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：电枢连续旋转，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. 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；e L正比于单位时间内换向元件电流的变化量。

基于上述分析，e L必正比转速的平方，即e L∝n2。

同样可以证明e a∝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。

3.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。

4. 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：当直流伺服电动机负载转矩、励磁电流不变时，仅将电枢电压增大，此时由于惯性，转速来不及变化，E a=C eφn，感应电势不变，电枢电压增大，由电压平衡方程式：I a=（U a-E a）/R a=（U a-C eφn）/R a可知，电枢电流I a突然增大；又T=C TφI a，电磁转矩增大；此时，电磁转矩大于负载转矩，由T=T L+T j=T L+JdΩ/dt知道，电机加速；随着转速n的增加，感应电势E a增加，为保持电压平衡，电枢电流I a将减少，电磁转矩T也将减少，当电磁转矩减小到等于总的负载阻转矩时，电机达到新的稳态，相对提高电枢电压之前状态，此时电机的转速增加、电磁转矩、电枢电流不变。

5.已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110 V，额定运行时的电枢电流Ia=0.4 A，转速n=3600 r/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?解：由E a=U a-I a R a............（1）E a=C eφn............（2）C T=60*C e/(2*π) (3)T=T s=T0+T L…………（4）T=C TφI a…………（5）联立5个式子，可得到T L=80.5mN·m6.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110 V时，电动机的电枢电流为0.12 A，绕组的转速为4500 r/min。

试问：(1) 发电机空载时的电枢电压为多少伏?(2) 电动机的电枢电压仍为110 V，而发电机接上0.5 kΩ的负载时，机组的转速n是多大(设空载阻转矩为恒值)?7. 一台直流电动机，额定转速为3000 r/min。

如果电枢电压和励磁电压均为额定值，试问该电机是否允许在转速n=2500 r/min 下长期运转? 为什么?答：不能，因为根据电压平衡方程式，若电枢电压和励磁电压均为额定值，转速小于额定转速的情况下，电动机的电枢电流必然大于额定电流，电动机的电枢电流长期大于额定电流，必将烧坏电动机的电枢绕组8. 直流电动机在转轴卡死的情况下能否加电枢电压? 如果加额定电压将会有什么后果?答：当直流电动机在转轴卡死的情况下不能加电枢电压。

因为电动机转轴卡死时，电枢电流很大，再由于通风条件差，将会使电机绕组过热而损坏。

如果加额定电压，其电枢电流必定超过其额定电流，若长期工作，将会使电机绕组和换向器损坏。

9. 并励电动机能否用改变电源电压极性的方法来改变电动机的转向?答：不能。

因为当改变并励电动机的电源极性时，励磁磁通φ的方向改变，同时，电枢电流I a的方向改变，因此，由电磁转矩公式T=C TφI a可知道，T的方向不变，因此不能改变电动机的转向。

10、当直流伺服电动机电枢电压、励磁电压不变时，如将负载转矩减少，试问此时电动机的电枢电流、电磁转矩、转速将怎样变化? 并说明由原来的稳态到达新的稳态的物理过程。

答：此时，电动机的电枢电流减小，电磁转矩减小，转速增大。

由原来的稳态到达新的稳态的物理过程分析如下：开始时，假设电动机所加的电枢电压为U a1，励磁电压为Uf，电动机的转速为n1，产生的反电势为Ea1，电枢中的电流为Ia1，根据电压平衡方程式：U a1=E a1+I a1R a=C eΦn1+I a1R a则此时电动机产生的电磁转矩T=C TΦI a1，由于电动机处于稳态，电磁转矩T和电动机轴上的总阻转矩T s平衡，即T=T s。

当保持直流伺服电动机的励磁电压不变，则Φ不变；如果负载转矩减少，则总的阻转矩T s=T L+T0将减少，因此，电磁转矩T将大与总的阻转矩，而使电动机加速，即n将变大；n增大将使反电势E a变增大。

为了保持电枢电压平衡（U a=E a+I a R a），由于电枢电压U a保持不变，则电枢电流I a必须减少，则电磁转矩也将跟着变小，直到电磁转矩小到与总阻转矩相平衡时，即T=T s，才达到新的稳定状态。

与负载转矩减少前相比，电动机的电枢电流减小，电磁转矩减小，转速增大。

11 请用电压平衡方程式解释直流电动机的机械特性为什么是一条下倾的曲线? 为什么放大器内阻越大，机械特性就越软?12. 直流伺服电动机在不带负载时，其调节特性有无死区? 调节特性死区的大小与哪些因素有关?13. 一台直流伺服电动机带动一恒转矩负载(负载阻转矩不变)，测得始动电压为4 Ｖ，当电枢电压Ua=50 V时，其转速为1500 r/min。

