电枢绕组复励直流电机有并励和串励两个励磁绕组定义输出或输入为直流电能的旋转电..
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电枢绕组复励直流电机有并励和串励两个 励磁绕组
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3秒自动关闭窗口第7章 直流并励电动机
第3章& 直流他励电动机
原 &理 &简 &述
&&&&标志直流电动机运行特性的主要指标有工作特性和机械特性，它反映了当负载变化时电动机的主要输出量和效率的变化情况。分析表明，不同的励磁方式其运行性能有很大的不同，本次实验主要针对他励直流电动机。
&&&&工作特性是指电动机的电枢电压，时，效率、转速、转矩随输出功率变化的关系，即。上述条件中，为额定励磁电流，即输出功率达到额定功率，转速达到额定转速时的励磁电流。保持不变，对并励电动机，即保持励磁回路电阻不变。
&&&&机械特性曲线是电源电压常数，励磁回路电阻常数时，转速随电磁转矩变化的关系曲线。当，，电枢回路不外串电阻时的机械特性称为固有机械特性。
&&&&本次实验中通过直接加负载的方法直接测得他励直流电动机的工作特性和机械特性。实际上，两种特性通过一次实验即可得到其实验数据，对各组实验的记录数据进行一些计算，便得出其它一些计算数据，进而得到他励直流电动机的工作特性和机械特性，并可绘出曲线。
需计算的数据公式如下：
&&& 输入电流为：&&&&&&&&&
&&& 电动机的输入功率为：&
&&& 输出功率为：&&&&&&&&&
&&&&电动机的效率为：&&&&
&&&&以上公式中各量的单位：功率为“”，转速为“”，电压为“”，电流为“”，转矩用“”。
&&&&在工作特性和机械特性中出现的转矩是电磁转矩，而在实验中直接测量的是输出转矩，两者之间相差一个空载转矩，由于相对数值和很小，为了方便，在实验中近似用输出转矩代替电磁转矩，不会有很大的误差，足以满足一般教学实验的要求。
&&&&调速性能是衡量电动机性能的另一个重要指标。直流电动机具有良好的调速性能。由直流电动机的转速公式可知，电动机调速的控制方法有两种：（1）电枢控制，其又可分为改变电枢电压和电枢回路串入调速电阻两种方法；（2）磁场控制，即调节励磁电流。但是一般书上均将第一种分为两种，直接说成直流电动机有三种调速方法。按三种方法中的任一方法调节电动机的转速，实际上其机械特性也相应改变，从而与负载的机械特性交于新的点，在新的转速下运行。如果使三个可调节量中的两个不变，单独调节另一个，从其机械特性变化的情况，可以看出这种调速方法的特点。如改变电枢电压调速，电动机的机械特性的理想空载转速点改变，而机械特性的斜率不变，改变后机械特性的曲线为一簇平行线，电压越低则转速越低，如图3-1所示。这种方法具有较好的调速性能，但需专门的调压电源。对于电枢回路串电阻调速的方法，当增大电枢回路电阻后，电动机的机械特性的理想空载转速点不变，但机械特性斜率增大，改变后机械特性的曲线为一簇射线，电阻越大则转速越低，如图3-2所示。此法的特点是设备简单，但转速只能向低调，流过串联电阻的电流大，不易做成连续可调，且串联电阻要消耗大量电能。而改变励磁电流调速的方法，也就是改变磁通调速，由于只能比额定磁通减小，所以机械特性的理想空载转速点增大，机械特性斜率增大，如图3-3所示。这种调速方法能量损失小，且电阻可做成连续可调，便于控制，但转速只能向高调，最高转速受电机本身机械强度及换向的限制。
&&& 图3-1 改变电枢电压调速&&& &图3-2 改变电枢回路串电阻调速&&&& 图3-3 改变励磁电流调速
&&&&本次实验所做的调速特性为改变电枢电压和改变励磁电流两种。
&&& 制动是电动机的另一种运行方式，起到使电机迅速停转或限制其转速不断上升的作用。制动方法包括反接制动、能耗制动和回馈制动，根据不同的场合应使用不同的制动方法。本次实验所做的内容是能耗制动。能耗制动时，利用双掷开关将正常运行的电动机电源切断而将电枢回路串入适量电阻，进入制动状态后，电机拖动系统由于有惯性而继续旋转，电枢电流反向，转矩也反向，其方向和转速方向相反，成为制动转矩，使电机能很快地停转。在能耗制动中，电动机实际变成了发电机运行状态，将系统中的机械动能转化为电能消耗在电枢回路的电阻中。
&&& 因为实验时需要调节电动机所带机械负载的大小，本次实验中使用的是涡流测功机作为机械负载。电动机与测功机通过联轴器相连，调节测功机励磁电流的大小就可调节负载转矩的大小，并可在与其相联接的仪表中读出转矩数据。
实验三& 直流他励电动机实验
一、实验目的
