电机与拖动基础(王秀丽)07321习题答案.

1、电机与拖动基础课后习题答案第1章变压器自我评估答案一、填空题1. 电磁感应；同频率；交流电能2. 电压；电流；阻抗3. 主磁通；漏磁通；主磁通；漏磁通4. 电源因素；结构因素；无关5. 是指当一次侧加额定电压、二次侧空载时的端电压值6. 空载实验；短路7滞后；3008. 可变损耗等于不变损耗9. 短路损耗；空载损耗10. 短路；开路11. 减小；减小12. 高压侧的线电动势滞后对应的低压侧线电动势120，即EUV滞后Euv120 。二、判断题15 X1V 2 X3X4 X5X6x7X8 X9V10V11V12X13X14X16V三、选择题15 AAADC 610 CADCB 1115 BBAD

2、D四、略。五、作图题(1) Y, y4 ；(2) Y , d11六、计算题1. ：m=BmS=150 10* 1.2 =1.8 10WbU16000N124.44 N>m 1.8勺0 X4.44P0=1500（匝）U1N260001500230N2100%100%N2 = 5 7. 5匝）2. （1）PsN cos-Sn cos 2 P0- Pkn100%3100%1 x5600x10 x0.833231 5600 100.8 18 10156 10:9 8. 4%(2)K1 1NZkXkP KN2I KSN-一-竽0竺疵38.9A,3U1N3 6000_ P KN3 | 1N2 255

3、.560000如3 538.956000o0.06 13 538.S20.352 -0.0620.34，u % = - 1 1N r K cos 2 1 1nXkSin 2 100%U 1N100%6000,538.9 0.06 0.8 538.9 0.34 0.6 =1:3.9%第2章三相异步电动机自我评估答案一、填空题1、-0.03;发电机运行 2、-1000;相反 3、220V ，丄 4、6； 2 ； 30°5、 3V ；1.5 6、笼型异步电动机；绕线型异步电动机；绕线二、判断题1V2V3X 4V5X 6VW8X 9V三、选择题15 CBCBA 69 CDDC四、简答1、电动

4、机的旋转原理为：当异步电动机定子三相绕组通入三相交流电时，在气隙中形成旋转磁场； 旋转磁场切割转子绕组，在转子绕组中感应电动势和电流；载流转子绕组在磁场中受到电磁力的作用，形成电磁转矩，驱动电动机转子转动。转子的旋转方向始终与旋转磁场的方向一致，而旋转磁场的转向取决于三相电流的相 序，要改变三相异步电动机的旋转方向，只要改变定子三相电流的相序。即将三相电源进线中任意两相对调，即可实现电动机反转。2、空载时的定子电流近似等于励磁电流，用于建立旋转磁场，为无功分量，因此功率因数 很低。3、何谓异步电动机的转差率？如何根据转差率的不同来区别各种不同运行状态？ 答：异步电机转差率 s是指旋转磁场转速

5、ni与转子转速n之间的转速差(ni-n)与旋 转磁场转速ni的比率，即门勺一ns 二 ni当+m >s>1时为电磁制动运行状态，当1>S>0时为电动机运行状态，当0>S>- 8时为发电机运行状态。4、一台异步电动机铭牌上写明：额定电压Un =380/220/，定子绕组接法Y d,试问：1) 、使用时将定子绕组接成角接法接于380V的三相电源上，能否带负载或空载运行？ 为什么？2) 、使用时如果定子绕组接成星形接于220V三相电源上，能否带负载或空载运行？为 什么？答：1)、定子绕组接成角接法接于 380V的三相电源上，则相电压增加J3倍，主磁通也增加 3倍，

