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直流电机
1-1 一台长复励直流发电机PN＝11kW，UN=230V，nN＝1450r/min，2p＝4，换向片数K＝93，元件匝数Ny＝3
1，单波绕组，电枢外径Da＝0.195m，额定励磁电流IfN＝0.956A，电机磁3O路有一定的饱和程度。
（1）为改善换向，电刷前移9机械角。试求直轴与交轴电枢反应磁势Fad和Faq。 （2）电刷顺电枢旋转方向移动时，Fad和Faq各起什么作用？ 解： 额定电流
PN11?103IN==A=47.83A
230UN额定电枢电流
IaN=IN+IfN=(47.83+0.956)A=48.79A 支路电流
ia=
IaN48.79=A=24.40A
22a极距
?=
?Da2p=
??0.1954m=0.153m
元件数
S=K=93 总导体数
N=2SNy=2?93?31=620 3电枢线负荷
A=
Nia620?24.4=A/m=24694A/m ?Da??0.195电刷在电枢表面移过的距离
?90?Da=b?=???0.195m=0.0153m 00360360?0.153?0.0153)A/极 -b?)=24694?(22(1) 交轴电枢反应
Faq=A(
=1511A/极 直轴电枢反应
Fad=Ab?=24694?0.0153A/极=377.8A/极
（2）电刷顺电枢旋转方向移动了?角，因为是发电机，故Fad起去磁作用。Faq使气隙磁场发生畸变，因为磁路饱和，故 Faq还有去磁作用。
1-2一台四极82kW、230V、970r/min的并励发电机，电枢电路各绕组总电阻ra?0.0259?,并励绕组每极有78.5匝，四极串联后的总电阻rf?22.8?，额定负载时，并励电路串入3.7?的调节电阻，一对电刷压降2?Ub=2V，基本铁耗及机械损耗PFe＋Pmec=4.3kW，附加损耗Pad=0.005PN。试求额定负载时发电机的输入功率、电磁功率、电磁转距和效率。 解：额定电流
PN82?103IN＝＝A＝356.5A
230UN励磁电流
IN=
UN230=A=8.68A
rf?rft22.8?3.7额定电枢电流 IaN=IN+IfN=(356.5+8.68)A=365.2A 感应电动势
EN=UN+IaNra+2?Ub=(230+365.2?0.0259?2)V=241.5V
(1) 电磁功率
Pem=ENIaN=241.5?365.2W=88.2kW (2) 电磁转矩
Tem=
Pem88.18=N?m=868.1N?m
970nN2?2?6060(3) 输入功率
P1＝Pem+PFe+Pmec+Pad=(88.18+4.3+82?0.005)kW=92.89kW (4) 效率
?N?PN82?100%??100%?88.28% P192.89'1-3一台并励直流发电机额定数据为：PN’=82kW,nN=970r/min,UN’=230V，极数2p=2,电枢绕
组电阻ra=0.026?,一对电刷接触电压降为2?Ub=2V，励磁回路电阻RfN=32?。如果将此发电机作为电动机运行，2?Ub=2V，所加电源电压为UN=220V，试求：
（1）电动机电枢电流与发电机额定电枢电流大小相同时，电动机转速为多少（假定磁路不
饱和）？
（2）当电动机电压U=UN=220V时，电动机空载运行，此时空载转矩T0为（1）中额定运行时电磁转矩的1.2%，求空载转速n0。 解：作发电机额定运行时 额定电流
PN82?103IN’==A=356.5A
230UN'IN’=
’励磁电流 电枢电流
UN'230A=7.19A =32RfN'IaN’=IN’+IfN’=(356.5+7.19)A=363.7A
感应电动势 EN’=UN’+IaN’ra+2?Ub=(230+363.7?0.026+2)V=241.5V (1) 作为电动机运行时，依题意有
电枢电流 Ia=IaN’=363.7A
感应电动势 E=UN-IaRa-2?Ub=(220-363.7?0.026-2)=208.5V 励磁电流
It=
UN220A?6.88A =
RfN32由于磁路不饱和，因此??If，故有
IfnCe?nE＝＝ ''ENCk?'nN'I'fNnNI'fNE'7.19208.5nN=??970r/min=875.2r/min 电动机转速 n='IfEN6.88241.5(2) 依题意，空载时电磁转矩 Tem0=T0=1.2%Tem 即
CT?Ia0=0.012CT?Ia
空载电枢电流Ia0=0.012I0=0.012?363.7A=4.36A
空载感应电动势E0=UN-Ia0ra-2?Ub=(220-4.36?0.026-2)V=217.8V 由
E0CE?Ia0n0 ??ECE?Iann0=
空载转速
E0217.8n??875.2r/min?914.2r/min E208.51-4两台完全相同的并励直流电机，机械上用同一轴联在一起，并联接于230V的电网上，
轴上不带其他负载，在1000r/min时，空载特性如下：
It/A E0/V 1.3 186.67 1.4 195.83 现电机A的励磁电流为1.4A，电机B的为1.3A，电枢电路总电阻（包括电刷接触电阻）为0.1?，转速为1200r/min，如忽略电枢反应的影响，试问： （1） 哪台是发电机？哪台是电动机？ （2） 两机的总的机械损耗于铁耗是多少？
（3） 只调节励磁电流（例如对调两机的励磁电流值），是否能改变两机的运行状态（保持
转速不变）？
（4） 是否可以在1200r/min时，两机都从电网吸取功率或向电网送出功率？ 解：（1）从n=1000r/min的空载特性折算到n=1200r/min时的空载特性如下：
It/A E0/V 1.3 224 1.4 235 今电机A的电枢电动势Ek=235>Uk=230V,电机B的电枢电动势EB=224 IaA= EA?UN235?230?A?50A Ra0.1电机A的电磁功率 PemA=EAIaA=235?50?10－3kW=11.75kW 电机B的电枢电流 IaB= UN?EB230?224=A＝60A 0.1Ra 电机B的电磁功率 PemB=EBIaB=224?60?10KW=13.44kW 两台电机的电磁功率之差便是两机的总的机械损耗和铁耗，即 PemB－PemA＝（Pmec＋PFe）A+（Pmec＋PFe）B=(13.44-11.75)KW (3) 调节励磁电流能改变两电机的运行状态，例如对调两机的励磁电流，便对调两机的运行 状态（转速不变）。 (4) 可以调节励磁电流使两机能都在1200rmin时都作电动机运行，同时从电网上吸取功 率，但不能都作发电机用，同时向电网送出功率。 1-5一台并励发电机，PN=7.2KW，UN=110V，nN=900rmin,?N=85%，Ra=0.08?（包括电刷接触电阻），I fN3=2A。若总制动转矩不变，在电枢回路串入一电阻使转速降低到 450r/min，试求串入电阻的数值、输出功率和效率（假如P0?n）。 解 电动机额定运行时