《电机与拖动基础》习题解答.docx

《电机与拖动基础》习题解答.docx

《电机与抱助基珊》习题解答

第一章直流电机原理

P33 1-21-台并励肓流发电机P V = 16W, S=230V,/厂69.6A,g=1600r/min,电枢冋路电阻R 厂0.128Q,励磁冋路电阻心=1500,额定效率仏=85.5%. 试求额定T 作状态下的励磁电流、电枢电流、电枢电动势、电枢铜耗、输入功率、电磁功率。

解：/炉=字=瞥R.53A

仃厂/斗+/外=69.6+1.53=71.13/1

K （ 1J\J

E (I N =U N + I aN R a =230+ 71.13x0.128 =239.1 V

Pcua = /^2 /?a = 71.132 x0.128=647.6W E aN 7,jV = 239.1 x

71.13 = 17kW

1-29并励有流发电机P N =7.5kW, U N =220V, I n =40.GA, n N

=3000r/min,Ra=0.213定励磁电流/刖=0.683A,不计附加损耗，求电机工作在额定

状态下的电枢电流、额定效率、输出转矩、电枢铜耗、励磁铜耗、空载损耗、电磁功率、电磁转矩及空载转矩。 解：I a = I N ? /刖=40.6-0.683=40/1

Pi=U N g = 220 X 40.6 =8932W

^=7

X 100%=^X ,00%=84%

p (^=//Ra=402

x0.213=341 IV

p cuf =［建? R 『=U “

= 220 x 0.683 =1501^

P O = P\—P N — %厂 P 呵=8932 - 7500-341-150 = 941

P 厂 P\— P cua 一 Pc U f = 8932 - 341 -150 = 8441 W C9550

也~=9550 冬丝=27N -m zz v 3000 7； =T-T 2 =27-24=3 N ? m

第二章电力拖动系统的动力学

P48

2-9负载的机械特性又哪几种主要类型？各有什么特点？

答：负载的机械特性有：恒转矩负载特性、风机、泵类负载特性以及恒功率负载特性，其中恒转矩负载特性又有反抗性恒转矩负载与位能性恒转 矩负载，反抗性负载转矩的特点是它的绝对值大小不变，但作用方向总是与旋转方向相反，是阻碍运动的制动性转矩，而位能性转矩的特点是转

输出功率p 1N = ^L

16 16

85.5% 85.5%

7； =9550厶 5 =9550x^-=24/V ?加

3000 R

f

220

-0.683

= 322Q

矩绝对值大小恒定不变，而作用方向也保持不变。风机、泵类、负载特性的特点是其转矩与转速的二次方成正比即T f x ?2,这类生产机械只能

单方向旋转。恒功率负载特性的特点是在不同速度下负载转矩7；与转速n羌不多成反比即=常数。

第三章直流电动机的电力拖动

3?29电动机的数据同上题。试计算并画出下列机械特性：（1）电枢冋路总电阻为0.5心时的人为特性。（2）电枢I叫路总电阻为2心的人为机械特

性。（3）电源电压为0.55,电枢冋路不串入电阻时的人为机械特性。（4）电源电压为卩“,电枢不串入电阻，①= 0.5①v时的人为机械特性。 —1.71x0」29 = 0.2260, 7? ；2=227?^ =1.712X 0」29 =

0.3770 ,

= 0.038Q, C O.,v =

- = 0.208 ,

T N =9.55C^N I N =606N.m,心二纽= |||

0.721Q,

"厂台T 謊"關/min 。

(1) 电枢冋路总电阻为0.5心时:

/z = 1058——― x606 = 1058-528.7 = 529.3/7 min , n = 1058-0.873T , 9.55x0.20* 根据(1058, 0)和(529.3, 606)两点可画出曲线1。

(2) 电枢冋路总电阻为2心时:

C C *70 1

“=1058 -------- --- ——x 606 = 1058 - 2115 = -1057r / min ,

/z = 1058-0.76 IT ,

9.55x0.20*

根据(1058, 0)和(-1057, 606)两点可画出曲线2。 (3)

电源电压为0.5[/v ,尺.=0时:

/Z = 0.5x1058-空聖X305 = 529-56 = 473广/min , n = 529-0.092T , 0.208 根据(529, 0)和(473, 606)两点可画出曲线3。

(4) 0 = 0.5①厂 U =U 『—0时: 〃()

0.5Cg 0.5 鴛矿2g/nu —0.368T,

H =

/1()

