电枢端电压，转速升高。改变电枢端电压，机械特性上下移动，但斜率不变，即其硬度不变。此种调速方法的最在缺点是需要专用电源。在保持电枢电流为额定值时，可保持转矩不变，故此法适用于恒转矩的负载调速。
（3）改变串入电枢回路的电阻调速。在端电压及励磁电流一定、接入电枢回路的电阻为零时，转速最高，增加电枢路电阻转速降低，故转速只能“调低”不能“调高”。增加电枢电阻 ，机械特性斜率增大，即硬度变软，此种调速方法功率损耗大，效率低，如果串入电枢回路的调节电阻 是分级的，则为有级调速，平滑性不高，此法适用于恒转矩的负载调速。
5、如何确定换向极的极性，换向极绕组为什么要与电枢绕组相串联？
答 使换向极产生的磁通与电枢反应磁通方向相反。对于直流发电机而言，换向极性和电枢要进入的主磁极性相同；而对于直流电动机，则换向极极性和电枢要进入的主磁极极性相反。
换向极绕组与电枢组相串联的原因是：使随着电枢磁场的变化，换向极磁场也随之变化，即任何负载情况下都能抵消电枢反应的影响。
6、试比较他励和并励直流发电机的外特性有何不同？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的软。 他励：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，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通υ减少，电枢电动势Ea减少，最后使U下降。 并励：影响因素有三个
(1) 随着Ia增加，IaRa增加，使U下降；
(2) 随着Ia增加，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通υ减少，电枢电动势Ea减少，最后使端电压U下降。
(3) 两端电压下降，磁通υ下降，电枢电动势Ea进一步减少，端电压U进一步下降。
7、一台并励直流发电机并联于电网上，若原动机停止供给机械能，将发电机过渡到电动机状态工作，此时电磁转矩方向是否变？旋转方向是否改变？
答 电磁转矩方向改变，电机旋转方向不变。
五、计算题
1、一并励直流发电机，PN=35KW，UN=115V，nN=1450r/min，电枢电路各绕组总电阻ra=0.0243Ω，一对电刷压降2△Ub=2V，并励电路电阻Rf=20.1Ω。求额定负载时的电磁转距及电磁功率。
解：额定电流：IN?PN35?103??304.3A UN115 额定励磁电流：IfN?UN115??5.72A Rf20.1额定电枢电流: IaN?IN?IfN?310A 额定电枢电动势:
EN?UN?IaNra?2U?b?115?310?0.0243?2?124.5V电磁功率：
Pem?ENIaN?124.5?310W?38.6KW
电磁转距:
Tem?PemENIaN38600???254.2N.m
n1450?2?2?6060
2、一台并励直流发电机，励磁回路总电阻Rf=44W，负载电阻RL=4W，电枢回路总电阻Ra=0.25W，端电压U=220V，使求：
（1）励磁电流If和负载电流I；
（2）电枢电流Ia和电枢电动势Ea（忽略电刷接触压降）；
（3）输出功率P2和电磁功率Pem。 解：励磁电流If?U220??5A Rf44负载电流I?U220??55A RL4（2）电枢电流Ia?I?If?55?5?60A 电枢电动势
Ea?U?IaRa?220?60?0.25?235V
(3)输出功率P2?UI?220?55?12100W
《电机学》复习资料 第16页
电磁功率Pem?EaIa?235?60?14100W 或
2Pem?P2?IaRa?I2fRfIf?
