电气自动化13(本)《电机与拖动基础》练习题

1、电机与拖动基础练习题一填空题：1三相异步电动机常用的制动方法是 。2直流电机中电枢绕组的作用是产生 ，实现机电能量转换。3一台三相变压器的接线如图所示，则其联接组为 。4当电源频率及电动机其他参数不变，三相绕线式异步电动机转子串入电阻时，其最大转矩Tm ，临界转差率Sm ，转速n 。5同步电机按其转子的结构不同，可分为 ；其阻尼绕组用于 。6已知某直流电动机的机械特性1如图所示，该机分别与负载特性2和负载特性3配合时，平衡点A是 平衡点，平衡点B是 平衡点。 7一台磁极对数p为2的三相异步电动机定子绕组通入频率f1为50HZ的三相对称电流，其三相绕组所产生的合成基波磁势的转速n1= ，旋转方向

2、是 。8一台三相异步电动机，已知电源频率f1=50HZ，定子每相绕组的串联匝数N1=24，基波绕组系数kw1=0.90，基波每极磁通1=0.74Wb，则定子每相绕组中的基波相电动势有效值E1为 。9一台三相异步电动机，已知f N=50HZ，P N=40kW，nN=1470r/min，U N=380V，M=2.0，则其额定转差率SN= ，最大转矩Tm= 。10三相同步电机的转子主要由 组成。11在同步电机中，Xd称为凸极同步电机的 ，Xq称为凸极同步电机的 ；Xt称为隐极同步电机的 。12当保持同步发电机的输入功率不变时，调节其 ，即可改变发电机的 。13同步发电机并联运行的方法是 。 14在同

3、步电机中，双反应理论是指：对于在空间任意位置的电枢磁势，应将其分解成 ，分别计算 电枢反应，最后再把它们的效果叠加起来。15同步发电机并联运行的条件是 、 、发电机的电压波形应与电网的电压波形相同，发电机与电网的电压大小和相位应相同。二三相异步电动机主要由哪几部分组成？试分析其工作原理。三计算题：1一台他励直流电动机，已知：PN=22kW，UN=220V，IN=115A，nN=1500r/min，Ra=0.25，拖动恒转矩负载TZ=0.7 TN，试求：（1）若电枢回路串入电阻1，则稳定后的转速和电流；（2）若采用降低电压调速，使转速为300r/min，则端电压和稳定后的电流；（3）若将磁通和端

4、电压都降低20%，则稳定后的转速和电流。 2一台三相异步电动机，已知：UN=380V，PN=28kW，fN=50HZ，nN=950r/min，= 0.88。在额定转速下运行时，机械损耗pm=1kW，忽略附加损耗pad，定子铜耗pCu1与铁耗pFe共为2.2kW，求额定运行时：（1）转子电流的频率；（2）转子铜耗；（3）效率；（4）定子电流。3一台三相变压器（铝线），已知：SN=750kVA，U1N=10kV，U2N=0.4kV，Y/Y联接。在低压边做空载试验，当电压为额定电压时（U0=U2N=400V），I0=60A，P0=3.8kW；在高压边做短路试验，当电流为额定电流时（IK=I1N=43

5、.3A），UK=440V，PK=10.9kW。设折算到同一侧后，高、低压绕组的电阻和漏电抗分别相等。试求：（1）变压器T型等效电路的各参数实际值；（2）当二次侧满载，功率因数为0.8（滞后）时的电压变化率。4某三相绕线式异步电动机，已知f N=50HZ，P N=20kW，nN=1420r/min，U N=380V，M=2.3，转子每相电阻R2=0.084，试求：（使用实用表达式）（1）临界转差率和最大转矩；（2）固有机械特性的实用表达式；（3）若转子回路串入电阻0.5，则其人为特性表达式。5一台他励直流电动机，PN=21kW，UN=220V，IN=110A，nN=1200r/min，Ra=0.

6、12，试求：（1）要使该机在额定状态下，进行能耗制动停机，要求最大制动电流不超过1.8IN，应串入的制动电阻及相应的最大制动转矩；（2）若该机带TZ=0.7TN位能性负载运行，采用能耗制动串入2的制动电阻，使之下放重物，则下放的速度。6一台三相笼型异步电动机的额定数据为：UN=380V，PN=30kW，nN=2950r/min，fN=50HZ，联接。采用变频调速拖动TZ=0.85TN的恒转矩负载，已知变频电源输出电压与频率关系为U1/f1=常数。试求：若使变频电源输出的频率f1=30HZ，则变频器输出的线电压U1和电动机的转速n。（用直线表达式计算）7一台三相绕线式异步电动机的额定数据为：PN

7、=40kW，UN=380V，nN=1460r/min，E2N=420V，I2N=62A，KT=2.5。拖动TL=0.8TN的恒转矩负载。若采用转子回路串电阻调速，试求：若每相串入电阻0.9W，则电动机的转速。（用直线表达式计算）四已布置的各章部分作业。部分计算公式：， ，参考答案一填空题：1能耗制动、反接制动、回馈制动 6稳定，稳定2产生感应电势、电流和电磁转矩 71500r/min，从电流超前相绕组 转向电流滞后相绕组3Y/-5 83548.4V4不变，增大，降低 90.02，519.7N.m5隐极式、凸极式，减少转子振荡或起动 10转子铁心、励磁绕组、阻尼绕组和转轴等11直轴同步电抗，交轴

