1、5第一章磁 路一、学习指导（）基本要求1建立变压器、电机磁路的基本概念，了解磁路中几个基本物理量的意义及单位。2. 了解常用铁磁材料的分类、磁化过程及基本磁化曲线。3. 理解和运用磁路的几个基本定律及磁路计算的一般步骤。4. 了解直流、交流磁路的异同点。（二）学习指导本章是为学习变压器及各种电机打基础的，有些基本概念在中学物理课中已阐明，但还 需结合工程实际情况作进一步讨论。1. 磁路的概念变压器、电机进行能量传递或转换的介质是主磁通，主磁通的路径足主磁路。由铁磁材 料构成的主磁路是非线性的,所以漏磁通数量很小。漏磁通不参与能量传递或交换,它只匝 链自身线圈且路径的介质主要是线性的空气介质。变
2、压器主磁路是闭合体，不含气隙，而电 机中含有的气隙则为主磁路的一部分。2. 磁路的基本定律全电流定律是磁路计算的基础。磁路中的欧姆定律、基尔霍夫第一、第二定律对应于电 路中的相应定律，且磁路与电路冇很多相似之处。需要注意的是磁通可以通过导磁性介质, 也可以通过非磁性介质，磁阻是随铁心饱和程度而变化的，或说磁导率/I是随铁心饱和程 度的增加而减小的。3. 铁磁材料的特性1）铁磁材料分软、硬两大类，软磁材料磁滞回线窄，是电机、变压器常用的材料；硬 磁材料磁滞回线宽，可作永久磁铁。2）铁磁材料在外磁场作用下磁畴排列整齐才呈现磁性。3）电机、变压器中常用的磁化曲线是平均磁化曲线。4）交流磁路中铁磁材料
3、有涡流、磁滞损耗，这些损耗与电源频率及磁通密度有关。4. 磁路计算变压器、电机的磁路计算是匸向问题，按正向磁路计算步骤进行，但应注意磁路有无分 支与有分支之分。磁路计算的逆向问题需要用试探法进行。5. 交流磁路瞬时交流磁路仍然遵循磁路定律，磁路计算可以使用基本磁化曲线。但应注意磁路饱和 现象会引起电流、磁通、电动势波形畸变；交变磁通除了会引起铁心损耗外还会在被磁通匝 链的线圈中感应产生电动势。二、习题与解答1-1磁路的基本定律有哪些？若磁路上有几个磁动势同时作用，磁路计算时能否用叠 加原理？为什么？答：磁路的基本定律有：安培环路定律j Hd/ = X/或简写为HL = Ni;磁路的欧姆 J L
4、定律Ni =；或写为磁路的基尔霍夫第一、第二定律 m Ni= H山。 由于铁心磁路饱和时呈非线性，故磁路计算时不能用叠加原理。11-2简述铁磁材料的磁化过程。答：铁磁物质未放入磁场之前,其内部磁畴排列是杂乱的,磁效应互相抵消,对外不呈 现磁性；若将铁磁物质放入磁场中，在外磁场的作用下，磁畴的轴线将趋于与外磁场方向一 致，且排列整齐形成一个附加磁场与外磁场叠加后，就呈现出磁性。1-3什么是铁磁材料的基本磁化曲线？答：对同一个铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化，可得一系列大小不同 的磁滞回线，再将各个磁滞回线的顶点联接起来，所得到的曲线称为基本磁化曲线或称为平 均磁化曲线。1-4磁路计算正问
5、题的步骤是什么？答：磁路计算中有正问题、反问题。正问题计算步骤为:1）把磁路按不同的材料、不同的截面积分成若干段。2）计算各段磁路的有效截面积去和平均长度仏。3）由通过各段磁路截面枳的磁通量氧，计算各段磁路的平均磁通密度B严Ar4）根据14求出对应的磁场强度铁磁材料由基本磁化曲线查出 耳；对于空气隙,5）计算各段的磁位降H山,可直接按H尸屁（）计算。由F = UHklk求得给定磁通量时所需要的总励磁磁动势F。1-5铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的？它们与哪些因素有关？答：铁磁材料置于交变磁场中，材料被反复交变磁化，磁畴之间相互不停地摩擦、翻 转，消耗能量，并以热量形式表现，这种损耗称为磁
