电力拖动作业

1、2-2 一台四极并励直流电机接在 220V 的电网上运行，为单波绕组，已知电枢表面的总导体数 N=381, n=1500r/min, © =0.0105wb,电枢回 路的总电阻Ra=0.205Q，励磁电流lfN=1.73A,铁损耗PFe = 362W机械损 耗Pmec=240W(忽略附加损耗)，试问：1)该电机运行在发电机状态， 还是电动机状态？ 2)电磁转矩是多少？ 3)输入功率和效率各是多 少？解：1 ) Ea=N*p/(60a)*n* =381 X 2 - ( 60 X 1 ) X 1500 X 0.0105=200.025V<U=220V当Ea<U时，直流电动机工

2、作在电动机状态，二该电机工作在电动机 状态2)根据直流电动机的电压平衡方程式，得la=(U 1-Ea)/Ra=(220-200.025)/0.205=97.439A电磁转矩：Tem=G© I a=NP/(2 n a)*© Ia=(381 X 2) - (2n X 1) X 0.0105X 97.439=124.14N m电磁功率： Pem=EaIa=200.025X 97.439=19490.24W输入功率：P1=U1I1=U1(Ia + If)=220 X( 97.439+1.73)=21817.18W 输出功率： P2=PemPFePmec=19490.24 36224

3、0=18888.24W 效率：n = P2/ P1X 100 % = 18888.24 /21817.18 X 100 % =86.58 %题 2-4：某台他励直流电动机的铭牌数据为： P N =22kW， U N =220V,I N =115A,n N=1500r/min,电枢电阻 R=0.1 Q ,忽略空载转矩，电动 机带额定负载运行时，要求转速降到 1000r/min 。试求：1) 采用电枢回路串电阻降速时，应串入多大的电阻值？2) 采用降低电源电压降速时，外加电压应降为多少？(不3) 上述两种情况下，电动机的输入功率与输出功率各为多少计励磁回路的功率)？(1)解：根据电压平衡方程得：Q

4、 N =U n - Rs IN= 0.139nN当采用电枢回路串电阻降速时，电路稳定后由于负载转矩不变，根据Tn = Ct N In可知 |a = I N由此可得：R + Ra = aUN -CenI a解得 R =0.604 Q-(2)解：由(1)可得 |a = |nU= Ce n n + Ra |a = 150.4 V (n=1000r/ min)(3)解：当采用串电阻降压时输入功率：P1 = Un Ia = 25.3 kW输出功率：P2=CeN n X Ia = 15.985 kW当采用降压降速时 输入功率：P仁U X |a =150.5X 115=17.308 kW输出功率：P2=Ce

5、 N n X |a = 15.985 kW题2-7一台他励直流电动机的数据如下：P N =96kW U N =440V, | N=250A,nN=500r/min, R a=0.078 Q ,试求：1)固有机械特性上的理想空载点和额定负载点的数据。2)当电枢回路的总电阻为 50%RRn=UN/I n）时的人为机械特性。3)当电枢回路的端电压 U=50%IU寸的人为机械特性。4)当=80% n时的人为机械特性。(1)解：CeN =Un - Ra l N= 0.841nN理想空载点：Tem= 0； no= UNCeN=523.187 r/ min额疋负载点：Tn = Ct n l n =2007.

6、888 N mn =500 r/ min解：由（i）可知 no =523.187 r/ minRa= 0.5Rn =0.88q在 UN=ua , N=的情况下，TemTn= (Pn X 9550)/ nN =1833.6 N mFn =Un-ERa X Tem =284.23 r/ minC eNCe“CtN(3)解：根据电压平衡方程得Un - 0.5Un =Ra I a得：la =2820.5 ATem=Ce N la =22652.987Ano=Un=523.187 r/min5CeNn = UnCeJR X Tem =261.595 r/ minCeN。(4)解：no=Un=653.98

