習題與思考題
3.1 為什麼直流電記得轉子要用表面有絕緣層的矽鋼片疊壓而成？
直流電機的轉子要用表面有絕緣層的矽鋼片疊加而成是因為要防止電渦流對電能的損耗。
3.2 並勵直流發電機正傳時可以自勵，反轉時能否自勵？
不能,因為反轉起始勵磁電流所產生的磁場的方向與剩與磁場方向相反,這樣磁場被消除,所以不能自勵。
3.3 一台他勵直流電動機所拖動的負載轉矩 tl=常數，當電樞電壓附加電阻改變時，能否改變其執行其執行狀態下電樞電流的大小？為什麼？這是拖動系統中那些要發生變化？
t=ktφia u=e+iara
當電樞電壓或電樞附加電阻改變時,電樞電流大小不變.轉速n與電動機的電動勢都發生改變.
3.4 一台他勵直流電動機在穩態下執行時，電樞反電勢e= e1，如負載轉矩tl=常數，外加電壓和電樞電路中的電阻均不變，問減弱勵磁使轉速上公升到新的穩態值後，電樞反電勢將如何變化? 是大於，小於還是等於e1？
t=iaktφ, φ減弱,t是常數,ia增大.根據en=un-iara ,所以en減小.,小於e1.
3.5 一台直流發電機，其部分銘牌資料如下：pn=180kw, u n=230v,n n=1450r/min,ηn=89.5%，試求：
①該發電機的額定電流；
②電流保持為額定值而電壓下降為100v時，原動機的輸出功率（設此時η=ηn）
pn=unin
180kw=230*in
in=782.6a
該發電機的額定電流為782.6a
p= in100/ηn=87.4kw
3.6 已知某他勵直流電動機的銘牌資料如下：pn=7.5kw, u n=220v, n n=1500r/min, ηn=88.5%, 試求該電機的額定電流和轉矩。
pn=uninηn
7500w=220v*in*0.885
in=38.5a
tn=9.55pn/nn
47.75nm
3.7一台他勵直流電動機：pn=15kw, u n=220v, i n=63.5a, n n=2850r/min,ra =0.25ω，其空載特性為：
今需在額定電流下得到150v 和220 v的端電壓，問其勵磁電流分別應為多少？
由空載特性其空載特性曲線.
當u=150v時 if=0.71a
當u=220v時 if=1.08a
3.8 一台他勵直流電動機的銘牌資料為：pn=5.5kw, u n=110v, i n=62a, n n=1000r/min,試繪出它的固有機械特性曲線。
ra=(0.50~0.75)(1-pn/unin)un/in
=0.6(1-5500/110*62)*110/62
=0.206ω
n0=nnun/(un-inra)
=1131r/min
tn=9.55*5500/1000
=52.525nm
1131
52.525
3.9 一台並勵直流電動機的技術資料如下：pn=5.
5kw,u n=110v, i n=61a,額定勵磁電流i fn=2a, n n=1500r/min,電樞電阻ra =0.2ω,若忽略機械磨損和轉子的銅耗，鐵損，認為額定執行狀態下的電磁轉矩近似等於額定輸出轉矩，試繪出它近似的固有機械特性曲線。
n0=unnn/(un-inratn=9.55pn/nn
=110*1500/(110-61*0.2) =9.55*5500/1500
=1687 r/min35nm
1687
3.10一台他勵直流電動機的技術資料如下：pn=6.
5kw,u n=220v, i n=34.4a, n n=1500r/min, ra =0.242ω,試計算出此電動機的如下特性：
①固有機械特性；
②電樞服加電阻分別為3ω和5ω時的人為機械特性；
③電樞電壓為u n/2時的人為機械特性；
④磁通φ=0.8φn時的人為機械特性；
並繪出上述特性的圖形。
① n0=unnn/(un-inra)
=220*1500/220-34.4*0.242
= 1559r/min
tn=9.55pn/nn
=9.55*6500/1500
=41.38nm
1559
41.38
② n=u/keφ-(ra+rad)t/kektφ2
= u/keφ-(ra+rad)t/9.55ke2φ2
當3ω n=854r/min
當5ω n=311 r/min
③ n= u/keφ-rat/9.55ke2φ2
當un=0.5un時 n=732 r/min
n0=unnn/2(un-inra)
=780 r/min
④ n= u/0.8keφ-rat/9.55ke2φ20.82
當φ=0.8φ時n=1517 r/min
n0=unnn/0.8keφ
=1964 r/min
n03.11為什麼直流電動機直接啟動時啟動電流很大？
電動機在未啟動前n=0,e=0,而ra很小,所以將電動機直接接入電網並施加額定電壓時,啟動電流將很大ist=un/ra。
3.12他勵直流電動機直接啟動過程中有哪些要求？如何實現？
他勵直流電動機直接啟動過程中的要求是1 啟動電流不要過大,2不要有過大的轉矩.可以通過兩種方法來實現電動機的啟動一是降壓啟動 .二是在電樞迴路內串接外加電阻啟動。
3.13 直流他勵電動機啟動時，為什麼一定要先把勵磁電流加上？若忘了先合勵磁繞阻的電源開關就把電樞電源接通，這是會產生什麼現象（試從tl=0 和tl=tn兩種情況加以分析）？
當電動機執行在額定轉速下，若突然將勵磁繞阻斷開，此時又將出現什麼情況？
直流他勵電動機啟動時,一定要先把勵磁電流加上使因為主磁極靠外電源產生磁場.如果忘了先合勵磁繞阻的電源開關就把電樞電源接通，tl=0時理論上電動機轉速將趨近於無限大,引起飛車, tl=tn時將使電動機電流大大增加而嚴重過載.
