電機與拖動基礎各章習題VIP

1、第9章習題P39 例9-2一臺他勵直流電動機，其額定功率為29kW，額定電壓為440V，額定電流為76A，額定轉速為1000r/min，電樞電阻為0.377.試用解析法計算采用四級起動，且最大起動電流為兩倍額定電流時的各段起動電阻。解：由于起動級數(shù)m = 4 ，且最大起動電流為I1 = 2IN = 2×76 =152A 則各級起動總電阻為于是各分段電阻為P78 9-6某一他勵直流電動機的數(shù)據(jù)為：PN=29kW，UN=440V，IN=76A，n N=1000r/min，測得Ra=0.065RN。若忽略空載損耗，試計算：(1) 電動機以轉速500r/min吊起負載，Tz=0. 8TN，試

2、求這時串接在電樞電路內的電阻R；(2) 用哪幾種方法可以使負載（0. 8TN）以500r/min轉速下放？求每種方法電樞電路內的電阻I N(3) 在500r/min時吊起負載，Tz=0. 8TN，忽略將電樞反接，并使電流不超過，求最后穩(wěn)定下降的轉速。解：（1）Tz= 0. 8 TN時，Ia= 0. 8IN = 0. 8×76 = 60.8A（2）可有4種方法1）在額定電壓下，電樞電路接電阻2）降低電樞兩端電壓，并電樞電路串電阻。以U=0. 5UN為例3）能耗制動4）電樞電壓降低且反接，回饋制動V（3）如果忽略將電樞反接，并使電流不超過IN，則電樞回路總電阻為最后穩(wěn)定下降的轉速r/mi

3、nP78 9-7 某他勵直流電動機的數(shù)據(jù)為：PN=29kW，UN=440V，IN=76.2A，n N=1050r/min，Ra=0.068RN。(1) 電動機在回饋制動下工作，設Ia=60A，電樞回路不串聯(lián)電阻，求電動機轉速；(2) 電動機在能耗制動下工作，轉速n =500r/min，電樞電流為額定電流，求回路電樞內串聯(lián)電阻值、電動機軸上轉矩；(3) 電動機在轉速反向的反接制動下工作，轉速n =-600r/min，電樞電流Ia=50A，求電樞回路內串聯(lián)電阻值、電動機軸上轉矩、電網(wǎng)供給的功率、從電動機軸上輸入的功率、在電樞回路內電阻值所消耗的功率。解：（1） r/min（2） 此時電動機軸上轉矩

4、Nm（3）電樞回路內串聯(lián)電阻值根據(jù)，可得于是電動機軸上轉矩Nm電網(wǎng)供給的功率kW電動機軸上輸入的功率 kW在電樞回路內電阻值所消耗的功率 kWP78 9-8一臺他勵直流電動機銘牌數(shù)據(jù)為：PN=10kW，UN=220V，IN=53A，n N=1100r/min，測得Ra=0.3。采用能耗制動和反接制動，試計算這兩種情況下電樞應該串接多大的電阻。兩種情況下的電樞電流不得超過2 IN解：由題設可得（1） 采用能耗制動時應該串接的電阻（2） 采用反接制動時應該串接的電阻P78 9-9一臺他勵直流電動機銘牌數(shù)據(jù)為：PN=40kW，UN=220V，IN=207.5A，Ra=0.067。試計算（1） 如果電

5、樞電路不串接電阻起動，則啟動電流為額定電流的多少倍？（2） 如果將啟動電流限制為1.5額定電流，則電樞電路應串接多大的起動電阻。解：（1） 采用直接時的啟動電流A（2） 電樞電路串電阻起動時應串接的電阻值P79 9-10一臺他勵直流電動機的技術數(shù)據(jù)為，PN = 29kW，UN = 440V，IN = 76.2A，nN = 1050r/min，Ra = 0.068.試用解析法計算采用三級起動，且最大起動電流為兩倍額定電流時的各段起動電阻，。解：由于起動級數(shù)m = 3 ，且最大起動電流為I1 = 2IN = 2×76.2 =152.4A 于是各分段電阻為P78 9-10某他勵直流電動機的

6、數(shù)據(jù)為：PN=29kW，UN=440V，IN=76.2A，n N=1050r/min，Ra=0.068RN。分三級起動，其最大起動電流不得超過額定電流的兩倍，求各段的電阻值。解：各段電阻為P79 9-11一臺他勵直流電動機銘牌數(shù)據(jù)為：PN=1.75kW，UN=110V，IN=20.1A，n N=1100r/min，Ra=0.57。如果采用三級起動，且啟動電流不超過2 IN，試求出各段的電阻值，及各段電阻切除時的瞬時轉速。解：根據(jù)電樞電阻Ra的求解于是 理想空載轉速為r/min由于啟動電流不超過2 IN，所以啟動時的最大電流為A各段電阻切除時的切換電流為A各段總切換電阻值各分段電阻值或各段電阻切

