直流机计算题

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计算题

七、计算题1．一台直流电机，已知磁极对数p =2，槽数Z 和换向片数K 均等于20，采用单叠绕组。

（1）计算极矩、电角度及绕组各节距；（2）画出绕组展开图、主磁极和电刷的位置；（3）求并联支路数。

答：（1）极矩 205222Z p τ===⨯ 电角度3603602720p α=︒=︒⨯=︒第一节距505651=+==ετ y 1505y τε==+= ，K y =y =1，21514y y y =-=-= （2）绕组展开图，如题库图4所示。

（3）2a =4。

题库图4 4极20槽直流电机单叠绕组展开图2．已知一台直流电机的极对数p =2，元件数S=Z=K=19，元件的匝数N y =11，单波绕组，试求：（1）画出绕组展开图、主磁极和电刷的位置；（2）当每极磁通Ф=1.42×10–2Wb ，转速n =1 000r/min 时的电枢电动势为多少伏？题库图5 4极19槽直流电机单波绕组展开图答：（1）绕组展开图，如题库图5所示。

（2）因采用单波绕组，所以支路对数a =1；总匝数N =2SN y =2×19×11=418电势常数C e =pN /60a =2×418/60=14 电动势E a =C e Φn =14×1.42×10–2×1 000V=200V 七、计算题1．一台他励直流电动机的铭牌数据为：额定功率P N =22kW ，额定电压U N =220V ，额定转速n N =1 500r/min ，额定效率ηN =86%，试求：（1）额定负载时的输入功率P 1；（2）额定电流I N 。

答：（1）额定负载时的输入功率P 1=P N /ηN =22kW/86%=25.6 kW ；（2）额定电流I N =P 1/U N =25.6kW /220 V=117A 。

2．对于一台他励直流发电机，保持励磁电流不变而将其转速提高20%，其空载电压升高多少？而并励发电机保持励磁回路总电阻不变，将其转速升高20%时，其空载电压比他励时升高得多还是少？答：（1）他励直流发电机保持励磁电流不变，则励磁基本不变，根据电动势公式U a =E a +I a R a =C e Φn +I a R a 可知，空载时U a =C e Φn ，所以将其转速提高20%，其空载电压最多提高20%。

直流电机试题及参考答案

图2-1
4.直流电机电枢绕组型式由什么决定
答直流电机绕组型式由绕组和合成节距决定。为叠式绕组；为波绕组，其中为换向器片数，为极对数。
5.★直流电机电枢绕组为什么必须是闭合的
答因为直流电枢绕组不是由固定点与外电路连接的，而是经换向器-电刷与外电路想连接的，它的各支路构成元件在不停地变化。为使各支路电动势和电流稳定不变，电枢绕组正常、安全地运行，此种绕组必须是闭合的。
A：不变，B：转速降低到原来转速的倍，
C：转速下降，D：无法判定。
答：C
7.在直流电机中，公式 Ф和中Φ指的是：
A：每极合成磁通，B：所有磁极的总磁通，
C：主磁通每极磁通，D：以上都不是。
答：A
8.★直流电动机在串电阻调速过程中，若负载转矩保持不变，则保持不变
A：输入功率，B：输出功率，
C：电磁功率，D：电机的效率。
答：下降，增加。
9.直流电动机电刷放置的原则是：。
答：空载时正、负电刷之间获得最大的电动势，这时被电刷短路的元件的电动势为零。
10.直流电动机调速时，在励磁回路中增加调节电阻，可使转速，而在电枢回路中增加调节电阻，可使转速。
答：升高，降低。
11.电磁功率与输入功率之差，对于直流发电机包括损耗；对于直流电动机包括损耗。
答：C
19.若并励直流发电机转速上升20％，则空载时发电机的端电压U0将。
A：升高20％B：升高大于20％C：升高小于20％D：不变
答：B
20.直流电动机的额定功率指。
A,转轴上吸收的机械功率；B,转轴上输出的机械功率
C,电枢端口吸收的电功率D,电枢端口输出的电功率。
答：B
21.欲使电动机能顺利起动达到额定转速，要求电磁转矩大于负载转矩。

