室教试考 密 名姓 弊 作 绝 拒 、 纪 号考学肃严 、 信 守 实 级诚封年、 争 竞 平 公 班、业专 线 院学重庆大学 《直流电机》试卷
重庆大学《电机学（1）》课程试卷
在其它条件不变的情况下，试分析空载电压如何变化 D 。
A．不变； B．取决电刷位置移动方向； C．增大； D．减小。
2014—2015学年 第一学期
6．直流电动机和直流发电机的额定功率分别指 B 。 A．转轴上吸收的机械功率，电枢端口吸收的电功率； B．转轴上输出的机械功率，电枢端口输出的电功率； 开课学院： 电气工程学院 课程号：15012650 考试日期： 2014.11.17
C．转轴上吸收的机械功率，电枢端口输出的电功率； 考试方式：
考试时间： 45 分钟 D．电枢端口输出的电功率，转轴上输出的机械功率。
7．若并励直流发电机转速下降5%，则空载时发电机的端电压将 A 。
题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分 A．下降多于5%； B．下降少于5%； C．下降5%； D．无法判定。8．一台直流电动机拖动一台他励直流发电机。当电动机的外电压、励磁电得 分 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增大，n升高； C．Ia减少，n升高； D．Ia减少，n降低。 考试提示 9．串励直流电动机轻载运行时，若不慎将励磁回路断开，则电机转速将 B 。A．上升到较高的转速后稳定运行； B．减速到停转； C．上升到不允许的高速即“飞车”； D．保持原转速不变。
1.严禁随身携带通讯工具等电子设备参加考试； 10．一台额定转速为1000r/min的并励直流电动机，在额定状态运行时输入 2.考试作弊，留校察看，毕业当年不授学位；请人代考、功率为15kW，若在电枢回路中串电阻调速，保持负载转矩不变，当转速为800r/min时输入功率为 B 。
替他人考试、两次及以上作弊等，属严重作弊，开除学籍。 A．10kW； B．15kW； C．12.5kW； D．18kW。
二、填空题（每空1分，共22分）
一、单项选择题（每小题2分，共20分）
1．直流电机若想实现机电能量转换，必须靠 交轴 电枢磁势的作用（填直1．直流电机电枢磁动势与交轴电枢磁密的波形分别是 C 。 轴、交轴、交轴和直轴）。
A．马鞍波、三角波； B．马鞍波、马鞍波； 2．直流电动机常用的起动方法有 直接起动 、 电枢回路串电阻起动 和 降C．三角波、马鞍波； D．三角波、三角波。 压起动 。
2．直流电机交轴电枢反应磁动势最大值的位置取决于 A 。 3．串励直流电动机在电源反接时，磁通的方向将 反向 ，电枢电流的方向A．电刷的位置 B．主磁极轴线的位置； 将 反向 ，转速的方向将 不变 。（填不变或反向）。 C．转子旋转方向； D．电枢的几何中性线。 4．影响他励直流发电机电压调整率的因素有 电枢回路的电阻压降 和 电枢3．直流发电机与直流电动机最重要的特性分别是 D 。 反应的去磁效应。
A．效率特性、效率特性； B．外特性、效率特性； 5．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 ，C．调整特性、机械特性； D．外特性、机械特性。
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4．在直流电机中，公式Ea=CeФn和Te=CTФIa中的Φ指的是 C 。 特性 变软 ；降低电枢端电压，可使转速 减小 ，机械特性 不变 。(填A．每极合成磁通； B所有磁极的总磁通； 增大、不变或减小，变硬、变软或不变)。
C．每极主磁通； D．以上都可以。
6．对于单叠短距绕组，2p=4，Qu=K=S=21，则y1= 5 、y2= 4 、y= 1 、yc= 1 。5．一台空载运行的他励直流发电机，电刷位置偏移了几何中心线一个角度
7．直流电动机的制动方法有 能耗制动 、 反接制动 和 回馈制动 。
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命题人： 组题人： 审题人： 命题时间： 教务处制
重庆大学 《直流电机》试卷
三、简答题（共27分）
1．简述并励直流发电机自励建立稳定电压的条件。（6分）
答：① 有一定的剩磁；（2分）
② 励磁回路的电阻小于与运行转速所对应的临界电阻；（2分） ③ 励磁绕组的接线与电机转向的配合正确。（2分） 2．请画出并励直流电动机的功率流程图和写出功率平衡方程式。（7分）
