电机及拖动基础习题

1、1电机及拖动基础习题电机及拖动基础习题（一）直流电机21 某车床电力拖动系统中，已知车刀切削力某车床电力拖动系统中，已知车刀切削力F=2000N，工件直径，工件直径d=150mm，电动机转速，电动机转速n=1450r/min，传动机构的各级速比，传动机构的各级速比j1=2,j2=1.5,j3=2，各转轴的飞轮矩为：各转轴的飞轮矩为：GDd2=3.5N.m2 (指电动机轴指电动机轴)，GD12=2 N.m2,GD22=2.7 N.m2,GD32=9 N.m2，各级传，各级传动效率都是动效率都是0.9，求：，求：1）切削功率；）切削功率；2）电动机输出功率；）电动机输出功率；3）系统总飞轮矩；）系

2、统总飞轮矩；4）忽略电动机空载转矩时的电磁转矩；）忽略电动机空载转矩时的电磁转矩；5）车床开车未切削时，若电动机加速度）车床开车未切削时，若电动机加速度dn/dt=800r/（min.s），忽略电动机空载转矩但不忽），忽略电动机空载转矩但不忽略传动机构的转矩损耗，求电动机的电磁转矩。略传动机构的转矩损耗，求电动机的电磁转矩。3解：解：1）切削功率：切削线速度为）切削功率：切削线速度为smsmjndndVzz/./.898125121450601506060则切削功率为：则切削功率为：kWWFVPzz796389812000. kWWPPzN2590796333././2）电动机输出功率：）电动

3、机输出功率：22222321232212221212j2m4.55NmN2)1.59/(21.5)2.7/(22/43.5)jj(jGD)j(jGDjGDGDGD3）系统总飞轮矩：）系统总飞轮矩：4mNmNjnPjTTTTTzLL334901450796395505593220././.mNmNnPnPTNNNM334145025955095509550.4）电动机电磁转矩：）电动机电磁转矩：或：或：5）开车未切削时电动机电磁转矩：）开车未切削时电动机电磁转矩：mNmNTmNTdtdnGDT1990133479180037555437532).(.)(.5KWPN17VUN220AIN90mi

4、n/rnN15001470.aR2. Z2-71他励直流电动机的额定数据为：他励直流电动机的额定数据为：计算：计算：（1）直接起动电流；）直接起动电流；（2）拖动额定负载起动，若采用电枢回路串电）拖动额定负载起动，若采用电枢回路串电阻起动，应串入多大电阻；若采用降电压起动，阻起动，应串入多大电阻；若采用降电压起动，电压应降到多大？（顺利起动为条件）电压应降到多大？（顺利起动为条件） ARUIaNs614961470220.解：解：1）NsII52.2）为使其顺利起动，需满足：）为使其顺利起动，需满足：AIINs225905252.则可令则可令62251470220ccaNRRRU.830.cR

5、采用串电阻方式起动：采用串电阻方式起动：，2251470.URUaVU33采用降压方式起动：采用降压方式起动：，7KWPN57.VUN220AIN41min/rnN15003760.aRNLTT 3. Z2-51他励直流电动机，他励直流电动机，拖动恒转矩负载运行，拖动恒转矩负载运行，把电源电压降到把电源电压降到150V，问：，问：（1）电源电压降低了但电动机转速还来不及变化的瞬）电源电压降低了但电动机转速还来不及变化的瞬间，电动机的电枢电流及电磁转矩各是多大？电力拖间，电动机的电枢电流及电磁转矩各是多大？电力拖动系统的动转矩是多少？动系统的动转矩是多少？（2）稳定转速是多少？）稳定转速是多少？

6、136401500376041220.NaNNenRIUCVnCeENa6204150013640.解：（解：（1）8AREUIaaa214537606204150.3026113640559559.eTCCmNICTaTem14189.mNICTTNTNL41534130261.mNTTTLem73135415314189.动转矩rpmCRIUneaN98713640376041150.（2） 9622ZKWPN13VUN220AIN7 .68min/1500rnN224. 0aR%30max型他励直流电机，型他励直流电机，电枢串电阻调速，要求电枢串电阻调速，要求求：求：电动机带额定负载转矩

7、时的最低转速；电动机带额定负载转矩时的最低转速；调速范围；调速范围；电枢需串入电阻最大值；电枢需串入电阻最大值；(1)运转在最低速带额定负载转矩时，电动机的输入功运转在最低速带额定负载转矩时，电动机的输入功率（忽略空载率（忽略空载M0）及外串电阻上的损耗。）及外串电阻上的损耗。410min/min/)(min/min/).(.rrnnnrrCUnnRIUCNNeNNaaNe11315001613161313640220136401500224076822000解：根据题意得解：根据题意得minnmin/min/).()(minrrnn1129301161310（1）求最低转速）求最低转速（2）

