电工电子技术习题四

1习题十四14-1当一交流铁芯线圈接在f=50Hz的正弦电源上时，铁芯中磁通的最大值φm=2.25×10-3Wb。在此铁芯上再绕一个200匝的线圈。当此线圈开路时，求其两端电压？解：由公式4.44mUEfN34.44502002.251099.9UV14-2将一铁芯线圈接于U=100V,f=50Hz的交流电源上，其电流I1=5A，COS=0.7。若将此线圈中的铁芯抽出，再接于上述电源上，则线圈中电流I2=10A，COS=0.05。试求此线圈在具有铁芯时的铜损和铁损。解：设有铁心时的铁损为：FeP；有铁心时的铜损为：CuP由于线圈上无外接负载，故有功功率是有铁损和铜损来消耗的1111cosFeCuPUIPP即：10050.7FeCuPP=350W当电流由5A变为10A时，由于铁心已被抽去，FeP=0W，但铜损同电流平方成正比，故有：22210cos505CuPUI得CuP=12.5W35012.5337.5FePW14-3有一台10000/230V的单相变压器，其铁芯截面积S=120cm2，磁感应强度最大值Bm=1T，电源频率为f=50Hz。求原、副绕组的匝数N1、N2各为多少？解：由已知：110000UV，2230UV44.444.444.4450112010mmUEfNfNBSN13754N由1122UNUN得：287N14-4有一单相照明变压器，容量为10KVA，额定电压为3300/220V。（1）求原、副绕组的额定电流？（2）今欲在副边接上220V、40W的白炽灯（可视为纯电阻），如果要求变压器在额定情况下运行，这种电灯最多可接多少盏？解：NNNSUI13300NUV，2220NUV，得13.03NIA，245.45NIA；每盏灯通过的电流400.18220IA灯,所以在副边上可以并联的白炽灯数目为:245.452520.18NII灯盏.14-5在图14-10中，将R=8Ω的扬声器接在变压器的副边，已知N1=300，N2=100，信号源电动势E=6V，内阻R0=100Ω。试求此时信号源输出的功率是多少。2解：由于1300,N2100,N所以,变比K=3，将R=8折算到原边：则'272RKR，对“原边”电路进行分析：''060.03510072REIARR所以：'R上所损耗的功率为：''22'0.0357287.6RRPIRmw14-6一台50KVA、6000/230V的变压器，试求：（1）电压变比K及I1N和I2N。（2）该变压器在满载情况下向COS=0.85的感性负载供电时，测得副边电压为220V，求此时变压器输出的有功功率。解：（1）12600026230UKUNNNSUI16000NUV，2230NUV，得18.33ANI，2217.4ANI（2）22cos220217.40.8540.65NPUIkW14-7在图示电路中，变压器的同极性端如图所示。当S接通瞬间，试指出电流表是正向偏转还是反向偏转。解：正向偏转习题十五15-1已知Y180-6型电动机的电动机额定功率PN=15KW，额定转差率SN=0.03，电源频率f1=50HZ。求同步转速n0，额定转速nN，额定转矩TN。解：6060501000/min3ofnrP(1)970/minonsnr1234图14.17习题14-7的图A+——S1.5V●●321595509550147.7Nm970NNPTn15-2已知Y112M-4型异步电动机的PN=4KW，UN=380V，nN=1440r/min，cos=0.82，ηN=84.5%，设电源频率f1=50HZ，△接法。试计算额定电流IN，额定转矩TN，额定转差率SN。解：由23cosNNNNPUI得240008.77A3cos33800.8284.5%NNNNPIU249550955026.5Nm1440NNPTn由nN=1440r/min得1500/minonr4%oNonnsn15-3某三相异步电动机，PN=30KW，额定转速为1470r/min，Tm/TN=2.0，Tst/TN=2.2。（1）计算额定转矩TN。（2）根据上述数据，大致画出该电动机的机械特性曲线。解：（1）23095509550194.9Nm1470NNPTn（2）15-4有一台三相异步电动机，其技术数据如下表。PN（KW）UN（V）ηN（%）IN（A）COSIst/INTm/TNTst/TNnNr/min3．0220/38083．511.18/6.470.847.02.01.81430试求：（1）磁极对数。（2）在电源线电压为220V和380V两种情况下，定子绕组各应如何连接？（3）额定转差率SN，额定转矩TN，最大转矩Tm。4（4）直接启动电流Ist，启动转矩Tst。（5）额定负载时，电动机的输入功率P1N。解：（1）由由nN=1430r/min知1500/minonr60ofnP60605021500ofPn（2）在电源线电压为220V时，定子绕组应按三角形连接电源线电压为380V时，定子绕组应按星形连接（3）150014304.67%1500oNonnsn239550955020Nm1430NNPTn240NmmNTT（4）定子绕组三角形连接时，7711.1878.26AstNII定子绕组星形连接时，776.4745.29AstNII1.81.82036NmstNTT（5）21NNNPP1/3/0.8353.59NNNPPkW15-5有一台三相异步电动机，技术数据如下表所示。PN（KW）nNr/minUN（V）ηN（%）接法COSIst/INTst/TNf1(Hz)11．0146038088．0△0.847.0250试求：（1）TN和IN。（2）用Y-△启动时的启动电流和启动转矩。