6、则磁路严重饱和，励磁电流大大增加，不论电机是否带负载运行，都超过额定值，以致烧坏电机。2)、使用时如果定子绕组接成星形接于220V三相电源上，则相电压降低 V3倍，则磁路饱和程度降低，励磁电流也减少，允许空载运行，但当带负载运行时，由于转速降低，导 致转子电流及相应的定子电流大为增加，这也是不允许的。五、计算nN1、一台三相异步电动机，Pn=4.5 千瓦，Y/ 接线，380/220 伏, C0S N = 0.8 , N = 0.8 , "450转/分，试求：(1)、接成Y形或形时的定子额定电流；(2)、同步转速n1及定子磁极对数P；、带额定负载时转差率 Sn ；解：(1)Y 接时：U

7、 n=380VI N接时：_Pn 3U n cos ；：N NUn=220VPn3UnCOS：n n、4.5X033 380 0.8 0.8= 10.68A4.5 103：18.45A3 220 0.8 0.8磁极对数60f P 二nN故可断定 同步转速心=2.071450P=2ni60 fP(3)、额定转差率n1 _ nN s =660 卫=1500r/min21500一145°= 0.03331500电源频率f=50赫，额定转差率 Sn =0.04，试求:2、八极异步电动机，额定转速nN ；在额定工作时，将电源相序改变，求电源相充改变瞬时的转差率。 (1)同步转速60 f 60

8、50 =750r / minP 4、 、 解:ni额定转速nN =(1-s)n1 =(1 -0.04) 750 = 720r/mi n(2)反接转差率F _n _750_ 720 “s -1.19-m-750台笼型三相异步电动机有关数据如下:PN=10kW,Un=380V ,定子星形联接,fi=50Hz ， nN=1452 r/min。额定运行时,cos =0.828 ，Pcu1 =520W， PFe =320W，Pips=150W。当电机额定运行时试求:(1)转子电流频率f2 ; (2)总机械功率P；(3)转子铜损耗Pcu2 ；额定效率N ； (5)电磁转矩Tem。解:% 二 n= 1500

9、 一1452 "032 n11500(1)f Sn f 0.032 50 = 1.6Hz(2)P=Pn P"Ps=10 103150 = 10150W(3)Pcu2Sn P 003210150 =335W1-0.0321 一 SnP =也十 Pcu1 + PFe 十 Pcu2 =10150十520 + 320 + 335=11325W(4)Pn10000P111325-88.3%电磁转矩唁“55"55罟牛册75第3章 三相异步电动机的电力拖动思考题与习题答案3-25某生产机械用绕线式三相异步电动机拖动,其有关技术数据为Pn二40kW，nN =1460r/min，

10、E2N =420V， Jn =61.5A，m =2.6，提升重物时负载转矩Tl = 0.75Tn，求运行在固有机械特性上的最高转速;当转子回路串入rc =1.672门电阻时电机运行的转速。(10 分)解：r2、SnE2NP3 x 12NO.。274207106门 3 61.5-1) =0.027 (2.62.62 -1) =0.1350.75Tn2Tm_S_十為SmS122.6Tnq 0.1350.135 S1S| = 0.02n 二 n(1-S)=1500 (1 -0.02) =1470r/minS2_ _ SircaS2S20.1061.6720.02 =0.1310.106n<1

11、-s2) =1500 (1 -0.335) = 998r/min第3章 三相异步电动机的电力拖动自我评估答案一、1、气隙磁通；转子电流有功分量。2、下降；减小；下降；不变。3、定子串电阻或串电抗降压启动；自耦变压器降压启动。4、1/3 。 5、转子串电阻；转子串频敏变阻器。6、集肤效应；性能 。7、恒压频比 。8、 能耗制动；反接制动；二、判断题1X 2 V 3 V 4 V 5X 6V 15X 16V三、选择题7X 8V 9X 10X 11V 12V 13X 14 X15 BCBCA 610 ABBDD计算题1114 DBAB五、1、TmTn =9.55旦 -9.55 75000 =994.7

