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一台并励直流电动机的技术数据如下

一台并励直流电动机的技术数据如下
一台并励直流电动机的技术数据如下

一台并励直流电动机的技术数据如下:P N=5.5KW,U N=110V,

I N=61A,额定励磁电流I fn=2A, n N=1500r/min,电枢电阻

R a =0.2Ω,若忽略机械磨损和转子的铜耗,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。

n0=U N n N/(U N-I N R a) T N=9.55P N/n N

=110*1500/(110-61*0.2) =9.55*5500/1500

=1687 r/min

1687

3.10一台他励直流电动机的技术数据如下:P N=6.5KW,U

=220V, I N=34.4A, n N=1500r/min, R a =0.242Ω,试计算出N

此电动机的如下特性:

①固有机械特性;

②电枢服加电阻分别为3Ω和5Ω时的人为机械特性;

③电枢电压为U N/2时的人为机械特性;

④磁通φ=0.8φN时的人为机械特性;

并绘出上述特性的图形。

①n0=U N n N/(U N-I N R a)

=220*1500/220-34.4*0.242

= 1559r/min

T N=9.55P N/n N

=9.55*6500/1500

=41.38Nm

②n=U/K eφ-(R a+R ad)T/K e K tφ2

= U/K eφ-(R a+R ad)T/9.55K e2φ2当3Ωn=854r/min

当5Ωn=311 r/min

③n= U/K eφ-R a T/9.55K e2φ2

当U N=0.5U N时n=732 r/min

n0=U N n N/2(U N-I N R a)

=780 r/min

④n= U/0.8K eφ-R a T/9.55K e2φ20.82

当φ=0.8φ时n=1517 r/min

n0=U N n N/0.8K eφ

=1964 r/min

试求:①线电压为380V时,三相定子绕组应如何接法?

②求n0,p,S N,T N,T st,T max和I st;

③额定负载时电动机的输入功率是多少?

①线电压为380V时,三相定子绕组应为Y型接法.

②T N=9.55P N/n N=9.55*3000/960=29.8Nm

Tst/ T N=2 Tst=2*29.8=59.6 Nm

T max/ T N=2.0 T max=59.6 Nm

I st/I N=6.5 I st=46.8A

一般n N=(0.94-0.98)n0n0=n N/0.96=1000 r/min

S N= (n0-n N)/ n0=(1000-960)/1000=0.04

P=60f/ n0=60*50/1000=3

③η=P N/P输入

P输入=3/0.83=3.61

5.11有一台三相异步电动机,其铭牌数据如下:

①当负载转矩为250N·m时,试问在U=U N和U`=0.8U N两种情

况下电动机能否启动?

T N=9.55 P N/ n N

=9.55*40000/1470

=260Nm

Tst/T N=1.2

Tst=312Nm

Tst=KR2U2/(R22+X202)

=312 Nm

312 Nm>250 Nm 所以U=U N时电动机能启动。

当U=0.8U时Tst=(0.82)KR2U2/(R22+X202)

=0.64*312

=199 Nm

Tst

②欲采用Y-△换接启动,当负载转矩为0.45 T N和0.35 T N两种情

况下, 电动机能否启动?

Tst Y=Tst△/3

=1.2* T N /3

=0.4 T N

当负载转矩为0.45 T N时电动机不能启动

当负载转矩为0.35 T N时电动机能启动

③若采用自耦变压器降压启动,设降压比为0.64,求电源线路

中通过的启动电流和电动机的启动转矩。

I N= P N/ U NηN cosφN√3

=40000/1.732*380*0.9*0.9

=75A

I st/I N=6.5

I st=487.5A

降压比为0.64时电流=K2 I st

=0.642*487.5=200A

电动机的启动转矩T= K2 Tst=0.642312=127.8 Nm

直流电动机分类

直流电动机分类 直流电动机按结构及工作原理可划分:(1)无刷直流电动机和(2)有刷直流电动机。 (1)无刷直流电动机:无刷直流电动机是将普通直流电动机的定子与转子进行了互换。其转子为永久磁铁产生气隙磁通:定子为电枢,由多相绕组组成。在结构上,它与永磁同步电动机类似。无刷直流电动机定子的结构与普通的同步电动机或感应电动机相同.在铁芯中嵌入多相绕组(三相、四相、五相不等).绕组可接成星形或三角形,并分别与逆变器的各功率管相连,以便进行合理换相。转子多采用钐钴或钕铁硼等高矫顽力、高剩磁密度的稀土料,由于磁极中磁性材料所放位置的不同.可以分为表面式磁极、嵌入式磁极和环形磁极。由于电动机本体为永磁电机,所以习惯上把无刷直流电动机也叫做永磁无刷直流电动机。 (2)有刷直流电动机可划分:(2、1)永磁直流电动机和(2、2)电磁直流电动机。 (2、1)永磁直流电动机划分:稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。 (2、1、1)稀土永磁直流电动机:体积小且性能更好,但价格昂贵,主要用于航天、计算机、井下仪器等。

(2、1、2)铁氧体永磁直流电动机:由铁氧体材料制成的磁极体,廉价,且性能良好,广泛用于家用电器、汽车、玩具、电动工具等领域。 (2、1、3)铝镍钴永磁直流电动机:需要消耗大量的贵重金属、价格较高,但对高温的适应性好,用于环境温度较高或对电动机的温度稳定性要求较高的场合。 (2、2)电磁直流电动机划分:串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。 (2、2、1)串励直流电动机:电流串联,分流,励磁绕组是和电枢串联的,所以这种电动机内磁场随着电枢电流的改变有显著的变化。为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降,励磁绕组的电阻越小越好,所以直流串励电动机通常用较粗的导线绕成,他的匝数较少。 (2、2、2)并励直流电动机:并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组相并联,作为并励发电机来说,是电机本身发出来的端电压为励磁绕组供电;作为并励电动机来说,励磁绕组与电枢共用同一电源,从性能上讲与他励直流电动机相同。 (2、2、3)他励直流电动机:励磁绕组与电枢没有电的联系,励磁电路是由另外直流电源供给的。因此励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。