直流电力拖动习题

直流电力拖动习题一、单项选择题1. 他励直流电动机若电枢电压、主磁通和负载转矩不变时，在电枢电路中串联一个阻值适当的电阻，则转速，电枢电流和反电动势的变化应该是（）A . 转速上升，电枢电流变小，反电动势增大B . 转速不变，电枢电流变小，反电动势不变C. 转速下降，电枢电流不变，反电动势降低D. 转速上升，电枢电流变大，反电动势增加2. 有一台直流电动机，满载起动电流为1100A，半载起动时，起动电流为（）A. 1100AB. 550AC.4400AD. 不确定3．直流电动机的电气制动方式有四种，为了准确可靠地实现停车，应选用（）A. 回馈制动B. 电源反接制动C. 能耗制动D. 倒拉反接制动4．直流电动机的电气制动方式有四种，为了在可逆系统中能迅速反转，应选用（）A. 回馈制动B. 电源反接制动C. 能耗制动D. 倒拉反接制动5.在额定励磁时，电源电压降低，直流电动机的理想空载转速将（）A增大 B . 无法确定 C.不变 D.减小6.下面关于直流电动机械特性的描述中, （）是错误的A. 直流电动机的机械特性是指其旋转速度和电磁转矩之间的函数关系B. 直流电动机的机械特性包括固有特性和人为特性C. 直流电动机的机械特性是指其旋转速度与负载转矩之间的函数关系D. 他励直流电动机的机械特性曲线近似为一条下降的直线7. 电力拖动系统中电磁转矩大于负载转矩时，系统将（）A . 加速运行B . 减速运行C. 稳速运行D. 速度变化不确定8. 直流电动机起动时电枢回路串入电阻是为了( )A.增加起动转矩B.限制起动电流C.增加主磁通D.减少起动时间二、填空题1．有一台他励直流电动机UN=110V，Ra=0.1Ω，IN=125A，当电动机直接起动时，满载起动电流Ist= ，半载起动起动电流Ist= 。

2.恒转矩调速适用于___________负载，恒功率调速适用于_____________负载。

3.当直流电动机的转速值超过______________时，出现回馈制动。

习题二：直流电动机的电力拖动

习题二1、已知切削力F=2000N ，工件直径d=1500mm ，电动机转速n=1450转/分，传动机构的各级速度比为：j 1=2，j 2=1.5，j 3=2。

各转轴的飞轮转矩分别为：()225.3m N GD M ⋅=，()2212m N GD ⋅=，()2227.2m N GD ⋅=，()2239m N GD ⋅=。

各级传动效率分别为：η=0.9，试求：（1）切削功率（2）电动机输出功率（3）系统总的飞轮转矩（4）忽略电动机的空载制动转矩时，电动机的电磁转矩（5）车床开车未切削时，若电动机转速加速度dn/dt =800r/min s ，忽略电动机的空载制动转矩，但不忽略传动机构的损耗转矩时，求电动机的电磁转矩。

