第1章 思考题与习题1-1直流电机由哪些主要部件构成?各部分的主要作用是什么? 答：（一）定子1．主磁极：建立主磁通，包括： 铁心：由低碳钢片叠成绕组：由铜线绕成2．换向磁极：改善换向，包括： 铁心： 型由低碳钢片叠成。

小型由整块锻钢制成。

绕组：由铜线绕成。

3．机座和端盖：固定、支撑、保护，同时构成主磁路的一部分，用铸铁、铸钢或钢板卷成。

4．电刷装置：与换向器配合，引出（或引入）电流，电刷由石墨等材料制成。

（二）转子1． 电枢铁心：构成主磁路，嵌放电枢绕组。

由硅钢片叠成。

2． 电枢绕组：产生感应电动势和电磁转矩，实现机—电能量转换。

由铜线绕成。

3． 换向器：与电刷配合，引入、引出电流，由换向片围叠而成。

4． 转轴和轴承：使电枢和换向器灵活转动。

1-2简述直流发电机的工作原理答：直流发电机主磁极通电产生主磁场，电枢绕组被原动机拖动旋转切割主磁场感应电动势实为交变电动势(如图示瞬间以导体a 为例), 电枢绕组的a 导体处于N 极底下, 由“右手发电机”定则判得电动势方向为⊙，转半圈后，a 处于S 极下，电动势方向变为⊕，再转半圈，又回到原来位置，电动势又为⊙……,它通过电刷和换向器，把电枢绕组的交流变为外电路的直流。

这就是直流发电机的工作原理。

1-3简述直流电动机的工作原理答：直流电动机主磁极通电产生主磁场，电枢绕组通过电刷引入直流电，（如图示瞬间以导体a 为例），电枢绕组的a 导体处于N 极底下，电流方向为⊙，由“电磁生力”定则判得产生电磁转矩势方向为逆时针，转半圈后，a 处于S 极下，电流方向变为⊕，产生电磁转矩势方向仍为逆时针，再转半圈，又回到原来位置……,它通过电刷和换向器，把外电路的直流电变为电枢绕组部的交流电，从而产生恒定方向的电磁转矩，使直流电动机沿着一个方向旋转。

这就是直流电动机的工作原理。

1-4在直流电机中，为什么要用电刷和换向器，它们各自起什么作用？答：在直流电机中，用电刷和换向器配合，把发电机电枢绕组部的交流电流引出到外电路变为直流电。

同时把电动机外部的直流电引入到电枢绕组部变为交流电。

电刷固定不动，换向器旋转，因而配合默契，缺一不可。

1-5单叠绕组的特点有哪些？ 答: 单叠绕组有以下特点：①k 1y y ==；②2a=2p ；③电刷数等于主磁极数，电刷位置应使支路感应电动势最大，电刷间电动势等于并联支路电动势；④电枢电流等于各并联支路电流之和。

1-6单波绕组的特点有哪些？ 答:单波绕组具有以下特点：①u k 11Z K y y p p ±±===；②并联支路对数a =1；③电枢电动势等于支路感应电动势；正负电刷间电动势最大。

④电枢电流等于并联支路电流之和。

1-7画图表示单叠绕组的各种节距。

答: 第一节距1y第二节距2y 换向节距k y 合成节距y1-8画图表示单波绕组的各种节距。

答: 第一节距1y第二节距2y 换向节距k y 合成节距y1-9直流电机绕组元件的电动势和电刷两端的电动势有什么区别？ 答：直流电机绕组元件的电动势是一个绕组元件产生的感应电动势，而电刷两端的电动势可以是多个绕组元件感应的电动势相串联之和。

1-10一台直流发电机，P N =145 kW ，额定电压U N =230V ，n N =1450r/min ，求该电机的额定电流？解： A U P I N N N 4.630230101453=⨯==1-11一台直流电动机，P N =10 kW ，U N =230V ，n N =1550 r/min ，ηN =90%，其额定电流是多少？解： 3101043.82300.9N N N N P I AU η⨯===⨯1-12一台直流发电机，P N =100kW ，U N =230V ，n N =2850r/min ，ηN =85%，求该电机的额定电流及额定负载时的输入功率。

解： 310010434.78230N N N P I A U ⨯===3110010117647W 85%NN P p η⨯===解:图略。

k 1y y ===18424u Z p εε== 21413y y y =-=-=a=p =2解: 图略。

u k 11Z K y y p p ±±====19192-= =19424u Z p εε== 21945y y y =-=-=a=1答案:定子转子答案:机械电 ;电机械答案:叠相反相同答案:p 1答案:B答案:D答案:错答案:对答案:对答案:错答案同思考题与习题1-2答案同思考题与习题1-3解：321010.12200.9N NN N P I A U η⨯===⨯3101043.5230N N N P I A U ⨯===31101011764.7W 85%NN P p η⨯===解：k 1y y ===18922u Z p εε== 21918y y y =-=-=a=p =1解：u k 11Z K y y p p ±±====15172-= =15324u Z p εε== 21734y y y =-=-=a=1第2章答：答：电枢反应结果：一可能使气隙磁场畸变，一极尖磁场增强另一极尖磁场削弱。

