110?1000n0??1107~1170(r/min)110?62(0.172~0.258)
PN5.5TN?9550?9550??52.53(N?m)nN1000
3.9一台并励直流电动机的技术数据如下：PN=5.5kW，UN=110V，IN=61A，额定励磁电流
IfN=2A，nN=1500r/min，电枢电阻Ra=0.2 Ω，若忽略机械磨擦和转子的铜耗、铁损，认为额定运行状态下的电磁转矩近似等于额定输出转矩，试绘出它近似的固有机械特性曲线。 答：
PN5.5TN?9550?9550??35.02(N?m)nN1500
IN?IN?IfN?61?2?59(A)
UNUNnNn0??Ke?NUN?IaNRa
110?1500n0??1680(r/min)110?59?0.2
3.10 一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=6.5kW，UN=220V，IN=34.4A，nN=1500r/min，
Ra=0.242 Ω，试计算出此电动机的如下特性： ⑴ 固有机械特性
⑵ 电枢附加电阻分别为3 Ω和5 Ω 时的人为机械特性 ⑶ 电枢电压为UN/2时的人为机械特性 ⑷ 磁通Φ＝0.8 ΦN时的人为机械特性 答： ⑴
UNUNnNn0??Ke?NUN?INRa
220?1500n0??1559(r/min)220?34.4?0.242
PN6.5TN?9550?9550??40.5(N?m)nN1500 ⑵
在（1）中，?n?n0?nN?1559?1500?59(r/min)
RaRaTN2T??n，所以KeKt??2N?nKeKt?
当串入Rad1
?Rad1?Ra?Rad1Ra?Rad1??3?时，?n1?TN??n＝?1＋?n2??RaRa?KeKt??
3???n1??1＋??59?790(r/min)?0.242?
n1?n0??n1?1559?790?769(r/min)
当串入Rad2?Rad2??5?时，?n2???1＋R???na??
5??n2??1＋?0.242
???59?1278(r/min)?
n2?n0??n2?1559?1278?281(r/min) ⑶
UNn01559U当U?UN/2时，n01????＝779.5(r/min)Ke?2Ke?22
n1?n01??n?779.5?59?720.5(r/min) ⑷
当??0.8?N时，n01?
UNnU1559??0??1949(r/min)Ke?0.8Ke?N0.80.8
RaRa159?n1?TN?TN＝2?n??92.2(r/min)2222KeKt?0.8KeKt?N0.80.8
n1?n01??n1?1949?92.2?1856.8(r/min)
3.11 为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？
答： 因为Tst=UN/Ra，Ra很小，所以Tst很大，会产生控制火花，电动应力，机械动态转矩冲击，使电网保护装置动作，切断电源造成事故，或电网电压下降等。故不能直接启动。 3.12 他励直流电动机启动过程中有哪些要求？如何实现？
答： 要求电流Ist≤（1.5~2）IN，可采用降压启动、电枢回路串电阻进行启动。
3.13 直流他励电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加上，若忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通，这时会产生什么现象（试从TL=0和TL=TN两种情况加以分析）？当电动机运行在额定转速下，若突然将励磁绕组断开，此时又将出现什么情况？ 答： 当TL=0启动时：因为励磁绕组有一定剩磁，使Φ≈0；启动时，n＝0，E＝0，根据UN=E+IaRa 知，UN全加在电阻Ra上，产生很大的Ia （(10~20)IN） ，但因为Φ≈0，所以 T＝KtΦIa并不大，因为TL≈0，所以动转矩大于0，系统会加速启动；启动后，虽有n，使E变大点，但因为Φ≈0，所以E仍不大， UN大部分仍要加在电阻Ra上，产生很大Ia
和不大的T，使系统不断加速；当系统达到“飞车”时，在相当大的某一n稳速运行时， T＝KtΦIa=TL ≈0，所以Ia ≈0，此时，E相当大，UN几乎和E平衡。