&&& 1．掌握用实验方法测取直流他励电动机的工作特性和机械特性。
&&& 2．掌握直流他励电动机的调速方法。
二、实验内容
&&& 1．工作特性和固有机械特性
&&& 保持和不变，时，测取工作特性、、及固有机械特性。
&&& 2．调速特性
&&& （1）改变电枢电压调速
&&& 保持电动机不变，常数，测取。
&&& （2）改变励磁电流调速
&&& 保持，常数，时，测取。
&&& 3．观察能耗制动过程
三、实验说明及操作步骤
&&& 1．他励直流电动机的工作特性和固有机械特性
&&&&按图3-4接线，图中是编号为的直流电动机，其额定值为：，，，，为涡流测功机，、由联轴器直接联接（虚线所示）。
&&& 电阻选用挂箱上的阻值为、电流为的可调电阻，作为直流并励电动机的起动电阻，电阻选用挂箱上的阻值为、电流为的可调电阻，作为直流他励电动机励磁回路串接电阻。
&&&&直流电流表选用励磁电源上的励磁电流表（mA），选用直流稳压电源上的电枢电流表（A）。
操作步骤如下：
&&&&（1）将挂箱上的红色开关至“ON”位置，“”开关合向上方，“转速控制/转距控制”选择开关合向“转矩控制”端，“转距设定”旋钮调至负载最小（即逆时针调到头）。将电动机励磁回路电阻调至阻值最小，电枢回路起动电阻调至阻值最大。
&&& （2）合上电源开关（实验台左侧端面），主电源面板红色指示灯亮，再按下绿色按钮，绿灯亮，红灯灭。
&&& （3）合上直流电机励磁电源开关（红色开关至“ON”位置），再合上直流稳压电源（红色开关至“ON”位置），观察励磁电流表读数大小（若无读数，切不可起动电动机），按下直流稳压电源上的白色“复位”按钮，直流电动机起动。
&&& （4）调节直流稳压电源上的“电压调节”旋钮，使电动机输入电压为（看直流稳压电源上的电压表，内部已接好），电动机电枢回路起动电阻调至最小值，增加电动机磁场调节电阻，使电动机转速达额定值。
&&& （5）调出电动机的额定运行点，确定电动机的额定励磁电流。
其方法为：调节挂箱上的“调零”旋钮使转距输出为零，然后调节“转矩设定”旋钮，使电动机电枢电流，调节直流稳压电源上的“电压调压”旋钮，使电动机的，调节电动机的磁场调节电阻，使电动机的。注意：以上三个额定值的调节过程是互有影响的，必须互相配合反复调节才可调出。当电动机的额定值，，同时满足时，其励磁电流即为额定励磁电流。
&&&&（6）在保持，不变的条件下，逐次减小电动机的负载（调节“转矩设定”旋钮），在额定负载到空载范围内，测取电动机电枢电流，转速和输出转矩，共取组数据，记录于表3-1中。
&&& 表中：电动机输入电流，输入功率，输出功率，效率。
表3-1 工作特性和固有机械特性实验数据
2．调速特性
&&& （1）改变电枢电压的调速
&&&&直流电动机起动后，将电阻调至零，按上述方法调出电动机的额定运行点，即电动机的，，同时满足，保持此时的值和不变，调节直流稳压电源上的“电压调节”旋钮，使电枢两端电压减小，测取电动机的电枢电压、转速和电枢电流，从至范围内，共取组数据，记录于表3-2中。
表3-2& 改变电枢端电压调速实验数据&& &&&
&&& （2）改变励磁电流的调速
&&&&直流电动机起动后,将电阻调至零，同时调节直流稳压电源上的“电压调压”旋钮使电动机，调节上的“转矩设定”旋钮使，调节磁场调节电阻使，保持此时的值和值不变，逐次增加磁场电阻阻值，直至（约），每次测取电动机的、和，共取组数据，记录于表3-3中。
表3-3& 改变励磁电流调速实验数据& &&
3．能耗制动
&&&&按图3-5接线，制动电阻选用上的电阻（接端，即两只电阻串联），的使用是为了看出电动机的自然停机状态。首先将上的“”开关合向下方，然后将开关合向电枢电压端，起动电阻调至阻值最大，其次合上励磁电源开关和直流稳压电源开关，按下复位按钮，起动直流电动机。
&&& 按照下列三种情况进行能耗制动操作：
&&& （1）起动电动机，待转速稳定后将开关断开，合向端，由于电枢开路，电机处于自由停机状态，记录自由停机所需时间。
&&& （2）起动电动机，待转速稳定后将开关闭合，调至阻值最大，合向端，记录停机所需时间。
&&& （3）起动电动机，待转速稳定后将开关闭合，调至（中间位置），合向端，记录停机所需时间。
四、实验报告
&&& 1．由表3-1计算出、、和，并绘出、、及的特性曲线。
&& &由工作特性曲线求出转速变化率：
&&& 2．绘出他励电动机调速特性曲线和。分析在恒转矩负载时两种调速的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点。
&&& 3．能耗制动时间与制动电阻的阻值有什么关系？为什么？该制动方法有什么缺点？
