直流电机习题问答题
接 而 构 成 一 闭 合 绕 组。
为什么叠绕组常采用右行绕组,而波绕组常用左行 绕组?
因为叠绕组的左行绕组每一元件接到换向片的 两根端接线互相交叉,用铜较多,所以很少采用。 而波绕组的右行绕组,其端接线交叉,且比左行绕 组的端接线略长,故波绕组常用左行绕组。
单叠绕组与单波绕组的差别是什么?原因何在?
直流电机
1. 如果电枢绕组装在定子上,磁极装在转子上,换向器 和电刷应怎样装置,才能作直流电动机运行?
换向器应固定在定子的端接部分与电枢绕组联接, 而电刷应随转子部分转动,这样才能作直流电动机运行。
2. 在直流发电机和直流电动机中,电磁转矩和电枢转方 向的关系有何不同?电枢电势和电枢电流方向的关系有何 不同?怎样判别直流电机运行于发电机状态还是运行于电 动机状态?
的 起 动 电 流 下 能 得 到 比并 励 电 动 机 更 大 的 起 动转 矩, 并 有 较 大 的 过
载 能 力。
9. 试验时如要改变并励、串励、复励直流电动机的 转向,应怎么办?
改变并励直流电动机的转向时,只要调换电枢 绕组或励磁绕组的两出线端(不能同时对调)。改变 串励电动机的转向时,常采用改变电枢两端极性的 接法,而励磁绕组的电流方向仍应保持不变。如要 改变复励直流电动机制转向时,需同时调换串励、 并励绕组的两出线端。
故, 当 保 持 支 路 电 流 不 变 时, 电 磁 转 矩Tem也 不 变。
7. 并励直流电动机的起动电流决定于什么?正常工作 时电枢电流又决定到什么?
起 动 时n 0,E a Cen 0, 起 动 电 流 为:I
st
Ue Ra
,
所 以 起 动 电 流Ist与 外 加 电 压Ue成 正 比, 与 电 枢 回 路 总
2p p
原 来 的p分 之 一。
5. 何谓电枢反应?电枢反应对气隙磁场有什么影响?
公式Ea Cen和Tem CM Ia中的应该是什么磁通?
直流电机在负载运行时,气隙磁场由励磁磁势和 电枢磁势共同产生,由于电枢磁势的存在使负载时气 隙磁场和空载时仅由励磁磁势产生的主磁场有所不同, 电枢磁势对主磁场的影响称为电枢反应。
生转矩(电动机),使功率减小。对于多极电机,还可能产生不平 衡情况。
4. 上题之电机若为单波绕组,情况将如何?
从四极单波绕组电机的绕组并联图分析可知: (1) 取下一只或相邻的两只电刷时,电机仍可运行,但是刷
电流增大。 (2) 取去相对两只电刷时,电机不能工作。 (3) 若一个元件断线,则电流和功率都减小一半。
10. 电动机的Tem是驱动性质的转矩, Tem增大时,n反 而下降,这是什么原因?
从Tem
CM Ia和n
U Ce
Ra Ce
I
中
a
可
以
看
到,当Tem增
大
时,
电 流Ia将 增 大,由 于 电 枢 电 阻 压 降Ia Ra的 增 大, 使 转 速 降n也
增大, 所以转速n反而下降。
11. 试分析电枢反应对并励直流电动机转速特性和转矩 的影响。
17. 并励直流发电机外特性曲线出现“拐弯”的原因?
“拐弯”现象是由于电机自励和磁路的饱和现象而引起的。 忽略励磁电流,负载电流为:
U
E
I
RL Ra RL
or U E RL
Ra RL
RL―负载电阻
当RL U I f E
E Ra RL
①PM段 : U高, I f 大, 磁路变饱和状态, I f 使E 程度很小, RL 的程度 E 的程度, 于 是I 。
子 遭 到 破 坏。 因 此 串 励 电 动 机 不 允 许在 空 载 或 负 载 很 小 的 情况 下
运 行。 和 并 励 电 动 机 相 比 较,由 于I f Ia ,当 磁 路 不 饱 和 时,
Tem
C M Ia
CM K
f
I
2。
a
即
随
着
输
出
功
率P2以
及I
的
a
增
加,串
励
电
动
机 的 电 磁 转 矩Tem将 高 于 电 流 一 次 方 的 比例 增 加。 所 以 在 同 样 大 小
从 并 励 直 流 电 动 机 的 转速n
U
Ia Ra Ce
及 转 矩Tem
C
M
I
中
a
可 以 看 出, 如 不 考 虑 电 枢 反 应 的 影响, 在U U N , I f I fN的 条
件
下,
它
们
与I
的
a
关
系
都
是
线
性
关
系, 且n随I
的
a
增
加
而
降
低, Te m
随I
的
a
增
加
而
增
加。
如 考 虑 到 电 枢 反 应 的 去磁 作 用 时, 则 当Ia
不需改接。因为换向极绕组是与电枢回路串联 的,如由电动机改成发电机运行时,此时如转速n方 向不变,则电枢电流反向,而换向极所产生的磁势 也反向,仍可抵消在几何中线性处的电枢反应磁势; 如转速方向改变,则电流方向不变,换向极产生的 作用仍然正确。
15. 并励直流电动机正转能自励,反转能否自励?