12、9Nm nN720SN -nN _ 750-720750色 0.04750Sm二 SNm. 'm -1) = 0.04(2.4 . 2.42 -1) =0.18322 ' mTNI =Sm * SSSm47750.1832 SS 0.18322、台笼型电动机，三相4极，PN二28kW , U n=380V, nN=1450 r/min, 定子绕组接，已知额定负载时效率为90%，功率因数为0.88，起动电流倍数 K|=5.6，起动转矩倍数Kt=1.2，问用Y- 启动器起动时，解：起动电流是多少？起动转矩是多少?3、I n1 1NTnPn280003JnCosn n53.7 A、3

13、 380 0.88 0.9= 9.55旦=9.55 28000 =184.4N.m nN1450| -1|1 qY1 KN3TqY = ：TKN34KiIn15.6 53.7 =100A311.2 184.4 =73.76N.m3Pn40 103-二 79.44A一 3Uncos ：n 3 380 0.85 0.9mTN = 2.4 994.79 = 2387.5Nm11IstY KII N 5.5 79.44 =145.64A ： 150A3311(1) TstYKtTn1.2Tn =0.4Tn < 0.25Tn 能启动。33(2) TstY 二 1 KtTn = 1 1.2Tn =0

14、.4Tn 0.5Tn不能启动33第四章其它交流电动机自我评估答案一、填空题1、分相启动电动机；罩极电动机。 2、主；启动。3电容启动电动机；电容电动机；电阻启 动电动机。4、同步发电机；同步电动机；同步调相机。5、旋转磁场；转子。6、处于过励磁状态空载；改善电网的功率因数。7、直流；电刷；滑环。8、同步电机的转子结构分为凸极式和隐极式两大类。9、异步启动；辅助电动机启动；变频启动。10、过励磁；欠励磁；正常励磁。11、开路；短路；放电电阻。二、判断题 1 X 2X 3X 4V 5 V 6 X 7 X 8X三、单选题 1 5 CABAA 6 10 ABDCD 11D五、QFS300-2代表汽轮发

15、电机:额定功率为PN =300 103kW 两个磁极,极对数是1,额定转速是3000转 /分(1)|_PN_300 106-11320.9AN3UnCOS n318 1 03 0.85tan 巒=0.6197(2)PN =300 103kWQn =300 103ta n =186 103 kVar第五章直流电机自我评估答案一、填空题1、Ea U、Ea U。2、相反；制动转矩；相同；驱动转矩。3、电枢电流；磁通。4、他励；并励；串励；复励。5、2a=2p ； 2a =2二、判断题1V 2 X 3 X 4 X 5X 6X 7V 8 X 9X三、选择题1 5 CAAAA 6 8DBA四、计算题CeP

16、N60a39860-6.333(p =a )1、1、Ea =Ce n =6.633 2.1 10絃 1500 = 209/1、Ea =Ce n =6.633 2.1 10- 500 = 69.64V2、In n 竺工=156.7AUn n 220 0.87PNTn= 9.55 旦=9.55 30 10 =191N.m nN15003、P2 二 Ul =230 100 =23kW2 2PCua =la Ra =1022 0.2 = 2080.8W22Pcuf = I f Rf =22 115 =46CWRm 二 P2 Pcua Pcuf 二 23000 2080.8 460 = 25.54kWT

17、o =9.55P°nP0 =T°n9.5517.32 15009.55= 2720.42WP =Rm +p°=28.26kW100% =81.4%28.264、Ea 二Un -laRa = 220 -10 0.5 =215V ( la =In)Rm =Eala =215 10=2150WTem =9.55=9.55 2150 -13.69N.m nN15001 a - 1 N不变FEa =U -l aRa =190 -10 0.5 = 185VEa _Ce nN _ nNEaCe n nFE185n -nN1500=1291r/minEa215第6章直流电机的电力

