电机课后习题参考答案

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电力拖动基础部分课后习题答案

1-8某起重机电力拖动系统如图1-13所示。电动机PN=20kW ,n = 950r/min，传动机构转速比ji

=3，j2=3.5, j3=4，各级齿轮传递效率1= 2二3=0.95，各轴的飞轮矩

GDf -125N ・m2，GD； =50N ・m2，GD； =40N ・m2，GD： =460N ・m2，卷筒直径

D =0.5m，吊钩重G。=1900N，被吊重物G = 49000N，忽略电动机空载转矩、钢丝绳重量和

滑轮传递的损耗，试求：

(1) 以速度v=0.3m/s提升重物时，负载(重物及吊钩)转矩、卷筒转速、电动机输出功率及电动机的转速；

(2) 负载的飞轮矩及折算到电动轴上的系统总飞轮矩；

⑶以加速度为0.1m/s2提升重物时，电动机输出的转矩。

,60v 6093 — “ • n 11.46r/min 2二 R 2 3.14 0.25

解：( 1)卷筒速度:n=n'j1 j2j^11.46 3 3.5 4=481r/min

折算到电机转矩： TL =9.55 =9.55 0 3 = 353.6 ^m n 481 0.953

TLn 353.4 481

电机输出功率：P L 17.8kw 9550 9550

(2) 负载飞轮矩:GLD2 =(G0+G )叫2R) =50900><0.25 = 12725N m2

折算到电机轴总飞轮矩:

2 dV 2

(3) v a=0.1m/s /. 0.1m/ s dt

138 4

二 T 159.6 353.4 =412N m

375

1-9某龙门刨床的主传动机构图如图1-14所示。齿轮1与电动机直接联接，各齿轮数据见表

1- 1所示。

表1-1传动机构各齿轮数据 (另: 〒 G*R

TL 二 ---

j Go

G R

j 1900 49000 0.25

3 3 3.5 4 0.95 =353.4 N

dt 60 dv .

2 ：R dt

j 60

2 3.14 0.25 0.1 42=159.6 序号名称

重量/N 齿数

1 齿轮 8.30 —

2 齿轮 40.25

55 3 齿轮 19.50 38

4 齿轮 56.80 64

5 齿轮 37.50 30

6 齿轮 137.20

G1 工作台

14700

G2 工件 9800

刨床的切削力FZ = 9800 N，切削速度Vz =45r/min，传动机构总效率 0.8，齿轮6的节距

te =20m m,电动机的飞轮矩GD： =230N，工作台与床身的摩擦系数■' - 0.1。试求：

(1) 折算到电动机轴上的系统总飞轮矩及负载转矩；

(2) 切削时电动机的输出功率；

(3) 空载不切削时当工作台以2m/s2加速时，电动机的转矩。

解：

电机转速为 n = ne j = 230r / min

(3)

2-9他励直流电动机的额定数据为：R =5.6KW, U N =220V , IN=28A ,n N=1000r/min

测得Ra =0.3511。是计算并画出下列机械特性:

(1) 固有机械特；

( U )

(2) 电枢电路串入电阻心=50%R, R,时的人为机械特性；

八 < 1N

(3) 电枢电压U =50%U N时的人为机械特性；

(4) 磁通 =80% 'N时的人为机械特性。

解：(1)固有特性：

I I

(2) R「=50%RN =50%1_」=50%——=3.93'-1

一 IN 28

(3) n =524-0.83T

(4) n =1310-1.3!

2- 10他励直流电动机的铭牌数据如下为：PN =21KW, UN=220V , IN=115A ,

nN=1000r/min，电枢总电阻 Ra=0.18门。 (1) TL =9.55 Fv

二 = 9.55 pG G2」9800 v60

23098

(2) P =TL = 476.85 2309550 =n.48KW (1) 计算并绘制固有机械特性；转速为1100r/min时的电枢电流是多少?

电压降至200V,电枢电流la =IN时的转速是多少?

校验: (3)

解: (1) 固有特性: Ce「竺竺竺0.1993

1000

(2) la 220 -。1993 鸣 4.28A

0.18

(3) 200 0.18 n = 0.1993 0.1993 IN =1004-104 =900r/min

2- 11 台他励直流电动机的额定数据为： PN -1.75KW，UN=110V，IN=18.5A，

nN =1500r/min，Ra =0.5'」。

(1) 直接起动的起动电流是多少?

(2) 如果要求起动电流限制为2IN，采用降低电源电压起动，最低电压是多少？若采

解：( 1) 用电枢串电阻起动，应串入多大电阻?

