直流电机练习参考答案.docx
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直流电机练习参考答案
第一章直流电机练习参考答案（总12页）
第一章直流电机练习
一、判断题（对的打√，错的打×）
1、并励电机在运行时断开励磁绕组对电机运行没有多大的影响。
（×）
2、在直流电动机的调速中，当调节器为PI调节时，表现为转速无静差。
（√）
3、直流电机的电枢铁芯由于在直流状态下工作，通过的磁通是不变的，因此完全可以用整块的磁材料构成，不必用硅钢片叠成。
（×）
4、降压调速适用于并励直流电动机。
（×）
5、机械特性表征转速和电磁转矩的关系，直流电动机的机械特性是一条直线。
（×）
6、在直流电动机起动时，采用电枢串电阻起动，在起动中过程为了快速起动和减小电阻引起的损耗，必须将电阻直接切除掉。
（×）
7、一台并励直流发电机，空载运行于某一电压下，如将其转速升高10%，则发电机的端电压升高10%。
（×）
8、使用并励电动机时，发现转向不对，应将接到电源的两根线对调以下即可。
（×）
9、换向器是直流电机特有的装置。
（√）
10、直流发电机线圈中的感应电势是交变的。
（√）
二、填空题
1、直流电动机的调速方法有：
1）改变电枢两端电压调速、2）改变励磁磁通调速、
3）电枢回路串电阻调速等三种。
2、改变直流电动机旋转方向的方法有：
（1）将电枢两端电压极性反接，使电枢电流方向改变；
（2）将励磁电源电压反接，使励磁电流方向改变。
3、直流电动机按照电枢绕组和励磁绕组的联接方式不同可分为：
他励、串励、
并励和复励电动机。
4、直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向相反，因此电磁转矩为阻转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向相同，因此电磁转矩为驱动转矩。
5、直流电动机正处于运行状态，若想改变它的旋转方向，可用的方法有通过改变电枢两端电压极性，而改变电枢电流方向，实现反转和带位能性负载时，通过倒拉方式实现反转。
6、直流发电机的电磁转矩与电机转子方向相反。
（相同/相反）
7、并励直流发电机在原动机转向改变后，电枢两端不可以产生感应电势。
（可以/不可以）
8、直流发电机电枢两端的电势与电枢电流方向相同。
（相同/相反）
9、直流电动机中换向器的作用是将直流电转换为交流电，起逆变器的作用。
10、直流电机的电磁转矩与
成正比。
11、直流电动机的励磁方式一般有他励、串励、并励、复励四种。
12、直流电动机励磁电流减小至0时，转速会迅速升高。
（降低/升高）
13、直流电动机电枢两端的电势与电枢电流方向相反。
（相同/相反）
14、直流电动机的起动方法主要有电枢回路串电阻、降低电枢两端电压两种。
三、选择题
1、如图所示，判断哪组是正确的。
（A）
（a）
（b）
（c）
A：
图（a）
为正，是拖动转矩，加速状态B：
图（b）
=
，匀速状态
C：
图（c）
为正，
为负，减速状态
2．直流发电机E与Ia的方向：
（A）
A相同；B相反；C不一定。
3、直流电动机当电枢回路中串接电阻后，其固有的机械特性曲线是：
（A）
A：
由（0，no）出发的一簇向下倾斜的直线；
B：
一簇平行于固有特性曲线的人为特性曲线；
C：
；由（0，no）出发的一簇向上倾斜的直线；
D：
不确定；
4．恒转矩型机械特性为负载转矩是：
（A）
A常量；B零；C变量。
5、关于直流电动机调速方法正确的有：
（D）
A：
变极调速；B：
变频调速；
C：
改变转差率调速；D：
改变电枢电压调速。
6、直流电机的额定励磁电流是指C。
A、电机工作在额定电压下的励磁电流B、电机工作在额定电流下的励磁电流
C、电机工作在额定状态下的励磁电流D、电枢绕组的额定电流
7、直流电动机电枢回路总电阻改变后，其机械特性曲线是：
（A）
A：
由（0，no）出发的一簇向下倾斜的直线；
B：
一簇平行于固有特性曲线的人为特性曲线；
C：
；由（0，no）出发的一簇向上倾斜的直线；
D：
不确定；
8、串励直流电动机如电源极性颠倒，电机转向（B）改变。
A、会B、不会C、有时会，有时不会
9、下列不可用于他励直流电动机调速的方法是（B）。
A、改变电枢回路的电阻B、改变电枢回路的总电感
C、改变电枢两端电压的大小D、改变励磁电流
10、下述电机中，不改变电机内部接线，转向可人为控制的是（C）。
A、串励直流电动机B、复励直流电动机
C、电容分相式单相异步电动机D、罩极式单相异步电动机
11、直流低压电器中的“低压”通常是指（D）。
A、200V以下B、400V以下
C、800V以下D、1000V以下
12、直流发电机中换向器的作用是（A）。
A、交流变直流B、直流变交流
C、直流变直流D、交流变交流
13、直流电动机的励磁回路应设有（B）保护。
A、过流保护B、欠流保护
C、过载保护D、短路保护
14、直流发电机的励磁方式一般有D。
A、1种B、2种C、3种D、4种
15、直流电动机当降低电枢两端的电压后，其人为的机械特性曲线是：
（B）
A：
由（0，no）出发的一簇向下倾斜的直线；
