电机拖动计算题及参考答案教学教材

1、四、计算题1. 一台并励直流电动机，PN 90kW, UN 440 V, In 245A, I fN 5A, nN 750r/min, R 0.08试求：(1)电动机的额定输出转矩；(2)在额定电流时的电磁转矩;(3)当Ia 0时电机的转速;(4)在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入0.1 电阻而达稳定时的转速。答：1)电动机的额定输出转矩Ia In I fN (245 5) 240AP2NT 2N ,T2N9.55PNnN2 nN 皿609.5590 1039.55 N.m 1146N.m7502)在额定电流时的电磁转矩Ea Un IaRa440 2400.08 V 420.8V12 /

2、9Rm EaIa 420.8 240W 101KWPem 101 10Temem 9.551286.07N.m750Ec 420.83)当Ia 0时电机的转速Ce- 0.5611V/rnN 750n0 -U440 r/min 784.2Ce0.56114)在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入 0.1 电阻而达稳定时的转速为:UN Ia Ra R 440 240 0.08 0.1n _N_a_jar/min 707.2r/minCe0.56112.某三相铝线变压器,SN 750kV ?A,U1n /U2N 10000 /400V , Yyn0 联接。有如下实验数据:试求：折算到高压侧的变压器

3、T形等效电路参数并画出等效电路图(设R, R ,X1 X2 ,不需考虑温度换算)试验名称电压/kV电流/A功率/kW备注空载0.4603.8电压加在二次侧负载0.4443.310.9电压加在一次侧解：(1)由空载试验数据求励磁参数ZmU0/.3 400 / . 3 3.8560P0/33800/3I026020.35Xm.Zm2Rm2 3.8520.352 3.83折算到高压侧有:U1N/,3 10000/y 3 25U2N / . 3400/ .3Zm2_2_ 一 一一k Zm 253.85 2406.25k2Rm 252 0.35 218.75Xmk2Xm 252 3.83 2393.75

4、(2)由短路试验数据求短路参数:ZsUI 440/J 5.87Is43.3RsPs/3F10900/343.321.94XsZs2 Rs2. 5.872 1.942 5.54R2Rs/2 1.94/2 0.97X1 X2 Xs/2 5.54/2 2.773.已知一台三相四极异步电动机的额定数据为Pn 10kW,UN 380V, I n 11A,定子绕组为 Y接法，额定运行时,Pcu1 557W, Pcu2 314W, pFe 276W,Pmec 77W, p200W 。试求（1）额定转速；（2）空载转矩；（3）电磁转矩；(4)电机轴上的输出转矩。解：(1)额定转速为：由 EmPnpPmec P

5、cu2 (10000 200 77 314) 10591kW贝丘,pcu2 且上 0.03Pem10591n (1 s)n0 (1 0.03) 1500 1455r/min(2)空载转矩为：P0Pmec p(77 200) 277WToPo2771455/601.82N ?m(3)电磁转矩为:TemPem1059121500/6067.5N ?m(4)电动机轴上的输出转矩为:Pn10000T2 - 65.7N ?m21455/602v,4.一台并励直流电动机在额定电压UN=230V和额定电流IN =85A的情况下运行，电枢回路总电阻 Ra0.1,2 U励磁回路总电阻Rf 90,额定负载时的效率

6、 N 90% ,试求:(D额定输入功率；(2)额定输出功率；(3)总损耗；(4)电枢回路铜耗；(5)励磁回路铜耗；(6)电刷接触损耗；(7)附加损耗；(8)机械损耗与铁耗之和。答：1)额定输入功率Rn UnIn 230 85 19.55KW2)额定输出功率P2N UnIn N 230 85 90% 17.595KW3）总损耗P Pn P 2N 19.55 17.595 1.955KW4)电枢回路铜损耗Un230Rf902.56AIa I I f （85 2.56） 82.44AFCuaI2Ra82.442 0.1679.6W5）励磁回路铜耗2_2Pcuf12Rf 2.562 90 589.82

7、4W6）电刷接触损耗Pc 2 UcIa 2 82.44 164.88W7)附加损耗P1%P2n0.01 17595 175.95W8)机械损耗与铁耗之和Pmec PFeP FL PC P (1955 679.6 589.824 164.88 175.95W344.75W5.一台Pn5.5kW,UN 380V, fi50 Hz的三相四极异步电动机，在某种运行情况下，自定子方面输入的功率为6.32kW, PCu1 341W, Pcu2237.5W,PFe 167.5W, Pmec45W, Pad29W ,求：电动机的效率、转差率、转速、空载转矩和电磁转矩。解：输出功率：P? P1(Pcu1PFe