UN220??0.8ARf275Ia?I?If?12.5?0.8?11.7AE?U?RaIa?220?0.2?11.7?217.66VE217.66Ce????0.29nN7506060Ce???0.29?2.772?2?3.14T?CT?Ia?2.77?11.7?32.44NmCT??6、一台他励电动机，在TL?87Nm时，
?12100?602?0.25?52?44?14100W3、一台他励发电机，额定电枢电压230V，额定电枢电流100A，电枢电阻0.2Ω。求（1）空载电压；（2）如果磁通减小10％，求满载时的输出电压。
解 （1）
U0?EN?UaN?RaIaN?230?0.2?100?250V（2）当Φ减小10％时，
E?0.9EN?0.9?250?225V
满载时
T0?3Nm，n=1500rpm，??80%。求该电机的输
出功率P2、电磁功率Pe、输入功率P1、铜损耗PCu
和空载损耗P0。
解
Ua?E?RaIaN?225?0.2?100?205V
4、某直流发电机，已知pCu?2000W，
T2?TL?87NmT?T2?T0?87?3?90Nm
rpm。求该p0?1200W，T?210Nm，n?1000发电机的电磁功率、输出功率、输入功率和效率。 解
P2?2?2?3.14T2n??87?1500?13659W 6060Pem?T???2?Tn602?3.14?210?1000?21980W60P2?Pem?pCu?21980?2000?19980W P1?Pem?p0?21980?1200?23180WP219980?100%??100%?86.19%P1231892?2?3.14Tn??90?1500?14130W6060P13659P1?2??17073.75W
?0.8PCu?P1?Pe?17073.75?14130?2945.75WPe?P0?Pe?P2?14130?13659?471W7、一台并励直流电动机,铭牌数据如
下:PN=3.5kW，UN=220V，I N=20A，nN=1000r/min,电枢电阻Ra=1Ω，△Ub=1V，励磁回路电阻R1=440Ω，空载实验：当U=220V,n=1000r/min时，I0=2A，试计算当电枢电流I a=10A时,电机的效率（不计杂散损耗）。
??
5、一台并励直流电动机，额定功率PN=2.2KW，额定电压UN=220V，额定效率?N?80%，额定转速
nN?750rpm，电枢电路电阻Ra?0.2?，励磁电
路电阻Rf?275?。求该电机在额定状态下运行时的输入电流I、励磁电流If、电枢电流Ia、电动势E和电磁转矩T。
解 I?解：励磁电流：If? 励磁损耗：PCufUfRf?2f220A?0.5A 4402202?RfI???110W
Rf440U2f 空载时：
输入功率：P1?UI0?220?2W?440W
PNUN?N?2.2?10?12.5A
220?0.83 励磁功率：Pf?110W
电枢铜损耗：
22PW Cua?RaIa?Ra(I0?If)?2.25电刷接触损耗：
《电机学》复习资料 第17页
2PW?3.0W Cub?2?UbIa?2?1?1.5附加损耗：Pad?0 则：
Tem?'P?PCub?PW mec?PFe?P1?Pf?Pad?324.75CuaPem6726.9?N?m?44.3N?m 2??1450?60（2）PW 1?Pem?Pmec?PFe?7021.9当Ia?10A时，I?Ia?If?10.5A
??输入功率：PW?2310W 1?UI?220?10.5 PW Cua?RI?1?10W?100 Pf?110W
PW?20W Cub?2?UbIa?2?1?10输出功率：
2aa2P2?100%?85.45% P19、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：
PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，励磁回路电阻Rf=57.5Ω，电枢电阻Ra=0.1Ω,不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行，把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源：运行时维持电枢电流为原额定值。求（1）转速n；（2）电磁功率；(3)电磁转矩。
PW2?P1??P?P1?PCua?Pf?PCub?(Pmec?PFe)?1755.25
效率：??解：If?UN230?A?4A Rf57.7P2?100%?75.98% P1PN23?103IN??A?100A
UN2308、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：
