電機及拖動基礎(chǔ)習(xí)題

1、1電機及拖動基礎(chǔ)習(xí)題電機及拖動基礎(chǔ)習(xí)題（一）直流電機21 某車床電力拖動系統(tǒng)中，已知車刀切削力某車床電力拖動系統(tǒng)中，已知車刀切削力F=2000N，工件直徑，工件直徑d=150mm，電動機轉(zhuǎn)速，電動機轉(zhuǎn)速n=1450r/min，傳動機構(gòu)的各級速比，傳動機構(gòu)的各級速比j1=2,j2=1.5,j3=2，各轉(zhuǎn)軸的飛輪矩為：各轉(zhuǎn)軸的飛輪矩為：GDd2=3.5N.m2 (指電動機軸指電動機軸)，GD12=2 N.m2,GD22=2.7 N.m2,GD32=9 N.m2，各級傳，各級傳動效率都是動效率都是0.9，求：，求：1）切削功率；）切削功率；2）電動機輸出功率；）電動機輸出功率；3）系統(tǒng)總飛輪矩；）系

2、統(tǒng)總飛輪矩；4）忽略電動機空載轉(zhuǎn)矩時的電磁轉(zhuǎn)矩；）忽略電動機空載轉(zhuǎn)矩時的電磁轉(zhuǎn)矩；5）車床開車未切削時，若電動機加速度）車床開車未切削時，若電動機加速度dn/dt=800r/（min.s），忽略電動機空載轉(zhuǎn)矩但不忽），忽略電動機空載轉(zhuǎn)矩但不忽略傳動機構(gòu)的轉(zhuǎn)矩?fù)p耗，求電動機的電磁轉(zhuǎn)矩。略傳動機構(gòu)的轉(zhuǎn)矩?fù)p耗，求電動機的電磁轉(zhuǎn)矩。3解：解：1）切削功率：切削線速度為）切削功率：切削線速度為smsmjndndVzz/./.898125121450601506060則切削功率為：則切削功率為：kWWFVPzz796389812000. kWWPPzN2590796333././2）電動機輸出功率：）電動

3、機輸出功率：22222321232212221212j2m4.55NmN2)1.59/(21.5)2.7/(22/43.5)jj(jGD)j(jGDjGDGDGD3）系統(tǒng)總飛輪矩：）系統(tǒng)總飛輪矩：4mNmNjnPjTTTTTzLL334901450796395505593220././.mNmNnPnPTNNNM334145025955095509550.4）電動機電磁轉(zhuǎn)矩：）電動機電磁轉(zhuǎn)矩：或：或：5）開車未切削時電動機電磁轉(zhuǎn)矩：）開車未切削時電動機電磁轉(zhuǎn)矩：mNmNTmNTdtdnGDT1990133479180037555437532).(.)(.5KWPN17VUN220AIN90mi

4、n/rnN15001470.aR2. Z2-71他勵直流電動機的額定數(shù)據(jù)為：他勵直流電動機的額定數(shù)據(jù)為：計算：計算：（1）直接起動電流；）直接起動電流；（2）拖動額定負(fù)載起動，若采用電樞回路串電）拖動額定負(fù)載起動，若采用電樞回路串電阻起動，應(yīng)串入多大電阻；若采用降電壓起動，阻起動，應(yīng)串入多大電阻；若采用降電壓起動，電壓應(yīng)降到多大？（順利起動為條件）電壓應(yīng)降到多大？（順利起動為條件） ARUIaNs614961470220.解：解：1）NsII52.2）為使其順利起動，需滿足：）為使其順利起動，需滿足：AIINs225905252.則可令則可令62251470220ccaNRRRU.830.cR

5、采用串電阻方式起動：采用串電阻方式起動：，2251470.URUaVU33采用降壓方式起動：采用降壓方式起動：，7KWPN57.VUN220AIN41min/rnN15003760.aRNLTT 3. Z2-51他勵直流電動機，他勵直流電動機，拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運行，拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運行，把電源電壓降到把電源電壓降到150V，問：，問：（1）電源電壓降低了但電動機轉(zhuǎn)速還來不及變化的瞬）電源電壓降低了但電動機轉(zhuǎn)速還來不及變化的瞬間，電動機的電樞電流及電磁轉(zhuǎn)矩各是多大？電力拖間，電動機的電樞電流及電磁轉(zhuǎn)矩各是多大？電力拖動系統(tǒng)的動轉(zhuǎn)矩是多少？動系統(tǒng)的動轉(zhuǎn)矩是多少？（2）穩(wěn)定轉(zhuǎn)速是多少？）穩(wěn)定轉(zhuǎn)速是多少？