B：
一簇平行于固有特性曲线的人为特性曲线；
C：
由（0，no）出发的一簇向上倾斜的直线；
D：
不确定。
16、直流电动机的电磁转矩与电机转子方向（A）。
A、相同B、相反C、有时相同，有时相反
17、下述哪种方法可使他励使直流电动机的人为机械特性硬度不变。
（B）
A、电枢回路串电阻B、降低电源电压C、减小励磁电流
18、直流电机的感应电势与（D）成正比。
A、电压与电流的乘积B、电压与磁通的乘积C、电流与磁通D、磁通与转速的乘积
四、简答与计算题
1、直流电动机为什么不能直接起动采用什么方法起动
答：
电动机在未启动前n=0,E=0,而Ra很小,所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时,启动电流将很大.Ist=UN/Ra，故不能直接起动，一般可采用电枢回路串电阻或降低电枢两端电压起动。
2、什么是调速直流电动机有哪几种调速方法画出各种调速方法所对应的机械特性曲线。
（并画出固有机械特性曲线）。
答：
调速即改变电机转速，有两层含义，即通过改变参数实现电动机转速改变，或通过改变电机所带负载的大小实现电机转速改变。
他励直流电动机的调速方法有三种，即电枢回路串电阻调速、调压调速、弱磁调速。
机械特性请参考教材。
3、为什么直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成
答：
直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠加而成是因为要防止电涡流对电能的损耗。
4、并励直流发电机正传时可以自励，反转时能否自励
答：
不能,因为反转起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩与磁场方向相反,这样磁场被消除,所以不能自励.
5、一台他励直流电动机所拖动的负载转矩TL=常数，当电枢电压或电枢附加电阻改变时，能否改变其运行其运行状态下电枢电流的大小为什么这个拖动系统中哪些要发生变化
答：
由于T=KtφIau=E+IaRa
当电枢电压或电枢附加电阻改变时,电枢电流大小不变.转速n与电动机的电动势都发生改变.
6、一台他励直流电动机在稳态下运行时，电枢反电势E=E1，如负载转矩TL=常数，外加电压和电枢电路中的电阻均不变，问减弱励磁使转速上升到新的稳态值后，电枢反电势将如何变化是大于，小于还是等于E1
答：
由于T=IaKtφ,φ减弱,T是常数,Ia增大.根据EN=UN-IaRa,所以EN减小,小于E1.
7、一台直流发电机，其部分铭牌数据如下：
PN=180kW,UN=230V,nN=1450r/min,ηN=%，试求：
①该发电机的额定电流；
②电流保持为额定值而电压下降为100V时，原动机的输出功率（设此时η=ηN）
答：
PN=UNIN
180KW=230*IN
IN=
该发电机的额定电流为
P=IN100/ηN
P=
8、已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：
PN=,UN=220V,nN=1500r/min,ηN=%,试求该电机的额定电流和转矩。
PN=UNINηN
7500W=220V*IN*
IN=
TN=nN
=
9、一台他励直流电动机的铭牌数据为：
PN=,UN=110V,IN=62A,nN=1000r/min,试绘出它的固有机械特性曲线。
Ra=~（1-PN/UNIN）UN/IN
=（1-5500/110*62）*110/62
=Ω
n0=nNUN/（UN-INRa）
=1131r/min
TN=*5500/1000
=
1131
10、一台他励直流电动机的技术数据如下：
PN=,UN=220V,IN=,nN=1500r/min,Ra=Ω,试计算出此电动机的如下特性：
①固有机械特性；
②电枢服加电阻分别为3Ω和5Ω时的人为机械特性；
③电枢电压为UN/2时的人为机械特性；
④磁通φ=φN时的人为机械特性；
并绘出上述特性的图形。
①n0=UNnN/（UN-INRa）
=220*1500/*
=1559r/min
TN=nN
=*6500/1500
=
1559
②n=U/Keφ-（Ra+Rad）T/KeKtφ2
=U/Keφ-（Ra+Rad）T/φ2
当3Ωn=854r/min
当5Ωn=311r/min
③n=U/Keφ-RaT/φ2
当UN=时n=732r/min
n0=UNnN/2（UN-INRa）
=780r/min
④n=U/φ-RaT/φ
当φ=φ时n=1517r/min
n0=UNnN/φ
=1964r/min
n0
11、为什么直流电动机直接启动时启动电流很大
电动机在未启动前n=0,E=0,而Ra很小,所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时,启动电流将很大.Ist=UN/Ra
12、他励直流电动机直接启动过程中有哪些要求如何实现
他励直流电动机直接启动过程中的要求是1启动电流不要过大,2有足够大的启动转矩，但不要过大.可以通过两种方法来实现电动机的启动一是降压启动.二是在电枢回路内串接外加电阻启动.
