电力拖动基础 孙克军第三章作业

3－12 一台绕线转子三相异步电动机，极数2p ＝4，额定功率P N ＝75kW ，额定电压U N ＝380V ，额定电流I N ＝144A ，额定频率f N ＝50Hz ，转子额定电动势E 2N ＝399V ，转子额定电流I 2N ＝116A ，额定转速n N ＝1460r/min ，过载能力m λ＝2.8。

用简化实用表达式及较准确的实用表达式绘制电动机的固有机械特性。

解：()2759550955049114601374150014600.027150010.027 5.410.1462222N N N m N m N m N m m e m m m m m m m m P T N m n T T N ms s s T s s s T s s sT s s T s s λλλ==⨯=⋅=*=⋅-===+-=⨯=+=++=+3－14 一台笼型三相异步电动机，极数2p ＝4，额定功率P N ＝28kW ，定子绕组为△接，额定电压U N ＝380V ，额定电流I N ＝58A ，额定频率f N ＝50Hz ，额定功率因数cos ϕN =0.88，额定转速n N ＝1455r/min ，起动电流倍数K 1＝6，起动转矩倍数K T ＝1.1，过载能力m λ＝2.3。

车间变电站允许最大冲击电流为150A ，生产机械要求起动转矩不小于73.5N ·m ，试选择合适的降压起动方法，写出必要的计算数据。

若采用自耦降压变压器降压起动，抽头有55％、64％、73％三种。

解：（1）直接起动：348st I N I k I A ==2895509550184.41450N N N P T N m n ==⨯=⋅348 2.32;202.84150st st sty I T N m I α====⋅ （2）降压起动：()22202.8437.682.32stst T T N m α'===⋅不满足要求 （3）Y —△起动：1I 3481163st A '=⨯= 167.63st st T T N m '==⋅（不满足要求） （4）自耦降压：① 210.5531.8st st I I A '=⨯=210.5561.4st st T T N m '=⨯=⋅② 220.64142.5st st I I A '=⨯=220.6483st st T T N m '=⨯=⋅ （最合适）③ 230.73185.45st st I I A '=⨯=230.73108.1st st T T N m '=⨯=⋅2L N 11212233N 3R 0.05T =T ==0.099901/min R +0.050.1=0.174826/min0.2=0.324676/minn 976D===1.44676n N s s r s s r s r ''Ω='''Ω=''Ω='串，时，，，n 串时,，n 串时,，n 则3－19 某绕线转子三相异步电动机，技术数据为：极数2p ＝6，额定功率P N ＝60kW ，额定频率f N ＝50Hz ，额定转速n N ＝960r/min ，转子额定电动势E 2N ＝200V ，转子额定电流I 2N ＝195A ，过载能力m λ＝2.5。

第3次作业一、作图题（本大题共30分，共2小题，每小题15分）1.试用相量图判定下图所示变压器的连接组别。

2,试用相量图判定下图所示变压器的连接组别。

二、计算题（本大题共30分，共3小题，每小题10分）1.一台他励直流电动机，P、= 30 kW, Ux=220V, I N= 158.5 A, n、= 1000 r/ min, R a = 0. 1 Q ,在额定负载转矩下，L = 0.8 T、，试求：（1）电抠外加电压降到180V时电动机的稳定转速；（2）磁通减弱到中=0.8中、时电动机的稳定转速。

2.一台他励直流电动机，Px= 17 kW,化=110V, I N = 185 A, n、= 1000 r / min, R L 0. 036 Q。

电动机最大允许电流为1. 81、，拖动L二0. 8T、负载电动运行时进行制动。

试求：（1）能耗制动、反接制动方法在制动开始瞬间的电磁转短各为多少？（2）能耗制动、反接制动方法在制动到n二0时的电磁转短各是多大？3.一台他励直流电动机，P、= 18kW, Ux =220V, I N = 94A, m = 1000 r/ min, R a = 0. 15 Q,在额定负载转矩下，试求：（1）欲使转速降至800 r / min稳定运行，电枢回路应串入多大电阻？（2）欲使转速降至800 r/min稳定运行，电抠电压应降为多少伏？（3）欲使转速升高至1100 r/min 定运行，弱磁系数中/中'应为多少？三、简答题（本大题共40分，共5小题，每小题8分）1.将变压器的二次绕组折算到一次绕组，假设变压器的变比大于1,则二次绕组电流的折算值将减小，这与“保持折算前后二次绕组的磁通势不变”矛盾吗？为什么？2.三相异步电动机的机械特性分为固有机械特性和人为机械特性。

