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1、电机与拖动考试计算题1 . 1 一台直流电动机的数据为:额定功率 =25 kW ,额定电压 =220 V ,额定转速 =1 NPNUNn500 r /min,额定效率 =86 .2 %。试求: ( 1 )额定电流 ; ( 2 )额定负载时的输入功率 。NNI P1解：（1）直流电动机的:额定功率 NIUAUPIN83.16205（2） KW9.11 . 2 一台直流发电机的数据为:额定功率 =12 kW ,额定电压 =230 V ,额定转速 =1 NPNUNn450 r /min,额定效率 =83 .5 %。试求:( 1 ) 额定电流 ; ( 2 )额定负载时的输入功率 。N I P1解：（1
2、）直流发电机的:额定功率 2NIUA17.530KWPN37.148501 . 3 一台直流电机,已知极对数 p=2 ,槽数 Z 和换向片数 K 均等于 22 ,采用单叠绕组。 ( 1 )计算绕组各节距; ( 2 )求并联支路数 解：（1）第一节距 ,为短距绕组。421pZy单叠绕组的合成节距及换向器节距均为 1,即 Ky第二节距 4152y(2) 并联支路数等于磁极数,为 4。1 . 4 一台直流电机的数据为:极数 2 p=4 ,元件数 S=120 ,每个元件的电阻为 0 . 2 。当转速为 1 000 r /min 时 每个元件 的平均感应电动势为 10 V ,问当电枢绕组为单叠或单波绕组
3、时,电刷间的电动势和电阻各为多少?解：当电枢绕组为单叠绕组时, 绕组并联支路数等于磁极数,为 4,每一条支路串联的元件数为 30, 换向器上放置 4 个电刷,假设一个电刷短路一个元件, 每一条支路有一个元件被短路,则电刷间的电动势为=29 10=290V ;aE每一条支路的电阻为 ,4 条并联支路的电阻 ,即电刷间的电阻为8.5209R45.18Ra当电枢绕组为单波绕组时, 绕组并联支路数为 2,每一条支路串联的元件数为 60, 换向器上可以放置 4 个电刷,至少短路 4 个元件,则电刷间的电动势为VEa5801每一条支路的电阻为 6.12058R电刷间的电阻为 .a1 . 5 已知一台直流电
4、机的极对数 p=2 ,元件数 S= Z = K=21 ,元件的匝数 =10 ,单波绕组 ,试cN求当每极磁通 =1 . 42 Wb,转速 n =1 000 r /min 时的电枢电动势为多少?210解：单波绕组并联支路对数 a=1, 电枢总导体数 4201CSN电枢电动势 111 . 6 一台直流电机,极数 2 p=6 ,电枢绕组VnapNE8.19042.60总的导体数 N=400 ,电枢电流 =10 A ,气隙每极磁通 =0 . 21 Wb 。试求采用单叠绕组时电I 机的电磁转矩为多大? 如把绕组改为单波绕组 ,保持支路电流 的数值不变,电磁转矩又为多ai大?解: 电枢绕组为单叠绕组时,并
5、联支路对 数 a=p=3,mNIapT69.13024.果把电枢绕组改为单波绕组, 保持支路电流 的数值不变,则电磁转矩也不变 ,ai仍为133.69 ,因为无论是叠绕组还是波绕组 ,所 mN有导体产生的电磁转矩的方向是一致的, 保持支路电流 不变 ,就保持了导体电流不变,也就保ai持了电磁转矩不变。也可以用计算的方法: 单叠绕组时并联支路数为 6, 支路电流 AIia610改为单波绕组, 保持支路电流 的数值不变,仍为 ,而并联支路数为 2 (a=1),ai A610电枢电流 AiIa3102 电磁转矩 1 . 7 一台他励直流电机,极对数 p=2 ,并联支路对数 a =1 ,电mNT693
6、02.14枢总导体数 N=372 ,电枢回路总电阻 =0 .208 ,运行在 U=220 V ,n =1 500 r /min, aR=0 . 011 Wb 的情况下。 =362 W , =204 W ,试问:( 1 )该电机运行在发电机状FePmec态还是电动机状态? ( 2 )电磁转矩是多大?( 3 )输入功率、输出功率、效率各是多少?,低于电源电压 U=220 V,所以电机运行在电动机状态。VnapNE6.20415.3760(2) AREUIa748.mNIapNT39.67401.2(3) 输入功率 KWP81输出功率 =14575W=14.575KW0436.22mecFua895
7、.021674P1 .9 一台并励直流电动机的额定数据为: =220 V , =92 A , =0 . 08 , =88 . 7 , NUNIaRfR=86 %,试求额定运行时: ( 1 )输入功率; ( 2 )输出功率 ( 3 )总损耗;( 4 )电枢回路铜损耗;N( 5 )励磁回路铜损耗; ( 6 )机械损耗与铁损耗之和。解: ( 1 )输入功率 ( 2 )输出功率 ( 3 )KWIUPN4.02901 KWP406.1782.12总损耗 (4) KW834.672.01ARIfN8.7AIfNa5.94电枢回路铜损耗 ( 5 )励磁回路铜损耗 ( 6 )机械损RIPacu10.592RI
8、Pfcuf .478.2耗与铁损耗之和为=16475wPcufaFemc .64712831 . 10 一台并励直流电动机的额定数据为, =17 kW , =92 A , =220 V , =0 . 08 , NPNINUaR=1 500 r /min,电枢回路总电阻 R=0 .1 , 励磁回路电阻 =110 ,试求: ( 1 )额定负载时Nn fR的效率;( 2 )额定运行时的电枢电动势 ; ( 3 )额定负载时的电磁转矩。aE解: ( 1 ) 额定负载时的输入功率 KWIUPN24.02901 84.027PN (2) ( 3 )额定负载时的电磁转矩ARUIfN210AIfNa902VRI
