电机拖动计算题及答案

1/9四、计算题1.一台并励直流电动机，90NPkW，440NUV，245,5NfNIAIA，750/minNnr，0.08aR，试求：（1）电动机的额定输出转矩；（2）在额定电流时的电磁转矩；（3）当0aI时电机的转速；（4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入0.1电阻而达稳定时的转速。答：1）电动机的额定输出转矩(2455)240aNfNIIIA222,609.55NNNNnnPT32290109.559.55.1146.750NNNPTNmNmn2）在额定电流时的电磁转矩4402400.08420.8aNaaEUIRVV420.8240101emaaPEIWKW3101109.551286.07.750ememPTNm3）当0aI时电机的转速420.80.5611/750aeNECVrn0440/min784.20.5611NeUnrC4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入0.1电阻而达稳定时的转速为：4402400.080.1/min707.2/min0.5611NaaeUIRRnrrC2.某三相铝线变压器，12750,/10000/400NNNSkVAUUV，0Yyn联接。有如下实验数据：试求：折算到高压侧的变压器T形等效电路参数并画出等效电路图（设''1212,RRXX，不需考虑温度换算）。试验名称电压/kV电流/A功率/kW备注空载0.4603.8电压加在二次侧负载0.4443.310.9电压加在一次侧解：（1）由空载试验数据求励磁参数2/900/3400/33.8560mUZI0220/33800/30.3560mPRI22223.850.353.83mmmXZR折算到高压侧有：12/310000/325/3400/3NNUkU'22253.852406.25mmZkZ'22250.35218.75mmRkR'22253.832393.75mmXkX（2）由短路试验数据求短路参数：/3440/35.8743.3sssUZI22/310900/31.9443.3sssPRI22225.871.945.54sssXZR'12/21.94/20.97sRRR'12/25.54/22.77sXXX3.已知一台三相四极异步电动机的额定数据为10,380,11NNNPkWUVIA，定子绕组为Y接法，额定运行时，12557,314,276,77,200cucuFemecpWpWpWpWpW。试求（1）额定转速；（2）空载转矩；（3）电磁转矩；（4）电机轴上的输出转矩。解：（1）额定转速为：由kWpppPPCumecNem10591)3147720010000(2则03.0105913142emCuPpsmin/14551500)03.01()1(0rnsn（2）空载转矩为：3/9Wpppmec277)20077(0mNpT82.160/1455227700（3）电磁转矩为：mNPTemem5.6760/15002105910（4）电动机轴上的输出转矩为：mNPTN7.6560/145521000024.一台并励直流电动机在额定电压NU=230V和额定电流NI=85A的情况下运行，电枢回路总电阻0.1aR，22cUV，励磁回路总电阻90fR，额定负载时的效率90%N，试求：（1）额定输入功率；（2）额定输出功率；（3）总损耗；（4）电枢回路铜耗；（5）励磁回路铜耗；（6）电刷接触损耗；（7）附加损耗；（8）机械损耗与铁耗之和。答：1）额定输入功率12308519.55NNNPUIKW2）额定输出功率22308590%17.595NNNNPUIKW3）总损耗1219.5517.5951.955NNPPPKW4）电枢回路铜损耗2302.5690NffUIAR(852.56)82.44afIIIA2282.440.1679.6cuaaaPIRW5）励磁回路铜耗222.5690589.824cufffPIRW6）电刷接触损耗4/92282.44164.88ccaPUIW7）附加损耗21%0.0117595175.95NPPW8）机械损耗与铁耗之和mecFecuacufcPPPPPPP(1955679.6589.824164.88175.95)344.75WW5.一台15.5,380,50NNPkWUVfHz的三相四极异步电动机，在某种运行情况下，自定子方面输入的功率为6.32,kW1341cuPW，2237.5,167.5,45,29cuFemecadPWPWPWPW，求：电动机的效率、转差率、转速、空载转矩和电磁转矩。解：输出功率：)(2112admeccuFecuPPPPPPPkW)]029.0045.02375.01675.0341.0(32.6[kW5.5效率：%03.87%10032.65.5%10012PP电磁功率：admecCuemPPPPP22kWkW8115.5)029.0045.02375.05.5(转差率：041.08115.52375.02emCuPPs转速：min/5.143825060)041.01()1(1rnsn空载转矩：mNPPTadmec49.0605.14382029.0045.00输出转矩：mNPT51.36605.14382550022电磁转矩：mNTTTem3751.3649.0026.一台并励直流电动机,铭牌数据如下：PN=3.5kW，UN=220V，IN=20A，nN=1000r/min,电枢电阻Ra=1Ω，2△U=2V，励磁回路电阻Rf=440Ω，空载实验：当U=220V，n=1000r/min时，I0=2A，试计算当电枢电流Ia=10A时，电机的效率（不计附加损耗）。