降低序、定子回路串电阻、定子回路串电抗、转子串接对称电阻的人为机械特性，哪一种的最大电磁转矩不变？3.直流电动机的机械特性如图曲线1所示，负载特性如图曲线2所示，C点是否能够稳定运行？4.直流电动机降低电枢电压时，机械特性之硬度如何变化？5.三相鼠笼式异步电动机，为了改善电动机的启动性能，可以改变转子槽形, 利用“集肤效应”使起动时转子电阻增大，从而增大起动转矩并减小起动电流，在正常运行时转子电阻又能自动变小，基本上不影响运行性能。

习题三3.1双闭环调速系统的ASR 和ACR 均为PI 调节器，设系统最大给定电压*nm U =15V ，Nn =1500r/min ，N I =20A ，电流过载倍数为2，电枢回路总电阻R =2Ω，s K =20，e C =0.127V ·min/r ，求：（1）当系统稳定运行在*n U =5V ，dL I =10A 时，系统的n 、n U 、*i U 、i U 和c U 各为多少？（2）当电动机负载过大而堵转时，*i U 和c U 各为多少？ 解：(1)*****0*/15/15000.01/55,5000.01/150.375/400.375*10 3.750.127*50010*24.17520500,5, 3.75,nm N nnim dm i d i d dL e N dL C s s s n i i c U n V rpm V rpmU VU V n rpmV rpmU V V AI AU I V U U E I R C n I R U V K K K n rpm U V U U V U ααββ==============+++=========当转速即4.175v=（2）堵转时，V I U dm i 15*==β，()040*2420e d d dm c s s s C n I R U I R U VK K K +=====3.2 在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器ASR ，ACR 均采用PI 调节器。

已知参数：电动机：N P =3.7kW ，N U =220V ，N I =20A ，N n =1000 r/min ,电枢回路总电阻R =1.5Ω,设cm im nm U U U ==** =8V ，电枢回路最大电流dm I =40A,电力电子变换器的放大系数s K =40。

试求：（1）电流反馈系数β和转速反馈系数α。

（2）当电动机在最高转速发生堵转时的,0d U c i i U U U ,,*值。

第三章 变压器
二、额定值
额定容量 SN ( kVA )
额定电流 I1N / I2N ( A )
指铭牌规定的额定使用条件指在额定容量下，允许长期通过的额定 下所能输出的视在功率。 电流。在三相变压器中指的是线电流
额定电压U1N / U2N ( kV ) 指长期运行时所能承受的工作电压
U1N 是指一次侧所加的额定电压，U2是N 指一次侧加额定电压时二 NhomakorabeaΦ
i1
U1
i2
u1
只要(1)磁通有
u1
e1
e2 u2
Z
L
变化量;(2)一、二 次绕组的匝数不同，
u2 就能达到改变压的
U2
目的。
第三章 变压器
二、分类 按用途分：电力变压器和特种变压器。 按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压
器、三绕组变压器和多绕组变压器。
按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：心式变压器和壳式变压器。 按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。
PFe Bm2 f 1.3
空载损耗约占额定容量的0.2%~1%，而且随变压器容量的 增大而下降。为减少空载损耗，改进设计结构的方向是采用优 质铁磁材料：优质硅钢片、激光化硅钢片或应用非晶态合金。
第三章 变压器
3.2.3 空载时的电动势方程、等效电路和相量图
一、电动势平衡方程和变比 1、电动势平衡平衡方程 （1）一次侧电动势平衡方程
第三章 变压器
变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将 一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等 级的交流电能.
3.1 变压器的基本工作原理和结构 3.2 单相变压器的空载运行 3.3 单相变压器的负载运行

