电机拖动课件例题

1、例例3-4 一台四极复励直流发电机的额定数据为一台四极复励直流发电机的额定数据为PN=6kW,UN=230V,nN=1450r/min,电枢回路电阻电枢回路电阻Ra=0.92欧，欧，并励回路电阻并励回路电阻Rf=177欧，欧，2Ub=2V,空载损耗空载损耗P0=355欧。试欧。试求额定负载下的电磁功率、电磁转矩及效率。求额定负载下的电磁功率、电磁转矩及效率。解：解：600026.1230NNNPIAU2301.3177fffUIAR27.4aNfIIIA2257.2NaabEUI RUV 7047emaPEIW70479.5546.4 .ememNPTN mn1070473557402emPP

2、PW21600081.1%7402PP上上 下下例例:计算一台计算一台YR型绕线转子异步电动机的固有特性和型绕线转子异步电动机的固有特性和Ra=0.053时的人为机械特性时的人为机械特性.电动机的铭牌数电动机的铭牌数据据:PN=60kW,nN=720r/min,=2.2,E2N=175V,I2N=216A.解解: (1)电动机额定转矩为电动机额定转矩为:mNTN.8 .795720609550 (2)最大转矩为最大转矩为:mNTTN.1750max (4)临界转差率为临界转差率为:166. 0)1(2 Nmss(3)额定转差率为额定转差率为:04. 0750720750 Ns(5)固有机械特性

3、为固有机械特性为:166. 0166. 0175022maxssssssTTmmem 取不同的取不同的s值值,得出对应的得出对应的Tem值值,可绘出固有机械特性曲线。可绘出固有机械特性曲线。（6）转子绕组每相电阻为：）转子绕组每相电阻为： 0187. 021673. 104. 01753222NNNIsEr（7）串入附加电阻的临界转差率为：）串入附加电阻的临界转差率为：635. 022 mamsrRrs（8）串入附加电阻的人为机械特性为：）串入附加电阻的人为机械特性为：635. 0635. 0175022maxssssssTTmmem 取不同的取不同的s值值,得出对应的得出对应的Tem值值,可

4、绘出人为机械特性曲线。可绘出人为机械特性曲线。例：一台例：一台YR127-8型绕线转子异步电动机，铭牌数据：型绕线转子异步电动机，铭牌数据：PN=130kW,nN=730r/min,=2.3,E2N=314V,I2N=263A.计算起动电计算起动电阻。阻。解：解：（1）选用）选用5级起动电阻，级起动电阻，m=5，预备级数，预备级数i=1，加速级数，加速级数n=4（2）选）选8 . 0,8 . 0max aaTT （3）计算第）计算第1加速级的额定转差率：加速级的额定转差率：458. 0)1(211 mNss2)11(121 aams （4）确定公比）确定公比q0267. 0750730750,

5、03. 241 NNNsssq（5）求第）求第1加速级电阻加速级电阻 316. 0211NNRsR 689. 03222NNNIER（6）求各级电阻：）求各级电阻： 077. 0,156. 02312qRRqRR 018. 0,038. 02234NNsRrqRR（7）求各段电阻：）求各段电阻：43342445,RRRrRR 21123223,RRRRRR （8）计算平均转矩：）计算平均转矩： 464. 012211max mmbbqsqsTT mNTTbaav.24712max mNnPTTNNN.39109550max 例例1：一台他励直流电动机额定数据为：一台他励直流电动机额定数据为：P

6、N=100kW，UN=220V，IN=517A，nN=1200r/min，电枢回路电阻，电枢回路电阻Ra=0.044，试求：试求：1）固有机械特性方程式；）固有机械特性方程式；2）额定）额定负载时的电枢电势和额定电磁转矩；负载时的电枢电势和额定电磁转矩；3）额）额定输出转矩和空载转矩；定输出转矩和空载转矩；4）理想空载转速）理想空载转速和实际空载转速；和实际空载转速；5）电机额定运行，分别）电机额定运行，分别求电枢回路外串电阻求电枢回路外串电阻Ra=0.206时的转速、时的转速、电压电压U=50V时的转速和磁通时的转速和磁通=75%N时的时的转速。转速。上上 下下解：解： （1）求固有机械特性

7、方程式）求固有机械特性方程式 （2）求电枢电势和电磁转矩）求电枢电势和电磁转矩 电枢电势为：电枢电势为： 电磁转矩为：电磁转矩为：164. 01200044. 0517200NaNNNenRIUCTTTCCRCUnNTeaNeN17. 01341164. 055. 9044. 0164. 022022)(8 .1961200164. 0VnCENNea9.559.55 0.164 517809.7()emeNaTCIN m上上 下下 （3）额定输出转矩和空载转矩）额定输出转矩和空载转矩 输出转矩为：输出转矩为： 空载转矩为：空载转矩为： （4）求理想空载转速和实际空载转速）求理想空载转速和实际

