的额外电枢铁耗以及由换向电流产生的损耗。
18. ★他励直流发电机由空载到额定负载，端电压为什么会下降？并励发电机与他励发电机相
比，哪个电压变化率大？
答 他励直流发电机由空载到额定负载，电枢电流Ia由0增加到额定值IaN电枢回路电阻压降IaRa增加，且电枢反应的去磁作用使主磁通?下降，从而使感应电动势E下降。由公式
U?E?IaRa可知，端电压U随Ia的增加而下降。
对于并励发电机，除上面两个原因外，端电压下降，引起励磁电流If下降，使得?下降和E下降，所以并励发电机的电压变化率比他励发电机电压变化率要大些。
19. ★★做直流发电机实验时，若并励直流发电机的端电压升不起来，应该如何处理？
答 并励直流发电机的端电压升不起来，可按下述步骤进行处理，先检查一下线路和仪表接法是否正确，然后：①检查电机转速是否达到额定转速；②调节励磁回路所串电阻，使励磁回路电阻小于临界电阻；③把励磁绕组两端对调接在电枢绕组两端，使励磁磁通与剩磁磁通方向一致；④若以上三点都无效,则电机没有剩磁，应给电机充磁。 20. ★并励发电机正转能自励，反转能否自励？
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有一定的剩磁；②励磁回路的电阻小于与运行转速所对应的临界电阻；③励磁绕组的接线与电机转向的配合是正确的。这里的正确配合就是说当电机以某一方向旋转时，励磁绕组只有一个正确的接法与之相对应。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。
21. ★在励磁电流不变的情况下，发电机负载时电枢绕组感应电动势与空载时电枢绕组感应电
动势大小相同吗？为什么？
答 负载时电动势比空载时小，由于负载时有电枢反应去磁作用，使每极磁通减小。 22. ★一台并励发电机，在额定转速下，将磁场调节电阻放在某位置时，电机能自励。后来原
动机转速降低了磁场调节电阻不变，电机不能自励，为什么？
答 对应于不同的转速有不同的空载曲线，因而临界电阻也不同。电机转速降低，临界电阻减小，当临界电阻小于励磁回路电阻时，电机便不能自励。
23. ★一台他励发电机和一台并励发电机，如果其它条件不变，将转速提高20%，问哪一台的
空载电压提高得更高？为什么？
答 当转速提高时，两者的空载电压都会提高。两者相比较，并励发电机的空载电压会更高些，因为由E?Ce?n可知，并励发电机的电动势除与转速有关外，其磁场大小也与感应电动势有关。当转速升高时，不仅有转速升高的原因导致电动势增加，还有因电枢电动势的增加而使励磁电流磁加，并导致磁通增加的原因。这一因素半导致感应电动势进一步增加。 24. ★★为什么并励直流发电机工作在空载特性的饱和部分比工作在直线部分时，其端电压更
加稳定？
答 在饱和区工作，当励磁电流变化时空载电动势的变化较小，因此端电压更加稳定。 25. ★一台他励直流电动机拖动一台他励直流发电机在额定转速下运行，当发电机的电枢电流
增加时，电动机电枢电流有何变化？分析原因。
答 直流电动机的电枢电流也增加。因为直流发电机电流增加时，则制动转矩即电磁转矩增大（磁通不变），要使电动机在额定转速下运行，则必须增大输入转矩即电动机的输出转矩，那么，电动机的电磁转矩增大，因此电枢电流也增大。 26. ★★如何改变并励、串励、积复励电动机的转向？
答 改变直流电动机转向就是要改变电磁转矩的方向，电磁转矩是电枢电流和气隙磁场相互作用产生的，因此改变电枢电流的方向或改变励磁磁场的方向就可以达到改变电动机转向的目的。①并励电动机：将电枢绕组的两个接线端对调或将并励绕组的两个接线端对调，但两者不能同时改变；②串励电动机：方法与并励电动机相同；③积复励电动机：要保持是积复励，最简单的方法是将电枢绕组的两个接线端对调。
27. ★并励电动机和串励电动机的机械特性有何不同？为什么电车和电力机车都采用串励电
动机？
答 并励电动机的机械特性表达式
n?RaU?T?n0?KTe 2eCe?CeCT?当忽略电枢反应时，磁通?为不随负载变化的常数，n?f(Te)是一条略下倾的直线，转速随
负载增加而略有下降。如果电车和电力机车使用这种电动机，那么当电车载重或上坡时电机将过载较多。
串励电动机的机械特性表达式为:n?C1U?C2Ra Te其中，C1?1Ce?1CT，C2?，C??。串励电动机的励磁电流等于电枢电流，磁路
CeC?IaC?2不饱和时??Ia，C?为一常数，Te?Ia；磁路高度饱和时，?基本不变，C?与Ia成反比，
而Te?Ia。串励电动机的机械特性n?f(Te)是一条转速随Te增加而迅速下降的曲线。当电车载重或上坡时，电动机的转速会自动下降，使得(nTe)增加不多，因而电机输入功率增加不像并励电动机那样快，所以电车和电力机车通常采用串励电动机拖动。
28. ★★一台他励直流电动机，当所拖动的负载转矩不变时，电机端电压和电枢附加电阻的变
化都不能改变其稳态下电枢电流的大小，这一现象应如何理解？这时拖动系统中哪些量必然要发生变化？对串励电动机情况又如何？