13、直流他励电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加上若忘了先合励磁绕阻的电源开关就把电枢电源接通，这是会产生什么现象（试从TL=0和TL=TN两种情况加以分析）当电动机运行在额定转速下，若突然将励磁绕阻断开，此时又将出现什么情况
直流他励电动机启动时,一定要先把励磁电流加上使因为主磁极靠外电源产生磁场.如果忘了先合励磁绕阻的电源开关就把电枢电源接通，TL=0时理论上（因有一定的剩磁）电动机转速将趋近于无限大（实际是因为电机本身的损耗，TL=0是不可能的，实现现象是电枢电流较大，但电机启动不了），引起飞车,TL=TN时将使电动机电流大大增加而严重过载.
直流串励电动机能否空载运行为什么
串励电动机决不能空载运行,因为这时电动机转速极高,所产生的离心力足以将绕组元件甩到槽外,还可能串励电动机也可能反转运行.但不能用改变电源极性的方法,因这时电枢电流Ia与磁通φ同时反响,使电磁转矩T依然保持原来方向,则电动机不可能反转.
15、直流电动机用电枢电路串电阻的办法启动时，为什么要逐渐切除启动电阻如切出太快，会带来什么后果
如果启动电阻一下全部切除,,在切除瞬间,由于机械惯性的作用使电动机的转速不能突变,在此瞬间转速维持不变,机械特性会转到其他特性曲线上,此时冲击电流会很大,所以采用逐渐切除启动电阻的方法.如切除太快,会有可能烧毁电机.
16、转速调节（调速）与固有的速度变化在概念上有什么区别
速度变化是在某机械特性下,由于负载改变而引起的,二速度调节则是某一特定的负载下,靠人为改变机械特性而得到的.
17、他励直流电动机有哪些方法进行调速它们的特点是什么
他励电动机的调速方法：
第一改变电枢电路外串接电阻Rad
特点在一定负载转矩下，串接不同的电阻可以得到不同的转速，机械特性较软，电阻越大则特性与如软，稳定型越低，载空或轻载时，调速范围不大，实现无级调速困难，在调速电阻上消耗大量电量。
第二改变电动机电枢供电电压
特点当电压连续变化时转速可以平滑无级调速，一般只能自在额定转速以下调节，调速特性与固有特性相互平行，机械特性硬度不变，调速的稳定度较高，调速范围较大，调速时因电枢电流与电压无关，属于恒转矩调速，适应于对恒转矩型负载。
可以靠调节电枢电压来启动电机，不用其它启动设备，
第三改变电动机主磁通
特点可以平滑无级调速，但只能弱词调速，即在额定转速以上调节，调速特性较软，且受电动机换向条件等的限制，调速范围不大，调速时维持电枢电压和电流步变，属恒功率调速。
18、直流电动机的电动与制动两种运转状态的根本区别何在
电动机的电动状态特点是电动机所发出的转矩T的方向与转速n的方向相同.制动状态特点使电动机所发的转矩T的方向与转速n的方向相反
19、他励直流电动机有哪几种制动方法它们的机械特性如何试比较各种制动方法的优缺点。
1反馈制动
机械特性表达式:
n=U/Keφ-（Ra+Rad）T/keKtφ2
T为负值,电动机正转时,反馈制动状态下的机械特性是第一
象限电动状态下的机械特性第二象限内的延伸.
反馈制动状态下附加电阻越大电动机转速越高.为使重物
降速度不至于过高,串接的附加电阻不宜过大.但即使不串
任何电阻,重物下放过程中电机的转速仍过高.如果放下的
件较重.则采用这种制动方式运行不太安全.
2反接制动
电源反接制动
电源反接制动一般应用在生产机械要求迅速减速停车和
向的场合以及要求经常正反转的机械上.
倒拉反接制动
倒拉反接制动状态下的机械特性曲线实际上是第一象限
电动状态下的机械特性区现在第四象限中的延伸,若电动
反向转在电动状态,则倒拉反接制动状态下的机械特性曲
就是第三象限中电动状态下的机械特性曲线在第二象限
延伸..它可以积低的下降速度,保证生产的安全,缺点是若
转矩大小估计不准,则本应下降的重物可能向上升,机械特
硬度小,速度稳定性差.
3能耗制动
机械特性曲线是通过原点,且位于第二象限和第四象限的一条直线,优点是不会出现像倒拉制动那样因为对TL的大小估计错误而引起重物上升的事故.运动速度也较反接制动时稳定.
3、什么是直流电动机的机械特性、固有特性、人为特性。
直流电动机的机械特性是指电机转速与转矩之间的关系；
直流电动机的固有机械特性是指在额定电压、额定励磁、电枢回路无外接电阻的情况下，电机转速与转矩之间的关系；
直流电动机的人为机械特性是指通过改变电枢两端电压、减弱励磁或电枢回路串外接电阻的情况下，电机转速与转矩之间的关系，相应就有调压的人为机械特性，弱磁的人为机械特性，电枢回路串电阻的人为机械特性。
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