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16章 直流电机的基本工作原理和结构 课后答案

  16章 直流电机的基本工作原理和结构 课后答案_教育学_高等教育_教育专区。第 16 章 思考题与习题参考答案 16.1 简述直流发电机和直流电动机的基本工作原理。 答:发电机原理:定子励磁绕组通入直流电流建立恒定的磁场(励磁磁场) ,当原动机拖动转子旋 转时,电枢线圈便切割

  第 16 章 思考题与习题参考答案 16.1 简述直流发电机和直流电动机的基本工作原理。 答:发电机原理:定子励磁绕组通入直流电流建立恒定的磁场(励磁磁场) ,当原动机拖动转子旋 转时,电枢线圈便切割励磁磁场而产生感应电动势,尽管该电动势是交流电动势,但是通过换向器和电 刷的配合作用,在电刷两端可获得直流电动势,当电刷与外电路接通时,便可向外电路发出直流电流。 电动机原理:定子励磁绕组通入直流电流建立恒定的励磁磁场,当把直流电源加在电刷两端时,电 枢线圈中将有电流流过, 电枢线圈的每边导体在励磁磁场中将受到电磁力的作用, 并对转轴形成电磁转 矩,从而拖动转子旋转。必须指出,虽然外加直流电源,但通过电刷和换向器的配合作用,使电枢线圈 中流过的是交流电流,从而保证电机产生固定方向的电磁转矩,拖动转子沿固定方向旋转。 16.2 在直流电机中,为什么每根导体的感应电动势为交流,而由电刷引出的电动势却为直流? 换 向器的作用是什么? 答:在直流电机中,电枢旋转使每根导体交替切割 N、S 极磁场,所以电枢导体电动势为交流。但 由于换向器与电枢线圈一起旋转, 而电刷固定不动, 使得其中的一个电刷总是与位于 N 极下的导体相接 触,另一个电刷总是与位于 S 极下的导体相接触,也就是说,一个电刷的电位总为正极性,而另一个电 刷的电位总为负极性, 所以电刷两端的电动势是一个极性不变的直流电动势。 换向器是实现电刷两端直 流电与电枢线圈中交流电的相互转换作用。 16.3 试判断下列情况下电刷两端电压的性质:(1)磁极固定,电刷与电枢同时旋转;(2)电枢固定, 电刷与磁极同时旋转。 答: (1)磁极固定,电刷与电枢同时旋转时,电刷两端电压为交流; (2)电枢固定,电刷与磁极同时旋转时,电刷两端电压为直流。 16.4 试述直流电机的主要组成部件及其作用。 答:直流电机主要由定子和转子组成。定子部分有: (1)主磁极,作用是产生恒定的主磁场; (2) 换向极,作用是减少电刷与换向器之间的火花; (3)电刷装置,作用是与换向器一起实现直流电机的内 部交流与外部直流的相互转换功能,并使电刷与换向器保持良好接触; (4)机座和端盖,机座的作用是 用来固定主磁极、换向极和端盖,也是电机磁路的一部分。 转子部分有: (1)电枢铁心,作用是用来安放电枢绕组并作为主磁路的一部分; (2)电枢绕组,作 用是产生感应电动势和电流以及产生电磁转矩,是电能与机械能相互转换的重要部件; (3)换向器,又 称整流子,是实现电枢内交流电和外部直流电的转换作用。 16.5 说明直流发电机与直流电动机额定功率的定义及其性质差别。 答:额定功率是指输出功率。直流发电机的额定功率是指电机额定运行时,电刷端输出的电功率; 1 直流电动机的额定功率是指额定运行时,电机转轴输出的机械功率。 16.6 一台直流电动机的铭牌数据如下:额定功率 PN ? 55kW ,额定电压 U N ? 110V ,额定转速 nN ? 1000r / min ,额定效率? N ? 85% 。试求该电动机的额定输入功率 P 1 和额定电流 I N 。 解: P1 ? PN ?N ? 55 ? 64.706kW 85% IN ? P1 64.706 ? 10 3 ? ? 588.24 A UN 110 16.7 一台直流发电机的铭牌数据如下:额定功率 PN ? 200kW ,额定电压 U N ? 230V ,额定转 速 nN ? 1450r / min ,额定效率 ? N ? 90% 。试求该发电机的额定输入功率 P 1 和额定电流 I N 。 解: P1 ? PN ?N ? 200 ? 222.22kW 90% IN ? PN 200 ? 10 3 ? ? 869.565 A UN 230 -2 16.8 一台直流电机的极对数p=3,电枢绕组总导体数N =398,气隙每极磁通 ? =2.1×10 Wb,电 枢电流I a =10A,转速n=1500 r/min,电枢绕组有两条并联支路。求电枢电动势和电磁转矩。 解: C E ? pN 3 ? 398 ? ? 19.9 60a 60 ? 1 pN 3 ? 398 CT ? ? ? 190.03 2?a 2? ? 1 E a ? C E ?n ? 19.9 ? 2.1 ? 10 ?2 ? 1500 ? 626.85V Tem ? CT ?I a ? 190.03 ? 2.1 ? 10 ?2 ? 10 ? 39.91Nm 第 16 章 自测题参考答案 一、填空题 1. 交流、直流; 2. 串励、复励; 3. 电、机械; 4. 相反、相同; 5. 相同、相反 二、选择题 1.③ 2.① 3.② 4.③ 5.③ 三、简答题和作图题 1. 答:由于主磁极励磁绕组中通入直流电流后产生的磁场为恒定磁场,即磁极铁心中的磁通是不 变的, 所以主磁极铁心包括定子铁轭中不存在磁滞和涡流损耗, 所以可采用普通钢片。 但由于电枢旋转, 2 电枢铁心交替切割主磁极 N、S 磁场,电枢铁心中的磁通是交变的,故电枢铁心中产生涡流和磁滞损耗, 为了减少涡流和磁滞损耗,电枢铁心必须采用硅钢片。 2. 答:有他励、并励、串励和复励四种。各接线图略。 四、计算题 解: (1) I N ? PN 82 ? 10 3 ? ? 356.5 A UN 230 pN 2 ? 246 ? ? 8.2 60a 60 ? 1 (2) CE ? ?? Ea 230 ? ? 2.89 ? 10 ? 2 Wb C E n 8.2 ? 970 pN 2 ? 246 ? ? 78.3 2?a 2? ? 1 (3) C T ? Tem ? C T ?I a ? 78.3 ? 2.89 ? 10 ?2 ? 356.5 ? 806.7 Nm 3

时间:2020-06-08 14:37