他励直流电动机地能耗制动

课程设计名称:电机与拖动课程设计 题目:他励直流电动机的能耗制动 学期:2013-2014学年第2学期 专业: 班级: 姓名: 学号: 指导教师:

课程设计任务书 一、设计题目 他励直流电动机的能耗制动 二、设计任务 对一台已知额定参数的他励直流电动机进行能耗制动,设计求出合适的制动电阻R b , 并设计求出在已知制动电阻R b 采用稳定下放重物时的转速n。 已知一台他励直流电动机P N =22kW,U aN =220V,I aN =115A,n N =1500r/min.I amax =230A,T 忽略不计。 (1)拖动T L =120N?m的反抗性恒转矩负载运行,采用能耗制动迅速停机,电枢电路 中至少要串联多大的制动电阻R b ? (2)拖动T L =120N?m的位能性恒转矩负载运行,采用能耗制动以1000r/min的速度 稳定下放重物,电枢电路中至少要串联多大的制动电阻R b ? 三、设计计划 第一天,熟悉题目,查阅有关资料,并进行初步的规划。 第二天,进行设计,并记录有关的数据和过程。 第三天,继续完善设计。 第四天,完成课程设计任务书。 第五天,进行答辩。

课程设计成绩评定表

目录 1.直流电动机的基本结构和工作原理 (1) 1.1直流电动机的基本结构 (1) 1.2直流电动机的工作原理 (3) 2.他励直流电动机的制动方法和制动过程 (4) 2.1直流电动机之他励直流电动机 (4) 2.1.1 电流 (4) 2.1.2 转速 (5) 2.2他励直流电动机的制动方法和制动过程 (5) 2.2.1他励直流电动机能耗制动过程之迅速停机 (6) 2.2.2他励直流电动机能耗制动过程之下放重物 (7) 3、参数的设定与计算 (9) 3.1中间参数的计算 (9) 3.2迅速停机时的制动电阻b R (10) 3.3下放重物时的制动电阻b R (10) 3.4迅速停机过程参数与稳定下放重物过程参数的对比 (11)

直流并励电机

专业:电子信息工程 姓名: 实验报告 课程名称:电机与拖动指导老师:卢琴芬成绩: 实验名称:直流并励电动机同组学生姓名:刘雪成李文鑫 一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。 2.掌握直流并励电动机的调速方法。 二、实验内容 1.工作特性和机械特性 保持U=U N和I f=I fN不变,测取n、M2、n=f(Ia)及n=f(M2)。 2.调速特性 (1)改变电枢电压调速 保持U=U N,I f=I fN常值,M2=常值,测取n=f(Ua)。 (2)改变励磁电流调速 保持U=U N,M2=常值,R1=0,测取n=f(I f)。 (3)观察能耗制动过程 三、实验步骤 1. 并励电动机的工作特性和机械特性 实验线路如图所示。电机选用D17直流并励电动机,测功机(请阅测功机使 用说明)作为电动机负载。按照实验一方法起动直流并励电动机,其转向从测功 机端观察为逆时针方向。 将电动机电枢调节电阻R l调至零,同时调节直流电源调压旋钮、测功机的加 载旋钮和电动机的磁场调节电阻R f,调到其电机的额定值U=U N,I=I N,n=n N, 其励磁电流即为额定励磁电流I fN,在保持U=U N和I=I fN不变的条件下,逐次减 小电动机的负载,即将测功机的加载旋钮逆时针转动直至零。测取电动机输入电 流I、转速n和测功机的转矩M,共取6—7组数据,记录于表中。

2.调速特性 (1) 改变电枢端电压的调速 直流电动机起动后,将电阻R l调至零,同时调节负载(测功机)、直流电源及电阻R f使U=U N、I f=I fN、M2=0.5 N·m,保持此时的M2的数值和I f=I fN,逐次增加R1的阻值,即降低电枢两端的电压Ua,R l从零调至最大值,每次测取电动机的端电压Ua、转速n和输入电流I, 共取5—6组数据,记录于表中。 (2) 改变励磁电流的调速 直流电动机起动后,将电阻R l和电阻R f调至零,同时调节直流调压旋钮和测功机加载旋钮,使电动机U=U N,I f=I fN,M2=0.5N·m,保持此时的M2数值和U=U N的值,逐次增加磁场电阻R f,直至n=1.3n N,每次测取电动机的n、I f和I,共取5—6组数据,记录于表中。 四、实验数据及处理 1. 并励电动机的工作特性和机械特性 表1-6 U=U N=220V,I f=I fN=82.1mA,Ra=20 Ω 实验数据I (A) 1.080.990.800.520.430.280.16 n(r/min)1602161516281677169917221745 M2 (N.m) 1.060.960.860.420.320.130 计算数据Ia (A) 1.000.910.720.440.350.20.08 P2 (W)177.74 162.28 146.54 73.72 56.91 23.43 0.00 η (%)0.748 0.745 0.833 0.644 0.602 0.380 0.000 Δn= N N n n n 0×l00%=9.1% 1 2