6、136401500376041220.NaNNenRIUCVnCeENa6204150013640.解：（解：（1）8AREUIaaa214537606204150.3026113640559559.eTCCmNICTaTem14189.mNICTTNTNL41534130261.mNTTTLem73135415314189.動轉(zhuǎn)矩rpmCRIUneaN98713640376041150.（2） 9622ZKWPN13VUN220AIN7 .68min/1500rnN224. 0aR%30max型他勵直流電機，型他勵直流電機，電樞串電阻調(diào)速，要求電樞串電阻調(diào)速，要求求：求：電動機帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩

7、時的最低轉(zhuǎn)速；電動機帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時的最低轉(zhuǎn)速；調(diào)速范圍；調(diào)速范圍；電樞需串入電阻最大值；電樞需串入電阻最大值；(1)運轉(zhuǎn)在最低速帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時，電動機的輸入功運轉(zhuǎn)在最低速帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時，電動機的輸入功率（忽略空載率（忽略空載M0）及外串電阻上的損耗。）及外串電阻上的損耗。410min/min/)(min/min/).(.rrnnnrrCUnnRIUCNNeNNaaNe11315001613161313640220136401500224076822000解：根據(jù)題意得解：根據(jù)題意得minnmin/min/).()(minrrnn1129301161310（1）求最低轉(zhuǎn)速）求最低轉(zhuǎn)速（2）

8、求）求D33111291500.minmaxnnD113)電樞需串入電阻最大值電樞需串入電阻最大值Rc:7402240768112913640220.minaNaNcRIEUR4)輸入功率、輸出功率、損耗：輸入功率、輸出功率、損耗：KWIUPNN114157682201.WInCIEPpPPaeaaemem5791076811291364002.minKWRIca49374076822.12%30max5 上題中的電動機降低電源電壓調(diào)速，要求上題中的電動機降低電源電壓調(diào)速，要求 ，求：，求：(1)電動機帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時的最低轉(zhuǎn)速；電動機帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時的最低轉(zhuǎn)速；(2)調(diào)速范圍；調(diào)速范圍；(3

9、)電源電壓需調(diào)到的最低值；電源電壓需調(diào)到的最低值；(4)電動機帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩在最低轉(zhuǎn)速運行時，電動電動機帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩在最低轉(zhuǎn)速運行時，電動機的輸入功率及輸出功率（忽略空載損耗）。機的輸入功率及輸出功率（忽略空載損耗）。13640.Ce解：從上題已求得解：從上題已求得rpmnN113%nnn)n(nnnNN3000minminminmin(1)最低轉(zhuǎn)速：由于最低轉(zhuǎn)速：由于從而得從而得minminminr/r/./.)/(nnN2643030111311368. 5264/1500minmaxnnD(2)求求DminUVnnCUNe45111326413640.)(.minmin(3)最低電壓最

10、低電壓1P2PkWWIEPPPkWWIUPaaMN474. 27 .682641364. 053. 37 .684 .51min02min1(4)輸入功率輸入功率和輸出功率和輸出功率14kWPN29VUN440AI76min/1000rnN376. 0aRmin/250min0rnmin/1500max0rnNLTT maxNZPP 6 一臺他勵直流電動機，一臺他勵直流電動機，采用降低電源電壓和減小磁通的方法調(diào)速，要求采用降低電源電壓和減小磁通的方法調(diào)速，要求最低理想轉(zhuǎn)速最低理想轉(zhuǎn)速，最高理想空載轉(zhuǎn)速，最高理想空載轉(zhuǎn)速試求：試求：(1)該電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載該電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時的最低轉(zhuǎn)速及