（3）通过计算说明，当负载转矩为额定转矩的70%和25%时，能否采用Y-△启动？5解：（1）2119550955071.95Nm1460NNPTn由23cosNNNNPUI得21100022.6A3cos33800.8488%NNNNPIU（2）7722.6158.2AstNII2271.95143.9NmstNTT用Y-△启动时：11158.252.73A33ststII11143.947.97Nm33stYSTTT（3）当2270%0.771.9550.37NmNTT247.97NmstYTT故无法启动当2225%0.2571.9517.99NmNTT247.97NmstYTT故可以启动习题十六16-1某机床主轴由一台鼠笼式电动机M1带动，润滑油泵由另一台鼠笼式电动机M2带动。今要求：（1）主轴必须在油泵启动后，才能启动；（2）主轴要求能用电器实现正反转，并能单独停车；（3）有短路、零压及过载保护。试绘出主电路和控制线路图。解：KMFKMRKH1KM2KH2QFU1SB1SB3SB2KH1KH2FU2KM2KM2KMRKMFSBFSBRKMFKMRKMF616-2图16.20电路是能在两处控制一台电动机启、停、点动的控制电路。(1)说明在各处启、停、点动电动机的操作方法。(2)该控制电路有无零压保护？(3)该图作怎样的修改，可以在三处控制一台电动机？解：（1）甲处：按SB2，控制电路电流经过线圈KM→常开触点KM闭合→SB1→SB3→SB5→SB6构成通路，线圈KM通电，电机启动。松开SB2，触点KM已经闭合。按下SB1，电机停。按点动按钮SB3，其常闭触点先断开、常开触点后闭合，电动机启动；当松开按钮时，其常开触点先断开、常闭触点后闭合，电动机停转。乙处：按SB4，控制电路电流经过线圈KM→常开触点KM闭合→SB1→SB3→SB5→SB6构成通路，线圈KM通电，电机启动。松开SB4，触点KM已经闭合。按下SB5，电机停。按点动按钮SB6，其常闭触点先断开、常开触点后闭合，电动机启动；当松开按钮时，其常开触点先断开、常闭触点后闭合，电动机停转。（2）有零压保护：KM（3）16-3在图16.21中，运动部件A由电动机M拖动，主电路同正、反转控制电路。原位和终点各设计行程开关ST1和ST2。试回答下列问题：SB6SB5SB4SB3SB2SB1KMKM图16.20习题16.2的电路SB4SB3SB2SB1KMKMSB6SB5SB9SB8SB77（1）简述控制电路的控制过程。（2）电路对A实现何种控制？（3）电路有哪些保护措施，各由何种电器实现？解：（1）按下启动按钮SB2，正转接触器线圈KMF通电，使电动机正转并带动A前进。运动到终点后，A压下终点行程开关ST2，使串接在正转控制电路中的常闭触点ST2断开，正转接触器线圈KMF断电，电动机停转，A停在终点，常开触点ST2闭合，时间继电器线圈KT通电，延时一段时间后，使反转接触器线圈KMR得以通电，电动机反转并带动A后退，KT断电。A退回原位，压下ST1，使串接在反转控制电路中的常闭触点ST1断开，反转接触器线圈KMR断电，电动机停止转动，A自动停在原位。（2）电路对A可以实施如下控制：①A在原位时，启动后只能前进不能后退；②A前进到终点后停止一段时间，后自动退回原位自停；③在A前进或后退途中均可停，再启动时只能前进不能后退；④若暂时停电后再复电时，A不会自行启动；⑤若A运行途中受阻，在一定时间内拖动电机应自行断电。（3）熔断器——短路保护交流接触器——零压保护热继电器——过载保护16-4根据下列要求，分别绘出主电路和控制电路（M1和M2都是三相异步电动机）：（1）M1启动后M2才能启动，M2并能点动；（2）M1先启动，经过一定延时后M2能自行启动。M2启动后M1立即停车。解：MST1ST2AA(a)图16.21习题16.3的电路(b)FUSB1KMFSB2KTKMRST2ST1KMRKMFKMRKTKMFKH主电路QQKM1M13~KM2KH23~KH1M23~FU1FU2SB1SB3SB4SB2KM2KH1KH2FU3KM1（1）控制电路KM1KM2SB5816-5图16.22所示电路的主电路与图16.18相同。试回答下列问题：（1）简述控制电路的控制过程。（2）电路对电动机实现何种控制？（3）与图16.18比较，图16.22所示电路有何缺点？解：（1）：KM3通电KM1断电按SB2KT通电KM3通电KM1通电KM2通电KM3通电KM2断电（Y启动）（Y-△换接）（△运行）（2）电路能够实现Y-△换接启动。（3）图16.22的控制电路是在KM3通电的情况下进行Y-△换接，与图16.18比较有两个缺点：①在KM3通电的情况下KM1和KM2换接时可能引起电源短路；②在KM3通电的情况下进行Y-△换接，触点间可能会产生电弧。16-6对图16.23的控制电路，试回答下列问题：（1）简述电路的控制过程。（2）指出其控制功能。（3）说明电路有哪些保护措施，并指出各由何种电器实现的。图16.22习题16.5的电路FUSB1KM3SB2KTKM2KTKM2KM1KM1KTKM3KHKM2KHKM1QFU1QKM2RKM1KTSB2SB1KM2KTKTKM1KHFU2SB1SB2KM1KTKM2KM2KH1KH2KM1KTKM2（2）控制电路延时9解：（1）（2）启动时加限流电阻限制启动电流，延时一段时间，自动正常运转。（3）熔断器——短路保护交流接触器——零压保护热继电器——过载保护16-7图16.24是电动葫芦的控制线路。电动葫芦是一种小起重设备，它可以方便地移动到需要的场所。全部按钮装在一个按钮盒中，操作人员手持按钮盒进行操作。试回答下列问题：（1）提升、下放、前移、后移各怎