43?378A?2?187.5(A/cm)
3.14?13.81 （2）FA?A??0.5?187.5?0.25?3.14?13.8?1015.6（安匝）
2 （3）对于直流发电机，由于电枢磁势的影响，后极尖处的磁通密度得到加强，而前
极尖处的磁通密度被削弱，所以
k?
1015?0.63?1100?3.77
1100?1015?0.6314．设正常运行时，一直流并励电动机的电阻压降为外施电压的5%。现将励磁回路断开，请分别根据下列情况判断电机是加速还是减速： （1）剩磁为原来励磁磁通的10%； （2）剩磁为原来励磁磁通的1%。
解：设电机的负载转矩不变，欲判断电机是加速还是减速关键是看励磁回路断开后的电
磁转矩是增大了还是减少了。
电磁转矩与磁通和电枢电流的乘积成正比。设原来的磁通为100，电枢电流为1，则原来的电磁转矩为100。
又，设电枢电压为100，则电阻上压降为5，感应电动势为95。
（1）现在的磁通为原来的10%，即10，则感应电动势为9.5，电阻上压降为90.5，
现在的电流为
*90.5?1?18.1 5 现在的电磁转矩为10?18.1?181大于100，所以电机加速。
（2）现在的磁通为原来的1%，即1，则感应电动势为0.95，电阻上压降为99.05，
现在的电流为
99.05?19.81 5 现在的电磁转矩为1?19.81?19.81小于100，所以电机减速。
V的并励直流发电机，励磁绕组每极有1000匝，在额定转速下产生 15．一台100kW,230空载额定电压需励磁电流7A，额定负载时为达到额定电压则需励磁电流9.4A。今欲
将该机改为平复励，问每极应加多少匝励磁绕组（忽略电枢电阻的压降）？
解：额定电枢电流为
100?103?434.7(A) IN?230 额定负载时为弥补电枢反应的去磁作用需要增加的励磁磁势为
(A) ?F?(9.4?7)?1000?2400
改为平复励后，串励绕组匝数应为 Ns?
16．一台直流发电机，2p?4,2a?2,Q?35,每一槽内嵌有10根导体，如欲在1450r/min下产生230V的感应电势，则每极磁通应为多少？
解： Ce?2400?5.52，取6匝。 434.7pz2?35?1035???11.66 60a60?13 因为，E?Ce?n，所以 ??E230??0.0136(Wb) Cen11.66?1450
17．有一台直流电动机，磁路是饱和的，当电机带上负载以后，电刷逆着电枢旋转方向移动
了一个角度，试分析这时电枢反应对气隙磁场的影响。
解：对于直流电动机，当电刷逆着电枢旋转方向移动后，电枢反应既包含交轴反应成分，
也包含直轴反应成分。其中直轴反应成分是去磁的，在磁路饱和的情况下，交轴反应成分也是去磁的。
18．把一台他励直流发电机的转速提高20%，这时空载电压会提高多少？若是并励发电机， 其电压升高的比例是大于20%还是小于20%？
解：直流发电机的空载电压等于或近似等于感应电动势，而在励磁电流不变的情况下，
感应电动势与转速成正比，所以这时空载电压会提高20%；至于并励发电机，由于励磁电压也提高了，导致励磁电流上升，因此其电压升高的比例大于20%。
19．并励直流发电机空载建立电压需要满足哪几个条件？如果这些条件不具备，应该采取
什么措施？
解：要使并励直流发电机空载建立电压，应该满足： （1）铁心中有剩磁；（2）转向正确；（3）励磁回路电阻小于临界电阻。
如果第一个条件不满足，可以先对电机进行充磁；如果第二个条件不满足，可以 改变原动机的转向，或把励磁绕组的首、末端对调；如果第三个条件不满足，可以 减少励磁回路的电阻。
20．一台并励直流发电机，PN?35kW,UN?115V,nN?1450r/min,Ra?0.0243?
2ΔU=2.0V，并励电路电阻Rf?20.1?。试求额定负载时的电磁转矩Te。
UN115PN35?103 解： If???5.72(A)，IN???304(A)
Rf20.1UN115 Ia?IN?If?304?5.72?309.72(A)
所以 Ea?UN?IaRa?2?U?115?309.72?0.0243?2?124.5(V)
2?n2?3.14?1450??151.8 6060PEI124.5?309.7?254(N.m) 所以 Te?e?aa???151.8 又 ??
