电机与拖动基础习题答案

上下《电机与拖动基础》习题答案分析第一章磁路习题1-5：一直流铁心，磁路面积A=20cm²，磁路平均长l=30cm。(1)若要产生磁通Φ=0.002Wb，则磁动势应为？(2)如铁心上开0.1cm长的空气隙，忽略漏磁和边缘效应，问线圈应增加到多少安匝才能保持铁心磁通不变？(铸铁中B=1T,H=98A/cm)(1)F=Hl=98A/cm30cm=2940A;(2)此时，F总=H铁l铁+H其中：H铁l铁=98A/cm29.9cm=2930.2A;H=B/0=0.001/(410-7)=795.8A;所以：F总=2930.2+795.8=3726A.,/.00021980002BTHAcmA解：1-6：一交流铁心线圈接电压100V，频率50Hz电源，其I1=0.5A，cosφ1=0.07，将铁心抽出，则变为I2=10A，cosφ2=0.5，计算其等效电路各参数并画该铁心线圈相量图。解：(1).cos.;sin.;111111110020005200007141995ZrZxZcos.;sin.;2221221100101010055866ZrZxZ(2)1-7：若1-6中漏磁可忽略，且铁心磁通Φ=0.0022sin314tWb，计算线圈每匝感应电势？要获得36V的电压电源，铁心应绕一个多少匝的线圈？解：每匝电势为：....;.1444444500002204884367404884mefVN匝2-13：计算电机启动时的转矩，H=190m，m1=650Kg，矿物m2=1000Kg，罐笼m=1600kg，h=18m，每条钢丝长280m，q=1.6kg/m，提升电机nN=975r/min，JM=6.25kg·m2，提升机Jm=10250kg·m2，滚筒D=2m，传动比i=20，η=0.9，天轮的J=375kg·m2，a=0.5m/s2.().2122280166396mmmmKg共22263964LDJmmkgm共.2224974LmeqMJJJJJkgmi第二章电力拖动动力学基础解：作直线运动的总质量：HQ+Q1+Q2Q+Q1电动机转动惯量为：系统折算后总转动惯量：电动机转速加速度：.60955mdndndviidtdtDdt.....497471095512074955955eqkLJdnTTNmdt710LLTTNmi()/2212779LTmHqgDNm总负载静转矩：折算后负载转矩：由运动方程的启动转矩：第三章直流电机3-12四极直流发电机,n=60r/min,Φ=0.04Wb时,Ea=230V，单叠绕组时，有多少导体？单波绕组，多少导体？60aNpEna.223000460602N单叠：a=2.223000460601N单波：a=1N=5750解：因为N=28753-13计算y1,y2,y3和yk，绘制绕组展开图，安放主磁极和电刷，求并联支路对数。(1)单叠绕组2p=4,Z=S=22(2)单波绕组2p=4,Z=S=1915.5;5;12kZyyp合成节距与换向节距为：1kyy解：(1)单叠绕组21514yyy并联支路对数：2ap(2)单波绕组11914.75;4;9;24kZkyypp219;5;1kkyyyyya3-14直流发电机铭牌：PN=75kW，UN=230V，nN=1500r/min，ηN=90%，求输入功率P1和额定电流IN。.;NNNNNPPPKWIAU1833326解：3-15直流机铭牌：PN=145kW，UN=220V，nN=1450r/min，ηN=90%，求额定转矩TN和额定电流IN。.;NNNNPPPKWIAU111611732.NNNPTNmn955955解：3-19他励直流发电机，总Ra=4.3Ω。以200rad/s，开路电压85V，励磁电流为额定。若负载50Ω，以260rad/s运行，励磁仍为额定，求此时负载功率。.aEV260851105200.(.);.aaIIA110550432035解：负载运行时电压方程为：LaPIRW22207负载功率为：3-21并励直流发电机PN=16kW，UN=230V，IN=69.3A，nN=1600r/min，ηN=88.5%，Ra=0.128Ω，励磁回路Rf=150Ω。求额定状态下If，Ia，Ea，pCua，pCuf，p0，输入转矩T1，Tem，T0。.;.faNffUIAIIIAR153708aNaaEUIRV239;cuaacuffafpIRWpIRW22642351.;NemaaNPPKWPEIW1180816921empPPW011159..;..emememPPTNmTNmnnTTTNm1101955107995510169解：3-24一直流并励机PN=5.5kW，UN=110V，IN=60.6A，IfN=0.88A，nN=3000r/min，求额定状态下：(1)输入功率P1(2)效率ηN(3)输出转矩TN;.%2116666825NNPPUIWP..955175NNNPTNmn解：第四章直流电机的电力拖动4-6ZD2型直流机，PN=17kW,UN=220V,IN=630A,nN=750r/min，Ra=0.0127Ω,他励绕组电阻14.3Ω,Uf=220V,IfN=11.73A。求：(1)额定时励磁回路的附加电阻。(2)额定电磁转矩和额定输出转矩。(3)理想空载转速。(4)绘出电机的自然机械特性。