第一部分 1一1答:直流由于换向器的作用,使电刷短接的元件始终切割相同磁极,感应电势在电刷 两端不变,故直流机能发出直流电。 如果没有换向器,直流机不能发出直流电,而只能发出交流电 1-2答:(1)电刷两端的是交流电压 (2)电刷两端的是直流电压。 1-6 解:对于直流电动机,PN=U1x7 75000 故该电机的额定电流Ⅰ 385(4) 解:P=Ux 故该电机的额定电流Ⅰx P 240000 Ux460 讨论:此处为什么刀=1? 解:此电机的额定输入功率p=Ps= =201(kv) 额定电流Ⅰx=Ux 180000=782(A) 230 2-1 答:要通过空气隙与主极和电枢绕组交链的磁通,就是主极磁通。只与激 磁绕组交链而不通过气隙与电枢绕组交链的磁通称为漏磁通。漏磁通与电机磁极结构 激磁绕组、气隙等有关。 答:k,一计算极弧长度,是磁极下磁密平均值时占极下的距离 1,-电枢计算长度,考虑径向通沟及边缘效应时,电枢轴向的等效长度 k,-主极漏磁系数,表明电机中每个极主磁通与漏磁通关系的系数(漏磁大小的 系数); k。一气隙系数,在考虑电机齿槽影响时,等效的气隙增长系数 k,一电机饱和系数,在空载额定状况下对应磁通所需磁势与此时气隙磁势之比 表明电机饱和程度 C,-计算极弧系数,计算极弧长度k1,与极弧长度r之比。 2一3答:当随着H增大而μ减小,即磁阻增大的现象叫做饱和现象。电机磁路中由于
第一部分 1－1 答：直流由于换向器的作用，使电刷短接的元件始终切割相同磁极，感应电势在电刷 两端不变，故直流机能发出直流电。 如果没有换向器，直流机不能发出直流电，而只能发出交流电。 1－2 答：（1）电刷两端的是交流电压： （2）电刷两端的是直流电压。 1－6 解：对于直流电动机， PN UN I N N = 故该电机的额定电流 385( ) 220 88.5% 75000 A N N N N U P I = = = 1－7 解： PN UN I N = 故该电机的额定电流 522( ) 460 240000 A U P I N N N = = = 讨论：此处为什么 =1 N ？ 1－12 解：此电机的额定输入功率 201( ) 89.5% 180 kw N N in P P = = = 额定电流 782( ) 230 180000 A U P I N N N = = = 2－1 答：要通过空气隙与主极和电枢绕组交链的磁通，就是主极磁通。 只与激 磁绕组交链而不通过气隙与电枢绕组交链的磁通称为漏磁通。 漏磁通与电机磁极结构、 激磁绕组、气隙等有关。 2－2 答： k , i －计算极弧长度，是磁极下磁密平均值时占极下的距离； , li －电枢计算长度，考虑径向通沟及边缘效应时，电枢轴向的等效长度； k , －主极漏磁系数，表明电机中每个极主磁通与漏磁通关系的系数（漏磁大小的 系数）； k , －气隙系数，在考虑电机齿槽影响时，等效的气隙增长系数； k , －电机饱和系数，在空载额定状况下对应磁通所需磁势与此时气隙磁势之比， 表明电机饱和程度； i －计算极弧系数，计算极弧长度 k , i 与极弧长度 之比。 2－3 答：当随着 H 增大而 减小，即磁阻增大的现象叫做饱和现象。 电机磁路中由于
有非线性铁磁材料,所以会出现饱和现象 由于饱和现象的存在,使电机设计时对H和 B的值不能取得过高,材料利用率受到限制,激磁电流需要增大 2-4解:气隙磁势F。=R..64x×10 2 0.76×126×0.0022 3352.95(AC 由B./3=1.787和B。=1.127查D1磁化曲线得出 H-3=1.16×104/m,Ha=6.82×104/m 由Bn=1.347和B,=127查钢板和铸钢磁化曲线得 Hn=176×104m,H2=129×104m 故每对极所需的励磁磁势 F=F+2Hmhm+2H-n3h,+h Lath 335295+2×1.76×10×009+2×1.16×10×0.03+6.82×10×0.103+1290×0.357 489663(AC/ap) 饱和系数k F489631.46 3352.95 2-6答:(1)对于四级单迭绕组直流电机,如果取出相邻的两组电刷A2、B2,用另外 剩下的两组电刷仍然可以运行,仅因A2、B2去掉之后使B1A2,A2B2间元件产生的 感应电势相互抵消,但端电压仍是原来一条支路的端电压保持不变。并联之路数由原来的4 变为了2,能供给的负载为原来的50%。 A, (2)如果有一元件断线,使原来并联支路数由 4变成3,电刷间电压不变,负载能力变为原来的75%。 (3)若只用相对两组电刷不能运行,因为如只用A1A2运行时,AB1感应电势与