7.一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，励磁回路电阻Rf=57.5Ω，电枢电阻Ra=0.1Ω，不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行，把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源：运行时5/9维持电枢电流为原额定值。求：（1）转速n；（2）电磁功率；（3）电磁转矩。8.一台他励直流电动机数据为：PN=7.5kW，UN=110V，IN=82A，nN=1500r/min，电枢回路电阻Ra=0.1014Ω，求：（1）U=UN，Φ=ΦN条件下，电枢电流Ia=60A时转速是多少？（2）U=UN条件下，主磁通减少15%，负载转矩为TN不变时，电动机电枢电流与转速是多少？9.一台单相变压器额定值为SN=20000kVA，U1N/U2N=127kV/11kV，f=50Hz。在15℃下进行空载和负载试验，有如下数据：求归算到一次侧的励磁参数和短路参数（考虑温度换算），并画出T型等效电路。（考虑温度换算）试验名称电压/kV电流/A功率/kW备注空载1145.547电压加在二次侧负载9.24157.5129电压加在一次侧10.有一台三相电力变压器，630NSkVA，12/10/3.15NNUUkVkV，12/36.4/115.5NNIIAA，连接组标号11Yd，50fHz，在10℃时的空载和负载试验数据如下：试验名称电压/kV电流/A功率/kW备注空载3.156.932.45电压加在二次侧负载0.4536.47.89电压加在一次侧试求：(1)归算到一次侧的励磁参数和短路参数（考虑温度换算），并画出T型等效电路；(2)阻抗电压的百分值及其有功分量和无功分量；11.一台三相异步电动机，额定数据如下：1380NUV，50NfHz，7.5NPkW，962/minNnr，定子绕组为三角形联结，26p，cos0.827N，1470CupW，234FepW，45mechpW，80pW。试求额定负载时的：(1)转差率；(2)转子电流频率；(3)转子铜耗；(4)效率；(5)定子电流。12.一台24p的三相异步电动机有关数据如下：10NPkW，380NUV，1452/minNnr，11.33/R相，1X2.43/相，2R'1.12/相，2X'4.4/相，R7/m相，X90/m相，定子绕组为三角形联结，试求：(1)画出三相异步电动机T型等效电路；(2)以T型电路计算额定负载时的定子电流、转子电流、励磁电流、功率因数、输入功率和效率。13、一台并励直流电动机,铭牌数据如下:PN=3.5kW，UN=220V，IN=20A，nN=1000r/min,电枢电阻Ra=1Ω，△Ub=1V，励磁回路电阻R1=440Ω，空载实验：当U=220V,n=1000r/min时，I0=2A，试计算当电枢电流Ia=10A时,电机的效率（不计杂散损耗）。6/9解：励磁电流：2200.5440fffUIAAR励磁损耗：222220110440fCuffffUPRIWR空载时：输入功率：102202440PUIWW励磁功率：110fPW电枢铜损耗：220()2.25CuaaaafPRIRIIW电刷接触损耗：22211.53.0CubaPUbIWW附加损耗：0adP则：'1324.75CuaCubmecFefadPPPPPPPW当10aIA时，10.5afIIIA输入功率：122010.52310PUIWW22110100CuaaaPRIWW110fPW2211020CubbaPUIWW输出功率：211()1755.25CuafCubmecFePPPPPPPPPW效率：21100%75.98%PP14、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=6kW，UN=230V，nN=1450r/min，Ra=0.57Ω（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻Rf=177Ω，额定负载时的电枢铁损PFe=234W，机械损耗为Pmec=61W，求：（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩。（2）额定负载时的效率。解：（1）26NPPkW2201.3177fffUIAAR2299fffPRIW600026.1230NNNPIAAU27.4aNfIIIA2427.9CuaaaPRIW7/9所以26726.9emCuafPPPPW6726.944.32145060ememPTNmNm（2）17021.9emmecFePPPPW21100%85.45%PP15、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，励磁回路电阻Rf=57.5Ω，电枢电阻Ra=0.1Ω,不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行，把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源：运行时维持电枢电流为原额定值。求（1）转速n；（2）电磁功率；(3)电磁转矩。解：230457.7NffUIAAR32310100230NNNPIAAU104aNfIIIA21081.6CuaaaPRIW（1）240.4aNaaEURIV0.1603aeNECn电动机运行：209.6aNaaEURIV220220'0.16030.1533230230eeCC1367/min'aeEnrC（2）21