11、此時的靜差率時的最低轉(zhuǎn)速及此時的靜差率 。(2)該電動機拖動恒功率負(fù)載該電動機拖動恒功率負(fù)載(3)系統(tǒng)的調(diào)速范圍。系統(tǒng)的調(diào)速范圍。 時的最高轉(zhuǎn)速；時的最高轉(zhuǎn)速；eC411401000376076440.NaaNenRIUC解：根據(jù)題意，在額定時的解：根據(jù)題意，在額定時的為：為：15NLTT minnmax(1)在在時的最低轉(zhuǎn)速時的最低轉(zhuǎn)速及及eC%.%.%min/.min/.minminminmaxminmin8271002505180250100518076411403760250000nnnrrICRnnaea由于在恒轉(zhuǎn)矩時的最低轉(zhuǎn)速是采用降壓方法由于在恒轉(zhuǎn)矩時的最低轉(zhuǎn)速是采用降壓方法來實

12、現(xiàn)，故來實現(xiàn)，故不變。則不變。則maxneCeC293. 01500/440/max0nUCNe(2)在恒功率時最高轉(zhuǎn)速在恒功率時最高轉(zhuǎn)速由于在恒功率時最高轉(zhuǎn)速是采用弱磁調(diào)速來實現(xiàn)，故由于在恒功率時最高轉(zhuǎn)速是采用弱磁調(diào)速來實現(xiàn)，故變?yōu)樽優(yōu)椋?6min/min/.maxmaxrrICRnICRCUnaeaaeaeN1403762930376015000則則8 . 75 .180/5 .1402/minmaxnnD(3)求求D：17kWPN17VUN110AIN185min/1000rnNNaII8 . 1maxNLTT80.0n7 一臺他勵直流電動機，一臺他勵直流電動機，。已知電動機最大允許電流

13、。已知電動機最大允許電流，電動機拖動，電動機拖動負(fù)載電動運行。試求：負(fù)載電動運行。試求：(1)若采用能耗制動停車，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？若采用能耗制動停車，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？(2)若采用反接制動停車，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？若采用反接制動停車，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？(3)兩種制動方法在制動開始瞬間的電磁轉(zhuǎn)矩各是多大？兩種制動方法在制動開始瞬間的電磁轉(zhuǎn)矩各是多大？(4)兩種制動方法在制動到兩種制動方法在制動到時的電磁轉(zhuǎn)矩各是多大？時的電磁轉(zhuǎn)矩各是多大？ aReC解：根據(jù)題意，先估計解：根據(jù)題意，先估計和和： 181010100018504890110048901851700018511

14、0212122.NaaNeNNNNanIRUCIPIURR26. 00489. 01858 . 10489. 01858 . 01108 . 18 . 0aNaaNRIRIURR(1)采用能耗制動停車，電樞串入電阻采用能耗制動停車，電樞串入電阻：59. 00489. 018520489. 01858 . 011028 . 18 .80. 08 . 1aNaaNNaNaNRIRIUURIEUR(2)采用反接制動停車，電樞串入電阻：采用反接制動停車，電樞串入電阻：19mNICTNe232118581101155981559.(3)求電磁轉(zhuǎn)矩求電磁轉(zhuǎn)矩T：由于他勵電機勵磁不變，電：由于他勵電機勵磁不

15、變，電樞電流相同，故兩種方法的樞電流相同，故兩種方法的T一樣，即一樣，即0n0nAARRUIaN1720489. 059. 0110mNICTe1661721010559559.(4)在在時電磁轉(zhuǎn)矩時電磁轉(zhuǎn)矩T：對于反接制動。則電樞電流對于反接制動。則電樞電流I為：為：則則對于能耗制動時，當(dāng)對于能耗制動時，當(dāng)時，電磁轉(zhuǎn)矩也為零；時，電磁轉(zhuǎn)矩也為零；20（二）變壓器（二）變壓器21時容性和感性).)(.cos8(0cos(-80221、一臺、一臺S750/10型三相變壓器，型三相變壓器，U1N/U2N=10/0.4kV，Y/連接。在低壓側(cè)做空連接。在低壓側(cè)做空在試驗數(shù)據(jù)為：電壓在試驗數(shù)據(jù)為：電壓