二是去磁作用。

答：在直流发电机中也有电磁转矩，电磁转矩的方向与电枢旋转方向相反。

如何？答：直流电动机工作时，电枢回路有感应电动势产生，电动势方向与电枢电流方向相反。

答：换向磁极装于几何中性线位置，是因为换向元件处于几何中性线。

答：换向极绕组与电枢绕组串联。

答：改善换向的方法：答：答:坐标不同 形状相同。

直流发电机: a E >U 直流电动机 a E <U直流发电机电枢电流方向为输出,电动势为电源电动势（a a E I 与同向），直流电动机电枢电流方向为输入,电动势为反电动势（a a E I 与反方向）。

直流发电机电磁转矩为制动转矩（n T em 与反向），直流电动机为驱动转矩（n T em 与同向）。

功率: ad Fe em p p P P ++=10p P em +=转矩: 01T T T em -=电压: a a a R I E U -=在联系: em a a P E I =00p T =Ω602nπ=Ω答：①有剩磁。

②要求电枢转向及励磁绕组接线正确。

③主磁场具有饱和特性④励磁回路电阻小于其临界值。

答:一是由于负载电流的增加引起电阻压降的增加；二是由于负载电流的增加引起电枢反应的去磁作用加剧，使产生的感应电动势减小。

对于并励直流发电机还有另外一个原因，就是由于端电压的下降引起励磁电流减小，导致每极磁通减小，使端电压进一步减小。

n =1500r/min233982.1101500208.9560603a pN E n V α-⨯=Φ=⨯⨯⨯=⨯n =500r/min233982.11050069.6560603a pN E n V α-⨯=Φ=⨯⨯⨯=⨯单叠233982.1101013.3223em a pN T I Nm παπ-⨯=Φ=⨯⨯⨯=⨯ 单波233982.11010 4.43221em a pN T I Nm παπ-⨯=Φ=⨯⨯⨯=⨯解: 3171073.91230N N N P I A U ⨯===22468 1.0310*******V 60601a pN E n α-⨯=Φ=⨯⨯⨯=⨯解： ①a a a U E I R =+220(750.26)200.5V a a a E U I R =-=-⨯= 200.57515037.5Nm em a a P E I ==⨯=215037.5600198912448.5Nm N em Fe mec ad P P P p p p ==---=--=额定输出转矩 12.448595509550118.881000N N N P T Nm n ==⨯= ②2202.4A 91N f f U I R ===75 2.477.4A N aN f I I i =+=+=122077.4=17028W N N P U I ==⨯2112448.5100100%73.1%17028P P η=⨯==解： ①额定输出转矩Nm n P T N N N 1.5430001795509550=⨯== ②额定负载时电磁转矩： 励磁电流 A R U I f N f 21.15.181220===电枢电流 A I I I f N a 7.8721.19.88=-=-=07.03000114.07.87220=⨯-=-=ΦN a a N N e n R I U CNm I C I C T a N e a N T emN 63.587.8707.055.955.9=⨯⨯=Φ=Φ=③额定负载时效率 869.09.88220170001=⨯===N N N N I U P P P η答:(1) 发电机磁路中必须有剩磁。

(2) 励磁绕组与电枢绕组的连接要正确。

(3) 励磁回路的总电阻应小于发电机运行转速对应的临界电阻。

(1)主 (2)电枢 (3)电枢磁场 (4)主磁场(1)电枢电流 (气隙磁场)(1)使气隙磁场畸变 (2)去磁作用AC错错错答：(1)安装换向极(2)正确选用电刷直流发电机: a E >U 直流电动机 a E<U224681.021********V 60602a pN En α-⨯=Φ=⨯⨯⨯=⨯ 22468 1.0210107.6Nm 222em a pN T I παπ-⨯=Φ=⨯⨯⨯=⨯230 5.2A 44N f f U I R === 23057.5A 4N L U I R === 57.5 5.252.3A a f I I I =-=-=23052.30.25243a a a E U I R =+=+⨯=V 223057.513225W P UI ==⨯= 24352.312708.9W em a a P E I ==⨯=第3章以电动机带动生产机械运转的拖动方式称为电力拖动，凡是由电动机作原动机，拖动生产机械运转，能完成生产任务的系统，都称为电力拖动系统。

（1） dtdnGD T T L em 3752=-（2）确定转矩正、负号的规则如下：1）电磁转矩T em 与转速n 的正方向相同时为正，相反时为负； 2）负载转矩T L 与转速n 的正方向相反时为正，相同时为负；3）惯性转矩dtdnGD ⋅3752的大小及正、负号由T em 和T L 的代数和决定。

（3）当em T =L T 时，转速变化率dn/dt =0，则电力拖动系统处于稳定运行状态，电动机静止或作匀转速运动。

当em T ＞L T 时，则转速变化率dn/dt ＞0，电力拖动系统加速运行。