控制电机课后答案(第四版)陈隆昌.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 ，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 ，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? N a   1 2 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 I T T I n L发 a发 1发 2电 2电 3. 一台他励直流电动机， 如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变， 而仅仅 提高电枢端电压， 试问电枢电流、 转速变化怎样? 答：最终电枢电流不变，转速升高 4. 已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110V，额定运行时的电枢电流 Ia=0.4A， 转速n=3600r/min, 它的电枢电阻Ra=50 Ω， 空载阻转矩T0=15 mN ·m。 试问该电动机额定负载转矩是多少? 5. 用一对完全相同的直流机组成电动机—发电机组， 它们的励磁电压均为 110 V， 电枢电阻Ra=75 Ω。 已知当发电机不接负载， 电动机电枢电压加 110V 时， 电动机的电枢电流为