【直流机6（习题课）】在电机学课程中，直流电机是一个重要的学习模块。本节内容围绕“直流机6”展开，重点讲解直流电机的基本原理、结构特点及典型应用，并通过习题训练加深理解。
一、直流电机的基本工作原理
直流电机是将电能转换为机械能的装置，其核心原理基于电磁感应和电磁力定律。当电流通过电枢绕组时，在磁场中产生电磁转矩，使电枢旋转。
直流电机主要由以下几个部分组成：
- 定子（磁极）：提供恒定的磁场，通常由励磁绕组构成。
- 转子（电枢）：包含电枢绕组，是产生电磁转矩的关键部件。
- 换向器与电刷：用于实现电流方向的周期性变化，保证电机持续旋转。
根据励磁方式的不同，直流电机可分为：
- 他励式
- 并励式
- 串励式
- 复励式
二、直流电机的运行特性
1. 转速特性
转速与负载成反比，尤其在串励电机中表现明显。
2. 转矩特性
转矩与电枢电流成正比，适用于需要大启动转矩的场合。
3. 效率特性
效率随负载变化而变化，一般在额定负载附近达到最高。
三、典型习题解析
题目1：
一台他励直流电动机，额定电压为220V，额定电流为50A，电枢电阻为0.2Ω，求其额定输出功率。
解：
输入功率 $ P_{\text{输入}} = V \times I = 220 \times 50 = 11000W $
电枢损耗 $ P_{\text{铜损}} = I^2 R = 50^2 \times 0.2 = 500W $
输出功率 $ P_{\text{输出}} = 11000 - 500 = 10500W $
题目2：
一台并励直流发电机，额定电压为220V，额定电流为100A，励磁电阻为110Ω，电枢电阻为0.1Ω，求其额定输出功率。
解：
励磁电流 $ I_f = \frac{U}{R_f} = \frac{220}{110} = 2A $
电枢电流 $ I_a = I + I_f = 100 + 2 = 102A $
输入功率 $ P_{\text{输入}} = U \times I_a = 220 \times 102 = 22440W $
电枢损耗 $ P_{\text{铜损}} = I_a^2 R = 102^2 \times 0.1 = 1040.4W $
输出功率 $ P_{\text{输出}} = 22440 - 1040.4 = 21399.6W $
四、总结与思考
直流电机因其良好的调速性能和控制特性，在工业中广泛应用。通过本节课的习题练习，可以更好地掌握其基本原理和计算方法。建议同学们多做相关题目，结合实际案例进行分析，提升对直流电机的理解能力。
如需进一步探讨直流电机的控制策略或实际应用，请继续关注后续课程内容。