解：由于上述问题都与电动机有关，所以，首先将各种参数折算到电动机轴上，等效为一简单的单轴系统。

由图可知，系统为4轴变速系统。

于是有：系统总的飞轮转矩为：()()()()223212322122212122 4.5536997.25.05.3111m N j j j GD j j GD j GD GD GD M ⋅=+++=⋅⋅+⋅++=等效()m N 24225.121450321⋅=⨯⨯=⋅⋅=j j j n n m L()()m N 3450.72925.122/5.120002/11321⋅=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅⋅=⋅=D F j j j T j T C L C C L ηη等效于是切削功率为：()()kW 38105.024275.0200060/22/≈⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=Ω⋅=L L L L n D F T P π 电动机输出功率为：()kW 52.12629.0383===CLm P P η 如电动机的空载制动转矩视为T 0，电机处于平稳状态时的电磁转矩则为：()m N 4530⋅=+=等效L em T T T当电动机处于加速状态，但仍为空载时，由牛顿第二定律可知：C L em dt dn GD T T T η/37520⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=--等效等效此时的电磁转矩为： ()m N 13.3150.729/8003754.55/37502⋅=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=等效等效L C emT T dt dn GD T η 2、已知龙门刨传动机构如图所示。

直流电动机计算题

1、一台并励直流发电机，PN=16KW，UN=230V，IN=69.6A，
nN=1600r/min,电枢回路电阻Ra=0.128Ω，励磁回路电阻Rf=150Ω，额定效率ηN=85.5%。

试求：额定工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。

2、一台并励直流发电机，PN=7.5KW，UN=220V，IN=40.6A，
nN=3000r/min,电枢回路电阻Ra=0.213Ω，额定励磁电流
IfN=0.683A，不计附加损耗。

试求：额定工作状态下的电枢电流、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、空载转矩。

3、一台并励直流发电机，UN=230V，IN=100A，nN=1500r/min,电枢回路电阻Ra=0.2Ω，励磁电阻Rf=115Ω，T0=17.32N.m。

试求：发电机的输出功率、电磁转矩、输入功率和效率。

直流电机习题

直流电机原理计算题例 1 一台他励直流电动机，铭牌数据为60N P kW =，220N U V =，305N I A =，1000/min N n r =，试求：（1）固有机械特性并画在坐标纸上。

（2）0.75N T T =时的转速。

（3）转速1100/min n r =时的电枢电流。

解：（1）a N N a E U I R =-，3322101122030560100.3822305N N N a N U I P R I ⎛⎫⎛⎫-⨯⨯-⨯===Ω ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭， 2203050.038a E =-⨯，2203050.0380.2081000a e N E C n -⨯Φ===， 02201058/min 0.208N e U n r C ===Φ， 9.559.550.208305606N e N T C I N m =Φ=⨯⨯=∙。

根据（1058，0）和（1000，606）两点可画出机械特性。

（2）当0.75N T T =时的转速：（3）当1100/min n r =时的a I ：2200.20811002320.038N a a a U E I A R --⨯===-。

可见当01100/min 1058/min n r n r =>=时电动机运行在回馈制动状态。

例题2、电动机的数据同上题。

试计算并画出下列机械特性：（1）电枢回路总电阻为0.5N R 时的人为特性。

（2）电枢回路总电阻为2N R 的人为机械特性。

（3）电源电压为0.5N U ，电枢回路不串入电阻时的人为机械特性。

（4）电源电压为N U ,电枢不串入电阻，0.5N Φ=Φ时的人为机械特性。

解：已知321010.0382N N N a N U I P R I ⎛⎫-⨯==Ω ⎪⎝⎭，0.208N N a e N NU I R C n -Φ==， 9.55606N e N N T C I N m =Φ=∙，2200.721305N N N U R I ===Ω， 02201058/min 0.208N e N U n r C ===Φ。

(整理)电机与拖动复习题---计算题

1.一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，励磁回路电阻Rf=57.5Ω，电枢电阻Ra=0.1Ω，不计电枢反应和磁路饱和。

现将这台电机改为并励直流电动机，把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源上，运行时维持电枢电流为原额定值，试求电动机的下列数据：（1）转速n；（2）电磁功率；（3）电磁转矩。

2.某三相变压器容量为500kV·A，Y，yn联结，电压为6300/400V，现将电源电压由6300V改为10000V，如保持低压绕组匝数每相40匝不变，试求原来高压绕组匝数及新的高压绕组匝数。