Ce N」1"8.5 °5 巾067 1500

110 0.5 , n 二

0时,0= | a =1 a

= 220A 0.067 0.067 a a

(2)降压起动：U =2|NRa=2 18.5 0.5 = 18.5V

串电阻：R 二b_Ra 110 0.5 = 2.4711

2IN 208.5

2- 12 一台他励直流电动机，其名牌数据:

PN -10KW, U N =220V , IN=53A，艮=0.394"

nN =1000r/min。采用电枢串电阻分级起动，其最大起动电流 h =2IN，起动级数m = 3，求

各段起动电阻值，并计算分段电阻切除时的瞬时速度。

串入最大电阻: Rm=〒

l1 2 53

第一次切换: UN

Ce N R3 Ce N l2単 0.199 0.199 2 08 60.9=1105.5-636.5=469r/min r/min

第二次切换: UN R2

Ce N Ce 一 l2 =1105.5-365.7=739.8r/min r/min

N U旦二^^二:卫&—二.= R?盘1.74 U R

第三次切换：n N — 12=1105.52-210.24=895r/min r/mmin

Ce©N Ce^N

2 - 14 一台他励直流电动机的铭牌数据为：PN =96KW, UN =440V , I N=250A ,

nN=500r/min，电枢总电阻Ra=0.078「。电动机运行于额定工况。若最大制动电流不允

许超过2IN，则:

(1)

(2)

解：( 1) 若米用能耗制动，求电枢应串入的最小电阻值；若米用电压反接制动，求电枢应串入的最小电阻值。

440—250x0.078 小 c , Ce N 0.841 500

(2) Ce①n +U N

Rmin e N -Ra =1.721 -0.078 =1.643门

2IN

2- 15 一台他励直流电动机，铭牌数据为：PN =17KW，UN=220V，IN=95A，

nN=1000r/min ，Ra=0.1^1。拖动起重机的提升机构，T_二TN，忽略空载转矩T。:

(1) 若要求电动机以800r/min的转速起吊重物，求电枢电路应串入多大电阻？

(2) 断开电源，同时在电枢电路内串入 20Q电阻，问电动机稳定转速是多少？

(3) 若要求电动机以1200r/min的转速下放重物，有哪几种方法可以实现？试计算说明。

220-95 0.18

解：(1) Ce N 0.2029

1000

(2) n =-Ra 20 IN 2i1^ 95 —43.3r/min Ce% 0.2029

⑶①电势反向反接制动：一1200弋一兰J""7「

②能耗制动： T200 八；Rh- 2 營8 - Ra = 2.38门

③回馈制动： -120^-^-RCe/IN

2- 16 一台他励直流电动机，其额定值为： PN =18.5KW，UN=220V，IN=103A，

nN=500r/min，测得Ra=02」。拖动位能性恒转矩负载，TL = 0.8TN，忽略空载转矩T。:

(1) 重物吊起后要求停在空中，问如何实现。计算并说明。

(2) 在电动机以510r/min的转速起吊重物时，忽然将电枢反接，若电枢电流不允

许超过2I N，求电动机稳定转速。

解:( 1)门=0,贝9 Ce N = 220-0.2 103 =0.4r/min e N 500

⑵ 510 =严一當)2 —IN = R.H.83「 Ce N Ce N

2- 17他励直流电动机的名牌数据： PN =60KW, UN =220V , IN =320A ,

nN=1000r/min，测得Ra=0.05「。拖动位能性恒转矩负载，T_二TN，忽略空载转矩T0 :

(1)电动机在能耗制动下工作，la =IN，电枢串入0.5 Q电阻，问电动机的转速是多

少？ (2)电动机在回馈制动下工作，la^N，电枢不串电阻，问电动机转速是多少?

解：(1) Ce N」N」NRa 二 220 -巴 0.05 = 0.204 VLmin/ r 1000

IN 尺 --320 0.55 二_863r /min 输入 P=0,输出

0.204 Ce N

n — “Ia

Ce'N Ce'N 220 320 0.05 1157r / min 0.204 0.204

输入: p = _Ula 二-220 320 二-70.4KW 回馈

输出: P=4= 320 0.204 一1157 一 75.5KW

1000 1000

2- 18 一台他励直流电动机，其额定数据为： PN =10KW，UN=220V，IN=54A，

nN=3000r/min , Ra=0.35,丨。当生产机械要求静差率为 20%寸:

解: (1) 采用调压调速，问调速范围是多少？

(2) 采用电枢串电阻调速，问调速范围是多少?

nmax''

(1)「1-

■. =282r/min调压时「仆不变

e N

••• D =

也nN (1-6 ) nN ' 型3吃66

282 0.8

Cr= 3284r / min Ce N

电机学试题及答案

《电机学（1）》模拟试题

一：填空题（每空3分，共45分）

1．一台变压器加额定电压时，主磁通为φ，空载电流为I0，励磁阻抗为Zm，现将电源的频率从50Hz改变为60Hz，其它情况不变，并假定磁路线性，则现在的磁通φ‘= φ，空载电流I’0= I0，励磁阻抗Z’m= Zm。

2．某变压器带感性负载运行时，若负载电流相同，则cosφ2越小，副边电压变化率越，效率越。

3．一台单相变压器，铁芯柱上有三个绕组，已知U1=330V，W1=700匝，为获得U2=220V，U3=11V，应使W2= 匝，W3= 匝。若已知绕组W1开路，Ì3=10∠100A，忽略励磁电流，则Ì2= A。