五、思考题
&&& 1．他励电动机的速率特性为什么是略微下降？是否会出现上翘现象？为什么？上翘的速率特性对电动机运行有何影响？
&&& 2．当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端电压，为什么会引起电动机转速降低？
&&& 3．当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会引起转速的升高，为什么？扫扫二维码，随身浏览文档
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电机学习题答案解析 (4)
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3秒自动关闭窗口直流电机习题答案14
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直流电机习题答案14
第二篇直流电机；一、填空题：；1.直流电机电枢导体中的电动势是；交流；直流；2.直流电机电枢绕组中流过的电流方向是_____；或不变）；变化；不变；3.直流电机的主磁路不饱和时，励磁磁动势主要消耗；气隙；4.直流电机空载时气隙磁密的波形曲线为_____；平顶；5.直流电机的磁化特性曲线是指电机空载时____；每极气隙磁通?0与励磁磁动势2Ff（F0）；6.一
直流电机一、填空题：1. 直流电机电枢导体中的电动势是交流；直流2. 直流电机电枢绕组中流过的电流方向是___________的，产生电磁转矩的方向是___________的（填变化或不变）。变化；不变3. 直流电机的主磁路不饱和时，励磁磁动势主要消耗在________上。气隙4. 直流电机空载时气隙磁密的波形曲线为____________波。平顶5. 直流电机的磁化特性曲线是指电机空载时______________与______________之间的关系曲线。每极气隙磁通?0与励磁磁动势2Ff（F0）6. 一台6极他励直流发电机，额定电流为150A，若采用单叠绕组，则电枢绕组的支路电流为
A，若采用单波绕组，则电枢绕组的支路电流为
A。25；757. 一直流电机，Qu=S=K=22，2p=4，右行单叠绕组，绕组节距y=yK，y1 y25；1；?4或6；1；?58. 一台四极直流电机，元件数为21，换向片数为____________，构成左行单波绕组，则合成节距为____________，第一节距为____________，第二节距为____________，并联支路数为______________。 21；10；5；5；29. 直流电机电刷放置的原则是：空载时正负电刷间的感应电动势最大10. 直流电机的励磁方式分为____________、____________、____________、____________。他励；并励；串励；复励11. 直流电机负载运行时，的影响称为电枢反应。电枢磁动势；励磁磁场12. 直流发电机的电磁转矩是___________转矩，直流电动机的电磁转矩是___________转矩。制动；驱动（或拖动）13. 直流发电机，电刷顺电枢旋转方向移动一角度，直轴电枢反应是___________的；若为电动机，则直轴电枢反应是___________的。去磁；助磁（或增磁）14. 直流电机电刷在几何中性线上时，电枢反应的作用为：（1）_____________________________；（2）使物理中性线_____________________________ ；（3）当磁路饱和时起_____________作用。使气隙磁场发生畸变；；偏移几何中性线一个角度；；去磁作用15. 并励直流发电机自励建压的条件是：_____________________________，__________________________，__________________________________ 。电机有剩磁；励磁绕组并联到电枢两端的极性正确；励磁回路的电阻小于与电机转速相应的临界电阻16. 他励直流发电机的外特性是一条下垂的曲线，其原因有：(1)___________________；(2) __________________。对于并励直流发电机，还有第3个原因：_____________________________。所以并励直流发电机的电压调整率比他励时要大。电枢反应的去磁作用；电枢回路的电阻压降；电枢端电压下降，引起励磁电流减小，使电枢电动势和端电压进一步下降17. 