8、Pcu2 Pm“ Pad)6.32 (0.341 0.1675 0.2375 0.045 0.029) kW5.5kW效率:P2P100%5 5_ 100% 87.03%6.32电磁功率:PemP2Pcu2P mecPad(5.5 0.2375 0.045 0.029)kW 5.8115kW毋至玄PCu20.2375转差率：s 0.041Pem5.811560 50转速： n (1 s)n1(1 0.041) 1438.5r/min2空载转矩：T0P mecPad0.045 0.0291438.50.49N ?m60输出转矩：t236.51N ?mP255002 1438.560电磁转矩：Te

9、m T2 T00.49 36.51 37N ?m6. 一台并励直流电动机，铭牌数据如下：PN=3.5kW,Un=220V,In=20A ,nN=1000r/min，电枢电阻Ra=1 Q ,2AU=2V,励磁回路电阻R=440Q ,空载实验：当 U=220V, n=1000r/min时，I0=2A,试计算当电枢电流Ia=10A时，电机的效率(不计附加损耗) 。7. 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=57.5 Q,电枢电阻Ra=0.1 Q,不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行，把电枢两端和励磁绕

10、组两端都接到220V的直流电源：运行时维持电枢电流为原额定值。求：(1)转速n；(2)电磁功率；(3)电磁转矩。8. 一台他励直流电动机数据为：PN=7.5kW, Un=110V, I n=82A , nN=1500r/min ,电枢回路电阻 Ra=0.1014 Q,求:(1) U=U n ,二N条件下，电枢电流I a=60A时转速是多少？(2) U=Un条件下，主磁通减少15%,负载转矩为Tn不变时，电动机电枢电流与转速是多少？9.一台单相变压器额定值为SN=20000kVA, UiN/U 2N=127kV/11kV , f=50Hz。在15c下进行空载和负载试验，有如下数据：求归算到一次侧

11、的励磁参数和短路参数(考虑温度换算)，并画出T型等效电路。(考虑温度换算)试验名称电压/ kV电流/A功率/kW备注空载1145.547电压加在二次侧负载9.24157.5129电压加在一次侧10 .有一台三相电力变压器，SN 630kV A,U1N/U2N 10kV/3.15kV , I1N / I2N 36.4A/115.5 A ,连接组标号Yd11, f 50 Hz ,在10 c时的空载和负载试验数据如下:试验名称电压/kV电流/A功率/kW备注空载3.156.932.45电压加在二次侧负载0.4536.47.89电压加在一次侧试求：(1)归算到一次侧的励磁参数和短路参数(考虑温度换算)

12、，并画出T型等效电路;(2) 阻抗电压的百分值及其有功分量和无功分量；11 . 一台三相异步电动机，额定数据如下：U1N 380V, fN 50Hz , PN 7.5kW, nN 962r / min ,定子绕组为三角形联结，2p 6, cos N 0.827, pCu1 470W, pFe 234W , pmech 45W , p80W。试求额定负载时的：转差率；(2) 转子电流频率；(3) 转子铜耗；效率；(5) 定子电流。PN 10kW , Un 380V , nN 1452r/min,R 1.33 /相，12. 一台2P 4的三相异步电动机有关数据如下:X1 2.43 /相，R2

13、9; 1.12 /相，X2' 4.4 /相，Rm 7 /相，Xm 90 /相，定子绕组为三角形联结，试求：(1)画出三相异步电动机 T型等效电路；(2)以T型电路计算额定负载时的定子电流、转子电流、励磁电流、功率因数、输入功率和效率。13、一台并励直流电动机，铭牌数据如下:PN=3.5kW,Un=220V,I N=20A,nN=1000r/min,电枢电阻R=1 Q ,，=励磁回路电阻R=440Q ,空载实验：当 U=220V,n=1000r/min 时,I 0=2A,试计算当电枢电流I a=10A时，电机的效率(不计杂散损耗)。_ U f 220解：励磁电流：1f *Xa 0 5AR