如图3-1所示。这两个绕组间只有磁的耦合而没有电的联系， 且具有不同的匝数，其中接入交流电源的绕组称为一次绕组， 其匝数为N1；与负载相接的绕组称为二次绕组，其匝数为N2。
图3-1 变压器的工作原理示意图
当一次绕组外加电压为u1的交流电源，二次绕组接负载时， 一次绕组将流过交变电流i1，并在铁芯中产生交变磁通Φ，该 磁通同时交链一、二次绕组，并在两绕组中分别产生 感应电动势e1、e2，从而在二次绕组两端产生电压u2和电流i2。 通常按电工惯例规定各物理量的正方向如图3-1所示。若不计 变压器一、二次绕组的电阻和漏磁通，不计铁芯损耗，即认 为是理想变压器，根据电磁感应定律可得
图3-13 变压器的负载运行原理图
3.3.1 负载运行时的物理情况
1. 电磁关系
故变压器负载运行时，铁芯中的主磁通是由一、二次绕组
的磁动势
共同建立的，负载运行时的电磁关系可用
图3-14 表示。
图3-14 变压器负载运行时的电磁关系
2. 感应电动势 由主磁通产生的感应电动势为式(3-8)，由漏磁通产生的感 应电动势为
2. 变压器的额定值
1) 额定容量SN 额定容量SN是指变压器在额定工作条件下输出能力的保证 值，即视在功率，单位为 V·A 或 kV·A。对三相变压器而言， 额定容量指三相容量之和。
2) 额定电压U1N和U2N 额定电压U1N是根据变压器的绝缘强度和允许发热条件规 定的一次绕组允许施加的电压；U2N是指变压器一次绕组加额 定电压，二次绕组开路时的端电压， 单位为V或kV。对三相 变压器而言，额定电压是指线电压。
(3-10)
3) 空载电流
变压器的空载电流 包含两个分量，一个是无功分量
，与主磁通 同相，其作用是建立变压器的主磁通，因

n=f(TL) -TL 0 TL T
反抗性负载转矩特性 n
n=f(TL)
0
TL
T
位能性负载转矩特性
第3章 章
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⑵恒功率负载转矩特性
当转速n变化时，负载功率基本不变， 当转速 变化时，负载功率基本不变， 变化时 TL的大小基本上与转速 成反比 的大小基本上与转速n成反比
P2 1 TL = 9.55 ∝ n n
dT ∆n α= ， = β dn ∆T
α越大（ β越小），特性越硬，称为硬特性，即T 硬特性， 硬特性 变化时， 的变化不大。 变化时，∆n 的变化不大。 额定转速变化率：额定转速降对 额定转速的比值用百分数表示， 即：
△n
∆nN n0 − nN ∆nN % = ×100% = ×100% nN nN
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3.改变磁通时的人为特性 改变磁通时的人为特性
条件：当U=UN， Φ< ΦN，电枢外串电阻R =0时，有
UN Ra n= − T 2 CeΦ CeCTΦ
n
一族直线，但既不平行， 一族直线，但既不平行，又非放射形
ΦN>Φ1>Φ2 Φ Φ Φ2 Φ1 ΦN
UN Ia
n Ea
第3章 章
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概述
直流电动机的运行情况：起动、调速、制动 直流电动机的运行情况：起动、调速、 分析直流电动机的运行情况的基础 直流电动机的机械特性 电力拖动：电动机作为原动机， 电力拖动：电动机作为原动机，生产机械是 负载，电动机带动生产机械运转的拖动方式称 负载， 电力拖动。 电力拖动。 分析直流电动机的电力拖动的基础 直流电动机的机械特性、 直流电动机的机械特性、系统旋转运动 的三种状态、 的三种状态、负载的机械特性

