第六篇 直流电机
6．1 为什么直流发电机能发出直流电流？如果没有换向器，电机能不能发出直流电流？ 6．2 试判断下列情况下，电刷两端电压性质
（1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转； （2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。
6．3 在直流发电机中，为了把交流电动势转变成直流电压而采用了换向器装置；但在直流
电动机中，加在电刷两端的电压已是直流电压，那么换向器有什么呢？ 6．4 直流电机结构的主要部件有哪几个？它们是用什么材料制成的，为什么？这些部件的功能是什么？
6．5 从原理上看，直流电机电枢绕组可以只有一个线圈做成，单实际的直流电机用很多线
圈串联组成，为什么？是不是线圈愈多愈好？
6．6 何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磁通的大小与哪些因素有关？ 6．7 什么是直流电机的磁化曲线？为什么电机的额定工作点一般设计在磁化曲线开始弯曲
的所谓“膝点”附近？
6．8 为什么直流电机的电枢绕组必须是闭合绕组？ 6．9 何谓电枢上的几何中性线？何谓换向器上的几何中性线？换向器上的几何中性线由什
么决定？它在实际电机中的位置在何处？
6．10 单叠绕组与单波绕组在绕法上、节距上、并联支路数上的主要区别是什么？
6．11 直流发电机的感应电动势与哪些因素有关？若一台直流发电机的额定空载电动势是
230V，试问在下列情况下电动势的变化如何？ （1）磁通减少10%； （2）励磁电流减少10%；
（3）磁通不变，速度增加20%；
（4）磁通减少10%，同时速度增加20%。 6．12 一台4极单叠绕组的直流电机，问：
（1）如果取出相邻的两组电刷，只用剩下的另外两组电刷是否可以？对电机的性能有
何影响？端电压有何变化？此时发电机能供给多大的负载（用额定功率的百分比表示）？
（2）如有一元件断线，电刷间的电压有何变化？此时发电机能供给多大的负载？ （3）若只用相对的两组电刷是否能够运行？
（4）若有一极失磁，将会产生什么后果？
7.13如果是单波绕组，问6．12题的结果如何？
6．14 何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有何影响？直流发电机和直流电动机的电枢反
应有哪些共同点？又有哪些主要区别？
6．15 直流电机空载和负责运行时，气隙磁场各由什么磁动势建立？负载时电枢回路中的
电动势应由什么样的磁通进行计算？
6．16 一台直流电动机，磁路是饱和的，当电机带负载以后，电刷逆着电枢旋转方向移动
了一个角度，试问此时电枢反应对气隙磁场有什么影响？
6．17 直流电机有哪几种励磁方式？分别对不同励磁方式的发电机、电动机列出电流I、
Ia、If的关系式。
6．18 如何判别直流电机是运行于发电机状态还是运行于电动机状态？它们的Tem、n、E、
U、Ia的方向有何不同？能量转换关系如何？
6．19 为什么电机的效率随输出功率不同而变化？负载时直流电机中有哪些损耗？是什么
原因引起的？为什么铁耗和机械损耗可看成是不变损耗？
6．20 直流发电机中电枢绕组元件内的电动势和电流是交流的还是直流的？若是交流的，
为什么计算稳态电动势E?U?IaRa时不考虑元件的电感？
6．21 他励直流发电机由空载到额定负载，端电压为什么会下降？并励发电机与他励发电
机相比，哪一个的电压变化率大？
6．22 若把直流发电机的转速升高20%，问在他励方式下运行和并励方式下运行时，哪一
种运行方式下空载电压升高的较多？
6．23 并励发电机正转时能自励，反转时还能自励吗？
6．24 要想改变并励电动机、串励电动机及复励电动机的旋转方向，应该怎样处理？ 6．25 并励电动机正在运行时励磁绕组突然断开，试问在电机有剩磁或没有剩磁的情况下
有什么后果？若起动时就断了线又有何后果？