16、U20=400V，電流，電流I0=65A，空載損耗空載損耗p0=3.7kW。在高壓側(cè)做短路試驗數(shù)據(jù)。在高壓側(cè)做短路試驗數(shù)據(jù)為：電壓為：電壓U1k=450V，電流，電流I1k=35A，短路損耗，短路損耗pk=7.5kW。室溫為。室溫為30。求：。求： (1)變壓器參數(shù)，并畫出變壓器參數(shù)，并畫出T型等值電路圖。假定型等值電路圖。假定r1r2，X1X2。(2)在額定負(fù)載時，在額定負(fù)載時，分別計算電壓變化率、副邊電壓和效率。分別計算電壓變化率、副邊電壓和效率。 當(dāng)當(dāng)2243.144003100021NNUUK解：解：(1)求參數(shù)并畫出求參數(shù)并畫出T型圖：型圖：876. 06537003366.1065

17、40033220020IprrIUzzomoom空載試驗從低壓側(cè)得空載試驗從低壓側(cè)得235 .22124 .18222204 .182876. 043.14222066.1043.1422222222mmmrmmmmrzXrKrzKz折算到高壓側(cè)：折算到高壓側(cè)：5227X14704242738620423023575235r2357523504235375003427353450327527522227522.kkkkkkkkkkkkkkrzrzXrIprIUz短路試驗從高壓側(cè)得：短路試驗從高壓側(cè)得：24193. 1386. 2212157. 314. 72121573147212175112

18、122kkkrrrXrr.XXX則則 從而得從而得T型等值電路圖（略）。型等值電路圖（略）。 2uu%、(2)求求和和： 變壓器帶感性額定負(fù)載時，其關(guān)系式為：變壓器帶感性額定負(fù)載時，其關(guān)系式為： NkNkNUXIrIu%12121sincos25AUSINNN343100003750000311.由于由于 VUuUuN4 .381400046. 01%1%6 . 43/100006 . 014. 78 . 0386. 23 .431%22所以所以 KWrIpCkNkN421338623433327521.kNp求效率時要特別注意：本題短路試驗計算不是在額定求效率時要特別注意：本題短路試驗計算不

19、是在額定電流下，故短路損耗不是額定短路損耗。為此，首先電流下，故短路損耗不是額定短路損耗。為此，首先要求取額定短路損耗要求取額定短路損耗，然后才能求取效率。即，然后才能求取效率。即 %.cos229702770142131738075014213173112220220kNNkNppSpp2697.22%2V40740001801UU1U2N2.%.sincos813100006014780386234311221NkkNUXrIu%變壓器帶容性額定負(fù)載時：變壓器帶容性額定負(fù)載時：27（二）交流電機（二）交流電機28kWPN40min/1470rnN08. 02r6 . 2mNT2NT80.N

20、T80.一臺三相四極繞線式異步電動機，一臺三相四極繞線式異步電動機，當(dāng)不計電機及傳動機構(gòu)的損耗，則求：當(dāng)不計電機及傳動機構(gòu)的損耗，則求：1）該電機提升重物時，要求啟動瞬間具有）該電機提升重物時，要求啟動瞬間具有的啟動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子每相應(yīng)傳入多大電阻？的啟動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子每相應(yīng)傳入多大電阻？電機轉(zhuǎn)速為多少？若負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，要求電機電機轉(zhuǎn)速為多少？若負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，要求電機進入到拉反接制動狀態(tài)，此時轉(zhuǎn)子總電阻至少進入到拉反接制動狀態(tài)，此時轉(zhuǎn)子總電阻至少為多大？為多大？電機轉(zhuǎn)速為多大？電機轉(zhuǎn)速為多大？，帶位能負(fù)載，帶位能負(fù)載，2）若啟動電阻不切除，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為若啟動電阻不切除，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為時，時，3）若將若將負(fù)載在固有特性上回饋下放，負(fù)載在固有特性上回饋下放，2908. 01 . 016 . 26 . 202. 0102. 01500147015002220rSSnnnSmmNmNN解：據(jù)題意得：解：據(jù)題意得：NT21）求）求的啟動轉(zhuǎn)矩時轉(zhuǎn)子串入電阻：的啟動轉(zhuǎn)矩時轉(zhuǎn)子串入電阻：1SNQT2T ， 在啟動時，在啟動時，則則 舍去或0.471328