答 当负载转矩不变时，要求电磁转矩不变。由公式Te?CT?Ia知，?Ia必须不变。在他励电动机中励磁是独立的，不计电枢反应的影响时，?不变。在Te不变时Ia必然不变。改变电动机端电压，电动机的输入功率P2?T2?改变，1?UIa改变，E改变，n改变，输出功率P2铁耗PFe改变，而电枢铜耗PCua?IaRa不变。
改变电枢回路附加电阻时，P1不变，E改变，n改变，P2改变，PFe和Pmec改变，PCua改变。
在串励电动机中，同样由于Ia不变，?不变，结果与他励电动机相似。
29. ★★一台并励直流电动机原运行于某一Ia、n、E和Te值下，设负载转矩T2增大，试分
析电机将发生怎样的过渡过程，并将最后稳定的Ia、n、E和Te的数值和原值进行比较。 答 直流电动机稳定运行时，Te?T2?T0，T2增大后，Te?T2?T0，从而使得n下降。
由E?Ce?n知，E下降，而Ia?U?E，因此，Ia上升。Te?CT?Ia，故Te上升。这个过Ra程一直持续到Te?T2?T0为止，电动机在新的状态下稳定运行。与原值相比，Ia增大，n减小，
E减小，Te增大。
30. ★★对于一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流保持不变，制动转矩为恒定值。
试分析在电枢回路串入电阻R1后，对电动机的电枢电流、转速、输入功率、铜耗、铁耗及效率有何影响？为什么？
答 由转矩平衡方程式Te?T0?T2可知，制动转矩不变时电磁转矩是不变的。当电动机的励磁电流保持不变，在不考虑电枢反应的影响或电枢反应保持不变时，气隙磁通?=常数，因而电枢电流Ia是不变的。又由于电压U不变，所以输入功率P1?UIa?If不变。从
??n?U?Ia(Ra?Rj)Ce?可知，当U、Ia、?不变时，转速将随着R1的增大而减小。而P2?T2n，
2所以输出功率随n下降而下降，因此电机的效率将降低。铜耗PCua?Ia(Ra?R1)随R1增大而
增大，铁耗随n下降而减少。因此电枢回路串电阻后，电机的转速下降，电枢电流不变，输入功率不变，输出功率减少，铁耗减少，铜耗增加，效率降低。
31. ★★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，加上恒定转矩T2的
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，试问是否可行？
答 当U、If保持不变时，按电动机稳定运行时的转矩平衡方程式Te?T0?T2?T2，
Te?CT?Ia，CT为一制造常数，因此有CT?Ia?T2。今电枢电流超过额定电枢电流，即
Ia?IaN，说明CT?IaN?T2，亦即电枢通过额定电流时产生的电磁转矩小于负载转矩。出现
这种情况，有如下几种可能，一是负载转矩T2较大，或是励磁电流If较小，使产生的主磁通?减小。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。
32. ★★试分析在下列情况下，直流电动机的电枢电流和转速有何变化（假设电机不饱和）。
（1）电枢端电压减半，励磁电流和负载转矩不变； （2）电枢端电压减半，励磁电流和输出功率不变； （3）励磁电流加倍，电枢端电压和负载转矩不变； （4）励磁电流和电枢端电压减半，输出功率不变；
（5）电枢端电压减半，励磁电流不变，负载转矩随转速的平方而变化。
答 （1）因为磁路不饱和且励磁电流If不变，因此主磁通?不变。负载转矩不变，即电磁转矩Te不变，由于Te?CT?Ia，故电枢电流Ia不变。根据n?n下降，且n小于原来的一半；
（2）U减半，输出功率P2不变，Ia必然上升，否则，由于输入功率P1?UIa（假设为他励），若Ia不变或减小，则P1减小，P2必然不能保持不变。Ia上升，n必然下降。
（3）If加倍，则?加倍。T2不变，即Tem不变，故Ia减半。由于IaRa??U，从n的表达式右知，此时n下降。
（4）U减半而P2不变，由（2）分析知Ia上升。If减半，则?减半，(U?IaRa)较Ce?减小的多，故n下降。
（5）If不变，则?不变。由于T2?n，Te近似与n成正比，亦即Ia近似与n成正比。当U减半时，假设n上升，则Ia上升，(U?IaRa)下降，由n?(U?IaRa)/Ce?得n下降，；这与假设相矛盾。故n必然下降，Ia下降。
33. ★一台正在运行的并励直流电动机，转速为1450r/min，现将它停下来，用改变励磁绕组
的极性来改变转向后（其它均未变），当电枢电流的大小与正相同时，发现转速为1500r/min，试问这可能是什么原因引起的？ 答 从公式n?222U?IaRa，U减半，故转速
Ce?U?IaRa可知，反转时U、Ia、Ra均未变，Ce为常数，而n上升了，
Ce?因此?必定下降了。但是励磁电流未变（并励电动机励磁电压等于电枢电压未变），因此造成?下降的原因可能是由于电枢反应的去磁作用。由于电枢电流未变，因此无论是正转还是反转，