为 v2m/s ，电动机转子的转动惯量为 Gd2D ＝ 7.84N•m2 ，
卷筒直径 DF 0.5m， 卷筒的转动惯量 GF 2D ＝ 7.4N 8•m 2 ， 减速机构的转动惯量和钢绳质量可以忽略不计，传动机构的效率
c
＝0.95。试求：
(1)使重物匀速上升时电动机转子轴上的输出转矩；(2)整个系统
如通风机、水泵、油泵等。
O
TL
实际的通风机负载
实际的机床平移机构
n n
O T0
TL
TL = T0＋k n2
O
TL
1.4 电力拖动系统稳定运行的条件
运动方程:
Te－TL= J
dΩ dt
稳定运行:
n = 常数 即：Te－TL = 0
过渡过程:
Te－TL＞ 0 →加速 Te－TL＜ 0 →减速
工作点： 在电动机的机械特性与负载 的机械特性的交点上。
(2) 根据题意，卷筒的转速为
nF6D 0vF60 0.2 576.43r/m in
由于传动机构的总转速比j为 j＝n＝100＝ 013.084 nF 76.43
所以折算到电动机转子轴上的总飞轮矩为：
GD 2＝GDd2
GDF2 j2
365
Gv2 n2
＝78.4
74.48 13.0842
365
5000 2 10002
传动损耗到底是由电动机承担还是由生产机械承担，取决于 功率传递的方向。
当电动机工作在电动状态时，功率传递方向是从电动机流向 生产机械，传动损耗由电动机承担。此时，按照折算前、后传递 功率不变的原则，折算后的负载转矩为：
TL
TL' L
TL'
j
(1-10)

三相变压器联接组别的时钟表示方法：
①.在接线图上标明各相电势和线电势方向：
相电势正方向规定：从首到末，相序规定为正序。 线电势正方向规定： E AB 、 BC 、 CA E E
②.画出高压绕组相电势的相量图，根据首末端、 同名端的关系，画出低压绕组对应的相电势的相 量图，注意将Ａ、a重合在一起。 ③.根据高、低压相电势相量图，作出高、低压 绕组线电势相量图。 ④.根据高、低压侧线电势相位关系，确定联接 组别 时钟表示法。
电磁容量（绕组容量） 通过绕组公共部分的电 磁感应作用，由一次侧 传递到二次侧，再传递 给负载
传导容量：通过 绕组串联部分的 电流直接传递给 负载
解（2）
S输入 U1 I1＝220 327.3 72 KVA S绕组 U 2 N I12＝ 72.7 13.1KVA 180
S传导 U 2 I1＝ 327.3 58.9KVA 180
解（1）
S N U 2 I 2 U1I1
U 2 I 2 180 400 输入电流I1 327.3 A U1 220
公共绕组电流I12 I 2 I1 400 327.3 72.7 A
自耦变压器的额定容量（又叫通过容量）为：
S N U 2 N I 2 N U 1 N I1 N U 2 N ( I12 I1N ) U 2 N I12 U 2 N I1N
②. 相位关系规定：
高、低压绕组首端（末）为同名端时
E A 、 a 同相 E E A 、 a 反相 E



高、低压绕组首端（末）为异名端时
不同标号或绕法时，原、副边电动势的相位关系
③. 时钟表示法： a.首先将高压绕组电势相量 E A 定为时钟的长针 （分针），永远指向“12”位置； b. 将低压绕组电势相量 E a 定为时钟的时针 （短针）。 c. 根据同名端情况，及相位关系规定，将来 E a 指向的钟点数称为变器的联结组别号。它 反映了高、低压电势的相位关系。