浅谈直流电动机的几个问题

浅谈直流电动机的几个问题 摘要:在拖动系统中直流电动机以其结构简单、易于控制、调速性能好等优点得到广泛的应用。但直流电动机在应用过程中也容易出现一些问题,本文结合直流电动机在应用过程中易于出现的问题及常用的处理方法提出了自己的看法。 关键词:调速;励磁;积复励;串激绕组 拖动系统中直流电动机以其结构简单,调速性能好,控制方便灵活而得到广泛应用。但直流电动机应用常常会遇到一些问题,下面就直流电动机中常出现的问题加以探讨、分析。 1.怎样调整直流电动机的电刷,使它位于中性线上? 把直流电动机的电刷调整到中性线上,有助于改善电动机的性能,特别是经常需要正、反转的电动机,要求更严格。调整电刷到中性线的办法有如下几种: (1)电动机正、反转。直流电动机在空载情况下,让它正转和反转,保持正、反转时的电枢电压和励磁电压不变,用测速表测量电动机正、反转的转速。如果两个转速不一样,就小心调整电刷的位置,稍微向顺时针或逆时针方向移动,直到正、反转时速相同,这时,电刷就位于中性线上。 (2)感应法。电动机处于静止状态,向励磁绕组供给直流低电压,通过开关控制或用手拿着导线,瞬时接触直流电动机接线盒内的励磁绕组接线端,使励磁绕组有瞬时直流电流通过,用指针式万用表直流低电压档测量相邻两只电刷上的感应电压。若励磁电瞬时通断时,万用表的指针摆动大,表明电刷未调至中性线,应缓慢调整电刷位置,使感应电压最小。测量感应电压时,最好用零点在中间的直流毫伏表,检查就更准确。检查时,电动机电枢位置反复测几次,若感应电压几乎为零,这时电刷就位于中性线上,如图1—1所示。 (3)发电机最大电压法。让直流电动机动性在发电状下运行,保持原动机转速和直流电机励磁电流不变,移动电刷位置,当电刷位于中性线时,电枢的输出电压最大。 2直流电动机不能起动的原因是什么?如何分析和检查? 直流电动机不能起动的原因较多。通常可凭经验来判断其故障所在,但这种方法不一定准确,应使用较系统、科学的分析和检查方法。故障的检查可从电动机方面开始,往电源方向寻找原因;也可从电源方面开始,往电动机方向检查。此外,还应利用电源柜上装有指示电动机动电枢电压、磁场电压、电流的电压表和电流表作进一步的分析判断,以便更迅速、准确地找出问题所在。常见的故障原因、分析和处理方法如下: (1)熔丝烧毁或熔断器底座的接线松动,造成接口跳火而烧断。

他励、串励、并励、复励直流电动机的机械特性_及其工作特性与应用领域1

他励、串励、并励、复励直流电动机的机械 特性,及其工作特性与应用领域 一、他励直流电动机的机械特性,及其工作特性与应用领域 图中:n0为理想空载转速 n’0是实际空载转速。 他励电机的机械特性曲 线斜率小,机械硬度高。 他励直流电动机工作特性 1. 转速特性 2. 转矩特性 T T C C '=Φ 3. 效率特性 a a e e R U n I C C = + Φ Φ e T a T a T C I C I '==Φ2Fe mec Cuf a a a c 21a f 2Δ100%1() p p p I R I U P P U I I ??++++η= ?=- ?? +? ?

应用领域 他励电动机常用于转速不受负载影响又便于在大范围内调速的生产机械。如大型车床、龙门刨床。 二、串励直流电动机的机械特性, 串励电动机的机械特性为双曲线, 转速随转矩的增加而下降速率很快,称为软特性 Rj=0为自然机械特性 Rj不等于零为人工机械特性 工作特性

电动势平衡方程式 电动势公式 转矩平衡方程式 转矩公式 (其中,R fc 为串励绕组电阻) 应用领域 串励电机因转速可调范围广,启动扭矩大的特点被广泛的应用于电动工具,厨房用品,地板护理产品领域。 a e a a E C n C I n '==Φe 20 T T T =+2e T a T a T C I C I '==Φa e f C C K '=T T f C C K '=2e 200 602πP T T T T n =+=+?

三、并励直流电动机的机械特性 n0为理想空载转速,与端电压有关, 直线斜率k<0,表明n是T的减函数, 其下降速率与调节电阻Rj大小有关。 Rj=0为自然机械特性 Rj不等于零为人工机械特性 Rj=0时,特征曲线接近于水平线,表示硬特性。即硬度高。工作特性

实验二 直流并励电动机

实验二直流并励电动机 一.实验目的 1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。 2.掌握直流并励电动机的调速方法。 二.预习要点 1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性? 2.直流电动机调速原理是什么? 三.实验项目 1.工作特性和机械特性 保持U=U N和I f=I fN不变,测取n、T2、n=f(I a)及n=f(T2)。 2.调速特性 (1)改变电枢电压调速 保持U=U N、I f=I fN=常数,T2=常数,测取n=f(Ua)。 (2)改变励磁电流调速 保持U=U N,T2 =常数,R1 =0,测取n=f(I f)。 (3)观察能耗制动过程 四.实验设备及仪器 1.NMEL系列电机教学实验台的主控制屏。 2.电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量(NMEL-13)。 3.可调直流稳压电源(含直流电压、电流、毫安表) 4.直流电压、毫安、安培表(NMEL-06)。 5.直流并励电动机。M03 (U N=220v,I N=1.1A,n N=1600) 6.波形测试及开关板(NMEL-05)。 7.三相可调电阻900Ω(MEL-03)。 五.实验方法 1.并励电动机的工作特性和机械特性。 实验线路如图1-6所示 U1:可调直流稳压电源 R1、R f:电枢调节电阻和磁场调节电阻, 位于NMEL-09。

电机旋转,并调整电机的旋转方向,使电机正转。 b.直流电机正常起动后,将电枢串联电阻R1调至零,调节直流可调稳压电源的输出至220V,再分别调节磁场调节电阻R f和“转矩设定”电位器,使电动机达到额定值:U=U N=220V,Ia=I N,n=n N=1600r/min,此时直流电机的励磁电流I f=I fN(额定励磁电流)。 c.保持U=U N,I f=I fN不变的条件下,逐次减小电动机的负载,即逆时针调节“转矩设定”电位器,测取电动机电枢电流I a、转速n和转矩T2,共取数据7-8组填入表1-8中。表U=U N=221V I f=I fN=56.1mA I f2=1.1 A

他励直流电动机的机械特性

他励直流电动机的机械特性 一、实验目的 了解和测定他励直流电动机在各种运转状态的机械特性 二、预习要点 1、改变他励直流电动机机械特性有哪些方法? 2、他励直流电动机在什么情况下,从电动机运行状态进入回馈制动状态?他励直流电动机回馈制动时,能量传递关系,电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况? 3、他励直流电动机反接制动时,能量传递关系,电动势平衡方程式及机械特性。 三、实验项目 1、电动及回馈制动状态下的机械特性 2、电动及反接制动状态下的机械特性 3、能耗制动状态下的机械特性 四、实验方法 1、实验设备 2、屏上挂件排列顺序 D51、D31、D42、D41、D31、D44 按图1接线,图中M用编号为DJ15的直流并励电动机(接成他励方式),MG用编号为DJ23的校正直流测功机,直流电压表V1、V2的量程为1000V,直流电流表A1、A3的量程为200mA,A2、A4的量程为5A。R1、R2、R3、及R4依不同的实验而选不同的阻值。 3、R2=0时电动及回馈制动状态下的机械特性