6、滞损耗。由于铁心是导电体，铁心中磁 通随时间变化时，根据电磁感应定律，在铁心中将产生感应电动势并引起涡流，此涡流在铁 心中引起的损耗也以热量形式表现，称为涡流损耗。磁滞损耗与涡流损耗之和称为铁心损 耗，它们与电源频率/、磁通密度B及铁心重量有关。1-6说明交流磁路与直流磁路的异同点。答：直流磁路中磁通是不随时间变化的，故没有磁滞、涡流损耗，也不会在无相对运动的线圈中感应产生电动势。而交流磁路中磁通是随时间而变化的，会在铁心中产生磁滞、涡 流损耗，并在其所匝链的线圈中感应产生电动势，另外其饱和现彖也会导致励磁电流、磁 通、感应电动势波形的畸变。交流磁路的计算就瞬时而言，遵循磁路的基本定律。1-7
7、铁心由DR320硅钢片叠成，如图11所示，已知线圈匝数N = 100(),铁心厚度为2.5cm，叠加片系数为().93。不计漏磁，试计算：(1) 中间铁心柱磁通为7.5X l()4Wb,不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流; 考虑铁心的磁位降，产生同样磁通量时所需的励磁电流。解：(1)因磁路左右对称，故可用右半边来计算。考 虑到气隙磁场的边缘效应，计算气隙有效截而积时, 通常在氏、宽方向各增加一个5值，则气隙截面积“ 为：A2 =(1.25X l()-2 + 0.025X 1()-2)x(0.025 X 0.93-F ().025 X l()-2)nr3x l()-4m2单位:cm图11习题1
8、7图B2 =2A7.5X 1()72X3X 1(厂4T= 1.25T气隙磁密为#励磁电流为鱼 1.25(/2_4托2、X 1U在整个cbgh回路中，有1500-F2 = H1Z1 + H2Z2=(3000x50x 10-2 + 12.8x 102 x75 x 1()2)A得右边线圈磁动势为F2= -960A(3) 右边铁心柱磁通= ()时0=3，由于磁路是非线性，故乌要用试探法来求。设83%的磁动势消耗在气隙中, 则气隙中的磁通(p为木 0.83F0.83X 150()x47rX 10_7x2.75X107“, ”厂厂0.25X10-WA1.72X10 皿0人4占3 =曙=飞：帶:T = ()
9、688T,杳磁化曲线得ws = 5.3x 102A4n13=寻=可2：!()?T = 043T,查磁化曲线得Hi=3x A/m A 4X10左边回路的总磁位降为SH/ =(0.83X 1500 + 5.3X 1()2 x2()x 1()-2 + 3x 1O2X5OX 102)A=(1245+ 106+ 150)A= 1501 AF可见试探值正确，此时右边线圈磁动势应为F2 = 0.83X1500 + H3l3 = (1245 + 106) A = 1351A三、增选习题与解答1-11铁磁材料分成几类？各有什么特点？分别用在什么场合？答：铁磁材料根据磁滞回线形状不同，分为软磁材料、便磁(永磁)
10、材料两大类。软磁 材料磁滞回线窄，剩磁5和矫顽力He.都小且磁导率较高，一般用于制造电机、变压器的 铁心。硬磁(永磁)材料磁滞回线宽，剩磁和矫顽力H.都大，可以制成永久磁铁。1-12空心线圈的电感是常数，而铁心线圈的电感是否为常数？为什么？答：铁心线圈的电感L不是常数，它是随励磁电流而变化的，而励磁电流又随铁心的 饱和程度而变化，故铁心线圈是一个非线性的电感元件。1-13两个线圈尺寸、形状、匝数均札I同，一个是空气心，另一个是铁磁材料铁心，接 电压同样的电源时，两线圈中电流是否相同？为什么？答:空气心线圈因空气磁阻大,产生一定量的磁通需要较大的磁动势,在线圈匝数不变 的情况下，线圈中电流较大。
11、同理，铁心线圈因铁磁材料磁导率较高，或说产生同样大的磁 通量所需磁动势较小，故铁心线圈中电流较小。第二章直流电机一、学习指导（-）基本要求1. 了解直流电机的基本结构、工作原理以及直流电机的可逆性。2. 熟悉直流电机的励磁方式。3. 理解直流电机电枢绕组的构成及特点。4. 掌握直流电机的电枢反应及工作特性。5. 了解直流电机的换向。（-）学习指导本章主要介绍直流电动机，以讨论并励、串励电动机的工作特性为主c1. 直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理基于皮萨定律。电枢绕组端加直流电压，通过换向器与电刷的 配合，使同一磁极下的元件边中电流方向不变，或讲电枢绕组内电流是交变的，且直流电机 有可逆