21．直流发电机如下图（左）所示，请标出电枢导体中的电流方向，并请标出换向极极性（N
或S）。
解：略。
22．直流电动机如上图（右）所示，为改善换向需移动电刷，请标出电刷移动方向。此时直
轴电枢反应是去磁还是增磁？
解：略。
23．一台他励直流电动机，PN?7.5kW,UN?110V,?N?0.83,nN?980r/min，电枢回
路总电阻（含电刷接触压降）Ra?0.15?。若电机负载转矩减为额定转矩的一半，问电机的电枢电流和转速多大（不计空载转矩）？
解：额定状态时，电枢电流为
PNP7.5?1031 Ia????82.1(A)
UN?NUN0.83?110 负载减少后，电枢电流为
' Ia?0.5Ia?0.5?82.1?41(A)
又，根据UN?Ea?IaRa，得
额定运行时Ea?UN?IaRa?110?82.1?0.15?97.7(V)
'' 负载减少后Ea?UN?IaRa?110?41?0.15?104(V)
则负载减少后电机转速为
'Ea104 n?n??980??1043(r/min)
Ea97.7'
24．填空
（1）当直流电机处于电动机状态，其电枢绕组的感应电动势方向应与电流方向________ （相同，相反，无关）；感应电动势的大小应 ________（略小于，等于，略大于）
端电压。
（2）一台他励直流电动机带负载运行，增加电枢绕组的端电压，转速将________（下降， 不变，上升）；减小励磁电流，转速将________（下降，不变，上升）；在电枢回路中 串电阻，转速将________（下降，不变，上升）。
25．一台他励直流电动机接在220V的电网上运行，n=1000r/min,电枢电流Ia?20A， 2?Uc?2V,ra?0.30?。由于某种原因，电网电压降为180V，但励磁电流和负载
转矩均不变，求达到新的平衡时，电机转速是多少？
解：励磁电流和负载转矩都不变，意味着电枢电流不变，即
' Ia?Ia?20A
根据 U?Ea?2?Uc?Iara 得 电网电压为220V时
Ea?U?2?Uc?Iara?220?2?20?0.3?212(V) 电网电压为180V时
Ea?U?2?Uc?Iara?180?2?20?0.3?17(2V)
''
所以
'Ea172 n?n??100?0?81(1r/min )Ea212'
26．有A、B两台完全相同的并励直流电机，机械上同轴连接，并联在220V的电网上运行， 两台电机的励磁电流分别是IfA?3A,IfB?2.5A，其中一台处于发电机状态，一台处于电动机状态。试问：
（1） 哪一台是发电机，哪一台是电动机，为什么？
（2） 当机组的转速为1000r/min，发电机输出电流为100A，效率为88%时，求电动机
的输出转矩。
解：（1）A是发电机，B是电动机。
电动机的感应电动势应该小于电网电压，而发电机的感应电动势应该大于电网
电压，所以励磁电流大的那台电机应该是发电机。 （3） 电动机的输出转矩就是发电机的输入转矩，因此只要求出发电机的输入转矩T1即
可。
P2?UI?220?100?22000(W) P1? ??P2??22000?25000(W) 0.882?n6.28?1000??104 6060 T1?P125000??240(N?m) ?104
27．一台直流电动机的数据如下：额定电压110V，电枢回路总电阻0.1Ω。在某负载下电机转速为1000r/min，电枢电流为30A。若负载转矩增加到4倍，求电动机的转速和电枢电流各为多少？（设磁路不饱和，不计空载转矩和电枢反应）
解：当负载增加为原来的４倍，则电磁转矩也应该增加到原来的４倍。由于是串励电机，因此电枢电流应该增加到原来的２倍，即现在的电枢电流为６０Ａ。 根据电压平衡式U?Ea?IaRa ，得
负载增加前，Ea?U?IaRa?110?30?0.1?107(V) 负载增加后，Ea?U?IaRa?110?60?0.1?104(V) 根据 Ea?Ce?n,Ea?Ce?n 得
'''''
'EaCe?104?1n' ???0.486 'nEaCe?107?2所以 n'?1000?0.486?486(r/min )
28．一台直流串励电动机，端电压为U，负载转矩不变，当增大电阻R时，问电枢电流如何变化？为什么？
解：
刚一增大电阻R时，电枢电流减小，电磁转矩减少，因此电机转速下降。随着电机转速的下降，感应电动势减少，电枢电流又开始增大。当电机转速最后稳定下来以后，电枢电流又回到原来的数值。因为负载转矩不变，所以电枢电流必须保持不变。
29．直流电机电枢绕组的基本形式有哪些？它们的特点是什么？
解：直流电机电枢绕组的基本形式有单叠绕组和单波绕组。
单叠绕组的特点是：换向片节距满足公式：yc??1，即同一个元件的首、末端接在相邻的两个换向片上。还有，电枢绕组的并联路数等于电机的极数，即2a=2p。
单波绕组的特点是：换向片节距满足公式：yc?k?1，即同一个元件的首、末p端接在相距约一对极距的换向片上。还有，电枢绕组的并联路数恒等于2，即 2a=2。