解:(1)额定附加电阻：..fNrfNURI1434455(2)额定运行电枢电压方程：220=EaN+6300.0127;EaN=212V.ememPTNmn9551700.PTNmn229551592额定电磁转矩：额定输出转矩：(3)电机的理想空载转速：NNNeNaNUUnnrpmCE07784-8并励直流机,PN=17kW，UN=220V，IN=90A，nN=1500r/min，IfN=2.135A,pmec+pFe=215W,ps=0.5%PN，求：(1)Ra。(2)Tem。(3)ηN。(4)空载转速。解：额定时：.;.;.08786517319689aNNfNemNNemNaNaNIIIAPPpKWPEVI(1)电压方程为：(2)额定电磁转矩：..95511014emNemNPTNmn220=196.89+87.865Ra;Ra=0.263欧..;.00009551911524aaNemNpTTNmIIAnT(3)P1=19800W；=85.86%(4)由电压方程得空载电势为：Ea0=219.6V空载转速为：001673aNaNEnnrpmE4-9一台500V直流发电机，nN=1000r/min，输出功率50kW,Ia=0.4Ω。接至200V电网做电动机，磁通及Ia额定，求:(1)电动机转速。(2)Ia额定，n=1000r/min，磁通及电磁转矩为额定时的多少倍？agaaEUIRV540amaaEUIRV160amgagEnnrpmE296解：发电机时电枢电压方程为：电动机时电枢电压方程为：(1)电动机的转速为：(2)由于电枢电流为额定值，所以由电枢电压方程可知，电势E不变；磁通之比等于转速的反比，即296/1000=0.296；电磁转矩之比与磁通之比相等。4-10他励直流机，PN=60kW，UN=220V，IN=305A，nN=1000r/min，Ra=0.024Ω，IfN=4.23A，Rf=49.6Ω。求：(1)额定电磁转矩、空载转矩及效率。(2)直接启动时的启动电流倍数。(3)用降压启动法将电压降为100V时的启动电流倍数。;.NaNaNaaNUEIREV21268.()....%.%emNemNNNffNTNmTNmTTTNmPUIIRWPP2022121212683051955619510006000955573100046567987100883解：额定时电枢电压方程为：1.30IIk:;A7.9166RUI:)2(NkaNk启动电流倍数66.13IIk:;A7.4166024.0100I:)3(Nk''k'启动电流倍数4-11起重并励直流机，UN=220V，Ra=0.032Ω，Rf=275Ω，提升重物时，U=UN，Ia=350A，n=795r/min。将同一重物下放时，电压及励磁电流保持不变，n=300r/min，问电枢回路需串入多大的电阻？;.NaNaaaUEIREV2088.(.)cR22078793500032解：提升时电枢电压方程为：下放是利用倒拉反转：n=-300rpm;此时：Ea’=(-300/795)208.8=-78.79V，由于负载不变，所以Ia不变等于350A。此时电枢电压方程为：所以电枢串入电阻为：0.822欧。4-12并励直流机,PN=185W,UN=220V,IN=1.2A,IfN=0.11A，nN=1600r/min，T2=0时，Ia=80mA，求：(1)额定电磁转矩。(2)电枢回路总电阻。(3)电机空载转速。(4)T2=0.5TN、n=1400r/min，电枢回路串入的电阻R。(5)若T2=TN，电枢回路串入R=50Ω，求稳态转速。(6)在问题(5)的情况下电机的效率。解：空载时电枢铜耗很小，可以忽略，所以空载功率为：p0=2200.08=17.6W；(1)电磁功率为：185+17.6=202.6W;电磁转矩为：9.55202.6/1600=1.21Nm;.aemaaaUIPIRR23131(3)由电枢电压方程可计算出空载和额定时E：Ea0=217.5V;EaN=185.9V。所以，空载转速为：1872rpm。(2)功率方程：A592.0ITTINm6571.0TTTNm105.016006.1755.9TNm5521.0160018555.95.0T5.0TaNemNema02em0N2(4)n=1400rpm时，Ea=185.91400/1600=162.7V由电压方程得：220=162.7+0.592(31.31+R);所以电枢串入电阻为：65.5欧所以转速为：n=1600131.4/185.9=1131rpm。;.%NNNNnPPWnPUIW21131264496(5)由于负载转矩额定，所以电枢电流额定=1.09A;由电压方程得：220=Ea+1.09(50+31.31);Ea=131.4V(6)4-13并励直流机，PN=10kW，UN=220V，nN=1500r/min，ηN=84.5%，IfN=1.178A，Ra=0.354Ω，采用能耗制动停车，在电枢回路串入R=0.5Ω，求：(1)制动初瞬间的电枢电流及电磁转矩。(2)串电阻后的机械特性。V4.201354.061.52220E;A61.52178.179.53IA79.5322011834UPI,W11834PPaNaNNN1NNNN1Nm46.67150061.524.20155.9IETNaNaNemN解：并励电动机额定时：制动瞬间转速未变，电势未变，此时电压方程为：0=201.4+Ia(0.354+0.5);Ia=-235.8A。制动瞬间转矩为：Nm3.30246.6761.528.235TIITemNaNaem4-14串励直流机，UN=220V，IN=40A，nN=1000r/min，电枢回路R=0.55Ω，若制动转矩为额定，电枢串入2Ω，求Ia和n，假设磁路不饱和，电