西安工业大学北方信息工程学院电子信息系 3
3.5 电枢电动势与电磁转矩
举例
一台直流发电机数据：２p =6 ，总导体数z=720， 2a=6，运 行角速度Ω=40 rad/s，每极磁通Φ=0.0392Wb。试计算：
（1）发电机的感应电动势； （2）当转速n=900r/min，但磁通不变时的感应电动势； （3）当磁通Φ=0.0435Wb，n=900r/min时的感应电动势。
二、功率关系
由 得
Ea U I a Ra
同乘以电枢电流Ia
Ea Ia = U Ia + I2aRa = P2 + pCua
P2 = UIa
发电机输出给负载的电功率
pCua = I2aRa 总铜损耗（绕组、电刷与换向器）
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17
3.6 直流发电机
二、功率关系
由
T1 T T0
得
T1 = T + T 0
写成
P1=PM+p0
P1= T1 原动机输入的机械功率 p0= T0 =pm+pFe 空载损耗功率 pm为机械摩擦损耗 pFe为铁损耗
原动机输给发电机的机械功率P1，一部分供给发电机空载损耗p0， 另一部分转变为电磁功率PM
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Ea=U+IaRa
因此 由
T=Ct ΦIa
d T T0 J dt
d 0 与 T的方向相反，减速运动 dt
知转速n 降低，Ea，Ia，T 降低
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3.7 直流电动机运行原理
一、电机的可逆原理

2、可逆原理分析

Dm 0.0157 0.413 / km r
Dm 10 6 2.75 10 6 S / km r
R r1l 0.079 230 18.17
于是集中参数：
X x1l 0.413 230 94.99 B b1l 2.75 10 6 230 6.325 10 4 S B 3.16 10 4 S 2
单位长度的电抗 x1 0.1445lg 单位长度的电纳 b1 7.58 lg
Dm 0.0157 0.416 / km r
Dm 10 6 2.74 10 6 S / km r
R r1l 0.21 100 21
于是集中参数：
X x1l 0.416 100 41.6 B b1l 2.74 10 6 100 2.74 10 4 S B 1.37 10 4 S 2
Z1 (2 j4)
Z2 ( 3 j 6 )
Z3 ( 4 j 8 )
L1 10 km L2 15 km L3 20 km （按长度计算还是按阻抗计算，结果都相同） 负荷参数如下：
S B =(10+j5)MVA

S C =(30+j15)MVA

电源参数如下： UA =110 kV 试求闭式网上的潮流分布及 B 点电压值（计算时，不计线路上的功率损耗）。
tg 1
200.40.34o KV U 1
3-5 有一条 110KV 输电线路如图 3-36 所示，由 A 向 B 输送功率。试求： (1)当受端 B 的电压保持在 110kV 时，送端 A 的电压应是多少？并绘出相量图； (2)如果输电线路多输送 5MW 有功功率，则 A 点电压如何变化？（假设末端多送） (3) 如果输电线路多输送 5Mvar 无功功率，则 A 点电压又如何变化？（假设末端多送）

第二章作业标准答案2－10他励直流电动机的铭牌数据如下为: N N 21U =220V I =115A N P KW =，，，N n =1000r/min ，电枢总电阻a R =0.18Ω。

（1） 计算并绘制固有机械特性；（2） 转速为1100 r/min 时的电枢电流是多少？（3） 电压降至200V ，电枢电流a N I I =时的转速是多少？解：（1）固有特性：2201150.180.19931000e N C φ-⨯== 22200.1811040.470.19939.550.1993n T T =-=-⨯ （2）2200.19931100 4.280.18N e N a a U C n I A R φ--⨯=== （3）2000.181004104900/min 0.19930.1993N n I r =-⨯=-=（3）5240.83n T =-（4）1310 1.3n T =-2－11一台他励直流电动机的额定数据为： N N 1.75U =110V I =18.5A N P KW =，，， N n =1500r/min 0.5a =Ω，R 。

（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2N I ，采用降低电源电压起动，最低电压是多少？若采用电枢串电阻起动，应串入多大电阻？解：（1） 11018.50.50.0671500e N C φ-⨯== 0n =时, 1100.50=2200.0670.067a a I I A -⇒= （2）降压起动：2218.50.518.5N a U I R V ==⨯⨯=串电阻： 1100.5 2.472218.5N a N U R R I =-=-=Ω⨯ 2－12 一台他励直流电动机，其名牌数据：N N 10U =220V I =53A N P KW =，，，0.394a R =Ω N n =1000r/min 。