(1) R 1、R 2分别选用D44的1800Ω和180Ω阻 值,R 3选用D42上4 只900 Ω串联共3600Ω阻值,R 4 选用D42上1800Ω再加上D41上6只90Ω串联共2340Ω阻值。 (2) R 1阻值置最小位置,R 2、R 3及R 4阻值置最大位置,转速表置正向1800r/min 量程。开关S 1、S 2选用D51挂箱上的对应开关,并将S 1合向1电源端,S 2合向2'短接端。 (3) 开机时需检查控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置,然后按次序先开启控制屏上的“电源总开关”,再按下“开”按钮,随后接通“励磁电源”开关,最后检查R 2阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关,使他励直流电动机M 起动运转。调节“电枢电源”电压为 220V ;调节R 2阻值至零位置,调节R 3阻值,使电流表A 3为100mA 。 (4) 调节电动机M 的磁场调节电阻R 1阻值,和电机MG 的负载电阻R 4阻值(先调节D42上1800Ω阻值,调至最小后应用导线短接)。使电动机M 的n=n N =1600r/min ,I N =I f +I a =1.2A 。此时他励直流电动机的励磁电流I f 为额定励磁电流I fN 。保持U=U N =220V ,I f =I fN ,A 3表为100mA 。增大R 4阻值,直至空载(拆掉开关S 2的2'上的短接线),测取电动机M 在额定负载至空载范围的n 、I a ,共取8-9组数据记录于表1中。 (5) 在确定S 2上短接线仍拆掉的情况下,把R 4调至零值位置(其中D42上1800Ω阻值调至零值后用导线短接),再减小R 3阻值,使MG 的空载电压与电枢电源电压值接近相等 (在开关S 2两端测),并且极性相同,把开关S 2合向1'端。 (6) 保持电枢电源电压U=U N =220V ,I f =I fN ,调节R 3阻值,使阻值增加,电动机转速升高,当A 2表的电流值为0A 时,此时电动机转速为理想空载转速(此时转速表量程应打向正向3600r/min 档),继续增加R 3阻值,使电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至转速约为1900 r/min ,测取M 的n 、I a 。共取8~9组数据记录于表2中。 电枢电源 图 1他励直流电动机机械特性测定的实验接线图

实习一:直流并励电动机

实验一直流并励电动机 一.实验目的 1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。 2.掌握直流并励电动机的调速方法。 二.预习要点 1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性? 答:工作特性:当U = U N , R f + r f = C时,η, n ,T分别随P 2 变; 机械特性:当U = U N , R f + r f = C时, n 随 T 变; 2.直流电动机调速原理是什么? 答:由n=(U-IR)/Ceφ可知,转速n和U、I有关,并且可控量只有这两个,我们可以通过调节这两个量来改变转速。即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与负载两条特性的交点随之改变,从而达到调速的目的。 三.实验项目 1.工作特性和机械特性 保持U=UN和If=IfN不变,测取n=f(Ia)及n=f(T2)。 2.调速特性 (1)改变电枢电压调速 保持U=UN、If=IfN=常数,T2=常数,测取n=f(Ua)。 (2)改变励磁电流调速 保持U=UN,T2 =常数,R1 =0,测取n=f(If)。 (3)观察能耗制动过程 四.实验设备及仪器 1.MEL-I系列电机教学实验台的主控制屏。 2.电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量(MEL-13)、编码器、转速表。 3.可调直流稳压电源(含直流电压、电流、毫安表) 4.直流电压、毫安、安培表(MEL-06)。

I S :涡流测功机励磁电流调节,位于MEL-13。 (2)测取电动机电枢电流I a 、转速n和转矩T 2 ,共取数据7-8组填入表1-8中 表1-8U=U N=220V I f=I f N=K a=Ω 2.调 速 特 性 (1) 改变 电枢 端电 压的调速 f fN2 (2)改变励磁电流的调速 2= 一7接线 MEL-09) MEL-03中两只900Ω电阻 MEL-05) .直流电动机起动前, 测功机加载旋钮调至零. 实验做完也要将测功机负载钮调到零,否则电机起动时,测功机会受到冲击。 2.负载转矩表和转速表调零.如有零误差,在实验过程中要除去零误差。 3.为安全起动, 将电枢回路电阻调至最大, 励磁回路电阻调至最小。 4.转矩表反应速度缓慢,在实验过程中调节负载要慢。 5.实验过程中按照实验要求, 随时调节电阻, 使有关的物理量保持常量, 保证实验数据的正确性。 七.实验数据及分析

串励直流电动机工作原理

串励直流电动机工作原理 一、清点人数,记考勤 二、复习上节课相关知识 三、引入新课 1、组成:由定子、转子、电刷和换向器组成,如图2所示转子(电枢):产 生电磁转矩。 转子(磁场):产生磁场。 电刷:将直流电引入到电枢中。 换向器:保证同一磁极下电流的方向一致 1 —风扇; 2 —机座; 3 —电枢;4—主磁极;5 —电刷;6 —换向器;7 —接线板;8

—出线盒;9 —换向极;10 —端盖 图2直流电动机的组成 2、电动机的工作原理 基本工作原理:通电导体在磁场中产生电磁力,使导体产生旋转运动,实现了电能与机械能的转变。 工作情况:当蓄电池电流经过电刷引入电枢后,在线圈中有电流流过,方向如图所示根据左手定则,可以确定电磁力的方向,可见线圈在电磁力的作用下沿逆时针方向旋转。当线圈旋转过半圈后,两个换向片更换了接触的电刷,流过线圈的电流也发生了改变,但是电磁力矩的方向没有改变,这样就保证了电机始终向一个方向旋转,如图3所示。 图3直流电动机的工作原理 3、电动机的工作特性工作特性:直流串励式电动机的力矩M、转速n和功率P随电 枢电流变化的规律,如图4所示

