一、填空题
1. 直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是 。 答：交流的。
2. 一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流If不变，当加上一恒定转矩的负载后，
发现电枢电流超过额定值，有人试在电枢回路中接一电阻来限制电流，此方法 。串入电阻后，电动机的输入功率P电枢电流Ia ，转速n将 ，1将 ，电动机的效率η将 。 答：不行，不变，不变，下降，下降。
3．电枢反应对并励电动机转速特性和转矩特性有一定的影响，当电枢电流Ia增加时，转速n将 ，转矩Te将 。 答：下降，增加。
4. 电磁功率与输入功率之差，对于直流发电机包括 损耗；对于直流电动机包括 损耗。 答：空载损耗功率，绕组铜损耗。
5．一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩，做额定运行时，如果将电源电压降低了20℅，则稳定后电机的电流为 倍的额定电流（假设磁路不饱和）。 答：1.25倍。
二、选择题
1． 把直流发电机的转速升高２０℅，他励方式运行空载电压为U01，并励方式空载电压为
U02,则 。
Ａ：U01 = U02， Ｂ：U01 < U02， Ｃ：U01 > U02。 答：B
2．一台并励直流电动机，在保持转矩不变时，如果电源电压U降为0.5UN,忽略电枢反应和磁路饱和的影响，此时电机的转速 。
A：不变， B：转速降低到原来转速的0.5倍， C：转速下降， D：无法判定。 答：C
3． 在直流电机中，公式Ea?Ce?nФ和T?CT?Ia中的Φ指的是 。 A：每极合成磁通 ， B：所有磁极的总磁通，
C：主磁通每极磁通 ， D：以上都不是 。 答：A 4．在直流电机中，右行单叠绕组的合成节距y?yc= 。
A：Qu2p, B：答：C
Qu??, C：1, D：2. 2p5．直流电动机的额定功率指 。
A:转轴上吸收的机械功率, B:转轴上输出的机械功率, C:电枢端口吸收的电功率, D:电枢端口输出的电功率。 答：B
6．一台他励直流发电机，额定电压为200伏，六极，额定支路电流为100安培，当电 枢为单叠绕组时，其额定功率为 ；当电枢为单波绕组时，其额定功率为 。
A20W B40kW C80kW D120kW 答：D，B.
三、判断题
1． 并励直流发电机转速上升0.2倍，则空载时发电机端电压上升0.2倍。 （ ） 答：错
2．直流电机的电枢绕组并联支路数等于极数即2a?=2p。 （ ）
答：错 3．直流电机主磁通既链着电枢绕组又链着励磁绕组，因此这两个绕组中都存在着感应电势。
（ ）
答：错
4．他励直流电动机在固有特性上弱磁调速，只要负载不变，电动机转速升高。 （ ） 答 对
5．直流电机的电枢绕组至少有两条并联支路。 （ ） 答 对
6．并励直流发电机稳态运行时短路电流很大。 （ ） 答：错
7．直流发电机中的电刷间感应电势和导体中的感应电势均为直流电势。 （ ） 答：错
8．直流电机的转子转向不可改变。 （ ） 答：错
9．同一台直流电机既可作发电机运行，由可作电动机运行。 （ ） 答：对
10．并励直流电电机不可轻载运行。 （ ） 答：错
四、简答题
1．在直流电机中换向器-电刷的作用是什么？
答 在直流电机中，电枢电路是旋转的，经换向器-电刷作用转换成静止电路，即
构成每条支路的元件在不停地变换，但每个支路内的元件数及其所在位置不变，因而支路电动势为直流，支路电流产生的磁动势在空间的位置不动。
2． 直流电机电刷放置原则是什么？
答 在确定直流电机电刷的安放原则上就考虑：（1）应使电机正、负电刷间的电动
势最大：（2）应使被短路元件的电动势最小，以利于换向。两者有一定的统一性，一般以空载状态为出发点考虑电刷的安放。因此，电刷的合理位置是在换向器的几何中性线上。无论叠绕组还是波绕组，元件端接线一般总是对称的，换向器的几何中性线与主极轴线重合，此时电刷的合理位置是在主极轴线下的换向片上。
3．直流电机的感应电动势与哪些因素有关？若一台直流发电机在额定转速下的空载电动势为230V（等于额定电压），试问在下列情况下电动势变为多少？ （1）磁通减少10% ； （2）励磁电流减少10% ； （3）转速增加20%； （4）磁通减少10%。
答 感应电动势E?Ce?n??n，在其它条件不变的情况下，感应电动势E与磁
通Φ和转速n成正比。
（1）Φ减少10% ，E亦减少10% ，为20V。
