电机学考试资料真题1(直流电机含答案)

名姓 号密学 弊 绝作 、拒 级考纪年 严肃 信、 守 封 诚实 班争、、业平竞专公 院学程工气线电 院学重庆大学 电机学（1） 课堂测验二

2011 ~2012 学年 第 一 学期

考试方式： 测验日期：2011.12.08 测验时间： 45 分钟 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分 得 分

一、 单项选择题（每小题2分，共20分）

1．一台额定转速为1000r/min的并励直流电动机，在额定状态运行时输入功率为10kW，若在电枢回路中串电阻调速，保持负载转矩不变，当转速为800 r/min时输入功率为 A 。

A．10kW； B．8kW；

C．12.5kW； D．无法确定。

2．直流电机交轴电枢反应磁动势最大值的位置取决于 D 。 A．电刷的位置； B．主磁极轴线的位置； C．转子旋转方向； D．电枢的几何中性线。

3．把直流发电机的转速升高20%，他励方式运行空载电压为U他，并励方式空载电压为U并，则 B 。

A．U他=U并； B．U他U并。

4．一直流电动机拖动一台他励直流发电机。当电动机的外电压、励磁电流不变时，增加发电机的负载，则电动机的电枢电流Ia和转速n将 A 。 A．Ia增大，n降低； B．Ia减少，n升高； C．Ia减少，n降低； D．Ia增大，n升高。

5．在直流电机中，公式Ea=CeФn和T=CTФIa中的Φ指的是 C 。 A．每极合成磁通； B．所有磁极的总磁通； C．主磁通每极磁通； D．以上都不是。 6．直流电动机起动时，励磁回路应 B 电源。

A．与电枢回路同时接入；B．比电枢回路先接入；C．比电枢回路后接入。 7．直流电机电枢绕组元件中的电动势和电流是 B 。 A．直流； B．交流； C．可能是直流也可能是交流。

8．直流电动机的额定功率指 B 。

A．转轴上吸收的机械功率； B．转轴上输出的机械功率； C．电枢端口吸收的电功率； D．电枢端口输出的电功率。

9．电枢磁动势与主磁场相互作用产生电磁转矩。若电枢磁动势有交轴分量和直轴分量，则 C 。

A．二者都产生电磁转矩； B．仅直轴分量产生电磁转矩； C．仅交轴分量产生电磁转矩； D．二者都不产生电磁转矩。

10．一台串励直流电动机，设电枢电流保持不变，若电刷顺转向偏离几何中性线一个角度，此时电动机转速 A 。

A．降低； B．保持不变； C．升高。

二、 填空题（每空1分，共20分）

1．一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流不变，当加上一恒定转矩的负载后，发现电枢电流超过额定值，有人试在电枢回路中接一电阻来电流，此方法 不可行 (可行或不可行)。串入电阻后，电动机的输入功率将 不变 ，电枢电流将 不变 ，转速将下降 ，效率将 下降 。(增大、减小或不变)。

2．他励直流发电机的电压调整率与 电枢电阻 和 电枢反应 有关。 3．并励直流电动机调速时，在励磁回路中增加调节电阻，可使转速 增大 ，机械特性 变软 ；在电枢回路中增加调节电阻，可使转速 减小 ，机械特性 变软 ；降低端电压，可使转速 减小 ，机械特性 不变 。(增大、减小、变硬、变软或不变)。

4．电磁功率与输入功率之差，对于直流发电机包括 铁心损耗和机械 损耗；对于直流电动机包括 各种铜损耗和杂散 损耗。

5．串励直流电动机在电源反接时，电枢电流的方向 反向 ，磁通的方向 反向 ，转速的方向 不变 。

6．直流发电机电刷顺电枢旋转方向移动一角度，直轴电枢反应是 去磁的 ；若为电动机，则直轴电枢反应是 增磁的 。

三、 简答题（每题8分，共24分）

1．简述并励直流发电机自励建立稳定电压的条件。 答：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。

重庆大学试卷 直流电机 第 2 页 共 2 页

2．一台直流发电机，在励磁电流和电枢电流不变的情况下，若转速下降，则其铜耗、铁耗、机械损耗、电枢电动势、电磁功率、电磁转矩、输出功率、输入功率将分别如何变化？试分析原因。

答：由pcua=Ia2Ra可知，当电枢电流Ia不变时，同损耗pcu不变。

在直流电机中，铁损耗pFe和机械损耗pΩ与转速n有关，当n下降时，铁损耗pFe和机械损耗pΩ变小。

由Ea=Ceφn可知，励磁电流If不变，φ也不变，当转速n下降时，电动势Ea变小。

由Pe=EaIa可知，电动势Ea变小，电磁功率Pe也变小。 由Te=CTφIa可知，由于φ、Ia不变，故电磁转矩Te不变。

由P2=Pe-pcua-pcuf可知，当电枢电流Ia和励磁电流If不变时，pcua和pcuf不变，当转速n下降时，由于Pe变小，故输出功率P2变小。

因为P1=Pe+pFe+pΩ+p△，由上述分析可知，当n下降时，Pe、pFe+pΩ均变小，而附加损耗p△不变，故输入功率P1也变小。

3．一台并励直流电动机原运行于某一Ia、n、Ea和Te值下，设负载转矩T2增大，电机稳定运行后的Ia、n、Ea和Te的大小如何变化？试分析原因。

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CEen知，E下降，而IaUR，因此，Ia上升。TeCTIa，故Te上升。

a这个过程一直持续到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。

四、 计算题（共36分）

一台并励直流电动机的额定数据如下：PN＝17kW，UN＝220V，n＝3000r/min，IN＝88.9A，电枢回路电阻Ra=0.06Ω，励磁回路电阻Rf＝181.5Ω，若忽略电枢反应的影响，试求：(1)电动机的额定输出转矩(4分)；(2)在额定负载时的电枢电动势EaN、电磁功率PeN、电磁转矩TeN(12分)；(3)额定负载时的效率(10分)；(4)在理想空载（Ia＝0）时的转速(4分)；(5)当电枢回路串入电阻R＝0.15Ω时，在额定转矩时的转速(6分)。

解（1） TNNP1700060N23000.1 N·m

（2） INfNU220Rf181.51.212

IaNINIfN88.91.21287.688 A EaNUNIaNRa22087.6880.06212.14V

PeNEaNIaN212.1487.68818602.13 w

TPeN18602.1360eNN2n59.2 N·

m N（3） T0TeNTN59.2.15.1 N·m

P0T05.123000601602.2w

P1NPeNPcuaPcuf

P2eNI2aRaIfRf

＝18602.13+87.6882×0.06+1.2122

×181.5 ＝19557.7 w

NPN100%86.9%

P1N（4）nUNUNnN300002203111.2r/m

CeEaN212.14（5）因为调速前后Te不变，所以Ia不变

E'aUNIa(RaR)22087.688(0.060.15)199V

n'nNE'a3000212.141992814.2r/m

EaN