空转制动 图4直流电动机的特性 转矩特性: 定义:电动机的转矩与电动机电流之间的关系 分析: ⑴起动瞬间,制动状态,电流值最大,电枢转速为零,力矩也相应达到最大值。且力矩与电流的平方成正比,因此力矩最大,易于发动机的起动。这就是汽车采用直流串励式电动机的主要原因。 ⑵随着转速的提高,力矩不断下降。 转速特性: 定义:电动机的转速与电动机电流之间的关系分析: ⑴当电枢电流增加时,电压降Is习R增加,在磁路未饱和时,①的值也增加,故n急剧下降。 ⑵直流串励电动机另一特性:重载时转速低,可保证发动机的安全起动,而在轻载时转速高,易造成飞车

复励直流电动机

6.1.4 复励直流电动机 复励直流电动机如图6.4所示,它有两个励磁绕组。一个与电枢串联一个则并联,这种电动机融合了串励和并励电动机的必要特性。复励电动机的连接方式有两种:积复励和差复励。积复励直流电动机的串、并磁场方向相同。差复励直流电动机的串、并励磁场则相反。串励绕组在电路中的位置也有两种,一种叫做短复励,复励绕组位于电枢的两端。长复励方式是将复励绕组放置在电枢和串励绕组的两端。 复励电动机即有与串励电动机相同的高转矩,也有并励电动机的优良调速性能。因此,当需要用到高转矩和优良调速性能时,可以选用复励直流电动机。而复励电动机最大缺点则是它花费昂贵。 6.2 直流电动机分析 直流电动机是能量流动反相的直流发电机。直流电动机将电能转换成机械能的形式。基于前面的内容,有三种类型的直流电动机:并励电动机,积复励电动机和串励电动机。为了强调所接串励绕组的串励磁通与并励磁通是相加的,在复励电动机前面加一个“积”字。串励电动机与串励发电机不同,它的应用很广泛,尤其是在牵引式负载的场合。因此,下面将会针对这种机器进行讲述。 直流电动机在这三种类型的任何一种形式下的工作特性可以以等效电路、特性方程组、功率流程图以及磁化曲线来描述。等效电路如图6.5所示。应该注意的是,现在电枢感应电压被处理成为反电动势。通过施加一些约束条件,可以得到所需工作模式的正确等效电路。例如,对于一个串励电动机,正确的等效电路是将Rf从图6.5中移除。 用于计算特性的方程组如下列出。 注意最后两个是修正后的方程式,用以说明对于电动机来说,Ut是施加的电压或电源电压,因此必须等于电压降的总和。同样地,线路电流等于电枢电流和励磁电流之和而不是之差。 功率流程图如图6.6所示。来自电网的功率输入提供给用于建立磁通量的磁场能量,以及用于维持Ia的电枢电路铜损耗。流过嵌入磁场中电枢导体的电流形成转矩,能量守恒定理要求电磁功率EaIa等于Twm,其中wm为稳态工作速度。从生成的机械功率中减去旋转损耗就得到了机械输出功率。 由于直流电动机的高度灵活性和可控性,它常被用于工业领域中一些艰巨的工作场合。它的这些特性是其他机电能量转换装置轻易所不能比拟的。直流电动机具备较宽的速度和转矩控制范围和优秀的加速减速性能。例如,加入合适的电枢电路阻抗,就可以在低于额定电流值的情况下得到额定的转矩。而且,只要对并励绕组进行合理的设计,就可以轻易得到超过4:1范围的速度调节能力。如果再加上电枢电压的控制,速度调解范围可以扩展到6:1。在一些电子控制设备中,速度范围可以达到40:1,它们用于为磁场和电枢电路提供直流能量。然而,控制电动机的尺寸是有限的。

他励直流电动机启动

运动控制系统课程设计 课题:他励直流电动机启动 系别:电气与信息工程学院 专业: 学号: 姓名: 指导教师:

城建学院 2015年1月4日 成绩评定· 一、指导教师评语(根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定)。

二、评分 课程设计成绩评定

目录 一、设计目的 (1) 二、设计要求 (1) 三、设计容 (1) 3.1、直流电动机 (1) 3.1.1直流电动机 (1) 3.1.2直流电动机的分类 (2) 3.1.3他励直流电机工作原理 (2) 3.2 他励直流电动机的启动 (3) 3.2.1 他励直流电动机串电阻启动 (3) 3.2.2 直流电动机电枢串电阻起动设计方案 (6) 3.2.3 多级启动的规律 (7) 3.3 结论 (7) 3.4他励直流电动机串电阻起动特性分析 (8) 四、设计体会 (10) 五、参考文献 (10)

一、设计目的 通过对一个实用控制系统的设计,综合运用科学理论知识,提高工程意识和实践技能,使学生获得控制技术工程的基本训练,培养学生理论联系实际、分析解决实际问题的初步应用能力。 二、设计要求 完成所选题目的分析与设计,进行系统总体方案的设计、论证和选择;系统单元主电路和控制电路的设计、元器件的选择和参数计算;课程设计报告的整理工作。 三、设计容 有一台他励直流电动机,已知参数如下Pan=200kw ;Uan=440v ;Ian=497A ;Nn=1500r/min;Ra=0.076Ω;采用分级启动,启动电流最大不超过2IA,,求出各段电阻值,并作出机械特性曲线,对启动特性进行分析。 他励直流电动机的启动时间虽然很短,但是如果不能采用正确的启动方法,电动机就不能正常地投入运行。为此,应对电动机的启动过程和方法进行必要的分析。 直接启动时,他励直流电动机电枢加额定电压Un,电枢回路不串任何电阻,此时由于n=0,Ea=0,所以启动电流Ist=Un/Ra,由于电枢回路总电阻Ra较小,所以Ist可以达到额定电流In的十几甚至几十倍。这样大的电流可能造成电机换向严重不良,产生火花,甚至正、负电刷间出现电弧,烧毁电刷及换向器。另外,过大的启动电流使启动转矩Tst过大,会使机械撞击,也会引起供电电网电波动,从而引起其他接于同一电网上的电气设备的正常运行,因此是不允许的。一般只有微型直流电动机,由于自身电枢电阻大,转动惯量小,启动时间短,可以直接启动,其他直流电机都不允许直接启动。 在拖动装置要求不高的场合下,可以采用降低启动电压或在电枢回路串电阻的方法。他励直流电动机在电枢回路中串电阻,具有良好的启动特性、较大的启动转矩和较小的启