正转时能自励。反转时,不改变励磁绕组的 接线,并励直流电动机是不能自励的。原因在于 正转时,励磁电流所产生的磁场方向与剩磁方向 相同,从而实现自励,而反转时,它们的方向相 反,削弱内磁场,不能自励。
电枢反应对气隙磁场的影响: 1、使气隙磁场发生畸变。 2、考虑饱和时,还存在去磁效应,使每极磁通 比空载时略有减小。
在Ea Cen和Tem CM Ia的公式中,是每极合成磁通。
6. 一台并励直流电动机将其单叠绕组改接为单波绕 组,试问对其电磁转矩会发生什么影响?
根据:
T em
pN
2 a
Ia
CM Ia
(1) 若取下一只电刷,或取下相邻的两只电刷,电机是否可以工作?
(2) 若只用相对两只电刷,是否可以工作?
(3) 若电枢绕组中一个元件断线,是否可以工作? (4) 若有一极失去励磁将产生什么后果?
从四极单叠绕组电机的绕组并联电路图可以看出: (1) 若取下一只电刷,或取下相邻的两只电刷时,在电动机运行时,其
增 加 到 一 定 程 度 时, 使 得有 所 减 小, 从 而 引 起 转 速n回 升 的 趋
势 及 转 矩Tem略 为 下 降 的 趋 势。 n0
Tem
n
T0
0
Ia
12. 并励直流电动机决不允许励磁绕组断线,原因 何在?
n U Ia Ra Ce
如励磁绕组断开,则主磁通下降到剩磁磁通值, 而电枢电流将迅速增大,转速迅速上升,可能大大 超过额定转速,造成“飞车”,损坏电机。故并励 直流电动机决不允许励磁绕组断线。
② MD段 : U 低 值, I f 相 应 较 小, 磁 路 不 饱 和,
I f 很 小 E 很 多,
RL 的 程 度 E 的 程 度, 于 是I 。
(M是 对 应 为 临 界 电 流)
U
P
他
M并
0D
I
为什么单波绕组的合成节距y=yk只能接近2τ而不能等 于2τ?
因 为 当y 2时,由 出 发 点 开 始,串 联p个 元 件 而 绕
电 枢 一 周 之 后, 就 会 回 到 出 发 点 而 闭 合,以 致 绕 组
无 法 继 续 绕 下 去。 电 枢 绕 组 有s k个 元 件, 满 足
p•
yk
K
1时,即yk
y
K 1 p
整数
(取 负 号 为 左 行 绕 组,多 用;取 正 号 为 右 行 绕 组,少 用)
时,才 能 把 全 部 元 件 串 联 完毕 并 与 最 初 的 出 发 点 相
单 叠 绕 组 时, 电 枢 电 流 为:I a 2aia, 支 路 数 等 于 极 数,
即2a 2 p, 所 以
Tem
pN
2a
I a
pN
2p
2
pia
pN
2
2ia
单 波 绕 组 时, 电 枢 电 流 为:I
' a
2ia,
支 路 数 等 于2,
即
2a 2, 所 以
Te'm
pN
2a
I
' a
pN
2
2ia
转矩和功率均减小一半,在发电机运行时,其电流和功率也均减小 一半。虽然电机仍能运行,但其工作情况是不正常的。
(2) 若只用相对两只电刷,则无论对发电机或电动机都不能工作。 (3) 若一个元件断线,则该元件所在支路失去作用,电刷端电压不变,但
电流为原来的四分之三,电机功率为原来的四分之三。 (4) 当一极失去励磁时,该磁极下的一条支路无电势(发电机)或不产
单叠绕组与单波绕组的显著差别在于:单叠绕组 的并联支路数2a=主极数2p,而单波绕组的并联支路数 2a=2,而与主极数无关。造成这种差别的根本原因是 它们的连接规律不同。在单叠绕组中,元件的串联次 序是先串联所有上元件边在同一个N根下面的元件,形 成一条支路;再串联所有上元件边在相邻的一个S极下 面的元件,形成另一条支路;这样继续交替地串联全 部元件而形成一闭合绕组。因此,单叠绕组每增加一 对主极就增加一对支路。但波绕组却不然,它是先把 全部上元件边在电机所以N极下面的元件都串联起来, 形成一条支路;再把全部上元件边在所有S极下面的元 件都串联起来,形成另一条支路;再由这两部分串联 成为闭路。因此整个绕组只有一对支路,极数的增减 与支路数无关。它们的绕法差别可形象地画成如下示 意图:
16. 一台他励直流发电机和一台并励直流发电机, 如果其他条件不变,将转速提高20%,问空载电压 哪一台提得更高?为什么?