（2）励磁电流减少10% ，由于磁路饱和，Φ减少不到10% ，E亦减少不到10% ，
因此207V （3）n增加20% ，E亦增加20% ，为276V。 （4）Φ减少10% ，n上升10% ，E?(1?0.1)(1?0.1)?230V?228V。 五、计算题 1. 设一台4kW、220V，效率?N?84%的两极直流电动机，电枢绕组为单叠绕组，槽数 Q=18，每槽每层元件边数u=4,元件匝数Ny?8。试求： （1）电机的额定电流； （2）电枢绕组数据：虚槽数Qu，换向片数K，绕组元件数S，总导体数Za以及绕组 各节距。 解 （1）额定电流 4?103 IN??A?21.65A UN?N220?0.84PN （2）虚槽数 Qu?uQ?4?18?72 元件数、换向片数 S?K?Qu?72 总导体数 Za?2NyS?2?8?72根?1152根 合成节距 y?yk??1 第一节距 y1?第二节距 Qu72????0?18 2p4y2?y?y1??1?18??17或?19 2. 一台直流发电机数据：2p?6，总导体数N=720，2a??6，运行角速度??40?rad/s，每极磁通Φ=0.0392Wb。试计算： （1）发电机的感应电动势； （2）当转速n=900r/min，但磁通不变时的感应电动势； （3）当磁通Φ=0.0435Wb，n=900r/min时的感应电动势。 解 （1）Ce?转速 pN3?780??13 60a?60?3n?感应电动势 30???30??40?r/min?1200r/min E?Ce?n?13?0.0392?1200V?611.5V （2）当Ce?不变时，E?n。因此n?900r/min时的感应电动势为 E?900?611.5V?458.6V 1200 （3）当Ce和n不变时，E??。因此??0.0435Wb时的感应电动势为 E?0.0435?458.6V?508.9V 0.03923. 一台并励直流电动机的额定数据如下：PN＝17kw，UN＝220V，n＝3000r/m，IN＝88.9A，电枢回路电阻Ra=0.0896欧，励磁回路电阻Rf＝181.5欧，若忽略电枢反应的影响，试求：（1）电动机的额定输出转矩；（2）在额定负载时的电磁转矩；（3）额定负载时的效率；（4）在理想空载（Ia＝0）时的转速；（5）当电枢回路串入电阻R＝0.15欧时，在额定转矩时的转速。 解（1） TN?PN?17000?60?54.1 N·m ?N2??3000 （2） IfN?UN?220?1.212? Rf181.5 IaN?IN?IfN?88.9?1.212?87.688 A EaN?UN?IaNRa?220?87.688?0.0896?212.14V .13 w PeN?EaNIaN?212.14?87.688?18602TeN?.13?60PeN?18602m ?59.2 N· 2??n?NN（3） T0?TeN?TN?59.2?54.1?5.1 N·m P0?T0??5.1?2??3000?1602.2w 60P1N?PeN?Pcua?Pcuf 2 ?PeN?I2aRa?IfRf ＝18602.13+87.6882×0.0896+1.2122×181.5 ＝19557.7 w ?N?PN?100%?86.9% P1N（4）n0?220?3000UnUN?NN??3111.2r/m 212.14Ce?EaN（5）因为调速前后Te不变，所以Ia不变 'V Ea?UN?Ia(Ra?R)?220?87.688?(0.0896?0.15)?199n'?3000nN?E'a??199?2814.2r/m 212.14EaN4． 一台串励直流电动机UN＝220V，n＝1000r/m，IN＝40A，电枢回路电阻为0.5欧，假定磁路不饱和。 试求：（1）当Ia＝20A时，电动机的转速及电磁转矩？ （2）如果电磁转矩保持上述值不变，而电压减低到110V，此时电动机的转速及电流各为多少？ 解：EaN?UN?INRa?220?40?0.5?200 V EaN?200?0.2 Ce?N?nN1000'（1）Ia?20A，Ce?'N?20?Ce?N?0.1 40''220?20?0.5UEaN?IaRa所以n????2100r/m '0.10.1Ce?'m Te?CT?Ia?(9.55?0.1)?20?19.1 Ｎ· （2）串励且转矩保持不变，所以Ia不变，Ce?'不变 '''Ia＝20 A ''UN?IaRa110?20?0.5Ean????1000r/m ''0.10.1Ce?''
电机学课后习题答案第三章习题