9、UEaN2190.1 .11 一台并励直流发电机,电枢回路总电阻 =0 . 25 ,励磁回路电mnPTN.8546.37/2 aR阻 =44 ,当端电压 =220 V ,负载电阻 =4 时,试求: 1 )励磁电流和负载电流;( 2 )电f NL枢电动势和电枢电流;( 3 )输出功率和电磁功率。解: (1) ARUIfN5420ARUILN540(2) =220+0.25 60=235 VAIfLa605aNaIRUE(3) 输出功率 =220 55=12100W=12.1KW 电磁功率 =12.21+LP2 cufaMP23-2-21045.60= 12.1+0.9 +1.1=14.1KW1
10、. 12 一台他励直流发电机,额定转速为 1 000 r /min,当满载时电压为 220 V ,电枢电流为 10 A ,励磁电流保持为 2 .5 A 。已知在 n =750 r /min 时的空载特性如下表所列: ( 1 )转速为额定、励磁电流保持 2 . 5 A 时的空载电动势; ( 2 )如果将发电机改为并励,且 n = ,N为保持同样的空载电动势,磁场回路的电阻应为多少 ( 3 )如果保持磁场回路电阻不变 ,电机为并励,此时能够自励建压的临界转速为多少?( 4 )如果保持 n = ,电机为并励,此时能N够自励建压的临界电阻为多少?解: (1) 与 n 成成正比,转速为额定、励磁电流保持
11、 2 . 5 A 时的空载电动势为 CEeaaVa7.2345016(2) , , 时的电压 U=220V,可知电枢电阻压降为 234.7-AIf.mi/10rAIa10220=14.7V, 电枢电阻为 14.7/10=1.47,将发电机改为并励,设励磁电流要增加 X,为(2.5+X),X 比较小，可以认为 与励磁电流成比例增大为 ,空载时电枢电流就是励aE)5.2734X（磁电流,产生的电枢电阻压降为 ,保持同样的空载电动势 234.7V 不变,得到方程式)5.21074X（7.234)510.2734X（(938.8-14.7)X=36.75 X=36.75/924.1=0.0398A=2
12、.5+0.0398=2.5398AfI磁场回路的电阻为 4.92538.7fR(3) 当磁场回路的电阻为 92.4 不变时 ,要产生如表中的最小励磁电流 0.4A 时, 励磁绕组电压为 0.4 92.4=36.96V ,加上电枢电阻压降(14.7/10) 0.4,其和即为电电枢电动势 VEa548.3701.96此时电机能够自励建压的临界转速为 min/.3rn若电机转速低于临界转速, 励磁电流小于 0.4A,电压就建立不起来。(4) 时, ,减减去电枢电阻压降(14.7/10) 0.4,其差i/10rNAIf4.0VEa475013 即为励磁绕组电压,所以临界电阻为 若励磁电阻大于 108.
13、5, V4.37.1-4）（ 5.1083cfR电压就建立不起来。2 . 20 一台三相电力变压器,额定容量 = 2 000 kV A,额定电压 / =6 /0 . 4 kV ,YdNSNU12接法,试求一次、二次绕组额定电流 与 各为多少?I1解: 变压器额定容量 NNUIS213AS5.1920631ASIN8.26104.322 . 21 试计算下列各台变压器的变比 K: ( 1 ) / =3 300 /220 V 的单相变压器;( 2 ) /N2 NU1=6 /0 . 4 kV 的 Yy 接法的三相变压器; ( 3 ) / =10 /0 . 4 kV 的 Yd 接法的三相变压器。NU解
14、: ( 1 ) 单相变压器 152031NUK( 2 ) Yy 接法的三相变压器 ( 3 ) Yd 接法的三相变压器1504.6/22N4.103/21NUK2. 22 一台三相电力变压器 Yd 接法,额定容量 =1 000 kV A,额定电压 / =10 /3 . 3 NSNU12kV ,短路阻抗标么值 =0 . 053 ,二次侧的负载接成三角形, =( 50 +j85 ),试求一次侧电*KZ LZ流、二次侧电流和二次侧电压?解: =1.753210./NUKKNKNZI11/忽略短路阻抗角与负载阻抗角的NKNKUSIZI11/3/ 3.510)(.22 8507.2LZ不同,则变压器一相的
15、阻抗 Z 为2 .23 一台单3.072.5LKZAUIN79.1830/1AKI8.327915.2VZIUL346.9850.2相双绕组变压器,额定容量为 =600 kV A, / =35 /6 . 3 kV ,当有额定电流流过时,漏SN12阻抗压降占额定电压的 6 . 5 %,绕组中的铜损耗为 9 .5 kW_75 的值), 当一次绕组接额定电压时,空载电流占额定电流的 5 . 5 %,功率因数为 0. 10 。试求:( 1 )变压器的短路阻抗和励磁阻抗各为多少 ( 2 )当一次绕组接额定电压,二次绕组接负载 =80 40 时的LZ、 及 各为多少?2U1I21 56.03NKAUSIN1.703561.7921cuIPRNKUZ 13.70651NKIZ 1295.32KRZX1295.3jjXRZKWI3291.053cos0132)05.7(920IPRm 4.0IUm 704m(2) =80 40 =7jjXRZmL一相的阻抗 Z 为 4.136)2
