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1、电机及拖动基础习题电机及拖动基础习题（一）直流电机11 某车床电力拖动系统中，已知车刀切削力某车床电力拖动系统中，已知车刀切削力F=2000N，工件直径，工件直径d=150mm，电动机转速，电动机转速n=1450r/min，传动机构的各级速比，传动机构的各级速比j1=2,j2=1.5,j3=2，各转轴的飞轮矩为：，各转轴的飞轮矩为：GDd2=3.5N.m2 (指电动机轴指电动机轴)，GD12=2 N.m2,GD22=2.7 N.m2,GD32=9 N.m2，各级，各级传动效率都是传动效率都是0.9，求：，求：1）切削功率；）切削功率；2）电动机输出功率；）电动机输出功率；3）系统总飞轮矩；）系
2、统总飞轮矩；4）忽略电动机空载转矩时的电磁转矩；）忽略电动机空载转矩时的电磁转矩；5）车床开车未切削时，若电动机加速度）车床开车未切削时，若电动机加速度dn/dt=800r/（min.s），忽略电动机空载转矩但不忽），忽略电动机空载转矩但不忽略传动机构的转矩损耗，求电动机的电磁转矩。略传动机构的转矩损耗，求电动机的电磁转矩。2解：解：1）切削功率：切削）切削功率：切削线速度速度为则切削功率切削功率为： 2）电动机机输出功率：出功率：3）系）系统总飞轮矩：矩：34）电动机机电磁磁转矩：矩：或：或：5）开）开车未切削未切削时电动机机电磁磁转矩：矩：42. Z2-71他励直流他励直流电动机的机的额定
3、数据定数据为：计算：算：（1）直接起）直接起动电流；流；（2）拖）拖动额定定负载起起动，若采用，若采用电枢回路串枢回路串电阻阻起起动，应串入多大串入多大电阻；若采用降阻；若采用降电压起起动，电压应降到多大？（降到多大？（顺利起利起动为条件）条件） 解：解：1）2）为使其使其顺利起利起动，需，需满足：足：则可令可令5采用串采用串电阻方式起阻方式起动：，采用降采用降压方式起方式起动：，63. Z2-51他励直流他励直流电动机，机，拖拖动恒恒转矩矩负载运行，运行，把把电源源电压降到降到150V，问：（1）电源源电压降低了但降低了但电动机机转速速还来不及来不及变化的瞬化的瞬间，电动机的机的电枢枢电流及
4、流及电磁磁转矩各是多大？矩各是多大？电力拖力拖动系系统的的动转矩是多少？矩是多少？（2）稳定定转速是多少？速是多少？解：（解：（1）7（2） 8型他励直流型他励直流电机，机，电枢串枢串电阻阻调速，要求速，要求求：求：(1)电动机机带额定定负载转矩矩时的最低的最低转速；速；(2)调速范速范围；(3)电枢需串入枢需串入电阻最大阻最大值；(4)运运转在最低速在最低速带额定定负载转矩矩时，电动机的机的输入功入功率（忽略空率（忽略空载M0）及外串）及外串电阻上的阻上的损耗。耗。49解：根据解：根据题意得意得（1）求最低）求最低转速速（2）求）求D103)电枢需串入电阻最大值电枢需串入电阻最大值Rc:4)
5、输入功率、输出功率、损耗：输入功率、输出功率、损耗：115 上上题中的中的电动机降低机降低电源源电压调速，要求速，要求 ，求：，求：(1)电动机机带额定定负载转矩矩时的最低的最低转速；速；(2)调速范速范围；(3)电源源电压需需调到的最低到的最低值；(4)电动机机带额定定负载转矩在最低矩在最低转速运行速运行时，电动机的机的输入功率及入功率及输出功率（忽略空出功率（忽略空载损耗）。耗）。解：从上解：从上题已求得已求得(1)最低最低转速：由于速：由于从而得从而得12(2)求求D(3)最低最低电压(4)输入功率入功率和和输出功率出功率136 一台他励直流一台他励直流电动机，机，采用降低采用降低电源源
6、电压和减小磁通的方法和减小磁通的方法调速，要求速，要求最低理想最低理想转速速，最高理想空，最高理想空载转速速试求：求：(1)该电动机拖机拖动恒恒转矩矩负载时的最低的最低转速及此速及此时的静差率的静差率 。(2)该电动机拖机拖动恒功率恒功率负载(3)系系统的的调速范速范围。 时的最高转速；时的最高转速；解：根据解：根据题意，在意，在额定定时的的为：14(1)在在时的最低的最低转速速及及由于在恒由于在恒转矩矩时的最低的最低转速是采用降速是采用降压方法方法来来实现，故，故不不变。则(2)在恒功率在恒功率时最高最高转速速由于在恒功率由于在恒功率时最高最高转速是采用弱磁速是采用弱磁调速来速来实现，故，故