采用电枢串电阻分级起动，其最大起动电流12N I I =，起动级数3m =，求各段起动电阻值，并计算分段电阻切除时的瞬时速度。

按铁心结构分：芯式变压器和壳式变压器。
按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。 按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器 和充气式变压器。
3
电力变压器
控制变压器
电源变压器
三相干式变压器
4
接触调压器
三、变压器的结构简介
铁心 变压器的基本结构 绕组 其他部件 1、铁心 为了减少铁心内的磁滞损耗和涡流损耗，铁心通常 用0.35mm或0.5mm厚表面涂有绝缘漆的硅钢片冲成一 定形状叠装而成。
1
按电工惯例规定正方向（习惯正方向）： 1）在同一支路内，电压与电流的正方向一致； 2）磁通量正方向与电流正方向符合右手螺旋定则； 3）由交变磁通量产生的感应电动势正方向与产生该磁通 量的电流正方向一致，并符合 u Nd / dt 关系。
d u1 e1 N1 dt d u2 e2 N 2 dt
2、电动势平衡方程式
2
U1 E1 I1R1 jI1 X1 E1 I1Z1 U2 E2 I2 R2 jI 2 X 2 E2 I 2 Z2
E1 / E2 N1 / N2 k I Z E
5
变压器的磁路 变压器的电路
铁心——变压器主要磁路部分，分铁心柱与铁轭两部分。
按照铁心的结构，变压器 可分为芯式和壳式两种。 芯式变压器: 结构：心柱被绕组所包围。 特点：绕组和绝缘装配比较 容易，电力变压器常常采用 这种结构。
三相芯式变压器
1—铁心柱 2—铁轭
3—高压线圈 4—低压线圈
6
单相芯式变压器
I Fe pFe pFe E1 U1
空载损耗约占额定容量的 0.2% ～ 1%，而且随变压器容量 的增大而下降。为减少空载损耗，一般采用优质铁磁材料： 优质硅钢片、激光化硅钢片或应用非晶态合金。

练习题一、交流异步电动机转速表达式是什么？160(1)(1)fn s n s p=-=- 其中1n 为同步转速，n 为电机转速，s 为转差率二、变频调速的协调控制原则是什么？1、恒磁通变频调速：Φ＝const —— 基频以下，即1U C f≈ 2、恒功率变频调速： P ＝const —— 基频以上 （弱磁调速）C三、根据下图，分别指出磁能和磁共能由哪一区域表示？并给出磁能和磁共能的关系。

磁能m W 由区域O-a-b 所表示，磁共能mW '由区域O-a-c 所表示。

mm W W i ψ'+=四、给出Clark 变换112210A B C V V V V V αβ⎡⎤--⎤⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦，121210A B C V V V V V αβ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎥⎢⎥=-⎢⎥⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥-⎣⎦⎣五、给出Park 变换M 11T 11cos sin sin cos V V V V αβθθθθ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦，11M 11T cos sin sin cos V V V V αβθθθθ-⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦六、给出ABC 坐标系统异步电动机的动态数学模型SSSR S S RS RR R R L L i L L i ψψ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦ L U Ri LPi i ωθ∂=++∂ e 0120SR T RSL T pi i L θθ∂⎛⎫ ⎪∂=⎪∂ ⎪ ⎪∂⎝⎭2m me m 2L d d T T J R K dt dtθθθθΩ=+++ 其中：111111111111111111111112211221122l SS l l L L L L L L L L L L L L L ⎡⎤+--⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-+-⎢⎥⎢⎥⎢⎥--+⎢⎥⎣⎦()()()()()()121212121212121212cos cos 120cos 120cos 120cos cos 120cos 120cos 120cos SR L L L L L L L L L L θθθθθθθθθ⎡⎤+-⎢⎥⎢⎥=-+⎢⎥⎢⎥+-⎣⎦222222222222222222222112211221122l RRl l L L L L L L L L L L L L L ⎡⎤+--⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-+-⎢⎥⎢⎥⎢⎥--+⎢⎥⎣⎦T RS SR L L =，SSSR RSRR L L L L L ⎛⎫=⎪⎝⎭，m p θθ=七、以转子磁链定向，给出MT 坐标系的动态数学模型'M1M11M2'T1T11T2''''M21M1M22'''T21T1T20S M S M M R M R L i L i L i L i L i L i L i L i ψψψψψ⎧=+⎪=+⎪⎨=+=⎪⎪=+=⎩ 11111M1M111111T1T1'''12M2'''12T200000SS MM S SMM M RS MS Rr PL L PL L i u L r PL L PL i u PL r PL i L L r i ωωωωωω+--⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥+⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦ '12T1'M e RL T p i L ψ=， 22m m e L m d d T T J R K dt dt θθθθΩ=+++ 八、说明磁场定向控制思想以产生同样的旋转磁势为准则，在三相坐标系上的定子交流电流i A 、i B 、i C ，通过三相/两相变换和同步旋转变换，可以等效成同步旋转坐标系上的直流电流i m 和i t 。

