直流电机典型例题

直流电机典型例题1．一台并励直流发电机NP=16kW，NU=230V，NI=69.6A，Nn=1600r/min,电枢回路电阻aR=0.128,励磁回路电阻fR=150,额定效率N=85.5%.试求额定工作状态下的励磁电流、电枢电流、电枢电动势、电枢铜耗、输入功率、电磁功率。解：fNI=NfUR=230150=1.53AaNI=NI+fNI=69.6+1.53=71.13AaNE=NU+aNIaR=230+71.130.128=239.1Vcuap=2aNIaR=271.130.128=647.6WaNEaNI=239.171.13=17kW输出功率1Np=NNP=1685.5%1685.5%=18.7kW2、并励直流发电机NP=7.5kW,NU=220V,NI=40.6A,Nn=3000r/min,Ra=0.213.额定励磁电流fNI=0.683A,不计附加损耗，求电机工作在额定状态下的电枢电流、额定效率、输出转矩、电枢铜耗、励磁铜耗、空载损耗、电磁功率、电磁转矩及空载转矩。解：aI=NI-fNI=40.6-0.683=40AP1=NUNI=22040.6=8932WN=1Npp100%=75008932100%=84%2T=9550NNpn=95507.53000=24N·mcuap=2aIRa=2400.213=341W2203220.683NffNURI2cuffNfpIR=2200.683NfNUI=150W0189327500341150941NcuacufpPPpp189323411508441McuacufPpppWT=9550MNpn=95508.4413000=27N·m02TTT=27-24=3N·m3、负载的机械特性又哪几种主要类型？各有什么特点？答：负载的机械特性有：恒转矩负载特性、风机、泵类负载特性以及恒功率负载特性，其中恒转矩负载特性又有反抗性恒转矩负载与位能性恒转矩负载，反抗性负载转矩的特点是它的绝对值大小不变，但作用方向总是与旋转方向相反，是阻碍运动的制动性转矩，而位能性转矩的特点是转矩绝对值大小恒定不变，而作用方向也保持不变。风机、泵类、负载特性的特点是其转矩与转速的二次方成正比即2LTn，这类生产机械只能单方向旋转。恒功率负载特性的特点是在不同速度下负载转矩LT与转速n差不多成反比即LTn常数。4、一台他励直流电动机，铭牌数据为60NPkW，220NUV，305NIA，1000/minNnr，试求：（1）固有机械特性并画在坐标纸上。（2）0.75NTT时的转速。（3）转速1100/minnr时的电枢电流。解：（1）aNNaEUIR，3322101122030560100.3822305NNNaNUIPRI，2203050.038aE，2203050.0380.2081000aeNECn，02201058/min0.208NeUnrC，9.559.550.208305606NeNTCINm。根据（1058，0）和（1000，606）两点可画出机械特性。（2）当0.75NTT时的转速：22200.3080.75606105841.81016.2/min0.2089.550.208NaeeTURnTrCCC（3）当1100/minnr时的aI：2200.20811002320.038NaaaUEIAR。可见当01100/min1058/minnrnr时电动机运行在回馈制动状态。5、电动机的数据同上题。试计算并画出下列机械特性：（1）电枢回路总电阻为0.5NR时的人为特性。（2）电枢回路总电阻为2NR的人为机械特性。（3）电源电压为0.5NU，电枢回路不串入电阻时的人为机械特性。（4）电源电压为NU,电枢不串入电阻，0.5N时的人为机械特性。解：已知321010.0382NNNaNUIPRI，0.208NNaeNNUIRCn，9.55606NeNNTCINm，2200.721305NNNURI，02201058/min0.208NeNUnrC。（1）电枢回路总电阻为0.5NR时：20.50.72110586061058528.7529.3/min9.550.208nr，10580.873nT，根据（1058，0）和（529.3，606）两点可画出曲线1。（2）电枢回路总电阻为2NR时：220.7211058606105821151057/min9.550.208nr，10580.761nT，根据（1058，0）和（-1057，606）两点可画出曲线2。（3）电源电压为0.5NU，0cR时：0.0380.5105830552956473/min0.208nr，5290.092nT，根据（529，0）和（473，606）两点可画出曲线3。（4）0.5N，NUU，0cR时：0220'2115/min0.50.50.208NeNUnrC，21150.368nT，00.038305'211521151112004/min0.50.50.208aaeNRnnIrC，根据（2115，0）和（2004，606/2）两点可画出曲线。6、271Z型他励直流电动机，7.5NPkW，85.2NIA，750/minNnr，0.129aR，采用电枢串电阻分三级起动，最大起动电流为2NI，试计算各级起动电阻值。解：12285.2170.4NIIA，3322102211085.27.5100.1723385.2NNNaNUIPRI，311100.646170.4NstURI，3330.6461.710.129staRR，12170.499.61.171.71NIIAI，满足要求。11.710.1290.226staRR，2221.710.1290.377staRR，30.646stR，110.2260.1290.097ststarRR，2210.3770.2260.151stststrRR，3320.6460.3770.269stststrRR。7、他励直流电动机29NPkW，440NUV，76NIA，1000/minNnr，0.376aR，采用降低电源电压及弱磁调速，要求最低理想空载转速0min250/minnr，最高理想空载转速0max1500/minnr，试求：（1）NTT时的最低转速及此时的静差率。（2）拖动恒功率负载2NPP时的最高转速。（3）调速范围。解：采用降低电源电压调速时对应于基速以下，基速以上采用弱磁调速。（1）0NNnnn，440760.3760.4111000NNaeNNUIRCn，04401070.6/min0.411NeNUnrC，1070.6100070.6/minNnr，min0min25070.6179.4/minNnnnr，0min70.628.24%250Nnn。（2）拖动恒功率负载2NPP时应采用弱磁调速。0max1500/minnr，01070.6/minnr，0max000max/1070.60.4110.293/1500NeeNeNNUnnCCCUnn，0.713eeNCC，NNNPTT，max10001402.5/min0.7130.713Nnnr。（3）调速范围应将两种方法合并考虑。maxmin1402.57.82179.4nDn。8、一台他励直流电动机3NPkW，110NUV，35.2NIA，750/minNnr，0.35aR，电动机原工作在额定电动状态下，已知最大允许电枢电流为max2aNII，试求：（1）采用能耗制动停车，电枢中应串入多大电阻？（2）采用电压反接制动停车，电枢中应串入多大电阻？（3）两种制动方法在制动到0n时，电磁转矩各是多大？（4）要使电动机以500/minr的转速下放位能负载，NTT，采用能耗制动运行时，电枢应串入多大电阻？解：（1）11035.20.350.13750NNaeNNUIRCn，0.1375097.5aeNNECnV，minmax97.50.351.035235.2acaaERRI（2）反接制动时：minmax11097.50.352.597235.2NacaaUERRI（3）采用能耗制动方法在制动到0n时，电磁转矩0T。采用电压反接制动方法在制动到0n时：min9.551109.550.1346.32.5970.35NeacUCTNmRR（4）当500/minnr时0.135000.351.535.2eNcaNCnRRI9、一台他励直流电动机，13NPkW，220NUV，68.7NIA，1500/minNnr，0.195aR，拖动一台起重机的提升机构，已知重物的负载转矩LNTT，为了不用机械闸而由电动机的电磁转矩把重物吊在空中不动，问此时电枢回路应串入多大电阻？解：重物吊在空中不动，则0n，2200.195368.7NcaNURRI。