7、变为：15则(3)求求D：167 一台他励直流一台他励直流电动机，机，。已知。已知电动机最大允机最大允许电流流，电动机拖机拖动负载电动运行。运行。试求：求：(1)若采用能耗制若采用能耗制动停停车，电枢回路枢回路应串入多大串入多大电阻？阻？(2)若采用反接制若采用反接制动停停车，电枢回路枢回路应串入多大串入多大电阻？阻？(3)两种制两种制动方法在制方法在制动开始瞬开始瞬间的的电磁磁转矩各是多大？矩各是多大？(4)两种制两种制动方法在制方法在制动到到时的的电磁磁转矩各是多大？矩各是多大？ 解：根据解：根据题意，先估意，先估计和和： 17(1)采用能耗制采用能耗制动停停车，电枢串入枢串入电阻阻：(2
8、)采用反接制采用反接制动停停车，电枢串入枢串入电阻：阻：18(3)求求电磁磁转矩矩T：由于他励：由于他励电机励磁不机励磁不变，电枢枢电流相同，故两种方法的流相同，故两种方法的T一一样，即，即(4)在在时电磁磁转矩矩T：对于反接制于反接制动。则电枢枢电流流I为：则对于能耗制动时，当对于能耗制动时，当时，电磁转矩也为零；时，电磁转矩也为零；19（二）变压器（二）变压器201、一台、一台S750/10型三相型三相变压器，器，U1N/U2N=10/0.4kV，Y/连接。在低接。在低压侧做空做空在在试验数据数据为：电压U20=400V，电流流I0=65A，空空载损耗耗p0=3.7kW。在高。在高压侧做短
9、路做短路试验数据数据为：电压U1k=450V，电流流I1k=35A，短路，短路损耗耗pk=7.5kW。室温。室温为30。求：。求： (1)变压器参数，并画出器参数，并画出T型等型等值电路路图。假定。假定r1r2，X1X2。(2)在在额定定负载时，分分别计算算电压变化率、副化率、副边电压和效率。和效率。 当当21解：解：(1)求参数并画出求参数并画出T型型图：空空载试验从低从低压侧得得22折算到高折算到高压侧：短路短路试验从高从高压侧得：得：23则则 从而得从而得T型等值电路图（略）。型等值电路图（略）。 (2)求求和和： 变压器器带感性感性额定定负载时，其关系式，其关系式为： 24由于由于 所
10、以所以 求效率求效率时要特要特别注意：本注意：本题短路短路试验计算不是在算不是在额定定电流下，故短路流下，故短路损耗不是耗不是额定短路定短路损耗。耗。为此，首先此，首先要求取要求取额定短路定短路损耗耗，然后才能求取效率。即，然后才能求取效率。即 25变压器器带容性容性额定定负载时：26（二）交流电机（二）交流电机27一台三相四极一台三相四极绕线式异步式异步电动机，机，当不当不计电机及机及传动机构的机构的损耗，耗，则求：求：1）该电机提升重物机提升重物时，要求启，要求启动瞬瞬间具有具有的启的启动转矩，矩，转子每相子每相应传入多大入多大电阻？阻？电机机转速速为多少？若多少？若负载转矩不矩不变，要求
11、，要求电机机进入到拉反接制入到拉反接制动状状态，此，此时转子子总电阻至少阻至少为多多大？大？电机机转速速为多大？多大？，带位能负载，带位能负载，2）若启动电阻不切除，当负载转矩为若启动电阻不切除，当负载转矩为时，时，3）若将若将负载在固有特性上回馈下放，负载在固有特性上回馈下放，28解：据解：据题意得：意得：1）求）求的启的启动转矩矩时转子串入子串入电阻：阻：， 在启动时，在启动时，则则 29则由于由于转子串入子串入电阻阻为题1）值，故与，故与题1）共有一）共有一条机械特性，只是工作点不同而已。那么它条机械特性，只是工作点不同而已。那么它们最最大大转矩矩对应转差率是相同的，即差率是相同的，即2）转子串入子串入时在在下的转速以及刚开始下的转速以及刚开始倒拉时转子串入电阻值：倒拉时转子串入电阻值：30则所以所以在在刚开始倒拉开始倒拉时，电机机处于停于停转状状态将开始反将开始反转，故，故，则 31那么那么则转子子总电阻至少阻至少应大于大于3）求）求负载在固有特性上回在固有特性上回馈下放速度：下放速度：32所以所以则下放下放转速速为33