可用下列关系来判断直流电机的运行状态：当_____________时，为电动机状态，当_____________时，为发电机状态。Ea&U；Ea&U18. 他励直流电动机固有机械特性的表达式为_______________________________。n?UNCe?N?RaCeCt?N2???T T?n019. 直流电动机的起动方法有：______________________、__________________、________________________。直接起动；电枢回路串电阻起动；降压起动20. 他励直流电动机在总负载转矩不变时，在励磁回路增加调节电阻可使转速_____________，而在电枢回路增加调节电阻可使转速_____________。升高（或增大）；降低（或减小）21. 直流电动机稳定运行的条件为__________________________________ 。dTdn?dTLdn二、单项选择题：1. 在直流电机中，公式Ea=Ce?n和T=Ct?Ia中的Φ指的是
（1）（1）每极气隙磁通
（2）所有磁极的总磁通
（3）主极每极磁通
（4）每极电枢反应磁通2. 直流电机的电枢绕组采用单叠绕组时，并联支路数。
（1）（1） 2a=2p
（2）2a=0.5p
（4） 2a=4p3. 某台单波绕组的他励直流电动机，额定运行时的IN=120A，已知该电动机为6极，则该电机电枢绕组每条支路中的电流为_____ A。
（2）（1）20
（4）40某台单叠绕组的他励直流电动机，额定运行时的IN=120A，已知该电动机为6极，则该电机电枢绕组每条支路中的电流为_____ A。
（1）（1）20
（4）404. 并励直流发电机的额定输出功率PN等于
（3）（1）UN INηN
（2）UN IN/ηN
（4）UNIaN5. 直流发电机电枢导体中的电流是
（3）（1）直流电
（2）交流电
（3）脉动的直流6. 直流电机运行在电动机状态时，其（
（2）（1）Ea＞U
（3）Ea=U7. 若他励直流发电机转速升高10%，则空载时发电机的端电压将升高
（1）（1）10%
（2）大于10%
（3）小于10%
（4）20%8. 一台并励直流发电机，电压为200V，若将转速提高20％，励磁电阻不变，则
（3）（1）电压上升到240V
（2）电压上升，但小于240V
（3）电压上升至高于240V9. 直流发电机的电刷逆转向移动一个小角度，电枢反应性质为
（2）（1）去磁与交磁
（2）增磁与交磁
（3）去磁10. 若并励直流发电机转速上升20％，则空载时发电机的端电压U0将
（3）（1）升高20％
（2）升高大于20％
（3）升高小于20％
（4）不变11. 把直流发电机的转速升高20G，他励方式运行空载电压为U01，并励方式空载电压为U02，则
（2）（1）U01 =U02
（2）U01 &U02
（3）U01 &U0212. 一台直流发电机，由额定运行状态转速下降为原来的30G，而励磁电流及电枢电流不变，则
（1）（1）Ea下降30%
（2）T下降30G
（3）Ea和T都下降30G14. 一台他励直流发电机，额定电压为200V，6极，额定支路电流为100A，当电枢为单叠绕组时，其额定功率为
；当电枢为单波绕组时，其额定功率为
（4）；（2）（1）20 KW
（4）120KW15.
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
（3）（1）改变原动机的转向
（2）改变励磁绕组的接法（3）既改变原动机的转向又改变励磁绕组的接法16. 直流电动机起动时电枢回路串入电阻是为了（
（2）（1）增加起动转矩
（2）限制起动电流
（3）增加主磁通
（4）减少起动时间17. 一台并励直流电动机若改变电源极性，则电机的转向。
（2）（1）改变
（3）无法确定18. 要改变并励直流电动机的转向，可以_____。
（3）（1）增大励磁
（2）改变电源极性
（3）改接励磁绕组连接方向19. 负载转矩不变时，在他励直流电动机的励磁回路中串入电阻，稳定后，电枢电流将。
（3）（1）增加
（3）不变20. 直流电动机降压调速稳定后，如果磁场和总负载转矩不变，则_____不变。
（3）（1）输入功率
（2）输出功率
（3）电枢电流21. 一台并励电动机拆装时不慎变动了电刷位置，以至负载增大时转速愈来愈高，其原因是_____。
（1）（1）电刷逆着电枢转向移动了一个角度
（2）电刷顺电枢转向移动了一个角度（3）励磁回路电阻太大