3.14直流串勵電動機能否空載執行?為什麼？
串勵電動機決不能空載執行,因為這時電動機轉速極高,所產生的離心力足以將繞組元件甩到槽外,還可能串勵電動機也可能反轉執行.但不能用改變電源極性的方法,因這時電樞電流ia與磁通φ同時反響,使電瓷轉矩t依然保持原來方向,則電動機不可能反轉.
3.15 一台直流他勵電動機，其額定資料如下：pn=2.
2kw,un=uf=110v,nn=1500r/min, ηn=0.8,ra=0.4ω, rf=82.
7ω 。試求：
① 額定電樞電流ian
② 額定勵磁電流ifn;
③ 勵磁功率pf;
④ 額定轉矩tn;
⑤ 額定電流時的反電勢；
⑥ 直接啟動時的啟動電流；
⑦ 如果要是啟動電流不超過額定電流的2倍，求啟動電阻為多少歐？此時啟動轉矩又為多少？
1 pn=unianηn
2200=110*ian*0.8
ian=25a
2 uf= rfifn
ifn=110/82.7=1.33a
③ pf= ufifn=146.3w
④額定轉矩tn=9.55 pn/ nn=14nm
⑤ 額定電流時的反電勢en=un-inra=110v-0.4*25=100v
⑥ 直接啟動時的啟動電流ist=un/ra =110/0.4 =275a
⑦ 啟動電阻 2in> un/ (ra+rst)
rst>1.68ω
啟動轉矩：keφ=(un-inra)/nn=0.066
ia= un/ (ra+rst) =52.9a
t=ktiaφ=9.55*0.066*52.9 =33.34nm
3.16 直流電動機用電樞電路串電阻的辦法啟動時，為什麼要逐漸切除啟動電阻？如切出太快，會帶來什麼後果？
如果啟動電阻一下全部切除,,在切除瞬間,由於機械慣性的作用使電動機的轉速不能突變,在此瞬間轉速維持不變,機械特性會轉到其他特性曲線上,此時衝擊電流會很大,所以採用逐漸切除啟動電阻的方法。如切除太快,會有可能燒毀電機。
3.17 轉速調節（調速）與固有的速度變化在概念上有什麼區別 ？
速度變化是在某機械特性下,由於負載改變而引起的,二速度調節則是某一特定的負載下,靠人為改變機械特性而得到的。
3.18 他勵直流電動機有哪些方法進行調速？它們的特點是什麼？
他勵電動機的調速方法：
第一改變電樞電路外串接電阻rad
特點：在一定負載轉矩下，串接不同的電阻可以得到不同的轉速，機械特性較軟，電阻越大則特性與如軟，穩定型越低，載空或輕載時，調速範圍不大，實現無級調速困難，在調速電阻上消耗大量電量。
第二改變電動機電樞供電電壓
特點：當電壓連續變化時轉速可以平滑無級調速，一般只能自在額定轉速以下調節，調速特性與固有特性相互平行，機械特性硬度不變，調速的穩定度較高，調速範圍較大，調速時因電樞電流與電壓無關，屬於恆轉矩調速，適應於對恆轉矩型負載。可以靠調節電樞電壓來啟動電機，不用其它啟動裝置，
第三改變電動機主磁通。
特點：可以平滑無級調速，但只能弱詞調速，即在額定轉速以上調節，調速特性較軟，且受電動機換向條件等的限制，調速範圍不大，調速時維持電樞電壓和電流步變，屬恆功率調速。
第3章直流電機工作原理及特性
第三章習題與答案 3.6 已知某他勵直流電動機的銘牌資料如下 pn 7.5kw,u n 220v,n n 1500r min,n 88.5 試求該電機的額定電流和轉矩。pn unin n 7500w 220v in 0.885 in 38.5a tn 9.55pn nn 47.75nm 3.8 一台...
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