新电机拖动答案

第一次习题课（直流拖动部分）1、一台他励直流电动机，PN=13kw,Un=220V,In=68.7A,nN=1500rpm,Ra=0.2240电枢串电阻调速，要求8max=30%o求：1）电动机带额定负载转矩时的最低转速;2）调速范围；3）电枢需串入电阻最大值；，）带额定负载转矩运行在最低速时，电动机的输入功率、输出功率（忽略T）及外串电阻上的损耗。o解：由题数据得：220-68.7*0.2241500=0.13642200.1364=1613=n220-68.7*0.2241500=0.13642200.1364=1613=n0-nN=(1613-1500)=113『△1）求最低转速nminn0-nmin=1-^mn根据6=nnni=%(1-6)=1613(1-0.3)=11292）调速范围DD_nD——maxnmin刖=1.331129切电枢需串入电阻最大值RsR-气一E5-R=U「M*nmin-RsIaJa220-0.1364*1129687-0.224—0.740P]=UJN=220*68.7=15.114P=P-PaP=E*I2MOMamina=0.1364*1129*68.7=10.58IR=68-72*0-74=危9s2、在题，中的电动机，降压调速要求6max=30%求：7）电动机带额定负载转矩时的最低转速;2）调速范围;3）电源电压需调到的最低值;4）带额定负载转矩运行在最低速时，电动机的输入功率及输出功率（忽略P）解：由题数据得:奶=0.1364及An=331）求最低转速nmin降压调速时，A地不变;nmin=n0min（1-1）=113（013-1）=263.732）调速范围DD=^max=-1500=5.688n263.73）最低电压UminU.=Ce①*n0.=Ce①（n.+的）=0.t364（264+173）=51.4（V）4）输入功率P1和输出功率P2P1=UminIN”68.F53（GP=PM-P0浇PM=Eamin'eEggkE3P=PM3、一他励直流电动机，PN=18.5kw,UN=2S0V,1N=103A,nN=S0&,fim,Ra=0.18Q，最高转速〃max=g*g。带动恒转矩负载tl=tn时，弱磁调速至中=3①N，求电枢电流和稳定转速，能否长期运行？为什么？带动恒功率负载PL=PN时，弱磁调速至中=3①N，求负载转矩和电枢电流，此时能否长期运行？为什么？_0.403①U_IR_220-103*0.18解:(°n)-Nn：'—5001)在TL_t，中=3气时，_0.403解:1)在TL_t，中=3气时，Ce^由于Tl=Tn(定值)C①I=(C①)ItatNN故，I=3In=3*103=309(A)=1224(rpm)U-1R_220—309*0.18n=“CeSa0.1343由于Ia>IN，故不能运行。=1224(rpm)2)在=p,s=3中N时，2^因为PL=TL希nmax2nPN=TN而nN,按照PL=PN则有，T_Tnlnnmax=T-^00=1T