18、拖动习题答案思考题与习题6-1电力拖动系统是以电动机作为原动机来拖动生产机械工作的运动系统；电力拖动系统一般由控制设备、电动机、传动机构、生产机械和电源五部分组成。2、一、计 十 GD dn6-2运动方程T - Tl375 dt在应用运动方程式时， 一般规定：首先选定电动机处于电动状态时的旋转方向为转速n的正方向，然后按照下列规则确定转矩的正、负号：(1 )电磁转矩T与转速n的正方向相同时取正，相反时为负；(2)负载转矩Tl与转速n的正方向相反时取正，相同时为负；6-3根据电力拖动系统运动方程，可判断电力拖动系统的运动状态如下：(1 )当T= Tl时，0，贝U n= 0或n=常数，即电力拖动系

19、统处于静止不动或匀速运 dt行的稳定状态。(2)当T > Tl时，空 0,电力拖动系统处于加速状态。dt(3 )当T < Tl时，屯：0,电力拖动系统处于减速状态。dt6-4各种生产机械特性大致可分为以下三种类型：(1 )恒转矩负载特性，又包括反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载。(2 )恒功率负载特性(3 )通风机负载特性特性曲线略。6-5他励直流电动机固有机械特性的特点：机械特性是一条略向下倾斜的直线，斜率B很小，故固有机械特性曲线为硬特性。(1) 与固有机械特性相比，电枢回路串电阻Rs的人为机械特性的特点是： 理想空载转速 n0保持不变； 斜率B随RS的增大而增大，转速降 n增

20、大，特性曲线变软；(2) 与固有机械特性相比，降低电枢电压的人为机械特性的特点是： 理想空载转速no正比于电压U , U降低时，no与U成比例减小； 特性曲线斜率3不变，机械特性曲线是一组平行直线；(3) 与固有机械特性相比，弱磁的人为机械特性的特点是： 理想空载转速no与磁通成反比，减弱 ，no升高； 斜率3与磁通二次方成反比，弱磁使斜率增大，特性曲线变软。6-6由于电枢电阻 Ra阻值很小，直接启动的启动电流很大，通常可达额定电流的(1020)倍。启动转矩也很大，过大的启动电流将引起电网电压的下跌，影响其他用电设备的正常工作，而对电动机自身的换向器也将产生剧烈的火花。同时很大的启动转矩可能会

21、使轴上受到直流电动机一般不允许的机械冲击，严重时将损坏电力拖动系统中的传动装置。所以他励直流电动机一般不能直接启动。一u Ce n6-7正常运行时的电枢电流 I a-Ra +Rs启动电流1st U -Ra +Rs6-8他励直流电动机的电气制动有能耗制动、反接制动和回馈制动。能耗制动是在电动机脱离电源的同时在电枢回路串一制动电阻；反接制动又分为电源反接制动和倒拉反接制动：电源反接制动是在制动时将电枢两端电压极性对调；倒拉反接制动是在制动时电枢回路串入一个较大的制动电阻；回馈制动是在外部条件的作用下，电动机的转速高于理想空载转速，比如：电动机拖动机车下坡时会出现正向回馈制动，电动机拖动起重机下放重

22、物时出现反向回馈制动。6-9他励直流电动机的调速方式有恒转矩调速方式和恒功率调速方式。电动机的调速性能，常用下列指标衡量：调速范围、静差率(调速的相对稳定性)、调速的平滑性、调速的经济性。6-10调速方式与负载类型相匹配时，可以按照负载实际大小选择一台额定功率适合的电动 机，在调速过程中，电枢电流等于或接近额定电流，保证电动机能得到充分利用。拖动恒转矩负载时采用恒转矩调速方式，拖动恒功率负载采用恒功率调速方式是理想的配合，否则会在调速过程中出现过载或轻载运行，电动机不能得到充分利用。6-11(1) 理想空载转速n0 =1580r/min( 2)斜率=0.109 ( 3)额定转速降厶nn = 8

