电机学上习题课精品

TemN CTΦI aN 59.21 0.0698 331.18N m 1368.72N m
3
3 一 台 四 极 并 励 直 流 电 动 机 的 额 定 数 据 为 ： PN=5.5 kW ，
UN=220V，nN=1450r/min，N=82%。电枢回路电阻Ra=0.68Ω（
感应电动势 电磁功率
EN UN IaNRa 220 29.18 0.68 200.16 V Pem ENIaN 200.16 29.18 5840.7 W
4
电磁转矩 空载损耗
Tem

Pem 2πnN

5840.7 2π 1450
38.47 N m
60
E UN Ia (ra Rj) 2Ub
(220 53.07 1.283 2)V 149.91 V
稳定运行转速
n

E EN
nN

149.91 202.98
1000

738.55
r
/
min
9
10
填空题
Y,y联结的三相变压器组，其空载电流和相 电动势波形分别为（ ） (A) 尖顶波和尖顶波 (B) 尖顶波和正弦波 (C) 正弦波和尖顶波 (D) 平顶波和平顶波
60
p0 Pem P2 Pem PN 5840.7 5500 340.7 W
5
4 一 台 并 励 直 流 电 动 机 ， PN=10kW ， UN=220V ， N = 83%，
nηN N=1000r/min， ra=0.283Ω，2Ub=2V，IfN=1.7A。设负载总转矩 TL恒定，在电枢回路中串入一电阻使转速减到500r/min，试求： (1)额定运行时的感应电动势、电枢电流和电磁转矩；(2)电枢回路
解：(1)串入电阻瞬间，由于机械惯性，转速不突变，即n=nN，而 励磁回路不受影响，且不计电枢回路电感和电枢反应作用，即Φ
不变，所以 此瞬间感应电动势不变 E′＝EN＝202.98 V
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(2)电枢电流则突变为
Ia

UN
E 2Ub
ra Rj

220 202.98 2 A 0.283 1.0
CE

EN nN

202.98 1000
0.20298
额定运行时电磁转矩
Tem

CTIaN

30 π
CEIaN

30 π
0.20298 53.07
102.87
N
m
6
(2) 由于负载转矩衡定，因此，调速前后电磁转矩不变，即电枢
η电N 流不变
Ia IaN 53.07A
感应电动势 E CEn 0.20298500 101.49 V
0.83 500 100% 41.5% 1000
7
5 一台并励直流电动机，PN=10kW，UN=220V，N = 83%， nN=1000r/min
， ra=0.283Ω，2Ub=2V，IfN=1.7A。 在满载运行时，突然在电枢回路中串入
1.0Ω电阻。不计电枢回路电感，忽略电枢反应影响，仍设TL恒定，试计算串入 电阻瞬间的：(1)电枢电动势；(2)电枢电流；(3)电磁转矩；(4)稳定运行转速。
枢总导体数=186，额定运行时气隙每极磁通Φ=0.0698Wb，求额
定电磁转矩。
解 p=2，a=1，Na=186，则转矩常数
CT

pNa 2πa

2 186 2π 1
59.2
额定电枢电流
IaN IN
额定电磁转矩
PN U N ηN

100 103 A 331.18A 330 0.915
包括电刷接触电阻），励磁回路电阻Rf= 168Ω。试求额定负载下
的感应电动势、电磁功率、电磁转矩和空载损耗。
解：额定电流
励磁电流 额定电枢电流
IN

PN U N ηN

5.5 103 220 0.82
30.49A
If

UN Rf

220 168
1.31 A
IaN IN If 30.49 1.31 29.18 A
11.71 A
(3)电磁转矩变为
Tem
EIa 2πnN
202.98 11.71 30 N m 22.70 N m 1000π
60
8
(4) 由于负载转矩衡定，稳定后，电磁转矩等于调速前的转矩， 故电枢电流等于调速前的电枢电流
感应电动势
Ia IaN 53.07A
所串的调节电阻为
Rj

UN

E Ia
2ΔUb

ra

220 101.49 53.07

2
0.283
1.912
Ω
(2)因负载转矩恒定，输出功率与转速成正比，而电枢电流不变
，输入功率不变，故调速后的效率为
η
P2 100%
PN
n nN
100%
P1
PN N
N

n nN
100%
答案：C
11
填空题
一台单相变压器，空载与额定运行时一、二次
侧端电压之比分别为29:5和145:24，则电
压变化率为（ ）
(A) 4%
(B) 4.17%
(C) -4%
(D) -4.17%
V， 额定效率N =89%。求额定电流？
解：额定电流为
IN
PN
U NN

100 103 220 0.89
510.7
A
2
2 一 台 四 极 他 励 直 流 电 动 机 ， 铭 牌 数 据 ： PN=100kW ，
UN=330V，nN=730r/min，N=91.5%，电枢绕组为单波绕组，电
电机学 Electric Machinery
2012.05
1
1 一台直流发电机的额定功率PN=180kW，额定电压UN = 230 V
， 额定效率N =89.5%。求额定电流？
解：额定电流为
IN
PN UN
180 103 230
782.6 A
例2：一台直流电动机的额定功率PN=100kW，额定电压UN = 220
调节电阻；(3)调速后电动机的效率。
解
(1)额定电流
IN
PN U N ηN

10 103 A 54.77A 220 0.83
额定电枢电流 IaN IN IfN (54.77 1.7)A 53.07A
额定运行时感应电动势
EN UN IaNra 2Ub 220 53.07 0.283 2 202.98 V