电机与拖动》部分作业题解答

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1、第一章直流电机1-3直流发电机和直流电动机中的电磁转矩有何区别?它们是怎样产生的?而直流发电机和直流电动机中的电枢电动势,又有何区别?它们又是怎样产生的?解:直流发电机的电磁转矩T是制动性质的,直流电动机的电磁转矩T是驱(拖)动性质的,它们都是由载流导体在磁场中受到的电磁力,形成了电磁转矩;直流发电机的电枢电动势Ea大于电枢端电压U,直流电动机的电枢电动势Ea小于电枢端电压U,电枢电动势Ea都是运动导体切割磁场感应产生的。1-4直流电机有哪些主要部件?各起什么作用?解:直流电机的主要部件有定子:主磁极(产生主极磁场)、机座(机械支撑和导

2、磁作用)、换向极(改善换向)、电刷(导入或导出电量);转子:电枢铁心(磁路的一部分,外圆槽中安放电枢绕组)、电枢绕组(感应电动势,流过电流,产生电磁转矩,实现机电能量转换)、换向器(与电刷一起,整流或逆变)1-5直流电机里的换向器在发电机和电动机中各起什么作用?解:换向器与电刷滑动接触,在直流发电机中起整流作用,即把线圈(元件)内的交变电整流成为电刷间方向不变的直流电。在直流电动机中起逆变作用,即把电刷间的直流电逆变成线圈(元件)内的交变电,以保证电动机能向一个方向旋转。1-6一台Z2型直流发电机,求该发电机额定电流。解:1-7一台Z2

3、型直流发电机,求该额定电流是多少?解:1-10电枢反应对气隙磁场有何影响?解:电枢反应使合成磁场发生畸变,磁路饱和时有去磁作用。1-11有一台四极直流电机,电枢绕组为单叠整距绕组,每极磁通为3.5×10-2Wb,电枢总导线数N=152,转速16。求电机的电枢电动势。若改为单波绕组,其它条件不变,问电枢电动势为210V时,电机的转速是多少?解:1)单叠绕组:2)单波绕组1-12如何判断直流电机是发电机运行还是电动机运行?它们的电磁转矩、电枢电动势、电枢电流、端电压的方向有何不同?解:用Ea与U的关系来判断:直流发电机的Ea>U,电枢电流I

4、a与电枢电动势Ea同方向,电磁转矩T是制动性质的(方向与转向n相反),电流是流到电压U的正端;直流电动机的U>Ea,电枢电流Ia与电枢电动势Ea反方向,电磁转矩T是驱动性质的(方向与转向n相同),电流是从电压U的正端流出的。1-15一台他励直流电动机,额定数据为:电枢回路总电阻。试求:1)额定负载时的电枢电动势和额定电磁转矩。2)额定输出转矩和空载转矩。解:1-16他励直流电动机的工作特性是什么条件下求取?有哪几条曲线?解:他励直流电动机的工作特性是在U=UN,电枢回路不串附加电阻,励磁电流If=IfN的条件下求取。有:n=f(P2)、

5、T=f(P2)、η=f(P2)三条曲线。1-18根据图1-18连接他励直流电动机的电枢回路和励磁电路,并标出主磁极、换向极的极性以及各极绕组电流方向。设电流从A电刷流进时,电枢上半部各槽导体电流方向为穿出纸面,下半部为穿入纸面。解:根据电枢电流方向和转向,用电磁感应的右手定则,判断主磁极N、S,然后连接励磁回路。根据电枢电流方向,用右手螺旋方法判断换电枢磁通势Fa方向;由换向极磁场与电枢磁场(磁通势)方向相反,确定NC、SC,然后连接电枢回路。161-19何谓换向?讨论换向过程有何实际意义?解:直流电机运行时,电枢绕组的线圈(元件)由一

6、条支路经电刷短路进入另一条支路,该线圈中的电流方向发生改变,这种电流方向的改变叫换向。讨论实际的换向过程,了解影响换向的电磁原因,才能对症下药,实施改善换向的方法。1-20换向极的作用是什么?它应当装在何处?换向极绕组应当如何连接?如果换向解:极绕组的极性接反了,电机在运行时会出现什么现象?换向极的作用是改善换向,它应装在主磁极的几何中心线处,换向极绕组与电枢绕组串联,且使换向极磁通势的方向与电枢磁通势的方向相反。如果极性接错,使两种磁通势的方向相同,那就会更恶化换向,运行时后刷边的火花更大,甚至可能烧坏电刷和换向器。16第二章电流电机

7、的电力拖动2-1什么是电力拖动系统?它包括哪几个部分,各起什么作用?试举例说明。解:电力拖动系统是由电动机拖动生产机械,并完成一定工艺要求的系统。它包含控制设备、电动机、传动机构、生产机械和电源等。(各作用略,详见P23);如电风扇的电动机是原动机,单相交流电是它的电源,风扇叶片是它的机械负载,开关调速装置是它的控制设备,轴承是最简单的传动机构。2-2从运动方程式中,如何判定系统是处于加速、减速、稳定还是静止的各种运动状态?解:从运动方程式中,以正向运动为例,当T>TL时,dn/dt>0,系统处于加速运动状态;当T

8、0,系统处于减速运动状态;当T=TL时,dn/dt=0,系统处于稳定运动(转),或静止状态。2-4他励直流电动机在什么条件下得到固有机械特性的?一台他励电动机的固有机械特性有几条?人为机械特性有几类?有多少

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