23、0r/min(4)转速n =1516r/min电枢电流|a =220.8A 电枢电动势E 422.2V6-12( 1)固有机械特性表达式 n =1570 - 0.104T(2) 降压人为机械特性表达式n = 785 - 0.104T(3) 串阻人为机械特性表达式n =1570 -0.77T6-13 此题教材上 Ra -0.96Q，实际可能为 Ra =0.096Q (1) I/In =1.059 (2)负数6-14电枢电压U =43.23V此题虽然能算出结果，但数据可能有误。6-15 (1)能耗制动电阻Rb T.04Q(2) 电源反接制动电阻 RB :- 2.6 Qn = 0时，电源反接制动电磁

24、转矩T二-46.29N m，能耗制动电磁转矩T = 0(3) 电阻 RB : 1.5 Q6-16 (1 )串阻降速 n =997r/min (2)电压 U 117.7V6-17 (1) RS =0.604Q (2) U = 150.5V(3)串阻 R =25.3kW P2 T6kW 降压 R =17.3kW P2 "6kW第六章直流电机的电力拖动自我评估答案、填空题1、T -Tl2GD2 dn375 dtT : Tl2、恒转矩、恒功率、通风机 /风机与泵类3、启动电流，电枢串电阻、降压4、降低电源电压调速、电枢串电阻调速、弱磁调速，电枢串电阻5、升高6、升高，降低7、能耗制动、反接制

25、动、回馈制动8、电源反接制动、倒拉反接制动9、小二、判断题1、X 2、X 3、X 4> V 5、" 6、X 7、“ 8" 9、" 10、V三、单项选择题1、D 2、B 3、C 4、B 5、D 6、A 7、B8、B 9、A 10、 B 11、A 12、B 13、 A 14、 为指明反接制动是哪种四、简答题1、画图略2、他励直流电动机的启动电流取决于电源电压和电枢回路电阻的大小，正常运行时的电枢 电流不但取决于电源电压和电枢回路电阻的大小，而且与电枢电动势的大小有关。3、 并励直流电动机在运行时励磁回路突然断线，则主磁通下降到剩磁， 电枢电流迅速增大,转速迅速上

26、升，可能大大超过额定转速，造成"飞车”。若在启动时励磁回路突然断线，电动机没有磁通，因此电动机不会转动， 但是电动机仍然要通过起动电流，并保持起动电流不变，最后将烧毁电枢绕组。五、计算题1、（1） Ist = 769.2A （2） Tst = 1002N m （3） Ust = 28.6V （4） Rst =1.914Q2、(1)能耗制动电阻 Rb ：-3Q电源反接制动电阻 Rb、6.5Q(2)倒拉反接制动电阻Rb : 11.02Q能耗制动电阻Rb : 2.12Q第8章习题答案思考题与习题8-1答：选择电动机包括电动机的种类、型式、额定电压、额定转速及额定功率 等内容。8-2答：电动

27、机运行时允许温升的高低取决于绝缘材料的最高允许温度和周围环 境温度；影响绝缘材料寿命的是温升。8-3答：电动机常用的绝缘材料等级主要有 A、E、B、F和H等五个等级；各 等级最高允许温升：A级65 C、E级80 C、B级90 C、F级115 C、H级140 C。8-4答：电动机运行时温升按指数规律变化；若起始温升为o，稳定温升为.s,发热时间常数为T,第一台的数据分别为，0!、.S1、T1；第二台的数据分别为.02、S2、T2,有：(1) 01 二 02 - 0，-S1-S2，T1=T2；(2)-01 = ° ；： ? 02 ，-S1=S2，T1=T2；(3) 01 二 02 - 0，-S1：:：-S2，T1=T2；(4) 01 二 02 - 0，-S1'S2，T1>T2；8-5答：选择电动机容量，一般分为三步：（1）计算负载功率Pl,绘制负载图；（2）根据负载功率和工作方式，预选电动机的额