7、除時的瞬時轉速r/minr/min r/minP79 9-12一臺直流電動機部分參數(shù)： UN=220V，IN=40A，n N=1000r/min，Ra=0.5。當電壓減低到180V，負載為額定負載時，求：（1）電動機接成它勵（勵磁電流不變）時轉速和電樞電流；（2）電動機接成并勵（勵磁電流隨電壓正比變化）時轉速和電樞電流（設鐵不飽和）。解：（1） 電動機接成它勵時r/minIa = IN =40A（2） 電動機接成并勵時根據(jù)鐵不飽和、且勵磁電流隨電壓正比變化可得于是 根據(jù)，且負載為額定負載，可得A于是 r/minP79 P9-13一臺他勵直流電機的數(shù)據(jù)如下：PN=29kW，UN=440V，IN=

8、76A，n N=1000r/min，Ra=0.065RN。采用調壓及調磁的方法進行調速，要求最低理想空載轉速為250r/min，最高理想空載轉速為1500r/min，求在額定轉矩時的最高轉速和最低轉速，并比較最高轉速機械特性和最低轉速機械特性的硬度系數(shù)和靜差率。解：最高轉速的機械特性（弱磁調速）根據(jù)，可得額定轉矩時的電樞電流為 r/min最低轉速的機械特性（調壓調速）由于 Ia= IN = 76A ，Ce = CeN = 0.4114 r/minP79 P9-14某一生產(chǎn)機械采用它勵直流電機作為其拖動電機，該電動機采用弱磁調速，其技術數(shù)據(jù)為：PN=18.5kW，UN=220V，IN=103A，

9、Ra=0.18，n N=500r/min，最高轉速n max=1500r/min。（1） 若電動機帶動恒轉矩負載（TZ= TN），當減弱磁通=1/3N時，求電動機穩(wěn)態(tài)轉速和電樞電流。此時電動機能否長時間運行？為什么？（2） 若電動機帶動恒功率負載（PZ= PN），當減弱磁通=1/3N時，求電動機穩(wěn)態(tài)轉速和電樞電流。此時電動機能否長時間運行？為什么？解：（1） 當電動機帶動恒轉矩負載（TZ= TN）時，如果減弱磁通=1/3N，則根據(jù)T=CTI有電動機電樞電流增加3倍。即Ia=3IN=3×103=309A電動機穩(wěn)態(tài)轉速為r/min由于電樞電流過大（Ia=309> IN=103），將

10、燒毀電動機，所以電動機不能長時間運行。（2） 當電動機帶動恒功率負載（PZ= PN）時，如果減弱磁通=1/3N，則根據(jù)有：于是 而 ，所以 即 于是電動機穩(wěn)態(tài)轉速為r/min由于電樞電流等于額定電流（Ia=IN=103），所以電動機可以能長時間運行。P79 P9-15一直流電動機的額定數(shù)據(jù)為：PN=74kW，UN=220V， n N=1430r/min，IN=378A，電樞Ra=0.18，整流電源內阻（在發(fā)電機-電動機組的電樞電阻）R0=0.022。當生產(chǎn)機械要求靜差率為20%時，求系統(tǒng)的調速范圍。如果靜差率為30%，系統(tǒng)的調速范圍應為多少？解： r/min要求靜差率為20%時的調速范圍為要求

11、靜差率為30%時的調速范圍為P79 P9-17一臺它勵直流電動機的額定數(shù)據(jù)為：PN=21kW，UN=220V， n N=980r/min，IN=115A，電樞Ra=0.1。如果最大起動電源為2IN，負載電流為0.8 IN。（1） 求電動機起動電阻的最小級數(shù)及相應電阻值（2） 設系統(tǒng)總飛輪力矩GD2 = 64.7Nm2，試求系統(tǒng)的起動時間以及起動過程中的Ia=f (t)及n = f (t)曲線。解：（1） 由于負載電流為0.8 IN，所以，I2可以取0.9 IN ，即I2 = 0.9 IN于是 于是，取m = 3，則因此各級起動總電阻值為各段電阻值為（2）各段啟動過程的機電時間常數(shù)為ssss各段

12、啟動過程的的電流AAA于是總啟動時間為在總電阻為R3的機械特性段上r/minnst1 = 0 r/min在總電阻為R2的機械特性段上r/minr/min在總電阻為R1的機械特性段上r/minr/min在總電阻為Ra上的固有機械特性段上r/minr/min第10章習題P123 例11-3某轉子繞線型異步電動拖動，轉子電路采用Y型接線，其技術數(shù)據(jù)為：PN = 28kW，nN =1420r/min，cosN=0.87, N=87%, U1N =220/380V, I1N =96/55.5A， E2N = 250V，I2N =71A，過載能力KT =2。設最大允許起動轉矩為T1 = 1. 7TN,試用

