 15 14 5 14 N a  1 A 5 13 B 2 6 13 6 7 8 9 10 11 12 第三章 1. 直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定? 答 直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压 和本身的内阻，而且还取决于与转速成正比的反电势 （当Ø=常数时） 根据转矩平衡方程式， 当负载转矩不变时， 电磁转矩不变； 加上励磁电流 If 不变， 磁通 Φ不变， 所以电枢电流 Ia 也不变，直流电动机的电磁转矩和电 枢电流由直流电动机的总阻转矩决定。