8、同步电抗，同步电抗12励磁电流，无功功率13准同步法和自同步法等14交轴分量和直轴分量，直轴和交轴15发电机的相序应与电网的相序相同、发电机的频率应与电网的频率相同二组成：定子铁心、定子绕组、转子铁心及转子绕组等；工作原理：将定子三相对称绕组施以三相对称交流电源U1，流过三相对称电流I1，产生旋转磁场，作用于转子上，在转子上感应电动势E2，产生电流I2，产生电磁转矩Tem，带动转子旋转，输出机械能。三计算题：1解：（1）CeN=(UN-INRa) /nN=(220-115*0.25)/1500 =0.123 TZ=0.7TN不变，不变。稳定后电流Ia=0.7IN=0.7*115=80.5A，也

9、不变。 稳定后转速为：n=(UN-Ia(Ra+R)/CeN=(220-80.5 *(0.25+1)/0.123=970.53r/min （2）TZ=0.7TN不变，不变。稳定后电流Ia=0.7IN=0.7*115=80.5A也不变。 端电压为：U=CeN n+IaRa=0.123*300+80.5*0.25=57.03V （3）Ce=0.8 CeN，CM=0.8CMN，TZ=0.7TN不变，TN= CMNIN稳定后电流为：Ia=TZ/(CM)=0.7CMNIN/(CM)=0.7IN/0.8=0.7*115/0.8=100.63A 稳定后转速为：n=(U-IaRa )/ (Ce)=(220*0.

10、8-100.63*0.25)/(0.8*0.123)=1532.95 r/min 2解：（1）n1=1000r/min 转差率：SN=( n1-n)/ n1=(1000-950)/1000=0.05 转子频率：f2=SNfN =0.05*50=2.5HZ （2）Pm=PN+pm+pad=28+1+0=29kW转子铜耗：pcu2=PmSN/(1- SN)=29 *0.05/(1-0.05)=1.53kW （3）P1N=Pm+ pcu2+pFe+ pcu1=29+1.53+2.2=32.73kW效率：N= (PN/ P1N)*100%=(28/32.73)*100%=85.55 （4）定子电流：I

11、N=P1N/(*UN*cosN)=32.73*1000 /(1.732*380*0.88)=56.51A 3解：变比：k=U1N/U2N=(10/)/(0.4/) =25 （1）由空载试验，求得折算到低压边的激磁阻抗 Z2m=U0/I0=(400/)/60=3.849R2m=P0/(3I02)=3800/(3*602)=0.352X2m=折算到高压边的激磁阻抗为： Zm=k2Z2m=252*3.849=2405.625Rm=k2R2m=252*0.352=220.0Xm=k2X2m=252*3.833=2395.625由短路试验，求得高压边的短路阻抗为： Zk=Uk/Ik=(440/)/43.

12、3=5.867Rk=Pk/(3Ik2)=10900/(3*43.32)=1.938Xk=高、低压绕组漏阻抗标幺值为： R1=R2=Rk/2=1.938/2=0.969X1=X2=Xk/2=5.538/2=2.769（2）电压变化率为（I2*=1）：u= I2*（R*k cos+Xk*sin）*100%=43.3*/10000*(1.938*0.8+5.538*0.6)*100%=3.65% 4解：（1）n1略大于nN， n1=1500r/min 额定运行点转差率SN=(n1-nN)/n1=(1500-1420)/1500=0.0533 临界转差率=0.0533*(2.3+) =0.233 额定

13、转矩TN=9550*PN/nN=9550*20/1420=134.51Nm 最大转矩Tm=MTN=2.3*134.51=309.37Nm （2）实用固有机械特性 = （3） 5解： （1）CeN =(UN-INRa) /nN=(220-110*0.12)/1200=0.172 Iamax=(-UN-Ea) /( Ra+R)= -1.8*IN应串入的电阻为： R= -CeNnN /Iamax- Ra= -0.172*1200/(-1.8*110)-0.12=0.922 相应的最大制动转矩为： Tamax=CMN Iamax= -9.55*0.172 *1.8*110= -325.23N.m （2

14、）TZ=0.7TN不变，不变，稳定后电流为：Ia=0.7IN=77A。 稳定下放速度为： n= (-(Ra+R)Ia)/(CeN)= (-(0.12 +2)*77) /0.172= -949.07r/min 6解：调频后的线电压为：U1=UNf1/fN=380*30/50=228V n1=3000r/min，p=1sN=(n1-nN)/n1=(3000-2950)/3000=0.0167 在TZ=0.85TN，fN=50HZ时的转差率为：s=sNTZ/TN=0.0167*0.85=0.0142 在TZ=0.85TN，fN=50HZ时的转速降为： n=sn1=0.0142*3000=42.6r/min调频后的同步转速为：n1=60f1/p=60*30/1=1800 r/min因为调频后的转速降不变，所以在TZ=0.85TN，转速为： n= n1-n=1800-42.6=1757.4r/min7解：n1=1500r/min SN=