求该电动机的额定电流、额定运行时的输入功率？

解： PN?UNIN?N?IN?PNUN?N?22000?120.48(A)

220?0.83PIN?UNIN?220?120.48?26505(W)?26.5(kW)

3. 某四极直流电机，电枢槽数z=36，单叠绕组，每槽导体数为6，每极磁通为2.2×10-2Wb，电枢电流为Ia=800A，试问：电磁转矩和支路电流分别是多少？

pN2?6?36解： CT???34.3952?a2??2

Tem?CT?Ia?34.395?2.2?10?2?800?605.35(N?m)支路电流：

ia?Ia800??200A 2a44. 某他励直流电动机的额定电压UN=220V，额定电流电流为IN=10A，额定转速

nN=1500r/min，电枢回路总电阻Ra=0.5Ω，试求： （1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩；

（2）保持额定时励磁电流及总负载转矩不变时，端电压降为190V，则稳定后的电枢电流和转速是多少？（忽略电枢反应）

解： （1）由于他励IaN= IN=10A，所以

EaN?UN?INRa?220?10?0.5?215VPM?EaIa?215?10?2150(W)

T?PM?N?PM?602150?60??13.7(N?m)2?nN2??1500

（2）由于If?IfN不变，忽略电枢反应，则有???N，又因总负载转矩不变 则

Ia?TNT??IaN?IN?10A CT?CT?NEa?U?IaRa?190?10?0.5?185V

由于???N，所以

EaNEaE?nN185?1500??n?a??1291 r/min nNnEaN2155. 某并励直流电动机在某负载时的转速为n=1000r/min，电枢电流为Ia=40A，

端电压为U=110V，电枢回路总电阻为Ra=0.045Ω，其他条件不变，但总负载转矩TL增大为原来的4倍，试求：稳定后的电枢电流及转速分别为多少？（忽略电枢反应）

解：当负载为TL时，

Ea?U?IaRa?110?40?0.045?108.2V

??当负载为TL??4TL时， 稳定后IaTL?4TL??4Ia?4?40?160A CT?CT???U?Ia?Ra?110?160?0.045?102.8V Ea??n102.8?1000EaEaEa???n???950.1r/min 由于Ф不变，

nn?Ea108.2

第3章 直流电动机的电力拖动

3.1 简答题

1. 写出他励直流电动机的固有机械特性方程式，说明各物理量的含义，并绘制

机械特性曲线。

答： n?UNRa?Tem； 2Ce?NCeCT?N其中，n---转速；UN---额定电压；Ce---电动势常数； Ct---转矩常数； ΦN---每极磁通；Tem---电磁转矩。

2. 一般的他励直流电动机为什么不能直接启动？采用什么启动方法较好？ 答：直接启动由于电枢电动势Ea?Ce?n?0，最初启动电流IS?U，若直接Ra启动，由于Ra很小，IS会十几倍甚至几十倍于额定电流，无法换向，也会过热，因此，不能直接启动；

较好的启动方法是降低电源电压启动，启动过程中随着转速不断升高逐渐提高电源电压，始终保持IS?Iamax，直到U?UN，启动便结束。

3．直流电动机的电磁转矩是拖动性的转矩，电磁转矩增大时，转速似乎应该上升，但从直流电动机的转速和转矩特性看，电磁转矩增大时，转速反而下降，这是什么原因？

答： 电磁转矩Tem?CT?Ia； 当Tem增大，则电枢电流Ia增大，反电动势

Ea?Ua?IaRa降低，而反电动势Ea?Ce?n，所以转速n下降。

4. 请例举几种直流电动机的制动方法，并简要说明其工作原理。

答：1）能耗制动：当需要制动时，将开关S投向制动电阻RB上，电动机便进入能耗制动状态。

2）反接制动：反接制动分为电压反接制动和倒拉反接制动两种。

3）回馈制动：电动状态下运行的电动机，在某种条件下（如电动机拖动的机车下坡时）会出现运行转速n高于理想空载转速n0的情况，此时Ea>U，电枢电流反向，电磁转矩的方向也随之改变：由驱动转矩变成制动转矩。从能量

传递方向看，电机处于发电状态，将机车下坡时失去的位能变成电能回馈给电网，这种状态称为回馈制动状态。

3.2 计算题

1.他励直流电动机额定数据为：PN=22kW，UN=220V，IN=115A，nN=1500r/min，电枢回路总电阻Ra=0.1Ω，忽略空载转矩T0，电动机带额定负载运行时，要求把转速降到1000r/min，若采用电枢串电阻调速，需要串入的电阻值？

解：Ce?N?UN?INRa220?115?0.1??0.139

nN1500 n0?UN220??1582.7r/min Ce?N0.139 额定转速降落?n?n0?nN?1582.7?1500?82.7r/min

串电阻后转速降落?n?n0?n?1582.7?1000?582.7r/min， 设电枢串电阻为R，则有

Ra?R?n582.7?nRa?Ra?0.1?(?1)?0.605? ，所以R???nN82.7Ra?nN或：如果负载不变则电枢电流不变，Ra?R??UN?Ce?Nn?，可求出外串电阻R?。

IN

2. 一台他励直流电动机的额定数据为：PN=22kW，UN=220V，IN=115A，nN=1500r/min，电枢回路总电阻Ra=0.1。忽略空载转矩T0，电动机带额定负载运行，求：

（1）额定运行时的电磁转矩；（6分）

（2）若需将转速降为n=1000r/min，当采用电枢回路串电阻降速时，应串入多大的电阻？（6分）

（3）若需将转速降为n=1000r/min，当采用降低电源电压降速时，外加电压应降为多少？ （5分）