12、性。2. 直流电机的励磁方式直流电机的励磁方式有他励、并励、串励和复励，了解各种励磁方式的电流关系。励磁 方式不同对电机运行性能有较大影响，主要反应在磁场变化影响到电动机的转速和转矩。3. 电枢绕组直流电机电枢绕组通过换向片联接而构成一个闭合回路。主要分为单叠式、单波式，单 叠绕组特点为支路对数d等于极对数换向节距yc=,每极下元件为一条串联支路，多 用于电流较大的直流电机；单波绕组支路对数a = ,换向节距=字，同极性下元件为（P一条串联支路，多用于电压较高的直流电机。电刷放置应使短路元件位于磁密最小处，且电 刷数等于极数。4 电枢反应电枢反应是直流电机的基本理论部分，阐述了直流电机是双边励
13、磁的，气隙磁场随不同 的负载变化。空载时，气隙磁场是由励磁磁动势厲单独产生的；负载时，电枢电流产生的 电枢磁动势几使气隙磁场畸变且呈公磁性，并影响直流电机的运行性能。5 基本方程（并励电动机）感应电动势Ea= Ce?z电磁转矩Tem= CT/a转矩方程心严丁2+丁（）电动势平衡方程U =/ J乙11Un/nSn1 = Pcua + Pcuf + 皿C + Pc + P& + “N功率平衡方程6. 工作特性直流电动机工作特性是指并励电动机在U =Un、h= /fN时，串励电动机在U= Un且 电枢回路均不串电阻时的固有特性，即转速特性；7= /(/a),转矩特性7；m = /(/a),效率特 性
14、乃=/(人)。其中并励电动机转速特性是换特性，从空载到额定负载转速下降不多，电磁 转矩基本上随负载线性增加。串励电动机转速特性是软特性，电机转速随负载增加而迅速下 降，转矩则以高于电枢电流一次方的比例增加。另外，串励电动机不允许空载或轻载运行。7. 换向直流电机换向是指电枢元件从一条支路退出，经过电刷短路后进入另一条支路的过程。 换向过程中，电枢绕组产生的电抗电动势匕和电刷放在几何中性线处且无补偿绕组的直流 电机电枢反应电动势“，均阻碍电枢电流变化而使换向延迟，造成换向回路在断开时有一 定电磁能量以火花形式释放。改善换向的主要方法是在两主极之间安装换向极。换向极绕组 与电枢绕组串联，并使换向极
15、磁动势抵消在几何中性线处作用的电枢磁动势外，还产生换向 极电动势去抵消电抗电动势。二、习题与解答2-1 一台直流电动机，其额定数据如卜：- 160kW, L/N = 220V, 7) - 90%,仮= 1500r/mine求该电动机的额定电流。解：直流电动机的额定功率为In= Un/nN则其额定电流为n160X 103 A CCC AN_22()x().9A 808A2-2在直流电动机中是否存在感应电动势？如果有的话，电动势的方向怎样？答：直流电动机励磁后，电枢端施额定电压，电动机转动后，电枢绕组与磁场有相对运 动，其内部存在感应电动势，该感应电动势的方向与电枢端电压方向和反，故也称反电动 势
16、2-3如果直流电机的电枢绕组元件形状如图2-1所示，则电刷应放在换向器上的什么 位置？答：这种电枢元件的形状是元件端部不对称元件。就电刷放置的原则来说，被电刷短路 的元件有效边应处在磁密最小处，使短路元件内感应电动势最小。对端部对称的元件来说,电刷应放在磁极轴线下，也是该元件的中心线下。端部不对称的元件，因其端部并不感应电 动势，有效边仍处在磁密最小处，故电刷不能放在磁极轴线下，而应放在处于磁密最小处的 有效边所联端部的换向片上，如图22所示。图21某种电枢绕组元件的形状图22电刷应放的位置2-4 台直流电机，若有一磁极失磁，将会产生什么样的后果？答：直流电机电枢绕组经换向器片联接后是一个闭
17、合绕组，由于各支路串联元件数和 等，使得各支路感应电动势札I等。从闭合电路内部看，各支路电动势互和抵消，不会在电枢 绕组内部产生环流，若有一个磁极失磁，该磁极下的元件就不感应产生电动势。直流发电机 将会在电枢绕组内部产生环流；直流电动机因电枢端外施额定电压，失磁支路中的电流会很 大，这都将会因电流过大而损坏直流电机绕组。2-5单叠绕组与单波绕组的元件联接规律有何不同？同样极对数为”的单叠绕组与单 波绕组的支路对数为何相差P倍？答：单叠绕组的联接是一个元件紧叠一个元件，换向节距yc=l,且一个极下的元件为 一条串联支路，支路对数为a = po单波绕组的联接不是把元件依次串联，而是把相隔大约 两个