直流电机习题

习题 2.1 直流发电机是如何发出直流电的?如果没有换向器,直流发电机能否发出直流电? 2.2 直流电机有哪些励磁方式?各有何特点?不同的励磁方式下,负载电流、电枢电流与励磁电流有何关系? 2.3 什么是电机的可逆性?为什么说发电机作用和电动机作用同时存在于一台电机中? 2.4 试述直流发电机和直流电动机主要额定参数的异同点。 2.5 直流电机由哪些主要部件组成?其作用如何? 2.6 一台Z 2型直流电动机,额定功率为N P =160kW ,额定电压N U =220V ,额定效率N η=90%,额定转速N n =1500r/min ,求该电机的额定电流。 2.7 一台Z 2型直流发电机,额定功率为N P =145kW ,额定电压N U =230V ,额定转速N n =1450r/min ,求该发电机的额定电流。 2.8 一台直流发电机额定容量N P =180kW ,额定电压N U =230V ,额定转速N n =1450r/min ,额定效率N η=89.5%,求额定输入功率和额定电流。 2.9 一台四极直流电机,采用单叠绕组,问: (1) 若取下一只或相邻两只电刷,电机是否可以工作? (2) 若只用相对两只电刷,是否可以工作? (3) 若有一磁极失去励磁将产生什么后果? 2.10 直流发电机和直流电动机的电枢电动势的性质有何区别,它们是怎样产生的?直流发电机和直流电动机的电磁转矩的性质有何区别,它们又是怎样产生的? 2.11 什么叫电枢反应?电枢反应对气隙磁场有什么影响? 2.12直流电机的电枢电动势和电磁转矩的大小取决于哪些物理量,这些量的物理意义如何? 2.13 若一台他励发电机的转速提高20%,空载电压会提高多少(励磁电阻保持不变)?若是一台并励发电机,则电压升高得多还是少(励磁电阻保持不变)? 2.14 直流电发电机和直流电动机的电枢反应有哪些共同点?有哪些主要区别? 2.15 换向磁极的作用是什么?它装在哪里?它的绕组如何励磁? 2.16 换向元件在换向过程中可能产生哪些电势?各是什么原因引起的?它们对换向器各有什么影响? 2.17 一台直流电动机改成发电机运行时,是否需要改接换向极绕组?为什么? 2.18 一台四极直流发电机,单叠绕组,每极磁通为61079.3?Wb ,电枢总导体数为152根,转速为1200r/min ,求电机的空载电动势? 2.19 一台直流发电机,2P =4,a =1,Z =35,每槽内有10根导体,如要在转速N n =1450r/min 时产生230V 电势,则每极磁通应为多少? 2.20 一台四极直流电动机,N n =1460r/min ,Z=36槽,每槽导体数为6,每极磁通为6102.2?=Φ Wb ,单叠绕组,问电枢电流为800A 时,能产生多大的电磁转矩?

直流电机习题答案

第二篇直流电机 一、填空题: 1.直流电机电枢导体中的电动势是电动势,电刷间的电动势是电动势。 交流;直流 2.直流电机电枢绕组中流过的电流方向是___________的,产生电磁转矩的方向是___________的(填变化或 不变)。 变化;不变 3.直流电机的主磁路不饱和时,励磁磁动势主要消耗在________上。 气隙 4.直流电机空载时气隙磁密的波形曲线为____________波。 平顶 5.直流电机的磁化特性曲线是指电机空载时______________与______________之间的关系曲线。 每极气隙磁通0与励磁磁动势2F f(F0) 6.一台6极他励直流发电机,额定电流为150A,若采用单叠绕组,则电枢绕组的支路电流为A,若 采用单波绕组,则电枢绕组的支路电流为A。 25;75 7.一直流电机,Q u=S=K=22,2p=4,右行单叠绕组,绕组节距y=y K= ,y1= ,y2= 。 5;1;4或6;1;5 8.一台四极直流电机,元件数为21,换向片数为____________,构成左行单波绕组,则合成节距为 ____________,第一节距为____________,第二节距为____________,并联支路数为______________。 21;10;5;5;2 9.直流电机电刷放置的原则是:。 空载时正负电刷间的感应电动势最大 10.直流电机的励磁方式分为____________、____________、____________、____________。 他励;并励;串励;复励 11.直流电机负载运行时,___________ 对__________ 的影响称为电枢反应。 电枢磁动势;励磁磁场 12.直流发电机的电磁转矩是___________转矩,直流电动机的电磁转矩是___________转矩。 制动;驱动(或拖动) 13.直流发电机,电刷顺电枢旋转方向移动一角度,直轴电枢反应是___________的;若为电动机,则直轴电 枢反应是___________的。 去磁;助磁(或增磁) 14.直流电机电刷在几何中性线上时,电枢反应的作用为:(1)_____________________________;(2)使物 理中性线_____________________________ ;(3)当磁路饱和时起_____________作用。 使气隙磁场发生畸变;;偏移几何中性线一个角度;;去磁作用 15.并励直流发电机自励建压的条件是:_____________________________,__________________________, __________________________________ 。 电机有剩磁;励磁绕组并联到电枢两端的极性正确;励磁回路的电阻小于与电机转速相应的临界电阻16.他励直流发电机的外特性是一条下垂的曲线,其原因有:(1)___________________;(2) ____________