3.他励直流电动机的数据为：P N=30kW ，U N=220V，I N=158.5A，n N=1000r/min，Ra=0.1Ω，T L=0.8T N，求:（1）电动机的转速;（2）电枢回路串入0.3Ω电阻时的稳态转速；（3）电压降至188V时，降压瞬间的电枢电流和降压后的稳态转速；（4）将磁通减弱至80%ΦN时的稳态转速。

4.一台三相变压器, SN=750kV·A，U1N/U2N=10000/400V，Y，yn联结，ƒN=50Hz,在低压侧做空载试验，测得数据为：U0=400V,I0=60A,P0=3800W；在高压侧做短路试验，测得数据为：US=440V，IS=43.3A，PS=10900W。

试求：(1)以高压侧为基准的“T”形等效电路参数（要求画图）；当额定负载且功率因数cosφ2=0.8（滞后）时的二次端电压。

5.他励直流电动机的数据为：P N=7.5kW，U N=110V，I N=85.2A，n N=750r/min，Ra=0.13Ω，如采用三级起动，最大起动电流限制为2I N，求:各段起动电阻。

6.一台直流发电机的额定容量PN=17kW，额定电压UN=230V，额定转速nN=1500r/min，极对数p=2，电枢总导体数N=468，连成单波绕组，气隙每极磁通φ=1.03×10-2Wb，求：（1）额定电流；（2）电枢电动势。

电机学考试易出的计算题

考试易出的计算题1. 一台并励直流发电机,P Ｎ=6k Ｗ，U N =23０V ，n ＝１450r ／m ,电枢回路电阻a =0.921ΩR ，励磁回路电阻f =177ΩR ,额定负载时的附加损耗Δ=60W P ,铁耗Fe =145.5W P ，机械损耗Ω=168.4W P ，求额定负载下的输入功率、电磁功率、电磁转矩及效率。

解：额定负载时 N N N 6000===26.09230P I U Ａ N aN N fN N f 230=+=+=26.09+=27.39A 177U I I I I R ⨯aN N aN a =+=230+27.390.921=255.23E U I R Ｖ所以 ⨯M aN aN ==255.2327.39=6990.75W P E I⨯M N N 6990.7560===46.04N.m 2π×1450P T Ω 1N M ΩΔFe=+++ =6990.75+168.4+60+145.5 =7364.65WP P p p p N N 1N 6000===81.5%7364.65P ηP 2. 一台N 28kW P =,N 380V U =,N 950r /min n =, △接线的三相异步电动机，额定运行时,Cu21.53 kW p =，试计算额定运行时的总机械功率和电磁转矩。

解:由=N 950 r /min n ,可推知 /=11000r min n额定砖差率 1N N 1-1000-950===0.051000n n s nCu2N ΩN=1-p sP s总机械功率 ⨯N Cu2ΩN (1-)(1-0.05) 1.53===29.070.05s p P s (k Ｗ）电磁转矩 ⨯3ΩN29.0710===292.369502π60P T Ω(Ｎ.m ）3. 一台三相绕线式异步电动机，额定转速N =1440r /min n ，150Hz f =,额定功率N =10kW P ，转子铜耗Cu2=425W p ,试求: (1)额定转差率N s ; (2)转子感应电势频率2f ； (3）电磁功率M P ; （４)空载转矩0T 。

电机与拖动复习的题目---计算的题目

1.一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，励磁回路电阻Rf=57.5Ω，电枢电阻Ra=0.1Ω，不计电枢反应和磁路饱和。

4.一台三相变压器, SN=750kV·A，U1N/U2N=10000/400V，Y，yn联结，ƒN=50Hz,在低压侧做空载试验，测得数据为：U 0=400V,I=60A,P=3800W；在高压侧做短路试验，测得数据为：US=440V，IS=43.3A，PS=10900W。