18、极距并在磁场中位豐差不多相对应的元件联接起来，其换向节距，同极性下 的元件为一条串联支路，英支路对数a=，使相同极对数的单叠绕组与单波绕组支路对数 相差”倍。2-6何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有什么影响？对电机运行有何影响？答：直流电机励磁后，由励磁磁动势巴产生气隙磁场，电枢绕纽内通有电流人产生的 电枢磁动势Fa对气隙磁场的彫响称为电枢反应。电枢反应使气隙磁场波形畸变，并呈公磁 性。电枢反应对直流发电机影响其端电压，对直流电动机影响具电磁转矩和转速。2-7直流电动机有哪儿种励磁方式？在不同的励磁方式下，线路电流、电枢电流、励 磁电流三者之间关系如何？答：直流电动机的励磁方式一般有四种：(1
19、) 他励 励磁电流儿与电枢电流人、线路电流/无关，且/a=/o(2) 并励 线路电流/与电枢电流人、励磁电流A的关系为/ = /a+/fo（3）串励 线路电流/与电枢电流人、励磁电流h为同一个电流，即/ = /a+/fo（4）复励 励磁绕组有两个部分，一个绕组与电枢绕组并联，另一个绕组与电枢绕组串 联。以“先并后串”为例，线路电流/就是串励绕组中的电流/仲，且等于电枢电流人与并 励绕组中电流/併之和,即/ = !伸=Ia+I併。2-8什么因索决定直流电机电磁转矩的大小？电磁转矩的性质和电机运行方式有何关 系？答:从电磁转矩公式可知7w = Ct人，当电机励磁不变时，电磁转矩丁3与电枢电流 成正
20、比。若电机作发电机运行，电磁转矩7沖是制动性的阻转矩；若电机作电动机运行，电 磁转矩7邮是驱动性的拖动转矩。2-9 一台并励直流电动机将具电枢单叠绕组改接为单波绕组，问对其电磁转矩会有什 么影响？答：由电磁转矩公式可知T加尹I。（1）单叠绕组 支路对数a = p,电枢电流为Ld = 2ai故有严切尸严（2心）Lizaa#17（2）单波绕组 支路对数a = 1,电枢电流为1；=2心 故有2/a)可见，当磁通不变时，在保持支路电流不变的情况下，电磁转矩7山才是不变的。2-10并励直流电动机的起动电流决定于什么？正常工作时电枢电流又决定于什么？答：在额定电压下，直流电动机的起动电流取决于电枢回路的总
21、电阻，起动电流会较 大，随着转速的上升和感应电动势的增加，电枢电流会迅速下降。正常工作时，直流电动机 电枢电流的大小取决于负载。2-11串励直流电动机为什么不能空载运行？和并励直流电动机比较，串励直流电动机 的运行性能有何特点？答：由直流电动机转速公式可知，”秽空载时电枢电流很小為。串励电动机励磁电流就是电枢电流，故磁通很小:在额定电压下，串励电动机的空载转速会 很高，是不允许的。从运行特性可知，并励电动机转速为硬特性，转速基本不随负载而 变化，电磁转矩丁口与电枢电流基本上呈线性关系；而串励电动机转速为软特性，转速” 随负载的大小而变化，电磁转矩7、讪是与高于电枢电流一次方成比例的，即在相同的
22、电枢电 流时能获得较大的电磁转矩。2-12若要改变并励、串励、复励直流电动机的转向，应怎么办？答：改变这三种直流电动机的转向均可采用对调励磁绕组或电枢绕组的接线端了的方法，若两者同时对调，直流电动机转向不改变。2-13电动机的电磁转矩是驱动性质转矩，电磁转矩增大时，转速似乎应该上升，但从 直流电动机的转矩以及转矩特性看，电磁转矩增大时，转速反而下降，这是什么原因？答：直流电动机的电磁转矩是随电枢电流的增加而增大的，电枢电流又随负载的增加而 增加。由转速公式n = U屮可知，并励电动机电枢电流的增加会使电阻压降增大，尽 管电枢反应有上磁性，使转速有增人的趋势，但电阻压降的分量较公磁效应大，故使并
