重庆大学试卷 直流电机 第 1 页 共 2 页
重庆大学 电机学（1） 直流电机课堂测验
2012 ~2013 学年 第 一 学期
考试方式
：
测验日期：2012.12.23 测验时间： 45 分钟
一、 单项选择题（每小题2分，共20分）
1．直流电机电枢磁动势的波形是 C 。

A ．平顶波；
B ．尖顶波；
C ．三角形波；
D ．马鞍形波。

2．直流电机交轴电枢反应磁动势最大值的位置取决于 C 。

A ．电刷的位置； B ．主极轴线的位置； C ．电枢的几何中性线； D ．转子的旋转方向。

3．若并励直流发电机转速上升20%，则空载时发电机的端电压将 B 。

A ．升高20%； B ．升高大于20%； C ．升高小于20%； D ．无法确定。

4．一台串励直流电动机，设电枢电流保持不变，若电刷顺转向偏离几何中性线一个角度，此时电动机转速 B 。

A ．升高；
B ．降低；
C ．保持不变。

5．当他励直流电动机的励磁电流和负载转矩不变时，如果电枢回路串入附加电阻，则电机稳定运行时电枢电流将 C 。

A ．上升；
B ．下降；
C ．不变。

6．一台并励直流发电机希望改变电枢两端正负极性，采用的方法是 C 。

A ．改变原动机的转向； B ．改变励磁绕组的接法； C ．改变转向或改变励磁绕组接法； D ．增加原动机的转速。

7．直流发电机电枢导体中的电流是 C 。

A ．直流；
B ．脉动直流；
C ．交流；
D ．无法确定。

8.并励直流电动机重载运行时，若不慎将励磁回路断开，电机转速将 B 。

A ．上升到较高的转速后稳定运行； B ．减速到停转；
C ．上升到不允许的高速即“飞车”；
D ．保持原转速不变。

9．直流电动机的额定功率指 C 。

A ．电枢端口输出的电功率；
B ．电枢端口吸收的电功率；
C ．转轴上输出的机械功率；
D ．转轴上吸收的机械功率。

10．电枢磁动势与主磁场相互作用产生电磁转矩。

若电枢磁动势有交轴分量和直轴分量，则 D 。

A ．二者都产生电磁转矩；
B ．二者都不产生电磁转矩；
C ．仅直轴分量产生电磁转矩；
D ．仅交轴分量产生电磁转矩。

二、 填空题（每空2分，共26分）
1．直流发电机最重要的特性是 外特性 ，直流电动机最重要的特性是 机械
特性 。

2．他励直流发电机的电压调整率与 电枢电阻 和 电枢反应 有关。

3．电磁功率与输入功率之差，对于直流发电机包括 铁心损耗和机械 损耗；对于直流电动机包括 各种铜损耗和杂散 损耗。

4．他励直流电动机的负载转矩保持不变，若采用降压调速，转速将 减小 ，电枢电流将 不变 ；若采用弱磁调速，则转速将 增大 ，而电枢电流将 增大 。

（增大、减小或不变）
5．他励直流发电机自励建立稳定电压的条件是：磁路中必须有剩磁；励磁磁动势与剩磁的方向必须相同；励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。

三、 简答题（共24分）
1．一台并励直流电动机，在励磁电流和电枢电流不变的情况下，若转速下降，试分析说明其铜耗、铁耗、机械损耗、电枢电动势、电磁功率、电磁转矩、输出功率、输入功率将分别如何变化？（14分）
答：由p cua =I a 2R a 、p cuf =I f 2R f 可知，当电枢电流I a 和励磁电流I f 不变时，铜耗p cu 、p cuf 不变。

（2分）
在直流电机中，铁损耗p Fe 和机械损耗p Ω与转速n 有关，当n 下降时，铁损耗p Fe 和机械损耗p Ω变小。

（2分）
由E a =C e φn 可知，励磁电流I f 不变，φ也不变，当转速n 下降时，电动势E a 变小。

（2分）
由P e =E a I a 可知，当电枢电流I a 不变、电动势E a 变小时，电磁功率P e 变小。

（2分）
由T e =C T φI a 可知，由于φ、I a 不变，故电磁转矩T e 不变。

（2分）
由P 2=T 2.Ω、T e =T 2+T 0可知，T e 和T 0不变，因此T 2不变，而n 下降，Ω下降，故输出功率P 2变小。

（2分）
学院 电气工程学院 专业、班 年级 学号 姓名
公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊
封
线
密
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因为P 1=P e +p cua +p cuf +p △，当电枢电流I a 和励磁电流I f 不变时，p cua 、p cuf 和p △不变，当转速n 下降时，由于P e 变小，故输入功率P 1变小。

（2分）
2．一台直流电动机在额定情况下调速，若负载转矩不变，试问下列情况下转速和电枢电流将如何变化？（10分）
（1）端电压下降10%，励磁电流不变； （2）励磁电流减小10%，端电压不变。

答：可以用公式 e T a
T C I =Φ ① 和 a a
e U I R n C -=
Φ
②
两个公式来分析。

（1） 由于I f 不变，Φ不变，同时考虑到T e 不变，由公式①可知，I a 不变，
由公式②可知，由于U 下降10%，其他不变，n 下降10%。

（5分） （2） 励磁电流减小10%，Φ约减小10%，由于负载转矩不变，Te 也不变，
由公式①可以知道，I a 约增加10%；由公式②可知，若只考虑Φ的减小，n 应该上升约10%，但由于I a 增加，使U-I a R a 有所减小，这就使n 的上升幅度小于10%。

（5分）
四、 计算题（30分）
已知一台并励直流发电机的有关数据如下：P N ＝6kW ，U N ＝230V ，n N
＝1450r/min ，电枢回路总电阻R a =0.921Ω，励磁回路电阻R f ＝177Ω，铁耗p Fe =145.5W ，机械损耗p Ω=168.4W ，不计附加损耗，若忽略电枢反应的去磁效应，不计铁心磁路饱和。

试求在额定负载下的：(1)负载电流I N (3分)；(2)励磁电流I fN (3分)；(3)电枢电流I aN (3分)；(4)电枢电动势E aN (3分)；(5)电磁功率P eN (4分)；(6)电磁转矩T eN (6分)；(7)输入功率N P 1(5分)；(8)效率ηN (3分)。

解：
（1） 087.262306000==
=
U P I N
N N （A ）
（2） 299.1177
230==
=
R U
I
f
N
fN
（A ）
（3） 386.27299.1087.26=+=+=I
I I fN
N aN （A ）
（4） 223.255921.0386.27230=⨯+=+=R I U E a aN N aN （V ） （5） 537.6989386.27223.255=⨯==I E P aN aN eN （W ）
另解：02
2+++=+++=∆f fN a aN N Cuf Cua N eN R I R I P p p p P P
41.6989177299.1921.0386.2760002
2
=⨯+⨯+= （W ）
（6） 84.15160
1450
260
2=⨯=
=ΩππN N n (rad/s)
（3分）
031.46844
.151537.6989==
Ω=
N
eN eN P T (N·
m) （3分） （7） Fe eN N p p P P ++=Ω1
6989.537
168.4
1
7303.437(w )
=++=
（8） %153.82437
.730360001==
=P P N
N N η。