直流串励式起动机

一选择题 1、直流串励式起动机中的“串励”是指(B )。 A 吸引线圈和保持线圈串联连接 B 励磁绕组和电枢绕组串联连接 C 吸引线圈和电枢绕组串联连接 2、下列不属于起动机控制装置作用的是( B )。 A 使可动铁心移动,带动拨叉使驱动齿轮和飞轮啮合或脱离 B 使可动铁心移动,带动接触盘使起动机的两个主接线柱接触或分开 C 产生电磁力,使起动机旋转 3、永磁式起动机中用永久磁铁代替常规起动机的( B )。 A 电枢绕组 B 励磁绕组 C 电磁开关中的两个线圈 4、起动机空转的原因之一是( B )。 A 蓄电池亏电 B 单向离合器打滑 C 电刷过短 5、下列不会引起起动机运转无力的是( A )。 A 吸引线圈断路 B 蓄电池亏电 C 换向器脏污 D 电磁开关中接触片烧蚀、变形 6、在起动机的解体检测过程中,( A )是电枢的不正常现象。 A 换向器片和电枢轴之间绝缘 B 换向器片和电枢铁心之间绝缘 C 各换向器片之间绝缘 7、在判断起动机不能运转的过程中,在车上短接电磁开关端子30和端子C时,起动机 不运转,说明故障在( B )。 A 起动机的控制系统中 B 起动机本身 C 不能进行区分 8、在( A )起动机中,采用直推的方式使驱动齿轮伸出和飞轮齿圈啮合。 A 常规起动机 B 平行轴式减速起动机 C 行星齿轮式减速起动机 9、减速起动机和常规起动机的主要区别在于( C )不同。 A 直流电动机 B 控制装置 C 传动机构 10、在行星齿轮式减速起动机中,行星齿轮( B )。 A 只是围绕各自的中心轴线转动 B 沿着内齿圈公转 C 边自转边公转 11、起动机驱动轮的啮合位置由电磁开关中的( A )线圈的吸力保持。 A 保持 B 吸引 C 初级D次级 12、电动车窗中的电动机一般为( C )。 A 单向直流动电机 B 双向交流电动机 C 永磁双向直流电动机 13、车窗继电器,1、3端子间是线圈,如果用蓄电池将两端子连接,则2、4端子之间应( A ) A 通路 B 断路 C 时通时断 14、检查电动车窗左后电动机时,用蓄电池的正负极分别接电动机连接器端子后,电动机转动,互换正负极和端子的连接后,电机反转,说明( A )。 A 电动机状况良好 B 不能判断电动机的好坏 C 电机损坏 15、在电加热座椅电路图中,节温器开关断开,将会使( A )。 A 快速加热系统失效 B 低速加热系统失效 C 快速和低速加热均系统失效 16、在电动座椅中,一般一个电机可完成座椅的( B )。 A 一个方向的调整 B 两个方向的调整 C 三个方向的调整 17、每个电动后视镜的后面都有( B )电动机驱动。 A 一个 B 两个 C 四个 18、中控门锁系统中的门锁控制开关用于控制所有门锁的开关,安装在( A )。 A 驾驶员侧门的内侧扶手上 B 每个门上 C 门锁总成中 19、门锁位置开关位于( A )。

直流电动机相关知识

一、直流电机的结构 由直流电动机和发电机工作原理示意图可以看到,直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子,定子的主要作用是产生磁场,由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子,其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电机进行能量转换的枢纽,所以通常又称为电枢,由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。 1. 定子 (1)主磁极 主磁极的作用是产生气隙磁场。主磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组成。铁心一般用0.5mm~1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成,分为极身和极靴两部分,上面套励磁绕组的部分称为极身,下面扩宽的部分称为极靴,极靴宽于极身,既可以调整气隙中磁场的分布,又便于固定励磁绕组。励磁绕组用绝缘铜线绕制而成,套在主磁极铁心上。整个主磁极用螺钉固定在机座上。 (2)换向极 换向极的作用是改善换向,减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的换向火花,一般装在两个相邻主磁极之间,由换向极铁心和换向极绕组组成。换向极绕组用绝缘导线绕制而成,套在换向极铁心上,换向极的数目与主磁极相等。 (3)机座 电机定子的外壳称为机座。机座的作用有两个:一是用来固定主磁极、换向极和端盖,并起整个电机的支撑和固定作用;二是机座本身也是磁路的一部分,借以构成磁极之间磁的通路,磁通通过的部分称为磁轭。为保证机座具有足够的机械强度和良好的导磁性能,一般为铸钢件或由钢板焊接而成。 (4)电刷装置 电刷装置是用来引入或引出直流电压和直流电流的。电刷装置由电刷、刷握、刷杆和刷杆座等组成。电刷放在刷握内,用弹簧压紧,使电刷与换向器之间有良好的滑动接触,刷握固定在刷杆上,刷杆装在圆环形的刷杆座上,相互之间必须绝缘。刷杆座装在端盖或轴承内盖上,圆周位置可以调整,调好以后加以固定。 2. 转子(电枢) (1)电枢铁心 电枢铁心是主磁路的主要部分,同时用以嵌放电枢绕组。一般电枢铁心采用由0.5mm 厚的硅钢片冲制而成的冲片叠压而成,以降低电机运行时电枢铁心中产生的涡流损耗和磁滞损耗。叠成的铁心固定在转轴或转子支架上。铁心的外圆开有电枢槽,槽内嵌放电枢绕组。 (2)电枢绕组 电枢绕组的作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电机进行能量变换的关键部件,所以叫电枢。它是由许多线圈(以下称元件)按一定规律连接而成,线圈采用高强度漆包线或玻璃丝包扁铜线绕成,不同线圈的线圈边分上下两层嵌放在电枢槽中,线圈与铁心之间以及上、下两层线圈边之间都必须妥善绝缘。为防止离心力将线圈边甩出槽外,槽口用槽楔固定。线圈伸出槽外的端接部分用热固性无纬玻璃带进行绑扎。 (3)换向器 在直流电动机中,换向器配以电刷,能将外加直流电源转换为电枢线圈中的交变电流,使电磁转矩的方向恒定不变;在直流发电机中,换向器配以电刷,能将电枢线圈中感应产生的交变电动势转换为正、负电刷上引出的直流电动势。换向器是由许多换向片组成的圆柱体,换向片之间用云母片绝缘,换向电枢槽的结构片的紧固,换向片的下部做成鸽1—槽楔2