23、励电 动机转速随负载的增加而略合下降。在串励电动机中，电枢电流的增加使电阻压降与磁通都 增大。这两个因素都会使电动机的转速下降。2-14直流电动机的调速方法有儿种，各有何特点？答：直流电动机的调速方法有三种（以他励电动机为例）：（1）改变电枢电压调速 转速特性为一组平行下移的直线，特点是空载转速随电枢电压 的下降而减小。（2）电枢回路串电阻调速 转速特性为一组空载转速不变的直线，特点是所串电阻要消 耗功率，电动机转速随所串电阻的增加而下降。（3）改变磁通调速 弱磁调速的特点是电动机转速只能向上调高而不能向下调低，出然 也可以釆用两种方法同时进行的调速。2-15 一台并励直流电动机在额定电压 5
24、 = 22（）V和额定电流/n = 80A的情况下运行, 电枢回路总电阻ka = 0.08（1，2AUC = 2V,励磁回路总电阻乩=8&8Q,额定负载时的效率 7N = 85%,试求：（1）额定输入功率；（2）额定输出功率；（3）总损耗；（4）电枢回路铜耗；（5）励磁回路铜耗；（6）电刷接触损耗；（7）附加损耗；（8）机械损耗与铁耗之和。解：（1）额定输入功率P1N= LTN/N = 22OX8OW= 17.6kW（2）额定输出功率”2N= 5/也= 220X80X85%W= 14.96kW（3）总损耗=（176 1496）kw=264kw（4）电枢回路铜耗（不考虑电阻温度换算）I = 2Z
25、0_=2 48AR 88.8A /a=/-/f= （80-2.48）A = 77.5APCua =；a = 77.52x 0.08W = 480W（5）励磁回路铜耗（不考虑电阻温度换算）P（“ =/7/?f = 2.482 x 88.8W= 546W（6）电刷接触损耗PC = 2AUC/；J = 2X 力5W= 155W（7）附加损耗P、= 1 % P2n = 1 % X 14 96kW = 15OW（8）机械损耗与铁耗之和=（2640 480 -546-155-150）W =1309W2-16 一台他励直流电动机接在一个电压为Un = 22()V的电网上运行时，电枢电流匚 = 1()A,电刷
26、压降为2AGC = 2V,电枢回路电阻为0.5Q，该电动机内部反电动势为多少？假 定由于某种原I大I,电网电压下降为190V,但他励的励磁电流利负载转矩皆保持不变，达到 新的平衡时，电动机内部的反电动势为多少？解：电动机接电压为220V时，其反电动势为EU- 1尺-2卜匕二(220- 10X().5-2)V = 213V电动机接电压为190V时，由于励磁电流和负载转矩都不变，则人和也不变，此时 电动机内部反电动势为Ea= U- /aa-2AUc=(190-1()x().5-2)V= 183V2- 17 一台并励直流电动机，/ = 96kW, Un = 44()V, /a = 255A, /zN
27、 = 500i1= 5A，/乙=0()78Q，试求：(1) 电动机的额定输出转矩；(2) 在额定电流时的电磁转矩；(3) 当人()时电机的转速；(4) 在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入()1Q电阻而达稳定时的转速。解：(1)电动机的额定输岀转矩/a=/N-/fN= 255-5)A = 250A”2N = I 2N。，Q= 605007、2N = 955 d = 955x 塑裂Sm= 1834N*mH n3UU(2)在额定电流时的电磁转矩Ea = Uy 1R、=(440 - 250 x 0.078) V = 421VPem=EH/a = 421 x250W= 105kW/ em = 2 J
28、ho = 2 x 31 J4 x500 /60N*m = 2006N，m（3）当时电机的转速覚啜 V/r=0.84V/r5=0 84rAnm-524rAnin（4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入（）1Q电阻而达稳定时的转速为440-250X (0.078 + 0.1) / ./ n o r /nnn = 471r /minU o42- 18 一台并励直流电动机的额定数据如下：PN= 17kW, Un = 220V, N = 3000 r/min，g = 889A，电枢回路总电阻Ra = 0.1140，励磁回路电阻&=1815Q。忽略电枢 反应影响，试求:（1）电动机的额定输岀转矩；（2
