控制电机第三版课后习题答案

1.为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势？ P25

2.如果图2 - 1中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、B电刷的极性如何？

P7

3.为了获得最大的直流电势，电刷应放在什么位置？为什么端部对称的鼓形绕组(见图2 -

3)的电刷放在磁极轴线上？ P9-10

4.为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速？负载电阻不能小于给定值? P23

5.如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线 a角的直线

上，如图2 - 29所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的

输出特性的影响。(提示：在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。

6.具有16个槽，16个换向片的两极直流发电机结构如图 2 - 30所示。

(1)试画出其绕组的完整连接图；

(2)试画出图示时刻绕组的等值电路图；

(3)若电枢沿顺时针方向旋转，试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性；

(4)如果电刷不是位于磁极轴线上，例如顺时针方向移动一个换向片的距离,

会出现什么问题？

— 4 3 2 1 16 15 14

5 —T一A L―V/i114

R 5 13彳

6 丄———W L—Wy_1—13

第三章7 8 9 10 11 12

1.直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定答

电枢电济Z的表示武：

「心—©

直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻，而且还取决于与转速成正比的反电势(当？=常数时)

根据转矩平衡方程式，当负载转矩不变时，电磁转矩不变；加上励磁电流if不

变，磁通①不变，所以电枢电流Ia也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电动机的总阻转矩决定。

7 7

2.如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性(见图3 - 33),就会发现,

当其他条件不变，而只是减小发电机负载电阻RL时，电动机的转速就下降。试问这是什么原因？

R L发一l a发二t发-T2电=12电=n

3.一台他励直流电动机，如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变，而仅仅提高电枢端

电压，试问电枢电流、转速变化怎样？

答：最终电枢电流不变，转速升高

4.已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110 V ,额定运行时的电枢电流la=0.4 A ,

转速n=3600 r/m in,它的电枢电阻Ra=50 Q , 空载阻转矩T0=15 mN m。试问该电动机额定负载转矩是多少？

心亠丄

汁 n 3600 40

—6咕 60 I 3

珊2汀f 2汇40缸

T = C T ^I S ^0.4 = — =?96mA r jf ：

■k l（k

T L

=T-I. =?6-15 = 8bjtV^j 5. 用一对完全相同的直流机组成电动机 一发电机组， 它们的励磁电压均为 110 V ,电枢 电阻Ra=75 Q o 已知当发电机不接负载， 电动机电枢电压加 110 V 时，电动机的电枢

电流为0.12 A ,绕组的转速为 4500 r/min 。 试问：

（1）

发电机空载时的电枢电压为多少伏 ？ （2）

电动机的电枢电压仍为 110 V ,而发电机接上 0.5 k Q 的负

载时， 机组

的转速n 是多大（设空载阻转矩为恒值）? ⑴发电机謹®寸：&

S= E 逅=E^

E 進= U a -I 2R a =U0-0.12x75=101（r ）

所以：u a =im （v ）

（2）发电机负载后 设电动机的电枢电流为厶才 发电机的电枢电流为打才

则根据发电机与电动机与外钢关系的两个平衡^程式=E% 廷=厶-2兀,

可得如下郴且’

Q 虽氓二七+U 少Q 丄二

解之得，1^ = 0.16(.4) , ?唱=0二取/)

则：= U a = 110- 0^8 x75 = 89(r>

6. 一台直流电动机， 额定转速为 问该电机是否允许在转速 n=2500 r/min 下长期运转？为什么？

答：不能，因为根据电压平衡方程式，若电枢电压和励磁电压均为额定值， 转速小于 4500x£9 LOL "”昨

3000 r/min 。如果电枢电压和励磁电压均为额定值,

额定转速的情况下，电动机的电枢电流必然大于额定电流，电动机的电枢电流长期大于额定

电流，必将烧坏电动机的电枢绕组

7.直流电动机在转轴卡死的情况下能否加电枢电压？如果加额定电压将会有什么后果？

答：不能，因为电动机在转轴卡死的情况小，加额定的电枢电压，则电压将全部加载

电枢绕组上，此时的电枢电流为堵转电流，堵转电流远远大于电枢绕组的额定电流，必将烧坏电动机的电枢绕组。

8.并励电动机能否用改变电源电压极性的方法来改变电动机的转向？

答：不能，改变电动机的转向有两种方法：改变磁通的方向和改变电枢电流的方向，如果同时改变磁通的方向和电枢电流的方向，则电动机的转向不变。并励电动机若改变电源

电压的极性，将同时改变磁通的方向和电枢电流的方向，则电动机的转向不变。

9.当直流伺服电动机电枢电压、励磁电压不变时，

如将负载转矩减少，试问此时电动机

的电枢电流、电磁转矩、转速将怎样变化?并说明由原来的稳态到达新的稳态的物理过程。

电枢电扌荒* I ”电帀兹转矩丁J ,转速打T

-匸（由于＞3电幼机將加速）、门T

T I由于上滦不卿，耳暫不变）》I丫― J

T乙T T厶I T 丁b 5挞T、坯

10?请用电压平衡方程式解释直流电动机的机械特性为什么是一条下倾的曲线？为什么放大器内阻越大，机械特性就越软?

n®电枢

蒯机的电压平衡方程式为：J =E a +1皆5側亠亠在勧

刚压不变的情况只转速増尢则勘机的电勺敬必然减小，却游徵大，则勘机鴨I必然减■打所以，輸机的财特遷亲下倾的曲练姒器

D . D

的内粘咖性的鞋帯将馱瞰

11.直流伺服电动机在不带负载时，其调节特性有无死区？调节特性死区的大小与哪些因

素有关？

有，因为艮腋驗机不颛载，电动机也妙阻转矩，哑区电压「亠孕不

C T9

棒舗特甌区SW?眉电枢回路的鞭和細歸关。

12. 一台直流伺服电动机带动一恒转矩负载（负载阻转矩不变），测得始动电压为4 V,当电枢电压Ua=50 V时，其转速为1500 r/min。若要求转速达到3000 r/min, 试问要加多大的电枢电压？

吕I _匸舌—匸二_珂甩J —匸J 先”

1500

3000

解之彳导=匸二一55（矿）

13.已知一台直流伺服电动机的电枢电压Ua=110 V,空载电流la0 =0.055A ,空载转速n '

0=4600 r/min, 电枢电阻Ra=80 Q。试求：

（1）当电枢电压Ua=67.5 V时的理想空载转速n0及堵转转矩Td;

（2）该电机若用放大器控制，放大器内阻Ri=80 Q ,开路电压Ui=67.5 V,求这时的理想空载转速n0及堵转转矩Td;