■ a

0.5Q

2ii5 — °°Wx3(b=2ii5 — iii = 2004r/min,

0.5x0.208

根据(2115, 0)和(2004, 606/2)两点可画出曲线4。 (

图略) 3-30Z 2 -71型他励直流电动机，P N = l.SkW , I N =85.2/1 ,

= 750r/min , R a =0.1290,采用电枢串电阻分三级起动，最大起动电流为2g ,

试计算备级起动电阻值。 解：人=2几=2x85.2 = 170.44,

2 110x85.2-7.5xl0

3 =—x - 3 85.22

= 0.1720,

2卡罟=99如?17厶，满足要求。

R寸3 = 0.646Q ,

，-H=0.226-0.129 = 0.0970,

⑺=心—心=0.377-0.226 = 0」51Q,

=/?,_/?/2 =0.646 — 0.377 = 0.2690。

3-35 他励直流电动机P N = 29kW , U N =440V , /v = 76A , n

N =1000r/min

/?“ =0.3760,采用降低电源电压及弱磁调速，要求最低理想空载转速n()min = 250r/min ,最高理想空载转速W()max = 1500/7min ,试求：(1) T = T V时的最低转速及此时的静弟率。(2)拖动恒功率

负载P2=P N时的最高转速。(3)调速范围。

解：采用降低电源电压调速时对应于基速以下，基速以上采用弱磁调速。

TJ 440

尼二 440-76x0.376 “ 们],

1000

艸龄严①r%认

鬻“293,

eg0.713Q ①N ，P N =TQ 严TG

宛=- = 1402.5/7 min 。 max 0.713 0.713

（3）调速范国皿将两种方法合并考虑。

D =仏== 7 82。

n. 179.4 max

3-36 一台他励直流电动机耳=3RW ,

U N =UOV , /V =35.2A, /?v =750r/min, /?u =0.35Q,电动机原工作在额定电动状态下，已知最

大允许电枢电流为I amix = 2/v ,试求:

（1）采用能耗制动停车，电枢屮应串入多大电阻？（2）采用电压反接制动停车，电枢屮应串入多大电阻?

（3）两种制动方法在制动到兀=0时, 电磁转矩各是多大？ （4）要使电动机以-500/7 min 的转速下放位能负载，T = T N ,采用能耗制动运行

时，电枢应串入多人电阻? 解:(l) eg

5-也二 110-35.2x0.35 “ ]3,

5

' 750

E 07 S

EdS “?13x750 = 97刃,臨口 ”心=存一0.35 = L035G

a max

（2）反接制动时:

/? =5仝 E.

= 110_+97.5一 035 = 2 597Q

c min

r a

c c

2x35.2

a max

（3）采用能耗制动方法在制动到“ =0时，电磁转矩

T=0o

H = 0

U“x9.55C 化—竺x9?竺

2.597 + 0.35 R a + R^in

(4)当 /! =-500/7min 时

3?37 —台他励直流电动机，P N =13kW f U N = 220V , I N

=6&7A , = 1500r/min ,心=0.1950,拖动一台起重机的提升机构，已知重 物的负载转矩T L =T N ,为了不用机械闸而由电动机的电磁转矩把重物巾在空屮不动，问此时电枢冋路戒串入多大电阻? [J 220

絡重物吊在空中不动,则“。乜弋-1而-0.1955。 3?44他励直流电动机的数据为P N =5.6kW f U N = 220V , Z V =31A, = lOOOr/min ,心=0.450。系统总飞轮矩GD 2=9.8N>m 2,在

固有特性上从额定转速开始电压反接制动，制动的起始电流为21试求反抗性负载及位能性负载两种情况，求：（1）反接制动使转速白,“降到

零的制动时间。（2）从制动到反转整个过渡过程的n = f ⑴及I a

= f ⑴的解析式，并大致逝出过多过程曲线。

% = Sin 一“V =250-70.6 = 179.4厂/min , 3 = —

°'6（2）拖动恒功率负载匕=P N时应采用弱磁调速。

1500厂 / min ,心=1070.6r / min , 28.24% o

min 250 ^Omax

"匸 = 22（）匚31 xO.jh= O.2O6,T N =9.55x0.206x31 =

61/V^/n 5

1000

应串入电阻7?=卩工= 22Ot°?2°6xlOOO_0 45 = 6 42Q,

TT M 2x31

几筒?皿F筹皿W

T宀得9.55C+乔H55X0.206-635,

a c

/ r InZirZk = 0.4431严61-61

°“T-T D-63-61

0.1275 c

⑵/宀芒厂0.4鳥.42 =曲