有非线性铁磁材料，所以会出现饱和现象。 由于饱和现象的存在，使电机设计时对 H 和 B 的值不能取得过高，材料利用率受到限制，激磁电流需要增大。 2－4 解：气隙磁势 0.76 1.26 0.0022 4 2 2 10 7 0 = = − F B k ＝3352.95（AC） 由 T z 1.78 / 3 1 B = 和 T a B = 1.12 查 D11 磁化曲线得出 A m H z 1.16 10 / 4 / 3 1 = ， H A m a 6.82 10 / 2 = 由 T m B = 1.34 和 T j B =1.2 查 钢 板 和 铸 钢 磁 化 曲 线 得 H A m m 1.76 10 / 3 = ， H A m j 1.29 10 / 3 = 故每对极所需的励磁磁势 F = F + ap 2 Hm hm +2 H z / 3 1 hs + H a La + H jLj ＝ 3352.95+ 2 1.76 10 0.09 3 + 2 1.16 10 0.03 4 + 6.82 10 0.103 2 + 12900.357 ＝4896.63（AC/ap） 饱和系数 k ＝ 1.46 3352.95 4896.63 = = F Fap 2－6 答：（1）对于四级单迭绕组直流电机，如果取出相邻的两组电刷 A2 、B2 ，用另外 剩下的两组电刷仍然可以运行，仅因 A2 、B2 去掉之后使 B1 A2 ， A2 B2 间元件产生的 感应电势相互抵消，但端电压仍是原来一条支路的端电压保持不变。并联之路数由原来的 4 变为了 2，能供给的负载为原来的 50％。 (2)如果有一元件断线，使原来并联支路数由 4 变成 3，电刷间电压不变，负载能力变为原来的 75％。 （3）若只用相对两组电刷不能运行，因为如只用 A1 A2 运行时， A1 B1 感应电势与
B1A2感应电势相抵消,使端电压为零,不能发电 6 (4)若有一极失磁,如图所示, 失磁 如假定NB 失磁,则产生p的磁势比产生pa,pa的磁势大,故每极下磁通为 p=小+>p=p=小=中+中中=p+pn由于磁通不 等,故在每极下导体中感应电势也不等,这样单迭绕组中使每条支路(并联)产生的总感应 电势不等,形成环流,由于电机绕组电阻很小,环流将很大,使电机过热 2-8解:(1)y2~E= 21 y y2 y 2 P y y2 (3) =1 E P -119-1=9y2 =9-5=4 y P y,y y, 展开图略 2-9解:电机的总导体数N=10Z=350根
B1 A2 感应电势相抵消，使端电压为零，不能发电。 （4）若有一极失磁，如图所示， 如假定 NB 失 磁 ， 则 产 生 AA AB 的 磁 势 比 产 生 BA BB 的 磁 势 大 ， 故 每 极 下 磁 通 为 = NA AA + AB > sA ＝ AA + BA ＝ SB ＝ BB + AB > NB ＝ BA + BB 。由于磁通不 等，故在每极下导体中感应电势也不等，这样单迭绕组中使每条支路（并联）产生的总感应 电势不等，形成环流，由于电机绕组电阻很小，环流将很大，使电机过热。 2－8 解：（1） y1 ＝ 5 4 22 2 1 − = − = p z y ＝ yK ＝1 y2 ＝1-5＝-4 a＝2 （2） y1 ＝ p z 2 1 ＝5 y ＝ yK ＝1 y2 ＝1-5＝-4 a＝2 （3） y1 ＝ 5 4 19 2 1 + = + = p z a＝1 y ＝ yK ＝ 9 2 1 19 1 = − = − p z y2 ＝9－5＝4 （4） y1 ＝ 5 4 21 2 1 + = + = p z a＝1 y ＝ yK ＝ 10 2 1 21 1 = − = − p z y2 ＝ y － y1 ＝5 展开图略。 2－9 解：电机的总导体数 N＝10 Z＝350 根
由E=Cpn得每极磁通小包350×2=167 NP 根据直流电机感应电势系数C 230 C.n1167×14000136(W,) 故需每极磁通为00136韦。 2-10解:整个直流机的总导体数N=2W,S=126根 NP126×2 根据直流电机感应电势系数C 故正、负电刷间的感应电势E=C:中n 115伏 2-11解:由E=C中m得电磁感应系数C E 95.833 p·n0.004×600 (1)若为单达绕组时,20=9=8,BC,=N得≈60aC2 60a 故单迭绕组时的电势绕组导体数N60×4×95833 750根 (2)单波时,2a=2,电枢绕组的总导体数N 60×1×95833 1438根 2-11(许实章电机学修订本,1992;P63) 解:由已知尺寸,计算出电机结构尺寸 zD。x×0.368 =0.289m 2P D。x×0.368 0.0330m 齿顶宽b2=t2-b=0030-00127=000m (1)气隙所需磁势: 极弧计算长度b,=bn+26=ant+20=0.68×0.289+2×0003=0.2025m 气限磁密B= 0.0361 0.775T b:l10.2025×02 气隙系数kb2+0030+10×0.003=1252 t 0.0203+10×0.003 气隙磁势
