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1、电机与拖动作业电机与拖动作业- 1 -电机与拖动电机与拖动作业作业1-13已知直流电机的极对数 p=2，槽数 z=22，元件数及换向片数 s=k=22，试画出单迭绕 组展开图、磁极和电刷位置，并画出并联支路图。解：解：（1）计算绕组数据： 为短距绕组。521 422 2, 11pzyyyk（2）绕组展开图（3）并联支路图1-19某四极直流电机，电枢槽数 z=36,单迭绕组，每槽导体数为 6，每极磁通 2.210-2Wb 、电枢电流 Ia=800A ，问此时电磁转矩为多少？如改为单波绕组，保持支电机与拖动作业电机与拖动作业- 2 -路电流不变，其电磁转矩为多少？解：解：极对数 p=2，单迭绕组时
2、，支路对数 a=2,电枢绕组总导体数 N=366=216)(35.605800102 . 2222162 22MNIapNICMaaMem 单波绕组 a=1，支路电流)(20022800 2AaIia a电枢电流 )(40020022AiaIaa电磁转矩 )(35.6052MNIapNICMaaMem1-21 某他励直流电动机额定电压 UN =220V ，额定电流 IN =10A ，额定转速 nN =1500r/min ，电枢回路总电阻 Ra =0.5 ，试求： （1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩； （2）保持额定时励磁电流及总负载转矩不变而端电压降为 190V ，则稳定后的电枢电 流与转速
3、为多少？（电枢反应忽略不计） 。解：解：（1）由于他励 , 所以NaNII)(2155 . 010220VRIUEaNNaN)(215010215WIEPaaM)(7 .1315002602150 260mNnPPTNMNM（2）由于不变且电枢反应忽略不计，则有；又因 TZ不变，所以有fNfIIN)(10 AIICT CTINaN NMZNMZ a)(1855 . 010190VRIUEaaa由于 ，所以 Nmin)/(12912151500185rEnEnnE nEaNNaaNNa1-22 某并励直流电动机额定电压 UN =220V ，额定电流 IN =75A ，额定转速 nN 电机与拖动作
4、业电机与拖动作业- 3 -=1000r/min ，电枢回路总电阻 Ra =0.26 ，额定时励磁回路总电阻 RfN =91,铁耗及附加损耗 pFe+ p=600W ，机械损耗 p=198W ，电枢反应去磁 作用不计。试求： （1）额定运行时的电磁转矩 T 与输出转矩 TN ; （2）理想空载转载； （3）实际空载电流 I0及实际空载转速。 解：解：（1）对于并励，)(6 .72912207575ARUIIIfNN fNNNa)( 1 .20126. 06 .72220VRIUEaaNNaN201. 010001 .201NaN NenEC)(4 .1396 .72201. 055. 955.
5、9mNICICTaNNeaNNM（2）由于电枢反应去磁作用不计且 U=UN 不变，所以，则N0min)/(5 .1094201. 022000rCU CUnNeNeN（3） )(97. 3201. 055. 962. 70 0ACTINMamin)/(4 .1089201. 026. 097. 32200 0rCRIUnNeaaN1-31 两台完全相同的并励直流电动机，电枢回路总电阻均为 Ra=0.1 ，两机在1000r/min时的空载特性均为I1 (A)1.31.4U0 (V)186.7195.9先将两机在机械上同轴联结，电路上并联于同一个 230V的直流电源，轴上不带其他负 载，电枢反应及
6、附加损耗均忽略不计。已知当甲机励磁电流为 1.4A ，乙机的励磁电流 为 1.3A时，机组的转速为 n=1200r/min 。试问： （1）此时哪一台为发电机？哪一台为电动机？ （2）机组总的机械损耗和铁耗为多少？ （3）只调节励磁电流能否改变两机的运行状态（转速不变）？解：解：（1）根据数据可得电机与拖动作业电机与拖动作业- 4 -)(230)235100012009 .195VVEa（甲)(230)224100012007 .186VVEa（乙因为，故甲为发电机，乙为电动机。NaNaUEUE乙甲,（2） 据项（1）有：电动机：)(601 . 0 224230AREUIaa a乙 乙，）（乙
7、乙乙乙乙乙乙FeaaMppPpPWIEP202)1344060224发电机：)(501 . 0 230235ARUEIaa a甲 甲甲甲甲甲甲甲甲）（FeaaMppPpPWIEP101)1175050235由于电动机乙与发电机甲同轴联结，乙机的轴上输出功率 P2 乙即为甲机的输入功率，即012甲甲甲乙）（FeMppPPP则：，得）（）（）（甲乙甲甲乙FeMFeFeMMppPppppPP0）（甲乙WPPppMMFe16901175013440(3) 调节励磁电流可以改变两机的运行状态。例如：将 If 甲使得 Ea 甲U，这样就可以使甲机变为电动机，乙机成为发电机；也可以调 If使两机在 1200