PN=6kW，UN=230V，nN=1450r/min，Ra=0.57Ω（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻Rf=177Ω，额定负载时的电枢铁损PFe=234W，机械损耗为Pmec=61W，求：（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩。（2）额定负载时的效率。
Ia?IN?If?104A
2PCua?RaIa?1081.6W
（1）Ea?UN?RaIa?240.4V Ce??解：（1）P2?PN?6kW
If?Ea?0.160 3nNUfRf?2f220A?1.3A 177 电动机运行：Ea?UN?RaIa?209.6V
Pf?RfI?299W IN?PN6000?A?26.1A UN230Ce?'?220220Ce???0.1603?0.1533230230n?Ea?1367r/min Ce?' Ia?IN?If?27.4A PW Cua?RaIa?427.9所以 PW em?P2?PCua?Pf?6726.92（2）Pem?EaIa?21.798kW （3）
Pem21.798?103Tem??N?m?152.27N?m
?2??1367/60《电机学》复习资料 第18页
4、当电动机的电枢回路铜损耗比电磁功率或轴机械功率都大时，这时电动机处于：（2）（1）能耗制一、填空题：
动状态；（2）反接制动状态；（3）回馈制动状态。 1、他励直流电动机的固有机械特性是指在
5、他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电_______条件下，_______和_______的关系。
阻调速，设调速前、后的电枢电流分别为I1和I2，那
（U=UN、υ=ΦN，电枢回路不串电阻；n；Tem
么：（2）
（1）I1
3、如果不串联制动电阻，反接制动瞬间的电枢电流大约是电动状态运行时电枢电流的_______倍。 （2）
4、当电动机的转速超过_______时，出现回馈制动。（理想空载转速）
5、拖动恒转转负载进行调速时，应采_______调速方法，而拖动恒功率负载时应采用_______调速方法。（降压或电枢回路串电阻；弱磁） 二、判断题
1、直流电动机的人为特性都比固有特性软。（ ）（F）
2、直流电动机串多级电阻起动。在起动过程中，每切除一级起动电阻，电枢电流都将突变。（ ） （T）
3、提升位能负载时的工作点在第一象限内，而下放位能负载时的工作点在第四象限内。（ ） （T）
4、他励直流电动机的降压调速属于恒转矩调速方式，因此只能拖动恒转矩负载运行。（ ） （F）
5、他励直流电动机降压或串电阻调速时，最大静差率数值越大，调速范围也越大。（ ） （T）
三、选择题
1、电力拖动系统运动方程式中的GD2反映了：（2）
（1）旋转体的重量与旋转体直径平方的乘积，它没有任何物理意见；（2）系统机械惯性的大小，它是一个整体物理量；（3）系统储能的大小，但它不是一个整体物理量。
2、他励直流电动机的人为特性与固有特性相比，其理想空载转速和斜率均发生了变化，那么这条人为特性一定是：（3）
（1）串电阻的人为特性；（2）降压的人为特性；（3）弱磁的人为特性。
3、直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（2）
（1）为了使起动过程平稳；（2）为了减小起动电流；（3）为了减小起动转矩。
四、简答题：
1、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？
第三部分 直流电动机的电力拖动
（电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点，且在交点处，满足
dTemdTL?） dndn2、何谓电动机的充分利用？
(所谓电动机的充分利用是指电动机无论在额定转速下运行,还是调速过程中处于不同转速下运行,其电枢电流都等于额定值。)
五、计算题：
1、一台他励直流电动机数据为：PN=7.5kW，UN=110V，I N=79.84A，nN=1500r/min，电枢回路电阻Ra=0.1014Ω，求：（1）U=U N，Φ=ΦN条件下，电枢电流Ia=60A时转速是多少？（2） U=U N条件下，主磁通减少15%，负载转矩为TN不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（3）U=U N，Φ=ΦN条件下，负载转矩为0.8TN，转速为（—800）r/min，电枢回路应串入多大电阻？
解：（1）Ce?N?UN?RaIN?0.068
nN n?UN?RaIa?1528r/min
Ce?N （2）TN不变时，Tem不变，即
CT?NIN?CT?Ia
Ia??N?NIN?IN?93.93A ?0.85?Nn?UN?RaIa?1738r/min
Ce? （3）不计空载转矩时，Tem?TL，故：
《电机学》复习资料 第19页
Tem?0.8TN?0.8?0.955PN?38.2N?m nNn?UNR?RB ?a2Ce?NCeCT?N 解得：RB?2.69?