13、解析法求解三級空載起動時的每相各段起動電阻。 在計算時可以將機械特性近似為直線。解：電動機額定轉差率為電動機轉子繞組每相電阻為由于最大允許起動轉矩為T1 = 1. 7TN，且分三級啟動m=3, 則由于s在0 sm區(qū)段機械特性可以近似為直線，所以有由于是空載起動，TZ 0，所以切換轉矩T2=0.762TN >> TZ于是轉子每相各段起動電阻為P109 10-1某繞線轉子異步電動機，定子繞組采用Y型連接，其技術數(shù)據(jù)：PN=75kW，nN=720r/min， I1N=148A，I2N=220A，N=95%，Cos1N=0.85，KT=2.4，E2N=213V。(1) 用實用表達式繪制電動

14、機的國有特性；(2) 用該電動機帶動位能負載，如果下放負載時要求轉速n = 300 r/min，負載轉矩Tz =TN時轉子每相應該串聯(lián)多大的電阻；(3) 電動機在額定狀態(tài)下運行，為了停轉采用反接制動，如果要求制動轉矩在啟動時為2TN，求每相應該串聯(lián)多大的電阻；(4) 采用工程計算法計算異步電動機的下列參數(shù)：TN，Tm，R'2，k，R2，R1，sm，X1，X2，X'2，I0及X0。解：(1) 用實用表達式表達的固有特性為其中 N·m N·m(2) r/min，因為Tz =TN=995 N·m，所以Tm，KT均保持不變。則 如果忽略轉子漏電抗X2，則(

15、3) 反接制動時 因為T =-2TN，Tm=-KTTN而 =3.652或1.052所以 =0.424或0.106(4) 根據(jù)定子繞組采用Y型連接，可得VAP109 10-2某繞線轉子異步電動機帶動一橋式起重機的主鉤，其技術數(shù)據(jù)：PN=60kW，nN=577r/min， I1N=133A，I2N=160A，N=89%，Cos1N=0.77，KT=2.9，E2N=253V。電動機在啟動與反接制動狀態(tài)下的機械特性如圖所示。（1） 設電動機轉子每轉動35.4轉，主鉤上升1m。如果要求帶額定負載時重物以8m/min的速度上升，求電動機轉子電路串接的電阻值；、（2） 為了消除起重機各機構齒輪間的間隙，使啟

16、動時減小機械沖擊，轉子電路備有預備級電阻。設計時如果要求串接預備電阻后，電動機啟動轉矩為額定轉矩的40%，求預備級電阻值；（3） 預備級電阻值一般也作為反接電阻，用以在反接制動狀態(tài)下下放負載。如果下放時電動機的負載轉矩TZ= 0.8TN，求電動機下放時的轉速；（4） 如果電動機在回饋制動狀態(tài)下下放負載，轉子串聯(lián)電阻為0.06，如果下放負載時TZ= 0.8TN，求此時電動機的轉速。解：（1） 電動機的轉速nN=35.4×8=283r/min特性曲線A點（2） Tst= 40%TN = 0.4 TN啟動時 n = 0，sB =1Tm=KTTN =2.9×993.07=2879.

17、9N·m由于 所以 ； ，此根不合理，舍棄由于 （3） 由于 TZ= 0.8TN，所以有 ； ，此根不合理，舍棄（4） 由于 忽略R1，并且認為，則所以有 ； ，由于4.158 >0.58493處于不穩(wěn)定，此根不合理，舍棄 r/min第11章習題P145 11-1某轉子繞線型異步電動拖動，其技術數(shù)據(jù)為：PN = 44kW，nN =1435r/min，E2N = 243V，I2N =110A。設起動時負載轉矩Tz = 0.8TN,最大允許起動轉矩為T1 = 1.87TN, 起動切換轉矩T2 = TN，試用解析法求起動電阻的級數(shù)及每極的電阻值（在計算時可以將機械特性近似為直線）。解

18、：電動機額定轉差率為電動機轉子繞組每相電阻為由于s在0 sm區(qū)端可以將機械特性近似為直線，所以有于是轉子每相各段起動電阻為P145 11-2某生產(chǎn)機械用轉子繞線型異步電動拖動，其技術數(shù)據(jù)為：PN = 11kW，n N =715r/min，E2N = 163V，I2N =47.2A，負載轉矩TZ =98Nm，起動最大轉矩與額定轉矩之比T1/TN =1.8。試用解析法求三級起動時的每級電阻。解：電動機額定轉差率為電動機轉子繞組每相電阻為由于T1 =1.7TN 符合起動要求于是轉子每相各段起動電阻為 P145 11-4某臺繞線異步電動機的技術數(shù)據(jù)：PN = 30kW，n N =725r/min，E2N = 257V，I2N =74.3A.該電動機的轉子電路串接對稱電阻，起動級數(shù)為六級。試計算各相的分段電阻（T1/TN =1.8）。解：當m = 6時，根據(jù)有由于，符合要求。于是六段電阻阻值計算如下：則轉子每相串聯(lián)主電阻為P145 11-