当TL=TN启动时：n＝0，E＝0，根据UN=E+IaRa 知，UN全加在电阻Ra上，产生很大的Ia（(10~20)IN），但因为Φ≈0，所以 T＝KtΦIa并不大，因为TL= TN，所以系统无法启动。
当电动机运行在额定转速下， T＝KtΦNIaN = TL＝TN，n＝nN，此时断开励磁， Φ≈0，虽然仍有n＝nN，但E ≈0，根据UN=E+IaRa 知，UN全加在电阻Ra上，产生很大的Ia，但因为Φ≈0，所以 T＝KtΦIa并不大，因为TL= TN，所以T＜ TL，系统逐渐减速到停车。 3.15 一台直流他励电动机，其额定数据如下：PN=2.2kW，UN=Uf=110V，nN=1500r/min，ηN=0.8，Ra=0.4Ω，Rf=82.7 Ω。试求： ① 额定电枢电流IaN；②额定励磁电流IfN；③励磁功率Pf；④额定转矩TN；⑤ 额定电流时的反电势；⑥ 直接启动时的启动电流；⑦ 如果要使启动电流不超过额定电流的2倍，求启动电阻为多少？此时启动转矩又为多少？
(1)、因为IaNUN?答：
PN?N，所以IaN?PNUN?N?2.2?1000?25(A)110?0.8
(2)、IfN
110???1.33(A)Rf82.7Uf
(3)、Pf?IfNUf?1.33?110?146.3(A)
PN2.2(4)、TN?9550?9550??14(N?m)nN1500
(5)、E?UN?IaNRa?110?25?0.4?100(V)
UN110(6)、Ist???275(A)Ra0.4
(7)、要使Ist?
UNU110?2IaN，则Rst?N?Ra??0.4?1.8(A)Ra＋RstIst2?25
Tst?Kt?NIst?9.55Ke?N2IaN
E?19.1IaNnN
100Tst?19.1??25?31.83(N?m)1500
3.16 直流电机用电枢电路串电阻的办法启动时，为什么要逐渐切除启动电阻？切除太快，
会带来什么后果？ 答：见书上图3.23。如果只一段启动电阻，当启动后，把电阻一下切除，则电流会超过2IN，冲击大。所以应采用逐级切除电阻办法，切除太快，也会产生电流冲击大，见书上图3.24。 3.17 转速调节（调速）与固有的速度变化在概念上有什么区别？
答：调速：在一定负载条件下，人为地改变电动机的电路参数，以改变电动机的稳定转速。 速度变化：由于电动机负载转矩发生变化而引起的电动机转速变化。 3.18 他励直流电动机有哪些方法进行调速？它们的特点是什么？
答：改变电枢电路外串电阻调速：机械特性较软，稳定度低；空载或轻载时，调速范围不大；实现无级调速困难；电阻上消耗电能大。用于起重机、卷扬机等低速运转时间不长的传动系统。
改变电动机电枢供电电压调速：电源电压连续变化时，转速可以平滑无级调节；在额定转速以下调；特性与固有特性平行，硬度不变，稳定度高，调速范围大；属恒转矩调速，适合拖动恒转矩负载，可以靠调电枢电压启动电机，不用其它设备。 改变电机主磁通调速：可无级调速，额定转速以上调（弱磁升速），特性软，最高转速不得超过额定转速的1.2倍，调速范围不大；属恒功率调速，适合于恒功率负载。往往和调压调速配合使用。
3.19 直流电动机的电动与制动两种运转状态的根本区别何在？
答：电动：电动机发出的转矩T与转速n方向相同；制动：T与n相反。
3.20 他励直流电动机有哪几种制动方法？它们的机械特性如何？试比较各种制动方法的优缺点。
答：反馈制动：运行在二、四象限，转速大于理想空载转速。用于起重机调速下放重物，电网吸收电能，运行经济。
电源反接制动：制动迅速，能量靠电阻吸收，但容易反向启动。
倒拉反接制动：可得较低下降速度，对TL大小估计不准，本应下降，也许会上升，特性硬度小，稳定性差，电阻消耗全部能量。
能耗制动：用于迅速准确停车及恒速下放重物，电阻消耗全部能量。
3.21 一台直流他励电动机拖动一台卷扬机构，在电动机拖动重物匀速上升时将电枢电源突然反接，试利用机械特性从机电过程上说明：
（1）从反接开始到系统达到新的稳定平衡状态之间，电动机经历了几种运行状态？最后在什么状态下建立系统新的稳定平衡点？
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