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1、例题思考题习题CP2 电力拖动思考题2.1选择题(1)电动机经过速比j=5的减速器拖动工作机构，工作机构的实际转矩为20N.m，飞轮矩为1N.m，不记传动机构损耗，折算到电动机轴上的工作机构转矩与飞轮矩依次为（ D ）。A.20 N.m，5 N.m B.4 N.m，1 N.mC. 4 N.m，0.2 N.m D.4 N.m，0.04E 0.8 N.m， 0.2 N.m F.100 N.m，25 N.m(2)恒速运行的电力拖动系统中，已知电动机电磁转矩为80 N.m，忽略空载转矩，传动机构效率为0.8，速比为10，未折算前实际负载转矩应为（ D ）。A.8 N.m B.64 N.m C.80 N
2、.m D.640 N.m E.800 N.m F.100 N.m(3)电力拖动系统中已知电动机转速为1000r/min,工作机构转速为100 r/min，传动效率为0.9，工作机构未折算的实际转矩为120 N.m，电动机电磁转矩为20 N.m，忽略电动机空载转矩，该系统肯定运行于（ C ）。A.加速过程 B.恒速 C.减速过程2.2 电动机拖动金属切削机床切削金属时，传动机构损耗由电动机还是负载负担？2.3 起重机提升重物与下放重物时，传动机构损耗由电动机还是重物负担？提升或下放同一重物时，传动机构损耗的转矩一样大吗？传动机构的效率一样高吗？例题2.1 下图所示的电力拖动系统中，已知飞轮矩GD
3、a=14.5 N.m，GDb=18.8 N.m，GD=120 N.m，传动效率1=0.91，2=0.93，转矩T=85 N.m，转速n=2450 r/min，nb=810 r/min，nf=150 r/min，忽略电动机空载转矩，求：（1） 折算到电动机轴上的系统总飞轮矩GD；（2） 折算到电动机轴上的负载转矩TF。解：（1）系统总飞轮矩 GD=GDb/(n/nb)+GD/(n/nf)+GDa=17Nm2(2) 负载转矩（12nf）2.3下图所示的起重机中，已知减速箱的速比=34，提升重物时效率=0.83，卷筒直径d=0.22m，空钩重量G0=1470N，所吊重物G=8820N，电动机的飞轮矩
4、GDD=10 N.m，当提升速度为v=0.4ms时，求：（1） 电动机的转速；（2） 忽略空载转矩时电动机所带的负载转矩；（3） 以v=0.4ms下放该重物时，电动机的负载转矩。答案：2.4某起重机的电力拖动系统如下图所示。电动机PN=20KW，nN=950 r/min，传动机构的速比1=3，2=3.5，3=4，各级齿轮传递效率都是=0.95，各转轴上的飞轮矩GDa=123 N.m，GDb=49 N.m，GDC=40 N.m，GDd=465 N.m，卷筒直径d=0.6m，吊钩重G0=1962N，被吊重物G=49050N，忽略电动机空载转矩，忽略钢丝绳重量，忽略滑轮传递的损耗，求：（1） 以速度
5、v=0.3ms提升重物时，负载（重物及吊钩）转矩，卷筒转速，电动机输出转矩及电动机转速；（2） 负载及系统的飞轮矩（折算到电动机轴上的）；（3） 以加速度=0.1ms提升重物时，电动机输出的转矩。解：（1）以v=0.3m/s提升重物时，负载（吊钩及重物）转矩Tf=(d)/4=7651.8Nm卷筒转速nf=(60)/(d)=19.1r/min电动机输出转矩T2=TF=Tf/(j)=212.5Nm电动机转速n=nfj=802.2r/min(2) 吊钩及重物飞轮矩GD F2=(365v2)/n2=2.6Nm2系统总飞轮矩GD=GDa+（GDb）/j12+(GDC)/(12)2+（GDd）/(123)
6、2+GD F2=131.7Nm2(3) 电动机转速与与重物提升的关系为n=nf123=(602v123)/d电动机加速度与重物提升加速度的关系为dn/dt=d(/d)/dt=(602v123)a/d以加速度a=0.1m/s2提升重物时电动机加速度大小为dn/dt=267.4r/(min.s)电动机输出转矩为T=（GDdn)/(375dt)=306.4NmCP3 直流电机原理例题3-3 已知一台10KW、4极、2850r/min的直流发电机，电枢绕组是单波绕组，整个电枢总导体数为372。当电动机发出的电动势Ea=250V时，求这时气隙每极磁通量。解： 已知这台电动机的极对数p=2，单波绕组的并联
7、支路对数a=1，于是可以算出系数Ce=pz/60a=(2372)/(601)=12.4根据感应电动势公式Ea=Cen,气隙每极磁通量为=Ea/Cen=250/(12.42850)=70.710-4Wb3-4 已知一台四极直流电动机额定功率为100KW，额定电压为330V，额定转速为730r/min，额定效率为0.915，单波绕组，电枢总导体数为186，额定每极磁通为6.9810-2Wb,求额定电磁转矩。解：转矩常数Ct=pz/2a=(2186)/(213.1416)=59.2额定电流IN=PN/UNN=(100103)/(3300.915)=331A额定电磁转矩TN=CtNIN=59.26.9