根据直流电机感应电势系数 60 350 2 60 = = a NP Ce ＝11.67 由 E C n e = 得每极磁通 11.67 1450 230 = = n E Ce ＝0.0136（ Wb ） 故需每极磁通为 0.0136 韦。 2－10 解：整个直流机的总导体数 N＝2 W y S＝126 根 根据直流电机感应电势系数 60 126 2 60 = = a NP Ce ＝4.2 故正、负电刷间的感应电势 E C n e = ＝115 伏 2－11 解：由 E C n e = 得电磁感应系数 0.004 600 230 = = n E Ce ＝95.833 （1） 若为单迭绕组时，2a＝2P＝8，由 a NP Ce 60 = 得 P a N Ce = 60 故单迭绕组时的电势绕组导体数 N＝ 4 60 495.833 ＝5750 根 （2）单波时，2a＝2，电枢绕组的总导体数 N＝ 4 601 95.833 ＝1438 根 2－11 （许实章电机学修订本，1992；P63） 解：由已知尺寸，计算出电机结构尺寸： 极距 m P Da 0.289 4 0.368 2 = = = 齿距 m z Z D t a 0.0330 35 0.368 1 = = = 齿顶宽 0.0330 0.0127 b 1 1 = −b = − t s z z ＝0.0203m （1） 气隙所需磁势： 极弧计算长度 m i bp p b = + 2 = + 2 = 0.68 0.289 + 2 0.003 = 0.2025 气隙磁密 T bi li 0.775 0.2025 0.23 0 0.0361 B = = = 气隙系数 1.252 0.0203 10 0.003 0.0330 10 0.003 10 10 1 1 k = + + = + + = b t z z 气隙磁势
F。=-·Bks6= 4×10>×0.75×1252×000=632841对极) (2)齿部所需磁势: 2×0035 r(D-2.-)x(0.368-2 0.0288(m) b==ta-b,=00288-00127=0061m 铁心净长1=l:k=0.93×023=02139m ,B,t.L10.77×0330×023 B= 1.708T b=l00161×02139 查表得H 7000A/n F=2H3h2=2×700035=490/对极) 0.0361 (3)电松所需的势:B.=2A.-2×0065 10906T 查得H。=400Am F=H。ln=400×0.16=64(4/对极) (4)主极铁心磁势:=k=12×00561043韦 p00433 B =1.3667 An00317 查得:Hn=12004/m Fn=2Hnln=2×1200×01295=3108(4/对极) 0.0433 (5)磁轭磁势:B.= =1.046T A2An2×00207 查得:H=904m F,=Hl,=900×0.53=477/对极)
0.775 1.252 0.003 4632.（8 /对极） 4 2 2 10 F 7 0 B k = A = = − （2） 齿部所需磁势： 0.0288(m) 35 ) 3 2 0.035 ) (0.368 2 3 2 ( 2 t 3 1 = − = − = Z z h D s a z z b m s 0.0288 0.0127 0.0161 b t 3 3 1 ＝ 1 − = − = 铁心净长 l k m Fe ta Fe 0.93 0.23 0.2139 l = = = T z z z l B t l l Fe z i Fe t 1.708 0.0161 0.2139 0.775 0.0330 0.23 b b B 3 3 3 1 1 1 = = = = 查表得 A m H z 7000 / / 3 1 = 2 2 7000 0.035 490( / ) / 3 1 A 对极 Fz Hz hz = = = （3） 电枢轭所需的磁势： Ba ＝ T Aa 1.0906 2 0.01655 0.0361 2 0 = = 查得 H a ＝400A/m 400 0.16 64(A/对极) Fa Ha la = = = （4） 主极铁心磁势： 1.2 0.0361 0.0433韦 m 0 = = = k Bm ＝ T Am m 1.366 0.0317 0.0433 = = 查得： H A m m = 1200 / 2 2 1200 0.1295 310.8(A/对极) F m Hm lm = = = （5） 磁轭磁势： Bj ＝ T A Am m j j 1.046 2 0.0207 0.0433 2 = = = 查得： H A m j = 900 / 900 0.53 477(A/对极) F j H j lj = = =