试求：(1)以高压侧为基准的“T”形等效电路参数（要求画图）；当额定负载且功率因数cosφ2=0.8（滞后）时的二次端电压。

5.他励直流电动机的数据为：P N=7.5kW，U N=110V，I N=85.2A，n N=750r/min，Ra=0.13Ω，如采用三级起动，最大起动电流限制为2I N，求:各段起动电阻。

机电传动与控制计算题

Tst 19.1
100 25 31.83( N m) 1500
(2)、I fN Uf Rf 110 1.33( A) 82.7
(3)、Pf I fNU f 1.33110 146.3( A)
PN 2.2 (4)、TN 9550 9550 14( N m) nN 1500
(5)、E U N I aN Ra 110 25 0.4 100(V )
3.6已知他励直流电动机的铭牌数据如下：PN=7.5kW，UN=220V ，nN=1500r/min，ηN=88.5%，Ra=0.2Ω。试求该电机的额定电流和额定转矩。 PN 答： P1 I N U N
N
7.5 1000 IN 38.52( A) U N N 220 0.885 PN
PN 7.5 TN 9550 9550 47.75( N m) nN 1550
3.10 一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=6.5kW， UN=220V，IN=34.4A，nN=1500r/min，Ra=0.242 Ω，试计算出此电动机的如下特性：
⑴
⑵ ⑶ ⑷
固有机械特性
电枢附加电阻分别为3 Ω和5 Ω 时的人为机械特性电枢电压为UN/2时的人为机械特性磁通Φ＝0.8 ΦN时的人为机械特性
(6)、I st
U N 110 275( A) Ra 0.4 UN U 110 (7)、要使I st 2I aN，则R st N Ra 0.4 1.8( A) Ra＋R st I st 2 25
Tst K t N I st 9.55K e N 2I aN 19.1 E I aN nN
Ra Ra 1 59 n1 T TN＝ 2 n 92.2(r / min) 2 N 2 2 2 Ke Kt 0.8 K e K t N 0.8 0.8

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习题解析:
✓ 一台并励直流发电机，铭牌数据如下：P N =6kW ，U N =230V ，n N =1450r/min ，R a =0.57Ω
（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻R f =177Ω，额定负载时的电枢铁损P Fe =234W ，机械损耗为P mec =61W ，求：（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩。

（2）额定负载时的效率。

解：（1）26N P P kW ==
A R U I f
f f 3.1177
230
==
=
2
299f f f P R I W == 600026.1230
N N N P I A A U =
== 27.4a N f I I I A
=+= 2
427.9
C u a a a P R I W == 所以 26726.9e m C u a f P P P P W =++= 6726.9
44.32145060
em em P T N m N m π=
=⋅=⋅⨯Ω
（2）17021.9
em mec Fe P P P P W =++= 2
1
100%85.45%P P η=
⨯= ✓ 一台他励直流电动机数据为：P N =7.5kW ，U N =110V ，I N =79.84A ，n N =1500r/min ，
电枢回路电阻R a =0.1014Ω，求：（1）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，电枢电流I a =60A 时转速是多少？（2） U=U N 条件下，主磁通减少15%，负载转矩为T N 不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（3）U=U N ，Φ=ΦN 条件下，负载转矩为0.8T N ，转速为（—800）r/min ，电枢回路应串入多大电阻？解：（1）0.068N a N
e N N
U R I C n -Φ=
=
1528/m i n
N a a
e N
U R I n r C -=
=Φ （2）N T 不变时，em T 不变，即T N N T a C I C I Φ=Φ
93.930.85N N
a N N N
I I I A ΦΦ=
==ΦΦ 1738/m i n
N a a
e U R I n r C -=
=Φ
（3）不计空载转矩时，em L T T =，故： 0.80.8
0.95538.2N e m N N
P
T T N m
n ==⨯=⋅ 2
N a
B
e N e T N
U R R n C C C +=
-ΦΦ*T em 解得： 2.69B R =Ω
他励直流电动机额定数据如下：P N =60kW ，U N =220V ，I N =305A ，n N =1000r/min 。

