控制电机(第四版)陈隆昌_阎治安_课后答案.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 N 5 14 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。 2. 如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性 (见图 3 - 33)， 就会发现， 当其他条件不变， 而只是减小发电机 负载电阻RL 时， 电动机的转速就下降。 试问这是什么原因? R 