8、r/min 时都作电动机运行，它们都从电网吸收功率，共同拖动轴上的同一个机械负载。 但是不能使两机都做发电机运行（因为无原动机） 。2-10 他励直流电动机额定数据同题 2-5，试问： （1）如果将该机直接起动，则起动电流为多少？（2）为使起动电流限制在 2IN，应在电枢回路串入多大电阻？（3）如果采用降压起动且使起动电流限制为 2IN，端电压应将为多少？解：解：（1）估算 Ra,)(0694. 0212NNNN aIPIUR)(31700694. 0220ARUIaN Q(2) 据 可得： RN QaNIRRU2)(245. 00694. 03502220QR电机与拖动作业电机与拖动作业-
9、5 -(3)据 可得：U=2x350x0.0694=48.58(V)N aIRU 22-15 某他励直流电动机额定数据如下：PN =3kW ，UN =220V ，IN =18A ，nN =1000r/min电枢回路总电阻 Ra =0.8 。试求： （1）为使该机在额定状态下进行能耗制动停机，要求最大制动电流不超过 2 IN，求制动电 阻值； （2）在项（1）的制动电阻时，如负载为 TZ=0.8TN位能转矩，求电机在能耗制动后的稳定 速度； （3）设该机带动 TZ=TN位能负载运行于额定状态，采用能耗制动使之最终以 500r/min 的速度下放重物，求制动电阻及该电阻所对应的最大制动电流； （4
10、） 若该机采用能耗制动将 TZ=TN位能负载稳速下放时，所能达到的最低下放转速为多 少？ （5）若该机在额定工况下采用能耗制动停机而不接制动电阻，则制动电流为额定电流多少 倍？解：解：(1) )(6 .2058 . 018220VRIUEaNNaN2056. 0NaN NenEC最大制动电流 )(3618221AIIN据 可得：)(01乙RRIEaaN）（乙91. 48 . 0366 .205R（2） )(4 .14188 . 08 . 0AIINa)(22.82)91. 48 . 0(4 .14)(VRRIEZaaa负号代表电机反转，将重物下放。min)/(400 rCEnNea（3）)(8
11、 .1022056. 0500VEa稳定后：)(18 AIINa)(91. 48 . 0188 .102)(a aa ZZaaaRIERRRIE，负号代表制动时电流反向)(3671. 56 .205ARREIZaaN（4）不串电阻时，下放速度最低电机与拖动作业电机与拖动作业- 6 -，)(4 .148 . 018VRIEaaa所以 min)/(702056. 04 .144 .14rCnNe（5） )(2578 . 06 .205AREIaaN a)(3 .1418257倍Na II2-17 他励直流电动机额定数据为：PN =29kW ，UN =440V ，IN =76A ，nN =1000r
12、/min电枢回路总电阻 Ra =0.377 。试求： （1）该机以 500r/min的速度吊起 TZ=0.8TN负载转矩，在电枢回路应串多大电阻？ （2）用哪几种方法可使 TZ=0.8TN的位能负载以 500r/min的速度稳速下放？求每种方 法的电枢回路串联的电阻值。 解：解：（1）设额定运行点为下图（a）的 A 点，对应：)(3 .411377. 076440VRIUEaNNaN411. 010003 .411NaN NenEC设 TZ=0.8TN且串电阻时，对应图（a）的 B 点，有:)(8 .60768 . 08 . 0AIINaB)(5 .205500411. 0VnCEBNeBa据
13、 )(RRIEUaaBaBN440=205.5+60.8(0.377+)(48. 3)RR(2) 有两种办法：) 采用能耗制动，对应图（b）特性的 B 点，)(5 .205500411. 0VnCEBNeaB)(RRIEaaBaB)(3)377. 0(8 .605 .205RR) 采用电动势反向的反接制动，对应图（b）特性的 B 点，)(5 .205500411. 0VnCEBNeaB)(RRIEUaaaBN440=-205.5+60.8(0.377+)(24.10)RR电机与拖动作业电机与拖动作业- 7 -3-12 一台单相变压器，SN =100kVA ，U1N / U2N =6000/23
14、0V ，fN =50HZ ，原、副边绕组的电阻和漏抗分别为：R1 =4.32 ，R1=8.9 ，R2 =0.0063 ，R2=0.018.求:(1) 折算到高压方的短路电阻、短路电抗和短路阻抗？ （2）折算到低压方的短路电阻、短路电抗和短路阻抗？ （3）短路电阻、短路电抗和短路阻抗标么值？ （4）用百分值表示的短路电压及其分量？ （5）满载及 cos2=1、cos2=0.8（滞后）和 cos2=0.8（超前）三种情况下的电压变化 率？并对计算结果进行比较和讨论。解：解： 230600021NN UUk(1) 折算到高压方有: )(29. 40063. 0)2306000(2 22 2RkR)(25.12018. 0)2306000(2 22 2XkX)(61. 929. 432. 421RRRk)(23.2325.129 . 821XXXk)(23.2315.2161. 92222kkkXRZ(2) 折算到低压方：)(0063. 032. 4)6000230(12 121RKR)(013. 09 . 8)6000230(12 121XkX)(0126. 00063. 00063. 021RRRk)(031. 0018. 0013. 021