29、在额定负载时的电磁转矩； 额定负载时的效率；（4）理想空载（人= （）时的转速； 当电枢回路串入一电阻/5 = （）15Q时，额定负载时的转速。解：（1）电动机的额定输岀转矩Tcw = 9.55 = 9.55X iN*m = 54N-mn *3000（2）额定负载时的电磁转矩_ Un_220_ 2A/f & _W15A_12A/（ = /N-/f= （88.9- 1.2）A = 87.7AC牛 SA 二 220 -船 o 114v 心（）.（）7V /7、30007；m = 9.55Ce/a = 9.55x（）.07x87.7N-m=58.6N-m（3）额定负载时的效率厂非 x 1（）0%
30、X 100% =心：專9 % 100% = 86-9%（4）理想空载时的转速5Ce02200.071/in in = 3143r/inin#（5）当电枢回路串入一电阻Kq = （）15Q时，额定负载时的转速为#235-人(心+心)= 220 - 87.7x（07U4 + 0.15）rAnin = 2812rAnin2-19 一台220V的并励直流电动机，电枢回路总电阻/乙= ()316Q,空载时电枢电流 /a0 = 2.8A,空载转速为 16()0r/inin。(1) 今欲在电枢负载电流为52A时，将转速下降到800rAnin,问在电枢回路中须串入 的电阻值为多大？(忽略电枢反应)(2)这时
31、电源输入电动机的功率只有百分之儿输入到电枢中？这说明什么问题?解：c炉=57亦-220 说糾 316v/r =（）.37V/r1600从）& +心二吟旦= 220-0E7x80（）q = 2.i2Q(1) 电枢电流为52A,转速为8()()r in,则在电枢回路中串入的电阻为a52Rn=(212 ()316)Q=18Q 电源输入电枢回路的功率为P1 = l/N/N = 220 X 52W =11.44kW输入电枢中的功率为/ =1 -鬥5=(11440 - 522 X 1.8)W = 6573W 占电源输入功率的百分比为料 x 100% =笔除 x 100% = 57.5%Pi11440这说明
32、有一部分功率消耗在电枢回路中所串的1.8Q电阻上，即这种调速方法不经济。2-20 一台并励直流电动机在某负载转矩时的转速为1000r4nin,电枢电流为40A,电 枢回路总电阻= 0.045(1，电网电压为HOVo当负载转矩增大到原来的4倍时，电枢电流 及转速各为多少？(忽略电枢反应)解：由丁严Ct人，电网电压U及磁通均不变时，有K = 4Tc则电枢电流为 /： =4/a = 4X40A=160Ag =上愛=11O-4OXO.O45V /=()1()8V /rn1(X)0电动机转速为一腭律（）45r/min*52r/min2- 21 一台并励直流电动机，PN = 7.5kW, UN= 110V
33、 g = 82A,= 1500r/mine电枢回路总电阻& = 0l()14Q,励磁回路电阻&=467Q。忽略电枢反应作用。(1) 求电动机电枢电流/a = 60A时的转速；(2) 若负载转矩不随转速而改变，现将电动机的主磁通减少15%，求达到稳定状态时的 电枢电流及转速。U_2yA = 236A46.7 iN /f=(82-2.36)A = 79.64AEa= Un IaRa=(110-79.64X0.1014)V= 102 V 当电枢电流1； =60A时，电动机的转速为E； = 5-= (110-60X0.1014)V= 104VEa=G、，E；=C,得Ezi(M= 77巧 X 1500