6．26 一台正在运行的并励直流电动机，转速为1450r/min。现将它停下来，用改变励磁绕
组的极性来改变转向后（其它均未变），当电枢电流的大小与正转时相同时，发现转速为1500r/min，试问这可能是什么原因引起的？
6．27 对于一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流保持不变，制动转矩为恒定值。
试分析在电枢回路串入电阻Rj后，对电动机的电枢电流、转速、输入功率、铜耗、
铁耗及效率有何影响？为什么？
6．28 电磁换向理论是在什么基础上分析问题的？主要结论是什么？在研究真实换向过程应如何补充修正？
6．29 换向元件在换向过程中可能出现哪些电动势？是什么原因引起的？它们对换向各有什么影响？
6．30 换向极的作用是什么？它装在哪里？它的绕组怎么连接？如果将已调整好换向极的
直流电机的换向极绕组的极性接反，那么运行时会出现什么现象？
6．31 一台直流电机，轻载运行时换向良好，当带上额定负载时，后刷边出现火花。问应
如何调整换向极下气隙或换向极绕组的匝数，才能改善换向？
6．32 接在电网上运行的并励电动机，如用改变电枢端的极性来改变旋转方向，换向极绕
组不改换，换向情况有没有变化？
6．33 小容量2极直流电机，只装了一个换向极，是否会造成一电刷换向好另一电刷换向不好？
6．34 没有换向极的直流电动机往往标明旋转方向，如果旋转方向反了会出现什么后果？
如果将这台电动机改为发电机运行，又不改动电刷位置，问它的旋转方向是否与原来所标明的方向一样？
6．35 环火是怎样引起的？补偿绕组的作用是什么？安置在哪里？如何连接？
6．36 选择电刷时应考虑哪些因素？如果一台直流电机，原来采用碳-石墨电刷，额定负载
时换向良好。后因电刷磨坏，改换成铜-石墨电刷，额定负载时电刷下火花很大，这是为什么？
6．44 电机的冷却方式和通风系统有哪些种类？一台已制成的电机被加强冷却后，容量可否提高？
6．45 已知某直流电动机铭牌数据如下：额定功率PN?75kW，额定电压UN?220V，
额定转速nN?1500r/min，额定效率?N?88.5%。试求该电机的额定电流。
6．46 已知直流发电机的额定功率PN?240kW，额定电压UN?460V，额定转速
nN?600r/min，试求电机的额定电流。
6．47 一台直流发电机的数据：2p?6，总导体数Na?780，并联支路数2a?6，运行角速度是??40?rad/s，每极磁通??0.0392Wb。试计算 （1）发电机的感应电动势；
（2）当转速n?900r/min，但磁通不变时发电机的感应电动势；
Wb,n?900r/min时发电机的感应电动势。 （3）当磁通变为0.0435
6．48 一台4极、82kW、230V、970r/min的他励直流发电机，如果每极的合成磁通等
于空载额定转速下具有额定电压时每极的磁通，试求当电机输出额定电流时的电磁转矩。 6．50 试计算下列绕组的节距y1，y2，y和yK，绘制绕组展开图，安放主极及电刷，求并联支路对数。
（1）右行短距单叠绕组：2p?4，Z?S?22； （2）右行整距单叠绕组：2p?4，Z?S?20； （3）左行单波绕组：2p?4，Z?S?19； （4）左行单波绕组：2p?4，Z?S?21。
6．51 一台直流发电机，2p?4，2a?2，S?21，每元件匝数Ny?3，当
?0?1.825?10?2Wb、n?1500r/min时试求正负刷间的电动势。
6．52 一台直流发电机2p?8，当n?600r/min，每极磁通??4?10Wb时，
?3E?230V，试求：
（1）若为单叠绕组，则电枢绕组应有多少导体？ （2）若为单波绕组，则电枢绕组应有多少导体？
6．53 一台直流电机，2p?4，S?120，每元件电阻为0.2?，当转速n?1000r/min时，每元件的平均电动势为10V。问当电枢绕组为单叠或单波时，电枢端的电压和电枢绕组的电阻Ra各为多少？
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