《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=71.13/1K （ 1J\J E (I N =U N + I aN R a =230+ 71.13x0.128 =239.1 VPcua = /^2 /?a = 71.132 x0.128=647.6WE aN 7,jV = 239.1 x 71.13 = 17kW1-29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=40/1Pi=U N g = 220 X 40.6 =8932W^=7X 100%=^X ,00%=84% p (^=//Ra=402 x0.213=341 IVp cuf =［建• R 『=U “= 220 x 0.683 =1501^ P O = P\—P N — %厂 P 呵=8932 - 7500-341-150 = 941P 厂 P\— P cua 一 Pc U f = 8932 - 341 -150 = 8441 WC9550 也~=9550 冬丝=27N -m zz v 30007； =T-T 2 =27-24=3 N • m第二章电力拖动系统的动力学P482-9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 = ^L16 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。

许晓峰《电机拖动》第三章习题第三章变压器3.1 变压器是怎样实现变压的？为什么能变电压，⽽不能变频率？3.2 变压器铁⼼的作⽤是什么？为什么要⽤0.35mm厚、表⾯涂有绝缘漆的硅钢⽚叠成？3.3 变压器⼀次绕组若接在直流电源上，⼆次侧会有稳定的直流电压吗，为什么？3.4 变压器有哪些主要部件，其功能是什么？3.5 变压器⼆次额定电压是怎样定义的？3.6 双绕组变压器⼀、⼆次侧的额定容量为什么按相等进⾏设计？3.7 ⼀台380/220V的单相变压器，如不慎将380V加在低压绕组上，会产⽣什么现象？3.8 为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通，它们有哪些区别？并指出空载和负载时产⽣各磁通的磁动势？3.9 变压器空载电流的性质和作⽤如何，其⼤⼩与哪些因素有关？3.11 ⼀台220/110V的单相变压器,试分析当⾼压侧加220V电压时，空载电流i0呈何波形？加110V时⼜呈何波形？若110V加到低压侧，此时i0⼜呈何波形？3.12 当变压器⼀次绕组匝数⽐设计值减少⽽其他条件不变时，铁⼼饱和程度、空载电流⼤⼩、铁损耗、⼆次侧感应电动势和变⽐都将如何变化？3.13 ⼀台频率为60H z的变压器接在50H z的电源上运⾏，其他条件都不变，问主磁通、空载电流、铁损耗和漏抗有何变化？为什么？3.14 变压器的励磁电抗和漏电抗各对应于什么磁通，对已制成的变压器，它们是否是常数？当电源电压降⾄额定值的⼀半时，它们如何变化？这两个电抗⼤好还是⼩好，为什么？并⽐较这两个电抗的⼤⼩。

