张俊芳 电机学思考题答案 南京理工大学.pdf

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1、2-1直流电机的主磁路包括哪几部分？如何从电机的结构尺寸确定各段磁路的长度和截面积？五部分：磁轭、磁极、气隙、电枢齿槽、电枢铁心。2-2何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磁通大小与哪些因素有关？主磁通：通过气隙同时与主极和电枢绕组交链的磁通，参与机电能量转换。漏磁通：只与励磁绕组交链而不与电枢绕组交链的磁通，不参与机电能量转换。漏磁通与电流频率、磁极结构、励磁绕组匝数、漏磁路磁阻等有关。2-3直流电机的空载磁场在空间是如何分布的？为什么要把它化为等效的矩形波？为什么说直流电机的空气隙磁场是恒定磁场？磁极下B均匀，磁极间几何中心线处B=0；直流电机空载时

2、气隙磁通密度分布波形为一个空间位置不变的平顶波；空气隙磁场由直流励磁电流产生，不随时间变化，是恒定磁场。2-8为什么直轴电枢反应会产生直轴去磁作用？直轴电枢反应会不会产生增磁作用？由于磁路饱和，后极尖磁通量增加的数量小于前极尖磁通量减少的数量，总体磁通量减少。当电刷在发电机中顺着电枢旋转方向偏离，直轴电枢反应是去磁的，反之则是助磁的。电动机相反。2-12一台四极电机原为单波绕组，如改绕成单叠绕组，并保持元件数、导体数、每个元件匝数、每槽并列圈边数不变，问该电机的额定容量要不要改变？其他额定值要不要改变？单波2p=4,p=2,a=1单叠2a=2p

3、=4,a=p=2额定容量Pem=E·IaE=CE∅nCE=pN/60aE减小到1/2Ia=2a·ia增大到2倍额定容量不变3-1如果没有磁饱和现象，直流发电机是否能自励？试作图说明。如果没有磁路饱和现象，并励直流发电机不能自励。因为如果没有磁路饱和现象，则电机的空载特性是一条直线，它样，它与励磁回路的伏安特性（也是一条直线）会有两种情况出现：①完全重合，使电机的端电压处于不稳定状态，无法运行；②不重合，即没有交点，无法实现自励建压。3-2直流发电机的电压平衡方程式、转矩平衡方程式以及功率平衡方程式各符合力学和电学哪些规律？KVL、力矩平衡、能量

4、守恒3-3为什么直流发电机的电枢绕组元件中的电流是交流的，而电磁转矩的方向却是恒定的？电磁转矩方向总是与电枢转向相反。3-4试述并励直流发电机电压建立过程中，电压建立的条件是什么？建立起来的电压大小受哪些因素影响？若根据运行要求，规定了某一直流并励发电机的极性和旋转方向，而必该发电机在电压建起后的极性与规定不符，应如何改正？建压条件：a.电机中要有剩磁；b.励磁绕组与电枢绕组并接正确；c.励磁回路总电阻应小于建压时临界电阻。建立的电压受负载电流、转速等外界条件的影响。极性相反可以通过对调励磁绕组的接线。4-1在什么情况下并励电动机的转速特性是下

5、降特性？在什么情况下为上升特性？为什么我们宁可要下降特性，而不要上升特性？电阻压降IaRa影响大于电枢反应影响时，为下降特性。电枢反应的去磁作用大于电阻压降IaRa时，为上升特性。具有下降特性的电动机能满足稳定运行条件，具有上升机械特性的电动机对于一般负载不能稳定运行。4-4并励电动机在运行中如励磁回路发生断路将出现什么现象？为什么并励电动机可以空载运行，而串励电动机不能空载运行？当积复励电动机处在上述两种情况下又将如何？一方面引起电枢电流大幅度增加，使电动机烧毁；另一方面可能引起转速急剧升高，造成换向不良，使电动机转子造成破坏。并励电动机空载

6、运行时，其空载转速不会过高，串励电动机空载运行时，转速会很高，造成“飞车”事故。4-6一台并励电动机，如果电源电压U和拖动的负载转矩Tz都不变，若减小励磁电流，试问电枢电流、转速，电动机的输入功率及输出功率将会怎样变化？电枢电流增大，转速上升，电动机输入功率减小，输出功率不变。4-7为什么一方面要限制起动电流不致过大，另一方面又要注意不要把起动电流限制得过小？起动电流过大会损伤电机的电枢绕组，对电网也有较大的冲击。根据电机的转矩表达式TCIta知道，起动电流过小会使起动转矩减小导致电机无法正常起动。4-8在调速过程中，电枢电流Ia和转速n如

7、何变化？?−??(??+??)电枢电流Ia增加时，转速n将减小。?=??∅4-10并励直流电动机的起动电流取决于什么？正常工作时的电枢电流又取决于什么？起动电流取决于电压U和电枢回路总电阻Ra；正常工作时电枢电流取决于负载转矩的大小。5-1为什么电力系统中广泛地应用变压器？试举例说明变压器在实际应用的例子。变压器是一种静止的电力机械，它的主要作用是通过电磁感应把一种电压的交流电能转变为同频率的另一种电压的交流电能。变压器的主要用途有：变压器是电力系统中实现电能的经济传输、灵活分配和合理使用的重要设备，在国民经济其他部门也获得了广泛的应用，如：电

8、力变压器（主要用在输配电系统中，又分为升压变压器、降压变压器、联络变压器和厂用变压器）、仪用互感器（电压互感器和电流互感器,在电力系统做测量用）、特种