4．拖动恒转矩负载运行的并励直流电动机，若减弱磁通，电枢电流将。

5．交流电机绕阻高次谐波电势，如5次和7次谐波，可以通过的方法大大削弱。

6．三相同步电机，定子上A、B两导体空间相隔200机械角度，该电机接于50Hz三相交流电源，同步转速为750r/min，则A、B两导体的空间电角度为。

7．两台额定值相同的变压器，仅短路阻抗标幺值Zk不同，则Zk 越小，Ik 。

8．为改变他励直流电动机的转向，可以改变。

9．交流电机p=12，在一相绕组中通入正弦交流电流，产生基波和三次谐波磁动势，则三次谐波电动势与基波电动势之比为，基波磁动势幅值和三次谐波磁动势幅值之比为。

二、（8分）

图1所示为三相变压器接线图，画出电动势向量图，并确定其连接组别。 A B C

电机及电力拖动课后习题答案

仅供个人参考

不得用于商业用途 For personal use only in study and research; not for commercial use

《电机与拖动基础》课后习题

第一章习题答案

1．直流电机有哪些主要部件？各用什么材料制成？起什么作用？

答：主要部件：（1）定子部分：主磁极，换向极，机座，电刷装置。

（2）转子部分：电枢铁心，电枢绕组，换向器。

直流电机的主磁极一般采用电磁铁，包括主极铁心和套在铁心上主极绕组（励磁绕组）主磁极的作用是建立主磁通。

换向极也是由铁心和套在上面的换向绕组构成，作用是用来改善换向。机座通常采用铸钢件或用钢板卷焊而成，作用两个：一是用来固定主磁极，换向极和端盖，并借助底脚将电机固定在机座上；另一个作用是构成电机磁路的一部分。

电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆座和汇流条等组成，作用是把转动的电枢与外电路相连接，并通过与换向器的配合，在电刷两端获得直流电压。

电枢铁心一般用原0.5mm的涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠加而成。有两个作用，一是作为磁的通路，一是用来嵌放电枢绕组。

电枢绕组是用带有绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成的线圈按一定的规律联接而成，作用是感应电动势和通过电流，使电机实现机电能量装换，是直流电机的主要电路部分。

换向器是由许多带有鸠尾的梯形铜片组成的一个圆筒，它和电刷装置配合，在电刷两端获得直流电压。

2．一直流电动机，已知，，，，0.85r/min1500nV220Ukw13PNNN求额定电流NI。

解：电动机NNNIUP，故 5.6985.02201013UPI3NNN 仅供个人参考

不得用于商业用途 3．一直流电动机，已知，，，，0.89r/min1450nV230Ukw90PNNN求额定电流NI。

解：发电机NNNIUP，故 3912301090UPI3NNN

电机控制技术罗文广课后习题答案

电机控制课后习题（部分答案）

1-1.负载转矩的折算原则是什么？负载飞轮矩的折算是什么？

答：负载转矩折算的原则是折算前后的功率不变；负载飞轮矩折算的

原则是折算前后的动能不变。

1-2.什么是负载特性？什么是电动机的机械特性？

答：电力拖动系统的负载转矩特性简称负载特性是指生产机械的负载

转矩与转速的关系，典型的负载特性有恒转矩负载、通风机与泵类负

载和恒功率负载等。电动机的机械特性是电动机的输出扭矩与其转速

之间的关系。

1-3. 电力传动系统稳定运行的充分必要条件是什么？

答：为了保证电力系统稳定运行，电力系统必须满足以下要求：

(1)为保持电力系统正常运行的稳定性和频率、电压的正常水平，系统

应有足够的静态稳定储备和有功、无功备用容量，并有必要的调节手

段。在正常负荷波动和调节有功、无功潮流时，均不应发生自发振荡。

(2)要有合理的电网结构。

(3)在正常方式(包括正常检修方式)下，系统任意一个元件(发电机、线

路设备、变压器、母线)发生单一故障时，不应导致主系统发生非同

步运行，不应发生频率崩溃和电压崩溃。

(4)在事故后经调整的运行方式下，电力系统仍应有符合规定的静稳定

储备，其他元件按规定的事故过负荷运行。

(5)电力系统发生稳定破坏时，必须有预定措施，以缩小事故范围减少事故损失。

2-1.分析并比较交、直流电动机的特点？

答：课本38页，表3-1

2-2. 直流电动机有哪些励磁方式？各种励磁方式分别有何特点？

答；直流电动机的励磁方式有他励、并励、串励和复励等。

他励式的特点是励磁绕组单独接其他直流电源，这样励磁电流由该电

源供给；并励式的特点是励磁绕组和电枢绕组并联，接同一个直流电

源，励磁绕组上的电压就等于电枢绕组的端电压；

串励式的特点是励磁绕组与电枢绕组串联连接，这样励磁绕组的电流

就等于电枢绕组的电流；

复励方式的特点是有两套励磁绕组：一套是与电枢绕组并联的并励绕

组，另一套是与电枢绕组串联的串励绕组。若串励绕组产生的磁动势