负载时，PFe =442W ，Pmec 104W，忽略附加损耗。试求：
（1）励磁电流 I f 和电枢电流 Ia ；
（2）电磁功率 pem 和电磁转矩Tem ；
（3）电机的总损耗 P和效率。
解：（1）励磁电流 I f 和电枢电流 Ia ：
励磁电流：
If
UN Rf
230 A 1.07 A 215
=(440-2.25-3-110-0-0)W=324.75W
当 Ia 10 A 时，I Ia I f (10 0.5) A 10.5A 输入功率： P1 UI 22010.5W 2310W
第1章 直流电机
P' Cua
Ia2 R
102
1W
100W
PCuf 110W
PCub 2UbIa 2110W 20W
解：（1）额定电流
IN
PN UN
17103 230
A 73.91A
（2）电枢电动势
Ea
CEnN
PN 60a
nN
2 468 1.03102 60 1
1500V
241V
第1章 直流电机
• 1.26一台并励直流发电机，PN =10KW ，UN =230V，nN =1450r / min
励磁回路电阻 Rf 215 ，电枢回路电阻 Ra 0.49 ，额定
额定电流：
P1
=
PN
N
=
17 0.83
KW
20.48KW
IN =
P1 UN
=
20480 220
A
93.10A
第1章 直流电机
• 1.23一台直流电机的极对数p=3，单叠绕组，电枢绕组总 导体数N=398，气隙每极磁通 =2.110-2 Wb。当转速分别 为n=1500r/min和n=500r/min时，求电枢绕组的感应电动势。
解：（1） n=1500r/min时
Ea =CEn=
pN n
60a
3398 2.1102 60 3
1500V
209V
（2） n=500r/min时
Ea =CEn=
pN n 60a
3398 2.1102 60 3
500V
69.65V
第1章 直流电机
• 1.24同题1.23中数据，设电枢电流 Ia 10A，磁通Ø 保持不 变，问其中电磁转矩为多大？如果把此电枢绕组由单叠绕 组改为单波绕组，并保持支路电流不变，问这种情况下的 电磁转矩又为多大？
所以额定效率： P2 P1 100% 12.5 17.03100% 73%
第1章 直流电机
1.29
解：励磁电流：
If
Uf Rf
220 A 0.5A 440
励磁损耗： PCuf I f 2Rf
空载时: P2 0
Uf2 Rf
2202 W 440
110W
输入功率：P1 UI0 220 2W 440W
=（15037.5-2589）W=12448.5W
所以额定负载时输出转矩为：
T2
P2
= 12448.5
1000 2 60
Nm
118.93N m
（2）励磁电流
因为
I fN
UN Rf
220 A 2.42 A 91
所以输入功率：P1 U N (IaN I fN ) 220 (75 2.42)KW 17.03KW
解：（1）电枢绕组为单叠绕组a=3
Tem
CT Ia
pN
2 a
I
a
3398 2.1102 2 3.14 3
10N.m
13.31N.m
（2）电枢绕组为单波绕组a=1
Tem
CT Ia
pN
2 a
I
a
3398 2.1102 2 3.14 1
10 3
N.m
13.31N.m
第1章 直流电机
• 1.25一台直流发电机，其额定功率 PN 17KW ，额定电压 UN 230V ，额定转速 nN 1500r / min ，极对数p=2，电枢总导 体数N=468，单波绕组，气隙每极磁通 1.03102 Wb ，求： （1）额定电流；（2）电枢电动势。
1.28 解：（1）额定负载时电枢电动势：
Ea UN Ra IaN (220 0.26 75)V 200.5V
因为额定负载时电磁功率：
Pem Ea IaN 200.5 75W 15037.5W
所以额定负载时输出功率：
P2 Pem P0 Pem (PFe Pmec )
第1章 直流电机
励磁功率：Pf 110W
电枢铜损耗（不含电刷接触损耗）：
P' Cua
I a 2 R
(I0
If
)2 R
11.52W
2.25W
第1章 直流电机
电刷接触损耗：PCub 2UbIa 211.5W 3.0W 附加损耗： Pad 0
则: Pmec PFe P1 (P'Cua PCub ) PCuf Pad P2
输出功率： P2
P1 P
P1
P' Cua
PCub
PCuf
(Pmec
PFe)
=（2310-100-20-110-324.75）W
=1755.25W
效率： P2 100% 1755.25 100% 75.98%
p1
2310
电磁功率： pem PN PCua PCuf (10000 972.5 246.2)W 11218.7W
电枢机械角速度：
N
2 nN
60
21450 rad / s 151.84rad / s
60
第1章 直流电机
电磁转矩： Tem （3）电机的总损耗
Pem 11218.7 N
NP和1效51率.84
A
43.48A
额定负载时的输入功率：
P1
=
PN
N
10 103 =
0.85
KW
11.76KW
第1章 直流电机
• 1.20一台直流电动机的额定数据为：额定功率 PN =17KW ，额定
电压 UN =220V ，额定转速 nN =1500r / min ，额定效率 N =83% 。 求它的额定电流及额定负载时的输入功率。 解：额定负载时的输入功率：
额定电流：IN
PN UN
10103 230
A 43.48A
第1章 直流电机
电枢电流： Ia IN I f (43.48 1.07) A 44.55A
（2）电磁功率 pem 和电磁转矩Tem ： 电枢回路铜损耗：PCua Ia2Ra 44.552 0.49W 972.5W
励磁回路铜损耗：PCuf I f 2Rf 1.072 215W 246.2W
直流电机及其拖动 习题课
第1章 直流电机
• 1.19一台直流发电机额定数据为：额定功率 PN =10KW ，额 定电压 UN =230V，额定转速 nN =2850r / min ，额定效率 N =85%。 求它的额定电流及额定负载时的输入功率。
解：额定电流：
IN =
PN UN
= 10103 230

m
73.9
N
m
电机的总损耗：P PCua PCuf Pmec PFe Pad
=（972.5+246.2+104+442+0）W
=1764.7W
输入功率：P1 P2 P (10000 1764.7)W 11764.7W
效率:
N
P2 P1
100%
10000 11764.7
85%
第1章 直流电机