若要求转速达到3000 r/min，试问要加多大的电枢电压?14. 已知一台直流伺服电动机的电枢电压Ua=110 V，空载电流Ia0 =0.055A，空载转速n′0=4600 r/min，电枢电阻Ra=80 Ω。

试求： (1) 当电枢电压Ua=67.5 V时的理想空载转速n0及堵转转矩Td; (2) 该电机若用放大器控制，放大器内阻Ri=80 Ω，开路电压Ui=67.5 V，求这时的理想空载转速n0及堵转转矩Td; (3)当阻转矩TL+T0由30×10-3 N·m增至40×10-3 N·m时，试求上述两种情况下转速的变化Δn。

15.某台变压器，额定电压U1n/U2n=220/110(V)，额定频率f n=50 Hz，问原边能否接到下面的电源上?试分析原因。

（1）交流380v，50Hz；（2）交流440V,100Hz；（3）直流220V。

答：（1）不可以。

由U=E=4.44Wfφm，在电源频率均为50Hz的条件下，主磁通φm决定于外加电压U，380V的电压比额定的原边电压220V大很多，则加电后必然导致铁心严重饱和，变压器主磁通一般就设计的比较饱和，增加很小的磁通将引起空载电流I0急剧增加，即使变压器不带负载，变压器也会因此损坏。

（2）可以。

由U=E=4.44Wfφm，电压增加一倍，频率也增加一倍，则主磁通φm基本不变，因此，对变压器的影响很小。

但不是最理想。

（3）不可以。

变压器对于直流电源相当于短路，因此，一旦接上直流220V，变压器将很快烧毁。

16. 变压器归算后的等值电路是如何得来的? 归算的目的和条件是什么? 各参数的物理意义是什么?答：按照电磁转换及能量平衡的关系，将实际分离的原边电路与副边电路，合并成一个等效的交流电路。

归算的目的：将变压器的原副边的磁耦合简化成一个电路来等效，可以比较方便地分析变压器内部的电磁关系。

折合计算的原则（1）电流折合：按磁势不变原则（2）电动势、电压折算：按功率不变原则（3）电阻与电抗的折算：按功率不变的原则17.自整角变压器的转子绕组能否产生磁势? 如果能，请说明有何性质?答：若自整角变压器的转子绕组电路闭合，则会有输出电流产生，该电流也为单相正弦交流电，则该电流通过自整角变压器的转子绕组（单相绕组）必然产生两极脉振磁场。

该磁场具备脉振磁场的两个性质：(1) 对某瞬时来说，磁场的大小沿定子内圆周长方向作余弦分布；(2) 对气隙中某一点而言，磁场的大小随时间作正弦变化。

18.说明ZKF的定子磁密的产生及特点。

如果将控制式运行的自整角机中定子绕组三根引出线改接, 例如图5 -19中的D1和D′2联, D2和D′1联, 而D3仍和D′3联接, 其协调位置和失调角又如何分析?答：控制式发送机的转子励磁绕组产生的励磁磁场气隙磁通密度在空间按余弦波分布，它在定子同步绕组中分别感应出时间相位相同、幅值与转角θ1有关的变压器电势，这些电势在ZKF 的定子绕组中产生电流，形成磁场。

其特点是：(1) 定子三相合成磁密相量和励磁绕组轴线重合, 但和励磁磁场反向。

(2) 故定子合成磁场也是一个脉振磁场。

(3) 定子三相合成脉振磁场的幅值恒为一相磁密最大值的3/2倍, 它的大小与转子相对定子的位置角θ1无关。

其协调位置将超前原位置120°，失调角γ=-［30°+（ θ2-θ1）］19.三台自整角机如图 5 - 34接线。

中间一台为力矩式差动接收机, 左右两台为力矩式发送机, 试问： 当左、 右边两台发送机分别转过θ1、 θ2角度时, 中间的接收机转子将转过的角度θ和θ1、 θ2之间是什么关系?答：有图可知， θ1<θ2，他们都是顺时针方向旋转；所以θ=θ2-θ1，则中间的接收机将顺时针转过θ=θ2-θ1的角度。

20. 一台两极的两相伺服电动机， 励磁绕组通以400 Hz 的交流电， 当转速n=18 000 r/min 时， 使控制电压Uk=0， 问此瞬时：(1) 正、 反旋转磁场切割转子导体的速率(即转差)为多少?(2) 正、 反旋转磁场切割转子导体所产生的转子电流频率各为多少?(3) 正、 反旋转磁场作用在转子上的转矩方向和大小是否一样? 哪个大? 为什么?答：（1）旋转磁场的同步速ns 为：21. 单相绕组通入直流电、 交流电及两相绕组通入两相交流电各形成什么磁场? 它们的气隙磁通密度在空间怎样分布， 在时间上又怎样变化?答：单相绕组通入直流电会形成恒定的磁场，单相绕组通入交流电会形成脉振磁场；两相绕组通入两相交流电会形成脉振磁场或旋转磁场。