34、r /min = 1529r /min当电动机的主磁通减少15%时，“=()85，由于负载转矩不变，有 九=5血产6(0.85)嵐则稳定时电枢电流为解:(1)由于(2)/f= IPernr =79,4人=93 7A-0.850.85* r稳定时电动机转速为E： = 5- 1； R尸(110-93.7X0.1014)V= 100.5V 因为=C屈wE； = Ce()85)八得E； n I0()5、，1500 / / n E 0.85 - 1020.85r/min_1739r/min2- 22 一台串励直流电动机，L = 22()V, J = 4()A，;zn= lOOOrim电枢回路总电阻为 0
35、5Qo假定磁路不饱和，求(1) 当/a = 20A时，电动机的转速及电磁转矩为多大？(2) 如果电磁转矩保持上述值不变，而电压降低到110V,此时电动机的转速及电流各为 多大？解：(1)由于是串励电动机，人=J = 4()A,额定负载时的电枢反电动势为Ea= W=(220-40X0.5)V = 200V不计饱和效应，/： = 20A时磁通为I 90計=卞=铁=()5仁 40这时的反电动势为E； = Un-I；R尸(220-20X0.5)V = 210V电动机的转速为,E：= iooxoS X 1()0()r/lin=2100rlin当I； =20时的电磁转矩为丁爲=9.55 A = 955X
36、Nm= 19.1N-m(2) 保持19.1N-m不变，U=11()V,不计饱和效应，由T；.m= Cyl；可知，电动机 电流不变，仍为/；=2()A,这时电动机的反电动势为E； = U IJ=(110-20x().5)V= 100 V降低电压后，电动机的转速为X 1000rAnin= l(X)0r/minE 尘 _ 100V_L E 小 200 0.5 1 a2-23 一台并励直流电动机的数据如下：Un = 22()V,电枢回路总电阻 心=().()32Q, 励磁回路总电阻kf = 275Q。今将电动机装在起重机上，当使重物上升时，U严Un，人= 350A, ;z = 795r/min;而将重
37、物下放时(重物负载不变，电磁转矩也近似不变)，电压及励 磁电流保持不变，转速7/=3OOrin。问电枢回路中要串入多大的电阻？解：重物上升时的反电动势为Ea= UN - IhRa = (220 - 350 x (). ()32) V = 208.8V重物下放时，转向反了，转速为3()(h/mim负载转矩不变，电枢电流也不变, 这时反电动势为Ea 晋795 300 x 208 8 V = - 78 8 V电枢回路总电阻为Rn+Ra= 5；色=220二8% = 854f则电枢回路应串入电阻为Rn = (0.854-0.032) Q = 0.822Q2-24 一台1 OOkW、230V的并励直流发电
38、机，每极励磁绕组有1()0()匝，在额定转速 下，空载产生额定电压需要励磁电流7A,额定电流时需9.4A才能达到同样的电压，今欲 将该发电机改为平复励，问每极应增加多少匝串励绕组？解：设应增加的串励绕组为N,匝，由磁动势关系知，N、人=(/繆-h)Nf，解此方程 可得应增加绕组的匝数为(/N 儿)(9.4-7)x 1()0()100X 1()3 /230= 5.52 壬 6增选习题与解答2-25在直流电机屮，电枢磁动势能否在励磁绕组中感应产生电动势？为什么？答：直流电机励磁磁场会在电枢绕组中感应产生电动势，是因为电枢绕组旋转时与励磁 磁场之间右相对运动；而电枢磁动势在空间位置是不动的(尽管电枢在旋转)，其产生 的磁场在空间也是固定不动的，与励磁绕组之间没有相対运动，所以电枢磁场不会在励磁绕 组中感应产生电动势。第三章变压器一、学习指导（-）基本要求1. 了解单相变压器空载、负载运行时的电磁关系及磁动势平衡方程的意义。2. 如何导岀变压器的等效电路及其参数测定的方法。3. 了解变压器运行时电压变化率、效率与哪些因索有关。4. 掌握三相变压器磁路特点及其联结组号确定的方法。
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