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11-3直流电机电枢绕组只有一个线圈即可运行,为什么要用许多线圈串联组成?线圈越多越好吗?【答】由一个线圈提供的电压,波形不够平滑。用许多分布线圈串联构成电枢绕组,各线圈的感应电动势相互叠加,可以得到很平滑的电压波形。从电压波形的角度看,线圈越多越好,能够得到更平滑的波形。但线圈过多时,电枢开槽过多,齿壁过薄,齿部磁密过于饱和,所需励磁电动势过多。因此,从励磁角度看,线圈不是越多越好,受齿部磁密饱和的限制。1-6直流发电机中产生电磁转矩吗?直流电动机中产生感应电动势吗?【答】是的,直流发电机中产生电磁转矩;直流电动机中产生感应电势。事实上,无论发电机、电动机,都有电磁转矩和感应电势。1-9在换向器上电刷正常应当置放在什么位置?为什么?物理中性线和几何中性线是一回事吗?【答】在换向器上电刷正常应当放在换向器几何中性线上。惟其如此,方可使得被电刷短路的元件之感应电势为零。而电刷放在换向器几何中性线上,意味着直接放在电枢几何中性线的导体上,省去换向器,习惯上称为电刷放在几何中性线位置。在电枢表面上,相邻磁极之间中心线成为称为几何中性线。通过电枢表面磁场等于零处所连接的直线称为物理中性线。由于电枢反应产生的交轴电枢磁场与主磁场相互叠加,一般情况下,合成磁场的这种畸变使负载时物理中性线与几何中性线不重合,只有在空载时,物理中性线和几何中性线才重合,可见,物理中性线和几何中心线不是一回事。1-13直流电机的电磁功率是电功率还是机械功率?还称为什么功率?【答】直流电机的电磁功率既是电功率,又是机械功率,还称转换功率。直流电机的电磁功率是电枢绕组的电功率,又是电磁转矩对转子所做的机械功率,意味着在电枢电路和机械系统之间发生机电能量转换,遵循能量守恒定律。电动机状态下,电枢绕组从电源吸收电磁功率,转换成电磁转矩对转子所做机械功率,通过转轴传递给机械负载。发电机状态下,电磁功率是原动机通过转轴传递给转子的机械功率,克服电磁转矩对转子的作用,转换成电枢绕组中的电功率,输出给电负载。1-16一台既有并励绕组、又有串励绕组的直流发电机,在恒速条件下,将它作为他励、并励、积复励时,比较电压调整率的大小。为什么励磁不同时,电压调整率也不同?【答】一般来说,各种励磁方式下电压调整率大小关系为积他并>>UUU。原因:对他励发电机,由于电枢回路的电阻压降和电枢反应的去磁作用使感应电动势下降;对于并励发电机,除以上原因外,端电压下降会导致励磁电流变小,使感应电动势变小,从而引起端电压进一步下降,所以它的电压调整率比他励电动机大;而对积复励发电机,通常由于串励绕组的补偿作用,可使外特性保持为一水平线甚至可以外特性上翘,所以它的电压调整率可以更小。1-17正在运行中的并励直流电动机为什么不能断开励磁回路,断开励磁回路后磁通、电动势、电枢电流和转速将如何变化?起动时励磁回路断了线,会有什么后果?【答】并励直流电动机正在运行中,如励磁绕组被断开,则0fI,2主磁通将迅速下降到剩磁磁通r,而nCERIEUeaaaa,aeeICT,此时电枢要产生足够的电动势与电网电压U相平衡。此时,若负载为轻载,电磁转矩eT可以克服负载转矩,转子必须以极高的转速旋转,将产生“飞车”现象;若负载为重载,所产生的电磁转矩eT克服不了负载转矩,则电动机可能停机,0aE,而aaRUI,使电枢电流一直增大到起动电流stI,引起绕组过热而将电机烧毁。这两种情况都是及其危险的。因此并励电动机正在运行中,励磁绕组绝对不能断开。若起动时励磁回路发生断线,则0fI,同时转速0n,主磁通将迅速下降到剩磁磁通r,而aaRIU,aeeICT,此时电枢要产生足够的电动势与电网电压U相平衡。情况与并励直流电动机正在运行时励磁绕组被断开相似。1-18直流电动机可以采用那些方法来调速?采用这些方法时,机械特性有何变化?【答】effeffeTaffeeeTaeaeaeTIDICTIKCCRIKCUTCCRCUICRCUn222211①改变励磁电流调速;②改变电枢电压调速;③改变串入电枢回路的电阻调速。机械特性的变化分别为:①截距变、斜率变;②截距变、斜率不变;③截距不变、斜率变。1-22并励直流发电机的外特性为什么会有拐点?是属于自励还是他励?如果不能建立端电压怎么办?并励直流电动机属于自励还是他励?【答】从空载开始,负载电阻LR降低,端流I增大,端压U下降,fI下降。fI降到一定值时,磁路进入低饱和态。此时若LR、U、fI下降,较小的LR、fI降速导致较大的aE降速,进而导致较大的U降速,从而LRUI不升反降。于是外特性出现“拐弯”现象。并励直流发电机属于自励。如果不能建立端压,可以从三个方面分析和解决:①电机转子没有剩磁——充磁;②励磁绕组与电枢绕组的连接接反了——反接;③励磁支路的电阻大于临界电阻——减小励磁支路的电阻。并励直流电动机属于自励。1-23一台并励直流电动机在正转时为某一转速,如将它停车,仅改变励磁电流的方向后重3新起动运转,发现此时转速与原来不一样,是什么原因?【答】因为电机主磁路有剩磁,改变电流励磁方向后,一部分电流需克服原来的剩磁强度,导致气隙磁通变化,所以转速与原来不一样。
本文标题:华南理工大学电机学第一章思考题
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