电机与拖动基础直流并励电动机实验报告

电机与拖动基础实验报告实验名称: 直流并励电动机实验成员:

一、实验目的 1、掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。 2、掌握直流并励电动机的调速方法。 二、实验项目 1、了解DD01电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正过的直流电机、变阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。 2、用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。 3、直流他励电动机的起动、调速及改变转向。 1、工作特性和机械特性 保持U=U N和I f=I fN不变,测取n、T2、η=f(I a)、n=f(T2)。 2、调速特性 (1)改变电枢电压调速 保持U=U N、I f=I fN=常数,T2=常数,测取n=f(U a)。 (2)改变励磁电流调速 保持U=U N,T2=常数,测取n=f(I f)。 (3)观察能耗制动过程 三、实验方法 1、实验设备 2、屏上挂件排列顺序 D31、D42、D51、D31、D44

3、并励电动机的工作特性和机械特性 1)按图2-6接线。校正直流测功机 MG 按他励发电机连接,在此作为直流电动机M 的负载,用于测量电动机的转矩和输出功率。R f1选用D44的1800Ω阻值。R f2 选用D42的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。R 1用D44的180Ω阻值。R 2选用D42的900Ω串联900Ω再加900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。 图2-6 直流并励电动机接线图 2)将直流并励电动机M 的磁场调节电阻R f1调至最小值,电枢串联起动电 阻R 1调至最大值,接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动,其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。 3)M 起动正常后,将其电枢串联电阻R 1调至零,调节电枢电源的电压为220V ,调节校正直流测功机的励磁电流I f2为校正值(50mA 或100 mA ),再调节其负载电阻R 2和电动机的磁场调节电阻R f1,使电动机达到额定值: U =U N ,I =I N ,n =n N 。此时M 的励磁电流I f 即为额定励磁电流I fN 。 4)保持U =U N ,I f =I fN ,I f2为校正值不变的条件下,逐次减小电动机负载。 + 电枢电源I S 励磁电源 I R 2

直流电动机工作原理

7.2.2 直流电动机工作原理与结构 图7-4 直流电动机模型 图7-4是一个最简单的直流电动机模型。在一对静止的磁极N和S之间,装设一个可以绕Z-Z'轴而转动的圆柱形铁芯,在它上面装有矩形的线圈abcd。这个转动的部分通常叫做电枢。线圈的两端a和d分别接到叫做换向片的两个半圆形铜环1和2上。换向片1和2之间是彼此绝缘的,它们和电枢装在同一根轴上,可随电枢一起转动。A和B是两个固定不动的碳质电刷,它们和换向片之间是滑动接触的。来自直流电源的电流就是通过电刷和换向片流到电枢的线圈里。

图7-5 换向器在直流电机中的作用 当电刷A和B分别与直流电源的正极和负极接通时,电流从电刷A流入,而从电刷B流出。这时线圈中的电流方向是从a流向b,再从c流向d。我们知道,载流导体在磁场中要受到电磁力,其方向由左手定则来决定。当电枢在图7-5(a)所示的位置时,线圈ab边的电流从a流向b,用表示,cd边的电流从c流向d,用⊙表示。根据左手定则可以判断出,ab边受力的方向是从右向左,而cd边受力的方向是从左向右。这样,在电枢上就产生了反时针方向的转矩,因此电枢就将沿着反时针方向转动起来。 当电枢转到使线圈的ab边从N极下面进入S极,而cd边从S极下面进入N极时,与线圈a端联接的换向片1跟电刷B接触,而与线圈d端联接的换向片2跟电刷A接触,如图7-5(b)所示。这样,线圈内的电流方向变为从d流向c,再从b流向a,从而保持在N极下面的导体中的电流方向不变。因此转矩的方向也不改变,电枢仍然按照原来的反时针方向继续旋转。由此可以看出,换向片和电刷在直流电机中起着改换电枢线圈中电流方向的作用。

直流并励电动机的机械特性和调速

实验一直流并励电动机的机械特性和调速 一、实验目的 1、掌握用实验方法测取直流并励电动机的机械特性。 2、掌握直流并励电动机的调速方法。 二、预习要点 1、什么是直流电动机的机械特性? 2、直流电动机调速原理是什么? 三、实验项目 1、机械特性 保持U=U N和I f=I fN不变,测取n、T2,得到n=f(T2) 2、调速特性 (1)改变电枢电压调速 保持U=U N、I f=I fN=常数,T2=常数,测取n=f(U a) (2)改变励磁电流调速 保持U=U N,T2=常数,测取n=f(I f) 四、实验方法 1、实验设备

2、屏上挂件排列顺序 D31、D42、D51、D31、D44 3、并励电动机的机械特性 1)按图1-1接线。校正直流测功机MG按他励发电机连接,在此作为直流电动机M的负载,用于测量电动机的转矩和输出功率。R f1选用D44的1800Ω阻值。R f2选用D42的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。R1用D44的180Ω阻值。R2选用D42的900Ω串联900Ω再加900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。

图1-1 直流并励电动机接线图 2)将直流并励电动机M的磁场调节电阻R f1调至最小值,电枢串联起动电阻R1调至最大值,接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动,其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。 3)M起动正常后,将其电枢串联电阻R1调至零,调节电枢电源的电压为220V,调节校正直流测功机的励磁电流I f2为校正值(100 mA),再调节其负载电阻R2和电动机的磁场调节电阻R f1,使电动机达到额定值: U=U N,I=I N,n=n N。此时M的励磁电流I f即为额定励磁电流I fN。 4)保持U=U N,I f=I fN,I f2为校正值不变的条件下,逐次减小电动机负载。测取电动机电枢输入电流 I,转速n和校正电机的负载电流I F(由校正曲线查 a 出电动机输出对应转矩T2)。共取数据9-10组,记录于表1-1中。 表1-1 U=U N=V I f=I fN= mA I f2= mA

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