8、空载转速 理想空载转速为：理想空载转速为： 实际空载转速为：实际空载转速为：)(8 .79512001010055. 955. 932mNnPTNNN02809.7795.813.9()emNTTTN mmin)/(13410rCUnNeNmin)/(6 .13389 .1317. 0134117. 0134100rTn上上 下下0002aeTRnnTC C （5）电枢回路外串电阻）电枢回路外串电阻Ra=0.206时的时的转速转速 （6）电压）电压U=50V时的转速时的转速2213419.55()0.0440.2061341809.7553( /min)9.55 0.164aaeNRRnTCr

9、min)/(1667 .809164. 055. 9044. 0164. 050)(55. 922rTCRCUnNeaNe上上 下下 （7）磁通）磁通=75%N时的转速时的转速TCRCUnNeaNeN2)%75(55. 9%75min)/(1542)164. 075. 0(55. 97 .809044. 0164. 075. 02202r上上 下下 例例2 2一台一台Z2 型他励直流电动机的铭牌数据为：型他励直流电动机的铭牌数据为：kW22NPV220NUA116NImin/ r1500Nn试计算其机械特性。试计算其机械特性。 解解174. 011622000116220323222NNNNI

10、PIURaV/(r/min)133.0V/(r/min)1500174.0116220NNNNnRIUCae理想空载点理想空载点0TNN0eCUnnr/min1650r/min133. 0220额定点额定点mN3 .147mN116133. 055. 955. 9NNNICTTe上上 下下 例例4-24-2 一台他励直流电动机的铭牌数据为：一台他励直流电动机的铭牌数据为： N22kWP N220VUN120AIN600r/minn 求起动电阻。求起动电阻。 解解1N22 120A240AII选择选择12200.9171240NkmURI上上 下下起动级数起动级数m未知，先确定未知，先确定m（1

11、）确定）确定I1、I2，计算，计算取取AIIN1441202 . 12 . 12667. 1144/240/21II（2）计算）计算kmR(3)计算计算m：153. 0)10(2123NNNNaIPIUR504. 3667. 1ln153. 0917. 0lnlnlnakmRRm将将m取整得：取整得：m=4修正修正、I2：565. 1makmRRAII3 .153565. 1/12上上 下下上上 下下（4）计算各级电阻：）计算各级电阻：08. 0153. 0) 1565. 1 () 1(1akRr135. 012kkrr211. 023kkrr331. 034kkrr例例4-3、一他励直流电动

12、机：、一他励直流电动机：PN=22KW， UN=220V, IN=115A, nN=1500rpm, Ra=0.1 。该电动机带额定负载。该电动机带额定负载转矩运行时，要求把转速从额定降到转矩运行时，要求把转速从额定降到1000rpm,试计算：试计算：1）采用电枢串电阻，需要）采用电枢串电阻，需要RC=？串电阻瞬间串电阻瞬间Ea 、 Ia 、T 各为多少？各为多少？ P1、 P2=？2）采用降低）采用降低U，U=？降压？降压瞬间瞬间Ea 、 Ia 、T 各为多少？各为多少？ P1、 P2=？3) 电动机带额定转矩负载运行时，当将电动机带额定转矩负载运行时，当将降至降至0.80.8N N，试计算

13、试计算减少瞬间的电枢电流、电动势、电磁转矩，调减少瞬间的电枢电流、电动势、电磁转矩，调速后稳态转速输入功率和输出功率，电动机在此工作方速后稳态转速输入功率和输出功率，电动机在此工作方式下能否带额定转矩负载长期运行？式下能否带额定转矩负载长期运行？上上 下下上上 下下解：解：+-UN额定运行时：额定运行时：aaNaNNRIEU V5 .2081 .0115220EaN Nm65.15260/150021155 .20860/n2IEPTNaNaNNemNN 1、串电阻调速：、串电阻调速：nTTLNRaR1ACB调速前后调速前后T不变，不变， Ia也不变也不变=115A调速前调速前A点点:NeaN

14、nCE 调速后调速后C点点:nCEea V1395 .20815001000Ea C点电压方程点电压方程:)RR(IEUcaaNaN )R1 . 0(115139220c 604. 0Rc上上 下下nTTLNRaR1ACB串电阻瞬间串电阻瞬间n =nN=1500, Ea =EaN=208.5V串电阻瞬间电压方程为：串电阻瞬间电压方程为：)RR(IEUcaaaN )1 . 0604. 0(I5 .208220a A33.16Ia ICTaT NTaNTCINm68.2165.15215533.16TIITNaNa 上上 下下nTTLNRaR1ACB功率：功率：KW3 .25115220IUPNN

15、1 调速前后调速前后I不变，输入功率相等不变，输入功率相等NLNN2TP LN2TPKW67.142215001000PPN2N2 2、降压调速：、降压调速：调速前后调速前后T不变，不变， Ia也不变也不变=115A调速前调速前A点点:NeaNnCE 调速后调速后C点点:nCEea V1395 .20815001000Ea C点电压方程点电压方程:aaNaRIEU V5 .1501 . 0115139U nTTLNUNU1ACB上上 下下降压瞬间降压瞬间n =nN=1500, Ea =EaN=208.5V降压瞬间电压方程为：降压瞬间电压方程为：aaaRIEU 1 . 0I5 .2085 .15