3.15 ⼀台220/110V的单相变压器，变⽐k=N1/N2=2，能否⼀次绕组⽤2匝，⼆次绕组⽤1匝，为什么？3.16 变压器运⾏时电源电压降低，试分析对变压器铁⼼饱和程度、励磁电流、励磁阻抗和铁损耗有何影响？3.17 变压器制造时：①叠⽚松散、⽚数不⾜；②接缝增⼤；③⽚间绝缘损伤。

试分析以上⼏种情况对变压器铁⼼饱和程度、励磁电流和铁损耗有何影响？3.18 变压器负载时，⼀、⼆次绕组各有哪些电动势或电压降，它们产⽣的原因是什么？并写出电动势平衡⽅程式。

电机拖动第三章答案【篇一：电机与拖动作业答案】p class=txt>姓名：年级：学号：学习中心：1-13 已知直流电机的极对数p=2，槽数z=22，元件数及换向片数s=k=22，试画出单迭绕组展开图、磁极和电刷位置，并画出并联支路图。

解：（1）计算绕组数据：y?yk?1,y1?（2）绕组展开图z221?????5 为短距绕组。

2p42（3）并联支路图电枢电流ia=800［a］，问此时电磁转矩为多少？如改为单波绕组，保持支路电流不变，其电磁转矩为多少？mem?cm???ia?pn2?216???ia??2.2?10?2?800?605.35(n?m) 2?a2???2ia800??200(a) 2a2?2单波绕组a=1，支路电流ia?电枢电流 ia?2a?ia?2?200?400(a) 电磁转矩 mem?cm???ia??pn???ia?605.35(n?m) 2?a1-21 某他励直流电动机额定电压un =220［v］，额定电流in =10［a］，额定转速nn =1500（2）保持额定时励磁电流及总负载转矩不变而端电压降为190［v］，则稳定后的电枢电流与转速为多少？（电枢反应忽略不计）。

解：（1）由于他励ian?in, 所以ean?un?inra?220?10?0.5?215(v) pm?eaia?215?10?2150(w)t?pmp?602150?60?m??13.7(n?m) ?n2?nn2??1500（2）由于if?ifn不变且电枢反应忽略不计，则有???n；又因tz不变，所以有ia?tzntz??ian?in?10(a) cm?cm?nea?u?iara?190?10?0.5?185(v)由于 ???n，所以eannn?eae?nn185?1500?n?a??1291(r/min) nean2151-22 某并励直流电动机额定电压un =220［v］，额定电流in =75［a］，额定转速nn =1000（3）实际空载电流i0及实际空载转速。

从空载到额定负载时，s很小。定子压降很小，使 U1 E1
U 1 为外施电压，保持不变，故 E1 近似不变，所以Φ保持
不变。
S增大，负载大于额定负载，S↑→IL↑→ ILr1↑→E1↓→Φ↓ （2）I2与S的关系
I2
E2 r2 2 x 2 s
2
S较小时，r2’/S>>X2’, I2’∝S S较大 时，考虑X2’, I2’增大缓慢。
第三章
三相异步电动机的机械特性、起动和制动
3.1 三相异步电动机的机械特性 一、机械特性表达式
1.物理表达式 式中：
cos T CTm I 2 2
CT pm1 N1kw1 2
异步机的转矩系数:
:转子功率因数 cos 2
m :异步机每极磁通
I2
:转子电流
（1）每极磁通Φ与转差率s之间的关系
补充： 异步电动机固有机械特性的计算与绘制
已知：额定功率PN, 额定转速nN,额定电压UN，额定电流IN，过 载能力λT，额定效率ηN，额定功率因数cosψN等。
T Tmax s 2 sm sm s
（1）求Tmax Tmax= λT TN （2）求Sm 将额定点：s=sN,
PN TN 9550 ( N m ) PN ( kW ) nN
得异步电动机的机械特性参数表达式 2 r2 2 r2 U1 m1 pU1 m1 s s T 2 2 1 r2 2 r 2 2 2f1 r1 x1 x2 r1 x1 x2 s s
(3) 转子功率因数cosψ2与转差率S的关系
cos 2 r2 / s (r2 / s) x
2 2 2