8、求）求D33111291500.minmaxnnD113)电枢需串入电阻最大值电枢需串入电阻最大值Rc:7402240768112913640220.minaNaNcRIEUR4)输入功率、输出功率、损耗：输入功率、输出功率、损耗：KWIUPNN114157682201.WInCIEPpPPaeaaemem5791076811291364002.minKWRIca49374076822.12%30max5 上题中的电动机降低电源电压调速，要求上题中的电动机降低电源电压调速，要求 ，求：，求：(1)电动机带额定负载转矩时的最低转速；电动机带额定负载转矩时的最低转速；(2)调速范围；调速范围；(3

9、)电源电压需调到的最低值；电源电压需调到的最低值；(4)电动机带额定负载转矩在最低转速运行时，电动电动机带额定负载转矩在最低转速运行时，电动机的输入功率及输出功率（忽略空载损耗）。机的输入功率及输出功率（忽略空载损耗）。13640.Ce解：从上题已求得解：从上题已求得rpmnN113%nnn)n(nnnNN3000minminminmin(1)最低转速：由于最低转速：由于从而得从而得minminminr/r/./.)/(nnN2643030111311368. 5264/1500minmaxnnD(2)求求DminUVnnCUNe45111326413640.)(.minmin(3)最低电压最

10、低电压1P2PkWWIEPPPkWWIUPaaMN474. 27 .682641364. 053. 37 .684 .51min02min1(4)输入功率输入功率和输出功率和输出功率14kWPN29VUN440AI76min/1000rnN376. 0aRmin/250min0rnmin/1500max0rnNLTT maxNZPP 6 一台他励直流电动机，一台他励直流电动机，采用降低电源电压和减小磁通的方法调速，要求采用降低电源电压和减小磁通的方法调速，要求最低理想转速最低理想转速，最高理想空载转速，最高理想空载转速试求：试求：(1)该电动机拖动恒转矩负载该电动机拖动恒转矩负载时的最低转速及

11、此时的静差率时的最低转速及此时的静差率 。(2)该电动机拖动恒功率负载该电动机拖动恒功率负载(3)系统的调速范围。系统的调速范围。 时的最高转速；时的最高转速；eC411401000376076440.NaaNenRIUC解：根据题意，在额定时的解：根据题意，在额定时的为：为：15NLTT minnmax(1)在在时的最低转速时的最低转速及及eC%.%.%min/.min/.minminminmaxminmin8271002505180250100518076411403760250000nnnrrICRnnaea由于在恒转矩时的最低转速是采用降压方法由于在恒转矩时的最低转速是采用降压方法来实

12、现，故来实现，故不变。则不变。则maxneCeC293. 01500/440/max0nUCNe(2)在恒功率时最高转速在恒功率时最高转速由于在恒功率时最高转速是采用弱磁调速来实现，故由于在恒功率时最高转速是采用弱磁调速来实现，故变为变为：16min/min/.maxmaxrrICRnICRCUnaeaaeaeN1403762930376015000则则8 . 75 .180/5 .1402/minmaxnnD(3)求求D：17kWPN17VUN110AIN185min/1000rnNNaII8 . 1maxNLTT80.0n7 一台他励直流电动机，一台他励直流电动机，。已知电动机最大允许电流

13、。已知电动机最大允许电流，电动机拖动，电动机拖动负载电动运行。试求：负载电动运行。试求：(1)若采用能耗制动停车，电枢回路应串入多大电阻？若采用能耗制动停车，电枢回路应串入多大电阻？(2)若采用反接制动停车，电枢回路应串入多大电阻？若采用反接制动停车，电枢回路应串入多大电阻？(3)两种制动方法在制动开始瞬间的电磁转矩各是多大？两种制动方法在制动开始瞬间的电磁转矩各是多大？(4)两种制动方法在制动到两种制动方法在制动到时的电磁转矩各是多大？时的电磁转矩各是多大？ aReC解：根据题意，先估计解：根据题意，先估计和和： 181010100018504890110048901851700018511

14、0212122.NaaNeNNNNanIRUCIPIURR26. 00489. 01858 . 10489. 01858 . 01108 . 18 . 0aNaaNRIRIURR(1)采用能耗制动停车，电枢串入电阻采用能耗制动停车，电枢串入电阻：59. 00489. 018520489. 01858 . 011028 . 18 .80. 08 . 1aNaaNNaNaNRIRIUURIEUR(2)采用反接制动停车，电枢串入电阻：采用反接制动停车，电枢串入电阻：19mNICTNe232118581101155981559.(3)求电磁转矩求电磁转矩T：由于他励电机励磁不变，电：由于他励电机励磁不