n15003n承上式：CtSIa

=3(Ct气〃N二Ia=IN=103(A)1）_U~IR_220-103*0.18"—NCe^>"0.1343=1500（rpm）由于'a='N，故能够长期运行。4、一他励直流电动机PN=S.5Aw,UN=220V,1N=12.5A,nN=1500fim，R=0.如，则运行中在mwoprn时系统转入能耗制动停车，要保证起始制动电流为21N，问电枢应串入多大电阻?如电枢不接入制动电阻，则制动电流为多大?2)若负载是位能性恒转矩负载，Tl=O'］，采用能耗制动使负载以12Orpm的转速恒速下放，问所需制动电阻为多大?解Ce4UN*a=220T2.5*0.8=0.14解：nN15001）当mg时，旧广Ce^n=0.14*1200=W（）一E_168能耗制动电阻RBr=寸—Ra=2*125—0.8=5.92°N如不接入制动电阻，则制动电流为:1=E=竺=2101aR0.8LN2）若T=0.9T，则1广0.91n=”12.5=恤（A）根据能耗制动机械特性n=—aCe^Br1a=(—120rpm)RBrCe^-n—R1aa0.14（-120）—0.8=1.49—0.8=0.69q11.25°5、某他励直流电动机额定数据如下：UN=220y，1N=12.54nN=1500r/min,Ra=0.8Q。试求：(1)当中=①N，而n=1000r/mm时使系统转入能耗制动停车，要求起始制动电流为吻电枢回路应串入电阻多大?（2）保持中=①N，而使T=°・87N的位能性负载以最低的速度稳速下放，应串入的电阻多大？此最低转速为？⑴当中=①N，且n=1000,,min时将电枢反接而使系统快速制动停车，要求起始制动电流为吻电枢回路应串入电阻多大？（4）保持中=①N，而使T=°・8。的位能性负载以gn的速度稳速下放，应串入的电阻多大？（5）设电机原先运行于额定状态，如将端电压突然降到°=190妙，该机能否进入回馈制动状态，其起始制动电流为多少？（。）将tl=°・8,的位能性负载以回馈制动稳速下放，求Rbk=°。时的下放速度？7、并励电动机和串励电动机的机械特性有何不同？为什么电车和电力机车都采用串励电动机?答并励电动机的机械特性表达式n="—a—T=n—KTC①CCT①2e0e当忽略电枢反应时，磁通①为不随负载变化的常数，n=f（T）是一条略下倾的直线，转速随负载增加而略有下降。如果电车和电力机车使用这种电动机，那么当电车载重或上坡时电机将过载较多。串励电动机的机械特性表达式为.•n=c1~t—C2Ra其中，①为一常数，Te中其中，①为一常数，TeC2=CC，C中=厂。串励电动机的励磁电流等于电枢电流，磁路不饱和时中基本不变，C中与1a成反比，而TXIa。串励电动机的机械特性n=f（Te）是一条转速随Te增加而迅速下降的曲线。当电车载重或上坡时，电动机的转速会自动下降，使得（nTe）增加不多，因而电机输入功率增加不像并励电动机那样快，所以电车和电力机车通常采用串励电动机拖动。2、一台他励直流电动机，当所拖动的负载转矩不变时，电机端电压和电枢附加电阻的变化都不能改变其稳态下电枢电流的大小，这一现象应如何理解？这时拖动系统中哪些量必然要发生变化？对串励电动机情况又如何?

答当负载转矩不变时，要求电磁转矩不变。由公式T=CT①七知，①1a必须不变。在他励电动机中励磁是独立的，不计电枢反应的影响时，①不变。在J不变时Ia必然不变。改变电动机端电压，电动机的输入功率p=UIa改变，E改变，n改变，输出功率P=TQ改变，铁耗P改变，而电枢铜耗P=12R不变。…一一■22…・Fecuaaa改变电枢回路附加电阻时，P1不变，E改变，n改变，P2改变，PFe和Pmec改变，PCua改变。在串励电动机中，同样由于Ia不变，①不变，结果与他励电动机相似。m、一台他励直流电动机拖动一台他励直流发电机在额定转速下运行，当发电机的电枢电流增加时，电动机电枢电流有何变化？分析原因。答直流电动机的电枢电流也增加。因为直流发电机电流增加时，则制动转矩即电磁转矩增大（磁通不变）要使电动机在额定转速下运行，则必须增大输入转矩即电动机的输出转矩，那么，电动机的电磁转矩增大，因此电枢电流也增大。，、试分析在下列情况下，直流电动机的电枢电流和转速有何变化（假设电机不饱和）。（7）电枢端电压减半，励磁电流和负载转矩不变；3）电枢端电压减半，励磁电流和输出功率不变；（m）励磁电流加倍，电枢端电压和负载转矩不变；（，）励磁电流和电枢端电压减半，输出功率不变；（5）电枢端电压减半，励磁电流不变，负载转矩随转速的平方而变化。Te=C^Ia，答（7）因为磁路不饱和且励磁电流1Te=C^Ia，故电枢电流1a不变。根据n=caa，U减半，故转速n下降，且n小于原来的一半;e（2）U减半，输出功率P2不变，1a必然上升，否则，由于输入功率P1=UIa（假设为他励），若1a不变或减小，则P1减小，P2必然不能保持不变。1a上升，n必然下降。（3）L加倍，则①加倍。T不变，即T不变，故1减半。由于1RWU，从*的表达式右知，此时n下f“