2、有一台直流电动机，带有恒转矩负载，额定功率PN=22KW，额定电压UN=220V，额定电流IN=115A，额定转速nN =1500rpm，电枢回路总电阻Ra=0.1Ω，忽略空载转矩T0，电动机带额定负载运行时，要把转速降到1000rpm，求采用串电阻法需串多大电阻？ 解：电机带恒转矩负载，忽略空载转矩，所以 T=CMΦIa 恒定，即Ia=IN=115恒定不变，
Ea?U?RaIa?Ce?nU?RaIa220?0.1?115??0.139n1500转速降到1000rpm时，Ce??E'a?U?Ia(Ra?Rp)?Ce?n'Rp??U?Ce?n'?RaIa
220?0.139?1000?0.1?0.604?115第四部分 异步电机
一、填空题：
1、异步电动机定子绕组采用的单层迭绕组是 整距 绕组，采用的双层迭绕组是 短距 绕组（选短距、整距、或长距）
2、三相对绕组通以三相电流时，将产生 旋转 磁场，单相绕组通以三相电流时，将产生 脉振 磁场。
3、在电机中，参数rm称为 激磁电阻 。Xm称为 激磁电抗 。当电源电压升高时，Xm会 下降 。 4、某三相交流电机定子槽数为36，极对数为3，双层短距分布绕组相邻两槽内导体基波电动势的相位差?为30?。
5、产生圆形旋转磁动势的条件是 三相对称绕组通入三相对称电流 ，若在p=1的三相对称绕组里通入ia=I3msin3?t， ib=I3msin（3?t+120?）， ic=I3msin（3?t- 120?）的三相电流， ?=314电弧度/秒，则产生的旋转磁动势的转速为 9000 rpm，转向为 a-c-b ，当?t=70?瞬间，磁动势幅值在 c相绕组轴线
上 。
6、基波脉振磁势可以分解为两个 幅值相等 、 转向相反 、 转速相同 的圆形旋转磁势。
7、一台三相6极50Hz的异步电动机，其S=0.05，则转子转速为 950 rpm，转子磁势相对于转子的转速为 50 rpm，转子磁势相对于定子的转速为 1000 rpm，定子磁动势相对于转子磁动势的转速为 0 。
8、一台异步电动机的额定转差率为0.02，由定子经
气隙传递到转子侧的电磁功率Pem中的 2％ 部分供给转子铜耗， 98％ 部分供给总的机械功率。
9、当采用短距绕组同时削弱定子绕组中的五次和七次波磁势，下列哪一种绕组是我们应该选用的：③ ；①绕组跨距为（4/5）τ；②绕组跨距为（6/7）τ；③绕组跨距为（5/6）τ；
10、由三相定子绕组产生的五次空间磁势谐波，它的转速是：②；①静止不动；②是基波磁场转速的1/5；③等于基波磁场转速；④五倍于基波磁场转速；
11、由三相定子绕组产生的七次空间磁势谐波，它产生的磁通切割定子绕组感应电势的频率是：②；①等于零；②等于基波频率；③等于基频的1/7；④1等于基频的7倍；
12、三相交流绕组每相感应电势公式E=4.44fkN1υM中的υM是：③；①磁通随时间交变的最大值；②一台电机的总磁通量；③一个极的总磁通量。
13、异步电机定子表面在空间相距α电角度的两根导体，它们的感应电势大小 相等 ，相位互差α电角度。
14、公式F=1.35（NkN/P）I是指：③；①一相的磁势幅值；②三相一对极的合成磁势幅值；③三相一个极的合成磁势幅值；
15、异步电动机的频率折算，就是用一个 静止 的等效转子来代替实际 旋转 的转子，使转子电路的频率与定子电路的频率 相等 16、380V星形连接的三相异步电动机，电源电压为220V时才能接成三角形。380V三角形连接的电动机，电源电压为660V时，才能接成星形。 17、三相对称绕组的构成原则是_____ _;____ _;__ _ _。(各相绕组的结构相同;阻抗相等;空间位置对称（互差120度电角度）)
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