（4）电源电压越来越高三、简答题： 1. 什么是直流电机的可逆原理？如何判断直流电机是作为发电机运行还是作为电动机运行？答：同一台直流电机既可以作为发电机运行，也可以作为电动机运行，这就是直流电机的可逆原理。 直流电机运行状态的判别依据：当Ea&U时，为直流发电机；当Ea&U 时，为直流电动机。2. 电枢反应的性质由什么决定？交轴电枢反应对每极磁通量有什么影响？直轴电枢反应的性质由什么决定？答：电枢反应的性质由电刷位置决定，电刷在几何中性线上时电枢反应是交轴性质的，它主要改变气隙磁场的分布形状，磁路不饱和时每极磁通量不变，磁路饱和时则还一定的去磁作用，使每极磁通量减小。电刷偏离几何中性线时将产生两种电枢反应：交轴电枢反应和直轴电枢反应。当电刷在发电机中顺着电枢旋转方向偏离、在电动机中逆转向偏离时，直轴电枢反应是去磁的，反之则是助磁的。3. 为什么他励直流发电机的外特性是下垂的？4. 并励直流发电机的外特性和他励直流发电机有何不同？并说明影响曲线形状的因素。答：并励直流发电机的外特性比他励直流发电机软。
他励直流发电机的影响因素有两个：① 随着Ia增加，IaRa增加，使U下降； ② 随着Ia增加，电枢反应的去磁作用增强，使磁通Φ减少，电枢电动势Ea减少，最后使U下降。对于并励直流发电机，还有第3个原因：电枢端电压U下降，引起励磁电流If减小，使电枢电动势Ea和端电压U进一步下降。所以并励直流发电机的电压调整率比他励时要大。5. 并励直流发电机正转能自励，反转能否自励？为什么？答：发电机正转时能够自励，表明发电机正转时满足自励条件，即：①电机有剩磁；②励磁绕组并联到电枢两端的极性正确；③励磁回路的电阻小于与电机转速相应的临界电阻。如果转向改变了，励磁绕组的接线也应随之改变，这样才能保证励磁电流所产生的磁场方向与剩磁方向相同，从而实现电机的自励。当电机的转向改变了，而励绕组的接线未改变，这样剩磁电动势及其产生的励磁电流的方向必然改变，励磁电流产生的磁场方向必将与剩磁的方向相反。电机内磁场被削弱，电压不能建立，所以并励发电机正转时能自励；反转时，不改变励磁绕组的两个端头的接线，是不能自励的。6. 一台并励直流电动机，如果电源电压U和励磁电流If保持不变，加上恒转矩负载以后，发现电枢电流Ia超过额定电流，有人企图在电枢回路中串接一电阻来限制电枢电流，是否可行？为什么？答：当U、If保持不变时，根据电动机稳定运行时的转矩平衡方程式T?T0?T2?T2，T?Ct?Ia，Ct为转矩系数，因此有CT?Ia?T2。今电枢电流超过额定电枢电流，即Ia?IaN，企图在电枢回路串电阻来限制电枢电流是不行的。因为在负载转矩T2及气隙合成磁通?一定时，所需的电枢电流也是一定的。7. 直流电动机的电磁制动方法有哪几种？答：回馈制动、能耗制动、反接制动。四、判断题，请在括号内打?或?：1. 直流发电机中的电刷间感应电动势和导体中的感应电动势均为直流电动势。
）?2. ?若把一直流发电机电枢固定，而电刷与磁极同时旋转则在电刷两端仍能得到直流电压。（
）?3. 并励直流发电机转速上升0.2倍，则空载时发电机端电压上升0.2倍。
）?4. 直流电机无电刷一样可以工作。
）?5. 直流电机的电枢绕组并联支路数等于极数即2a＝2p。
）?6. 直流电机的漏磁通不参与机电能量转换，所以对电机的磁路没有任何影响。 （
）?7. 直流电机的工作点一般取在磁化曲线开始弯曲处。
）?8. 直流电机的电枢绕组至少有两条并联支路。
）?9. 一台并励直流发电机，正转能自励，反转也能自励。
）?10. 电磁转矩和负载转矩的大小相等，则直流电机稳定运行。
）?11. 他励直流电动机降低电源电压调速与减小磁通调速都可以做到无级调速。
）?12. 直流电动机的额定功率指转轴上吸收的机械功率。
）?13. 直流电机的转子转向不可改变。
）?14. 同一台直流电机既可作发电机运行，也可作电动机运行。
）?15. 并励直流电动机不可轻载运行。
）?16. 一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。
）?17. 直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。（
） ?五、作图题：1．一台他励直流电动机，已知其固有机械特性如下图所示，现在将电源电压降为额定电压的0.75倍，试在下图中画出该情况下的人为机械特性，要求标出该情况下的理想空载转速及额定转矩所对应的转速。n0?1200r/nN?1100r/min 包含各类专业文献、文学作品欣赏、幼儿教育、小学教育、高等教育、中学教育、各类资格考试、直流电机习题答案14等内容。
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