7、4r/min0.8Ce nFn = Un -R X Tem =620.877 r/ min0.8 C eCN0.8 Ce NCt 3-2 .某他励直流电动机的额定数据为：Pn=1.75KW,U=110V,In=20.1A , n N=1450r/min , Ra=0.57Q,若采用三级起动，起动电流最大值不超过21 n，试求:1）各段的电阻值2）各段电阻切除时的瞬时转速解：(1)取 I i=2I n =2*20.1=40.2A 已知m=3故末级电阻为 Rm=F3=U/ I i=110/40.2 Q =2.736 Q B =3V (R3/Ra)=3 V (2.736/0.57)=1.687切换电

8、流:12=11/ B =2In/1.687=1.186I n各级电阻：Ri=B Ra=1.687*0.57 Q =0.96 QR2=B Ri=B 2Ra=1.6872*0.57 Q =1.622 QR3= B R?= B 3Ra=1.6873*0.57 Q =2.737 Q各分段电阻：RQ 仁R-Ra= (0.962-0.57 ) Q =0.392 QRQ2=R>-R仁(1.622-0.962) Q =0.660 QRQ 3=RJ-R2=(2.737-1.622) Q =1.115 Q(2) Ce N=(U3aRa)/nN=0.068/ E仁U- 2Ri= Ce n nini= Un-I

9、 2Ri/ Ce n =(110-1.186*0.962)/0.068=1433 r/minn2= Un-I 2R?/ Ce n =(110-1.186*1.622)/0.688=1422 r/minn3= Un-I 2R3/ Ce n=(110-1.186*2.737)/0.688=1405 r/min63-6某他励直流电动机的额定数据如下： PN=18.5KW,UN=220V，IN=103A , Ra=0.18,n N=500r/min ,最高转速应限制 nN=1500r/min 电动机带动负载进行弱磁调 速，试分析：1) 若电动机拖动恒功率负载(pi=pn ；当磁通减少至 =1/3n时，

10、求电动机稳 态运行的转速和电枢电流，并说明电动机能否长期运行？2) 若电动机拖动恒转矩负载(TI=Tn);当磁通减少至 =1/3n时，求电动机稳 态运行的转速和电枢电流，并说明电动机能否长期运行？解：1)电动机拖动恒功率负载运行减弱磁通时，电枢电流大小不变,因而UN-la.Ra=Ea常数 而Ea =Cen n n = Cen贝Ug =*n减弱磁通后的转速n=(n/)*n n,而=1/3n所以 n=3* n N =3*500r/min=1500r/min电枢电流l= N =103A,恰好在允许范围内且n=1500r/min,所以电动机能长期运行2)由机械特性知 Ce n = ( Un In *

11、Ra) / Ce n =(220-103*0.18)/500 =0.403 电动机拖动恒转矩负载运行减弱磁通时，有TI=Tn = Cen In = Cela当=1/3n时电枢电流la=(N)* In =3*103A=309A.转速 n= (UN-la.Ra /Ce=(220-309*0.18)/(0.403*1/3)=1225r/min虽然 n<n(max). 但电流 la=3 lN , 会造成不能换向及电机过热而烧坏的结果， 因 此不能长期运行。3-8 已知他励直流电动机的额定数据如下：pN=30KW,UN=220V， lN=156.9A ,nN=1500r/min ,Ra=0.082

12、忽略空载损耗，试求：1) 电动机带位能性额定负载转矩，以 800r/min 的速度下放时，可用那些方法？ 电枢回路分别应串入多大电阻？2) 电动机带抗性额定负载转矩运行时进行电压反接制动停车，欲使起始制动转矩为 2 TN ，电枢回路应串入多大电阻？3) 电动机带位能性负载， TI=0,8TN ,欲以 1800r/min 的速度下放时，应采用什么 方法？电枢回路应串入多大电阻？解： 1 )第一种：能耗制动时能耗制动的机械特性n= (Ra+R)/Cen *la机械特性：Ce n = ( Un In * Ra / Ce n ,代入数据得：Cen =0.138把 Ce n =0.138 代入 n=-(Ra+R)/Ce n *la 得 R=0.622第二种：转速反向的反接制动时转速反向的反接制动机械特性n=( UN/ Ce