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。（2分）
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。（1分）
由Pe=EaIa可知，当电枢电流Ia不变、电动势Ea变小时，电磁功率Pe变小。（2分）
由Te=CTφIa可知，由于φ、Ia不变，故电磁转矩Te不变。（2分）
Pe=EaIaP1=UIP2=T2Ω（3分）
由P2=T2.Ω、Te=T2+T0可知，Te和T0不变，因此T2不变，而n下降，Ω下降，故输出功率P2变小。（2分）
因为P1=Pe+pcua+pcuf +p△，当电枢电流Ia和励磁电流If不变时，pcua、pcuf 和p△不变，当转速n下降时，由于Pe变小，故输入功率P1变小。（2分）
pcufpcuaps电能pΔpFepΩ机械能基本铜耗：pcua=Ia2R ； 电刷损耗：ps=2ΔUsIa； 励磁铜耗：pcuf =UfIf ； 杂散损耗：pΔ≈0.01PN(I/IN)；机械损耗：pΩ； 铁耗：pFe；
机械损耗和铁耗仅与转速和电枢铁心内的磁通密度有关。（1分）
2
四、计算题（共31分）
1．已知一台并励直流发电机的有关数据如下：PN＝6kW，UN＝230V，nN＝1450r/min，电枢回路总电阻Ra=0.921Ω，励磁回路电阻Rf＝130Ω，铁耗pFe=145.5W，机械损耗pΩ=168.4W，不计附加损耗，若忽略电枢反应的去磁效应，不计铁心磁路饱和。试求在额定负载下的：(1)负载电流IN(2分)；(2)励磁电流IfN(2分)；(3)电枢电流IaN(2分)；(4)电枢电动势EaN(3分)；(5)电磁功率PeN(3分)；(6)电磁转矩TeN(3分)；(7)输入功率P1N(3分)；(8)效率?N(3分)。在保持其它参数不变的情况下，设IN不变，当改为电动机运行状态时，若在励磁绕组串入R1=30Ω的附加调节电阻，求此时的：(9)电枢电流Ia(2分)；(10)电枢电动势Ea(3分)；(11)转速n(5分)。
P1=Pe+pcua+pcuf+ps+pΔ(2分)
Pe=P2+p0（1分）
3．一台串励直流电动机，在电枢电流不变的情况下，若转速下降，试分析
说明其基本铜耗、电刷损耗、励磁铜耗、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？（14分） 答：由pcua=Ia2Ra、pcuf=If2Rf、ps=2ΔUsIa，Ia=If，当电枢电流Ia不变时，铜耗pcu、pcuf、pcus不变。（3分）
解：发电机
（1） IN?PN?6000?26.087（A）
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重庆大学 《直流电机》试卷
（2） IfN?UN230??1.7692（A） 130Rf EaN?CenN?N
（3） IaN?IN?230UN?26.087??27.856（A）
130RfEaN?CenN?N?207.60?1.0015
Cen?207.298Ea不计饱和，所以
（4） EaN?UN?IaNRa?230?27.856?0.921?255.656（V） UN/Rf?N160???1.231 ?U/(R?R)130（5） （6） （7） （8） 电动机
（9） （10） （11） PeN?EaNIaN?255.656?27.856?7121.54（W） ?2?n2??1450N?60?60?151.84(rad/s) TeN?PeN??7121.54?46.9N151.844(N·
m)
P1N?PeN?P??PFe
?7121.542?168.4?145.5?7435.442(w)(W)
?PN6000N?P?1N7435.442?80.69%
励磁绕组串电阻运行时 Ia??IN?UNRf?R?26.087?230?24.6495（A） 1130?30 Ea?UN?IaRa?230?24.6495?0.921?207.298（V） 电动机未串接电阻额定运行时 IaN?IN?UNR?26.087?230?24.32（A）
f130 EaN?UN?IaNRa?230?24.32?0.921?207.60（V）
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Nf1n?nN1.001(?/??1450?1.231?1782.28(r/min)N)1.0015
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