疑难习题及解答.doc

第一章 直流电机 1-1 简述直流发电机的工作原理，如果没有换向器，直流发电机能否发出直流电？ 答：（1）直流发电机主磁极通电产生主磁场，电枢绕组被原动机拖动旋转切割主磁场感应电动势实为交变电动势(如图示瞬间以导体a为例), 电枢绕组的a导体处于N极底下, 由“右手发电机”定则判得电动势方向为⊙, 转半圈后, 处于S极下, 电动势方向变为⊕ , 再转半圈, 又回到原来位置, 电动势又为⊙……,它通过换向装置后, 才把电枢绕组的交流变为外电路的直流。这就是直流发电机的工作原理。 （2）换向装置的结构特点是电枢绕组尽管旋转，而 A、B电刷固定不转（电刷与磁极相对静止），且A刷恒与N极下导体相连，B刷恒与S极底 下导体相连），则由A刷引出的电动势方向恒为⊙（流出）， 若定义为正极， 则Ｂ刷引出的电动势方向恒为⊕ (流入), 为负极，因此，由Ａ，Ｂ两刷得到的就是直流。由此可知，由于内电路的交流是通过换向装置后才变为外电路的直流，故没有换向装置就不行。 1-2“直流电机实质上是一台装有换向装置的交流电机”，你怎样理解这句话？ 答：由上题可知，无论是直流发电机还是直流电动机，它们在电枢绕组内的电流均为交流（而电刷两端的外电路均为直流），故直流电机实为一台交流电机。 这种交（内电路）、直（外电路）流的转换就是靠换向装置来实现的。 发电机 交流（内电路） 直流（外电路） 电动机 因此说，直流电机实质上是一台带有换向装置的交流电机。 1-3试判断下列情况，电刷两端电压的性质： 磁极固定，电刷与电枢同时旋转； 电枢固定，电刷与磁极同时旋转。 答：由直流发电机原理可知，只有电刷和磁极保持相对静止，在电刷两端的电压才为直流，由此： ① 交流：因为电刷与磁极相对运动。 ② 直流：因为电刷与磁极相对静止。 1-4 直流电机有哪些励磁方式？画图表示不同的励磁方式下，负载电流、电枢电流与励磁电流有何关系？ 答： 他励 并励 自励 串励 复励 1-5 直流电机由哪些主要部件组成？其作用如何？ 答： （一）定子 1、主磁极：建立主磁通，包括： 铁心：由低碳钢片叠成 绕组：由铜线绕成 2、换向磁极：改善换向，包括： 铁心： 中大型由低碳钢片叠成。 小型由整块锻钢制成。 绕组：由铜线绕成。 3、机座：固定主磁极、换向磁极、端盖等，同时构成主磁路的一部分，用铸铁、铸钢或钢板卷成。 4、电刷装置：引出（或引入）电流，电刷由石墨等材料制成。 （二）转子 电枢铁心：构成主磁路，嵌放电枢绕组。由电工钢片叠成。 电枢绕组：产生感应电动势和电磁转矩，实现机—电能量转换。由铜线绕成。 换向片：换向用，由铜线围叠而成。 1-6一台Z2型直流电动机，额定功率为PN=160千瓦，额定电压UN=220伏，额定效率ηN=90%，额定转速nN=1500转/分，求该电机的额定电流？ 解：额定电流 1-7一台Z2型直流发电机，额定功率为PN=145千瓦，额定电压UN=230伏，额定转速nN=1450转/分，求该发电机的额定电流？ 解：额定电流 1-8直流发电机和直流电动机的电枢 电动势的性质有何区别，它们是怎样产生的？直流发电机和直流电动 机的电磁转矩的性质有何区别，它们又是怎样产生的？ 答： 直流发电机电枢电动势为电源电动势（同向），直流电动机为反电动势（反方向），它们均由电枢绕组切割磁场产生。 直流发电机电磁转矩为制动转矩（反向），直流电动机为驱动转矩（同向），它们均由电枢载流导体在主磁极场作用下产生电磁力而形成转矩。 1-9 直流电机的电枢电动势和电磁转矩的大小取决于哪些物理量，这些量的物理意义如何？ 答： 电枢电动势 Ce是电机的电动势结构数 ，它的大小决定于电枢绕组导体总根数N、主磁极对数 p及并联支路数2a ，是每个极面下的磁通，n是电机转速。 电磁转矩 CT是电机的电磁转矩结构常数，CT= 它的大小决定于电枢绕组导体总根数N、主磁极对 数p及并联支路数 2a，是每个极下的磁通，是电枢电流。 1-10 把一以他励发电机的转速提高20%，空载电压会提高多少（励磁电阻保持不变）？若是一台并激发电机，则电压升高得多还是少（励磁电阻保持不变）？ 答： 他励发电