试求：
（1）如果将该机直接起动，则起动电流为多少？
（2）为使起动电流限制在2I N ，应在电枢回路中串入多大电阻？
（3）如果采用降压起动使起动电流限制为2I N ，端电压应降为多少？解：
Ω=-=-=Ω
=====038.030560000
305*2202121036.0305
220
*05.005.0,05.0,95.02
2N
N N N N N N N N aN
I P I U Ra I U Ra U Ra I U E 或
(1) 直接起动时 N a N st
I R U I 2011.6111036
.0220==== (2) 如果需要将起动电流限制在2倍额定电流，则
Ω
=-=-=Ω
===+324.0036.036.036.036.0305
*2220
2a st N N st a R R I U R R
(3) 如果需要将起动电流限制在2倍额定电流，则电压降为：
V R I U a N 96.21036.0*305*22===
端电压为：220-U=198V
✓ 他励直流电动机额定数据如下：P N =55kW ，U N =220V ，I N =280A ，n N =635r/min ，R a =0.044Ω，带额定负载转矩运行，求：
（1）欲使电动机转速降为n=500r/min ，电枢回路应串多大电阻？
（2）采用降压调速使电动机转速降为n=500r/min ，电压应降至多少伏？（3）减弱磁通使Φ=0.85ΦN 时，电动机的转速将升至？
m im
r c R I U n I I I I T T V R I n c U R I n c U R c c n R I U c e a N N N N a N e a N e N e T N a N N e /4.73985
.0*327.0044.0*85.0/280220'',*85
.01'''
)3(8.175044.0*280500*327.02158.0044.0280500
*327.0220)1(12.355.9327
.0635044.0*280220=-=Φ-=>=ΦΦ===+=+Φ=Ω
=--=-Φ-==Φ=Φ=-=-=Φ不能长期运行
弱磁前后稳态，）降压调速
（电枢串电阻：
✓ 他励直流电动机额定数据如下：P N =29kW ，U N =440V ，I N =76.2A ，n N =1050r/min ， R a =0.393Ω，试求：（1）电动机在回馈制动下工作，设I a =60A ，电枢回路不串电阻，求电动机的转速；（2）电动机在能耗制动下工作，转速n=500r/min ，电枢电流为额定值，求电枢回路内串接电阻值和电动机轴上的转矩；
（3）电动机在转速反向的反接制动下工作，转速n=－600r/min ，电枢电流Ia=50A ，求电枢回路内的串接电阻、电动机轴上的转矩、电网供给的功率、从轴上输入的功率、在电枢回路内电阻上所消耗的功率。

min
/2.107341
.044092
.355.941
.01000
393.0*2.764400r c U n c c n R I U c e N e T N a N N e ==Φ==Φ=Φ=-=-=Φ
M
N I c T R I n c R c R R I n r c R I U n A a T a N e e a N e a a N .7.298)2.76(*92.33.2393.02
.76500
*41.0))(()2(min
/7.113041
.0393
.0*)60(440601(-=-=Φ=Ω=-=-Φ=
Φ+--=
=--=Φ-=
转矩，得：轴上的转矩认为是电磁忽略空载转矩，电动机在能耗制动下工作机械特性上时，电动机工作在固有）回馈制动，且电流为
M
a a cu M a N a T a a e N a e N a P P R I p W
T P W I U P M
N I c T R I n c U R R
R n
c U I +≈=+==-=-=Ω======Φ=Ω=---=-Φ-=
+Φ-=12
134300)393.0327.13(*50*501231560
)
600(*2*1962200050*440.19650*92.3327.13393.050
)
600(*41.0440)3(）
（负号代表功率为输入轴上输入功率：电网输入功率：转矩，得：轴上的转矩认为是电磁忽略空载转矩，电动机倒拉反转制动情况下，π。