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1、电机与拖动作业电机与拖动作业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：（1）计算绕组数据： 为短距绕组。（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，保持支路电流不变，其电磁转矩为多少？解：极对数p=2，单迭绕组时，支路对数a=2,电枢绕组总导体数N=366=216单波绕组a=1，支路电流电枢电流 电磁转矩 1-21 某他励直流电动机额定电压UN =2
2、20V，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为多少？（电枢反应忽略不计）。解：（1）由于他励 , 所以（2）由于不变且电枢反应忽略不计，则有；又因TZ不变，所以有由于 ，所以 1-22 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 =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=198
3、W，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：（1）对于并励，（2）由于电枢反应去磁作用不计且U=UN不变，所以，则（3） 1-31 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
4、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：（1）根据数据可得因为，故甲为发电机，乙为电动机。（2） 据项（1）有：电动机：发电机：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，即则：，得(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1200r/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
5、 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：（1）估算Ra,(2) 据 可得： R(3)据 可得：U=2x350x0.0694=48.58(V)2-15 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T
6、Z=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） 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：(1) 最大制动电流 据 可得：（2） 负号代表电机反转，将重物下放。（3）稳定后： ，负号代表制动时电流反向（4） 不串电阻时，下放速度最低 ，所以 （5） 2-17 他励直流电动机额定数据为：PN =29kW，UN =44
7、0V，IN =76A，nN =1000r/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：（1）设额定运行点为下图（a）的A点，对应：设TZ=0.8TN且串电阻时，对应图（a）的B点，有:据 440=205.5+60.8(0.377+(2) 有两种办法：) 采用能耗制动，对应图（b）特性的B点， ) 采用电动势反向的反接制动，对应图（b）特性的B点， 440=-205.5+60.8(0.3
8、77+3-12 一台单相变压器，SN =100kVA，U1N / U2N =6000/230V，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： (1) 折算到高压方有: (2) 折算到低压方：（3）采用高压
9、边的量计算标么值：基值为 则标么值为： Z*k= Zk/Z1N =23.23/360 =0.0645。（4） Uk=Z*k=0.0645, UkR=R*k=0.0267, Ukx=X*k=0.0588 (5) 满载是 I*2=1, 则据u= R*k cos2+ X*k sin2可知：当cos2=1 时，sin2=0， 则：u=0.02671+0=0.0267=2.67%；当cos2=0.8滞后时，sin2=0.6， 则：u=0.02670.8+0.05880.6=0.0566=5.66%；当cos2=0.8超前时，sin2=-0.6， 则：u=0.02670.8-0.05880.6= - 0.
10、0139=-1.39%。由上计算结果可知，由于变压器存在漏阻抗（即Zk=rk+jXk0）,则当负载变化时，其副边电压会发生变化（即u0），副边电压随负载变化的程度（即u大小）与Zk大小、负载大小及负载性质有关。当纯电阻负载即cos2=1 时，负载增加时U2虽然也下降但下降不多；当感性负载（即cos2滞后）时，负载增加时U2下降较多；当容性负载（即cos2导前）时，负载增加时U2不仅比纯电阻负载时下降更多，而且有可能升高，容性负载时U2随负载而升高（即u0的情况发生在X*k sin2R*k cos2时。3-15 一台三相变压器，原、副边绕组的12个端点和各相绕组的极性如图所示。试将此三相变压器连
11、接成Y/-7和Y/Y-4，并画出连接图、相量图和标出各相绕组的端点标志。 (a) 相量图 （b）联接图解：(1) Y/-7，见图（a）、(b) （2）Y/Y-4，见图（c）、(d)(c) 相量图 （d）联接图3-16 画出下图所示各种联接法的相量图，根据相量图标出联接组号。解：（a）(b)(c)(d)4-4 某三相感应电动机的额定数据如下：试求：（1）该机的级数；（2）额定转差率；（3）额定电流。解：（1）由于nN=1450(r/min) 与n1=1500(r/min) 较接近，所以 n1=1500(r/min),P=60f/n1=3000/1500=2, 为4极电机。（2） （3）由得 4-
12、6 已知某三相交流电机的极对数p=3,定子槽数z1=36,线圈节距,并联支路数a=1,采用双层分布短距迭绕组。试求：（1）用三种不同颜色画出三相绕组展开图，并将之连结成接法。（2）该绕组可以接成哪几种并联支路数？解 （1）计算绕组数据 划分相带（只划分每槽上层边的相属，下层边的位置由y1决定，与相带划分无关）槽号1 23 45 67 89 1011 12相带名A1Z1B1X1C1Y1槽号13 1415 1617 1819 2021 2223 24相带名A2Z2B2X2C2Y2槽号25 2627 2829 3031 3233 2435 36相带名A3Z3B3X3C3Y3 画绕组展开图，并连成接法
13、（a=1）,如下图所示。（2）由于每相有2p=6个线圈组，所以若将每相的线圈全部并联，可得每相最大并联支路数amax=2p=6；若全部串联，可得每相最少支路数amin=1；也可以三个串联后再两个并联，得每相有a=2条并联支路；或者两串再三并，每相有a=3条并联支路数。4-10 某三相交流电机定子槽数Z1=36，极距=9槽，绕组跨距y1=7槽，定子三相双层绕组Y接法。每个线圈匝数Ny=2，并联支路数a=1，气隙每极基波磁通1=0.74Wb，气隙谐波磁密与基波磁密的幅值之比为，基波及各次谐波磁场转速相等，均为1500r/min。试求：（1）基波、五次谐波和七次谐波的绕组系数；（2）相电动势中的基波、五次谐波和七次谐波分量有效值；（3）合成相电势有效值。解: (1) 极数：2p=每极每相槽数：槽距角： 定子每相串联匝数： 基波绕组系数：五次谐波绕组系数： Kw5=ky5kq5=-0.17360.2176=-0.0378七次谐波绕组系数：(2)相电动势基波有效值：E1=4.44f1N1kw11=4.44