14、f 440l 4 什2 U 22202励磁损耗：PCuf RfI 2 110WRf440空载时：输入功率：R UI 0 220 2W 440W励磁功率：Pf 110W 22电枢铜损耗：RRLRa(l0 If)2.25W2电刷接触损耗：pCub2 UbI； 2 1 1.5W 3,0W附加损耗：pad0则：Pmec PFeP PfPCua 七 Pad 324.75WCUaCUb当 la 10A时，I la If 10.5A输入功率：P UI 220 10.5W 2310W_22PCua RaIa1 10 W 100WPf 110WPCub 2 UbIa 2 1 10W20W输出功率：B R P R

15、 PCua PfPCub (Pmec Pre) 1755.25WP2效率： 100% 75.98% P励磁回路总电阻(2)额定负载时14、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=6kVV U=230V, nU450r/min , R=0.57 Q (包括电刷接触电阻)，R=177Q,额定负载时的电枢铁损Pk=234W机械损耗为Pmec=61W求：(1)额定负载时的电磁功率和电磁转矩。的效率。解：(1)P2 PN 6kW2201.3AA1772 一Pf Rf I f 299WPnUn6000 A23026.1AIa In If 27.4APCua RaIa427.9W所以 Rm P2 PCua

16、Pf 6726.9WTemPem6726.9FN m44.3N m60P1PemPmecPFe 7021.9W100% 85.45%P15、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=23kVV U=230V, nN=1500r/min ,励磁回路电阻 Rf=57.5 Q,电枢电阻 R=0.1Q,不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行，把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源：运行时维持电枢电流为原额定值。求（1）转速n； （2）电磁功率；（3）电磁转矩。UnRf230 A57.74A23U7100A230Ia In If 104APCuaRaIa1081.6W（1）Ea

17、 Un RaIa 240.4VCe 且 0.1603nN电动机运行：Ea Un RaIa 209.6V-220 -220Ce'Ce0.1603 0.1533230230nEa 1367 r / minCe ' Pem EaIa 21.798kW3 Tem 'm 一.N m 152.27N m21367/6016、一台他励直流电动机数据为： PN=7.5kW, U=110V, In=79.84A, nN=1500r/min ,电枢回路电阻 R=0.1014Q,求：（1） U=UN, 二n条件下，电枢电流I a=60A时转速是多少？ （ 2） U=Un条件下，主磁通减少15

18、%负载车矩为Tn不变时，电动机电枢电流与转 速是多少？ （ 3） U=U,二n条件下，负载转矩为 0.8Tn,转速为（一800） r/min ,电枢回路应串入多大电阻？解：（1）Ce NURa 0.068nNUnRaIaCe N1528r/min（2）Tn 不变时，Tem 不变，即 Ct n I N CT I a93.93A0.85n UN_RaIA 1738r/minCen工Ce NRaRBCeCTN（3）不计空载转矩时，Tem TL，故:Tem 0.8TN0.8 0.955 PN 38.2N m ,nN解得：RB 2.6917、三相变压器额定容量为 20kV-A额定电压为 10/0.4 k

19、V ,额定频率为50H, Y, y0联结，高压绕组匝数为 3300。试求：（1） 变压器高压侧和低压侧的额定电流；（2）高压和低压绕组的额定电压；（3）绘出变压器 Y, y0的接线图。解：（1）I 1NS 1.16A,、3U1nI 2NSN一N 一 28.87A3U 2n(2)U1NPU1N1N 5.774kV , ,3U 2NPU4N 0.231 kV 318、一台 SN=100kV- AU1N /U 2n=6/0.4 kV , Y,y0联结的三相变压器，I o%=6.5% Po=600VV us=5% Psn=1800VV试求：（1）近似等效电路参数标么值；（2）满载及cos' 2=0.8 （滞后）时的二次端电压和效率；（3）产生最大效率时的负载电流及cos（j）2=0.8（小2>0° ）时的最大效率。解：（1）由空载试验数据求励磁参数*1*Zm : 15.38Rm1 0* Po 产 1 01.42 XmZm2 Rm2 15.31由短路试验数据求短路参数*Zs*U S 0.05 Rs PsNPSN 0.018 xSZS2 RS20.467Sn(2) U*.(RS cos 2 XSsin2) 100% 4.24% U2 (1U )U2N 383V(12 .P0PSN2rSN cos 2P0PSN)100% 97.1