16、0a A580Ia ICTaT NTNICT Nm9 .76965.152155580TIITNaNa nTTLNUNU1ACB功率：功率：KW3 .171155 .150IUPN1 KW67.142215001000PPN2N2 上上 下下3）弱磁调速）弱磁调速nTTLN NADF调速瞬间工作点由图中调速瞬间工作点由图中A点移至点移至F点，点，nF=nN=1500r/min,VEnCEaNNFeaF8 .1665 .20818 . 0.F点电压方程为：点电压方程为：aaFaFNRIEU1 . 08 .166220aFI弱磁瞬间：弱磁瞬间：AIaF532mNTIIICTNaNaFNaFTemF

17、.12.565.调速后电动机稳定与调速后电动机稳定与D点。点。aNNTaDTemNemDICICTT75.1438 . 0115.aNNaDII例例3、起重用并励直流电动机：、起重用并励直流电动机： UN=220V,起重时起重时IN=350A, nN=795rpm,Ra=0.032 , RfN=275 。1）将额定重物以）将额定重物以300rpm速度速度下放下放，且励，且励磁电流额定时，电枢应串电阻磁电流额定时，电枢应串电阻Rc=？若以？若以300rpm速度速度提升提升， Rc=？ 2）将额定重物高速下放，且励磁电流额）将额定重物高速下放，且励磁电流额定、定、 Rc=0时，时，n=?上上 下下

18、UEaIaIfIN解：解：额定提升运行时：额定提升运行时：A8.0275220RUIfNNfN A2 .3498 . 0350IIIfNNaN V8 .208032. 05 .349220RIUEaaNNN DnTTLNRaR1AB上上 下下B点低速下放点低速下放n=-300,Ia=IaN=349.2AV8 .78E795300EN )RR(IEUcaaNaN )R032. 0(2 .3498 .78220c 824. 0Rc低速提升低速提升n=300,工作于工作于D点点 372. 0Rc上上 下下高速下放时，规定高速下放时，规定n向下向下为正，工作于第二象限为正，工作于第二象限C点。点。nT

19、TLNRaR1AC-TLN此时：此时：T、I0Ia=-IaN=-349.2AaaaNRIEU 032. 02 .349E220a V1 .231Ea rpm8807958 .2081 .231nEEnNaNa 方法二，用三角形相似计算方法二，用三角形相似计算四、改变定子电压调速四、改变定子电压调速1、调速原理、调速原理恒转矩负载时：恒转矩负载时：U1 m22cos ICTmTem 0;n1。1B1Bn)n(ns -n0BATLn1nTkTmaxTem自然特性自然特性串串Ra特性特性习题课习题课1、三相四极异步机，、三相四极异步机， P1 =10.7KW,pcu1 =450W,pFe =200W

20、,s=0.029求：求：Pem，Pmec,pcu2 ,Tem.2、三相异步机，、三相异步机， PN =260KW,UN =380V,nN =722rpm, m =2.13,求：求：sm;s=0.02时，时，Tem；0.8TN,时时n=?3、三相绕线异步机，、三相绕线异步机， U1N /U2N =380/210V,Y/Y,nN =960rpm,cos 1N =0.89;转子静止时转子静止时,Z2 = r2 +jx2 =0.05+j0.2 ;pcu1=1.5 pcu2, pFe=pcu2 ,忽略忽略p0 。求额定。求额定运行时：运行时：I2N, cos 2N , Tem, PN , I1N , P

21、1N , N 。4、三相绕线异步机，、三相绕线异步机， PN =11KW,UN =380V,IN =30.8A, I2N =46.7A,nN =715rpm; m =2.9.求求1)高速下放高速下放0.8TN重物重物时的自然转速时的自然转速n？串入？串入3r2的附加电阻后的转速？的附加电阻后的转速？2）将）将额定额定重物以重物以150rpm下放，需多大的下放，需多大的附加电阻？附加电阻？解：解：W10050ppPPFe1cu1em W5 .9758P) s1(Pemmec W45.291sPpem2cu NmPTemem64601、三相四极异步机，、三相四极异步机，

22、P1 =10.7KW,pcu1 =450W,pFe =200W,s=0.029求：求：Pem，Pmec,pcu2 ,Tem.2、三相异步机，、三相异步机， PN =260KW,UN =380V,nN =722rpm, m =2.13,求：求：sm;s=0.02时，时，Tem；0.8TN,时时n=?解：解：0373.0750722750nnnS1N1N 15. 0)1(SSm2mNm NmssssTTmmNmem191902. 015. 015. 002. 0343913. 222 Nm343960/n2PTNNN 0.8TN,时时n=728rpm3、三相绕线异步机，、三相绕线异步机， U1N /U2N =380/210V,Y/Y,nN =960rpm,cos 1N =0.89;转子静止时转