8、810-2331=1367.7Nm3-5 一台额定功率PN=20KW的并励直流发电机，它的额定电压UN=230V，额定转速nN=1500r/min,电枢回路总电阻Ra=0.156，励磁回路总电阻Rf=73.3。已知机械损耗和铁损耗pm+pFe=1kW，附加损耗Ps=0.01PN。求额定负载情况下各绕组的铜损耗、电磁功率、总损耗、输入功率及效率。解： 先计算额定电流IN=PN/UN=(20103)/230=86.96A励磁电流If=UN/Rf=230/73.3=3.14A电枢绕组电流Ia=IN+If=86.96+3.14=90.1A电枢回路铜损耗PCua=Ia2Ra=1266W励磁回路铜损耗PC
9、uf=If2Rf=723W电磁功率PM=EaIa=P2+PCua+PCuf=21989W总损耗P=PCua+PCuf+Pm+PFe+Ps=3198W输入功率P1=P2+P=23189W效率=P2/P1=86.253-6 一台四级他励直流电机，电枢采用单波绕组，电枢总导体数z=372，电枢回路总电阻Ra=0.208。当此电机运行在电源电压U=220V，电机的转速n=1500r/min，气隙每极磁通=0.011Wb，此时电机的铁损耗PFe=362W，机械磨损损耗Pm=204W（忽略附加损耗）。（1）该电机运行在发电机状态，还是电动机状态？（2） 电磁转矩是多少？（3） 输入功率和效率各是多少？解：
10、（1）先计算电枢电动势Ea。已知单波绕组的并联支路的对数a=1，所以CE=pz/60a=（2372）/（601）=12.4 Ea= CEN=12.40.0111500=204.6V U电机运行于电动机状态。（2） 电磁转矩Ia=(U- Ea)/ Ra=74AT=PM/=EaIa/(2n/60)=96.38Nm3（输入功率）P1=UIa=16280W输出功率P2=PM-PFe-Pm=14574W总损耗P=P1-P2=1706W效率=P2/P1=89.5%3-7 一台并励直流电动机，PN=96，440，255，5，500min,电枢回路总电阻Ra=0.078,500min忽略电枢反应的影响，试求：
11、（1） 额定输出转矩；（2） 在额定电流时的电磁转矩。解（1）额定的输出转矩T2N=PN/=(9.55PN)/=1833.5Nm (2)额定电流时的电磁转矩Ia=-=250AEaN=Ua-IaRa=420.5VPM=EaIa=105125WT=PM/=2008Nm3-8 一台他励直流电动机额定功率PN=96KW，440，额定电流250，额定转速500min，电枢回路总电阻Ra=0.078，忽略电枢反应的影响，试求：（1) 理想空载转速n0；（2) 固有机械特性的斜率；解（1）电动机的CeN=(UN-INRa)/nN=0.841理想空载转速n0=UN/CeN=523.2r/min(2) 电动机的
12、CtN=9.55CeN=8.03斜率=Ra/(CtNCeN)=0.01163-9 某他励直流电动机额定功率PN=22KW，额定电压220，额定电流115，额定转速1500min，电枢回路总电阻Ra=0.1PN=17KW，UN=220V，1500min，忽略空载转速T0,电动机拖动恒转矩负载0.85TN（TN为额定电磁转矩)运行,求稳定运行时电动机转速、电枢电流及电动势。解 电动机的CeN=(UN-INRa)/nN=0.139理想空载转速n0=UN/CeN=1582.7r/min额定转速差nN=n0-nN=82.7r/min负载时转速差n=0.85nN=70.3r/min电动机运行转速n=n0-
13、n=1512.4r/min电枢电流Ia=/CtN=0.85IN=97.75A电枢电动势Ea=CeNn=210.2V或Ea=UN-INRa=210.2V思考题3-3 直流电机铭牌上的额定功率是指什么功率？答：指转轴上输出的机械功率。3-11 一台他励直流发电机由额定运行状态转速下降到原来的60%，而励磁电流、电枢电流都不变，则（ A ).A、 Ea下降到原来的60% B、T下降到原来的60%C、Ea和T都下降到原来的60% D、端电压下降到原来的60%3-17 改变并励直流电动机电源的极性能否改变它的转向？为什么？答:旋转方向不变。 并励直流电动机它的电枢和磁场是并联的，改变电源极性时，电枢的电
14、流方向改变了，可是磁场的电流方向也改变了。所以旋转方向不变。3-18 改变串励直流电动机电源的极性能否改变它的转向？为什么？答:旋转方向不变。 并励直流电动机它的电枢和磁场是串联的，改变电源极性时，电枢的电流方向改变了，可是磁场的电流方向也改变了。所以旋转方向不变。习题3-1 某他励直流电动机的额定数据为：PN=17KW，UN=220V，1500min，N=0.83,。计算IN、T2N及额定负载时的P1。3-3 一台直流电机的极对数p=3，单叠绕组，电枢总导体数N=398，气隙每极磁通为2.110-2Wb，当转速分别为1500min和500min时，求电枢感应电动势的大小。若电枢电流Ia=10A，磁通不变，电磁转矩是多大？3-4 某他励直流电动机的额定数据为：PN=6KW，UN=220V，1000min，PCua=500W，P0=395W。计