15、变，电枢电流相同，故两种方法的枢电流相同，故两种方法的T一样，即一样，即0n0nAARRUIaN1720489. 059. 0110mNICTe1661721010559559.(4)在在时电磁转矩时电磁转矩T：对于反接制动。则电枢电流对于反接制动。则电枢电流I为：为：则则对于能耗制动时，当对于能耗制动时，当时，电磁转矩也为零；时，电磁转矩也为零；20（二）变压器（二）变压器21时容性和感性).)(.cos8(0cos(-80221、一台、一台S750/10型三相变压器，型三相变压器，U1N/U2N=10/0.4kV，Y/连接。在低压侧做空连接。在低压侧做空在试验数据为：电压在试验数据为：电压

16、U20=400V，电流，电流I0=65A，空载损耗空载损耗p0=3.7kW。在高压侧做短路试验数据。在高压侧做短路试验数据为：电压为：电压U1k=450V，电流，电流I1k=35A，短路损耗，短路损耗pk=7.5kW。室温为。室温为30。求：。求： (1)变压器参数，并画出变压器参数，并画出T型等值电路图。假定型等值电路图。假定r1r2，X1X2。(2)在额定负载时，在额定负载时，分别计算电压变化率、副边电压和效率。分别计算电压变化率、副边电压和效率。 当当2243.144003100021NNUUK解：解：(1)求参数并画出求参数并画出T型图：型图：876. 06537003366.1065

17、40033220020IprrIUzzomoom空载试验从低压侧得空载试验从低压侧得235 .22124 .18222204 .182876. 043.14222066.1043.1422222222mmmrmmmmrzXrKrzKz折算到高压侧：折算到高压侧：5227X14704242738620423023575235r2357523504235375003427353450327527522227522.kkkkkkkkkkkkkkrzrzXrIprIUz短路试验从高压侧得：短路试验从高压侧得：24193. 1386. 2212157. 314. 72121573147212175112

18、122kkkrrrXrr.XXX则则 从而得从而得T型等值电路图（略）。型等值电路图（略）。 2uu%、(2)求求和和： 变压器带感性额定负载时，其关系式为：变压器带感性额定负载时，其关系式为： NkNkNUXIrIu%12121sincos25AUSINNN343100003750000311.由于由于 VUuUuN4 .381400046. 01%1%6 . 43/100006 . 014. 78 . 0386. 23 .431%22所以所以 KWrIpCkNkN421338623433327521.kNp求效率时要特别注意：本题短路试验计算不是在额定求效率时要特别注意：本题短路试验计算不

19、是在额定电流下，故短路损耗不是额定短路损耗。为此，首先电流下，故短路损耗不是额定短路损耗。为此，首先要求取额定短路损耗要求取额定短路损耗，然后才能求取效率。即，然后才能求取效率。即 %.cos229702770142131738075014213173112220220kNNkNppSpp2697.22%2V40740001801UU1U2N2.%.sincos813100006014780386234311221NkkNUXrIu%变压器带容性额定负载时：变压器带容性额定负载时：27（二）交流电机（二）交流电机28kWPN40min/1470rnN08. 02r6 . 2mNT2NT80.N

20、T80.一台三相四极绕线式异步电动机，一台三相四极绕线式异步电动机，当不计电机及传动机构的损耗，则求：当不计电机及传动机构的损耗，则求：1）该电机提升重物时，要求启动瞬间具有）该电机提升重物时，要求启动瞬间具有的启动转矩，转子每相应传入多大电阻？的启动转矩，转子每相应传入多大电阻？电机转速为多少？若负载转矩不变，要求电机电机转速为多少？若负载转矩不变，要求电机进入到拉反接制动状态，此时转子总电阻至少进入到拉反接制动状态，此时转子总电阻至少为多大？为多大？电机转速为多大？电机转速为多大？，带位能负载，带位能负载，2）若启动电阻不切除，当负载转矩为若启动电阻不切除，当负载转矩为时，时，3）若将若将负载在固有特性上回馈下放，负载在固有特性上回馈下放，2908. 01 . 016 . 26 . 202. 0102. 01500147015002220rSSnnnSmmNmNN解：据题意得：解：据题意得：NT21）求）求的启动转矩时转子串入电阻：的启动转矩时转子串入电阻：1SNQT2T ， 在启动时，在启动时，则则 舍去或0.471328