电机与拖动第一章习题答案
电机与拖动课后习题第一章标准答案
1.1.1 某铁心的截面积A=10cm 2，当铁心中的H=5A/cm ，Φ=0.001Wb,且可认为磁通在铁心内均匀分布，求铁心的磁感应强度B 和磁导率μ。
mH m H H B T T A B /002.0/105111010001.024=⨯===⨯=Φ=-μ1.2.1求下述两种情况下的铸钢中的磁场强度和磁导率：（1）B=0.5T; （2）B=1.3T ，并比较饱和与不饱和两种情况谁的μ大。
（1）B=0.5T ：由磁化曲线查得H=4A/cm ，m H m H H B /00125.0/1045.02=⨯==μ （2）B=1.3T ：由磁化曲线查得H=16A/cm ，m H m H H B /0008125.0/10163.12=⨯==μ 由于B=0.5T 时，磁路未饱和，B=1.3T 时，磁路已经饱和。
所以磁路不饱和时μ大。
1.2.2 已知硅钢（含硅4%）的H=4A/cm ，铸铁的H=9A/cm 。
求它们的B 和μ，并比较谁的导磁能力强。
（1）H=4A/cm 时，由磁化曲线查得B=1.1T ，且磁路已经饱和。
m H m H H B /00275.0/1041.12=⨯==μ （2）H=9A/cm 时，由磁化曲线查得B=0.2T ，且磁路未饱和。
m H m H H B /000222.0/1092.02=⨯==μ 所以硅钢的磁导率强。
1.3.1在图1.01所示恒定磁通磁路中，铁心的平均长度l =100cm ，铁心各处的截面积均为A=10cm 2，空气隙长度l 0=1cm 。
当磁路中的磁通为0.0012Wb 时，铁心中磁场强度为6A/m 。
试求铁心和空气隙部分的磁阻、磁位差和线圈的磁通势。
AA U U F A A l Bl H U A A l H U H H A l R H H A l R H m H H B T T A B m mc m c mc m c c c mc c c c 10150)9550600(95501011042.160010061096.71010104101105.01010102.010100m /102.0/1062.12.110100012.002700000c 16147200001614222-24=+=+==⨯⨯⨯====⨯==⨯=⨯⨯⨯⨯==⨯=⨯⨯⨯⨯==⨯=⨯===⨯=Φ=-------------πμπμμμ图1.011.3.2 在一个铸钢制成的闭合铁心上绕有一个匝数N=1000匝的线圈，铁心的截面积A=20cm ²铁心的平均长度l =50cm 。
电机原理及拖动基础课后习题答案矿大
nN
P1 UNIN 264W
49.6%
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。
所以，空载转速为：1872rpm。
(4)
185
T 2 0.5TN 0.5 9.55
0.5521Nm
1600
T 0 9.55 17.6 0.105Nm 1600
Tem T 2 T 0 0.6571Nm
Ia Tem IaN 0.592 A TemN
n=1400rpm时，Ea=185.91400/1600=162.7V 由电压方程得：
单叠绕组时，有多少导体？单波绕组，多少导体？
解：因为 单叠：a=2
单波：a=1
Ea Np n
60a
230 N 2 0.04 60 60 2
230 N 2 0.04 60 60 1
N=5750 N=2875
3-13 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
解：空载时电枢铜耗很小，可以忽略，所以空载功率为： p0=2200.08=17.6W；
(1)电磁功率为：185+17.6=202.6W; 电磁转矩为：9.55202.6/1600=1.21Nm
(2) 功率方程：
UIa
Pem
I2 a
Ra;
Ra
31.31
(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。
课后 习题答案- 电机与拖动- 刘锦波
l = [2 × (100 + 80) − 6] = 354mm = 0.354m
铁心内部的平均磁密为:
Bav
=
Φ A
=
1 × 10 −3 0.8 ×10−3
= 1.25T
查图 1.9 所示的磁化曲线得相应的磁场强度为: H = 400 A / m ，于是可得磁路 所需的励磁安匝为
Fi = Hl = 400 × 0.354 = 141.6A 忽略气隙处的边缘效应，则气隙内的磁通与铁心相同，于是有：
Bδ
=
Φ Aδ
=
1 × 10 −3
20 ×10−3 × 40 ×10−3
= 1.25T
Hδ
=
Bδ μ0
=
1.25 4π ×10−7
= 9.947 ×105 A / m
Fδ = Hδ δ = 9.947 ×105 × 6 ×10−3 = 5968.2A 该磁路所需总的磁势为
Ff = Fi + Fδ = 141.6 + 5968.2 = 6109.8A 励磁线圈中所需的励磁电流为
80
100 60
B（T）
40
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
o
200 400 600 800 1200 H ( A ⋅ m−1)
(a)
(b)
图 1.9 习题 1.2 图
解：忽略铁心的叠片系数,则铁心的截面积为
A = 20 ×10−3 × 40 ×10−3 = 0.8 ×10−3 m2
3
铁心磁路的平均长度为
∫ 心中感应电势并产生涡流，从而引起铁心发热。由 ph = Kh f HdB = Ch fBm2V 可
《电机原理及拖动基础》习题参考答案
习题参考答案第一章1-5 解：cm /A 98H ,T 1002.0002.0A B ====φ（1） F=Hl=98A/cm ⨯30cm=2940A;I=F/N=2940/1000=2.94A.(2) 此时，F 总=H 铁l 铁+H δδ其中：H 铁l 铁=98A/cm ⨯29.9cm=2930.2A; H δδ=δ⨯B/μ0=0.001/(4π⨯10-7)=795.8A; 所以：F 总=2930.2+795.8=3726A1-6 解：（1）;5.199sin Z x ;1407.0200cos Z r 2005.0100Z 1111111ΩϕΩϕΩ===⨯====（2）;66.8sin Z x ;55.010cos Z r 1010100Z 1221222ΩϕΩϕΩ===⨯====1-7 解：每匝电势为：匝744884.036N ;V 4884.00022.05044.4f 44.4e m 1===⨯⨯==φ第二章2-13 解：作直线运动的总质量为：Kg 63966.128022m )1m m (2m =⨯⨯+++⨯=总 转动惯量为：222L m kg 63964D m m J ⋅=⨯==总ρ 系统折算后总转动惯量为：2M 2m L eq m kg 74.49J iJ J 2J J ⋅=+++= 总负载静转矩为：Nm 127792/D g )Hq m (T 2L =⨯⨯+= 折算后负载转矩为：Nm 710i T T L'L ==η 电动机转速加速度等于：5.95dt dv D 60i dt dn i dt dn m ===π 由运动方程的启动转矩：Nm 4.12075.9555.974.49710dt dn 55.9J T T eq 'L k =⨯+=+=第三章3-12 解：因为：n 60Np E a φ=（1）单叠：a=2；6004.02602N 230⨯⨯⨯⨯=； N=5750。
电机与拖动习题及解答
第1章 电磁学基础知识简答题1. 用电磁感应定律求感应电动势时，公式dt di L e ⋅-=、dt d e ψ-=、dtd Ne Φ⋅-=，以及Blv e =中，哪个公式是最普遍的形式其它公式必须在什么条件下适用答：式dtd e ψ-=是感应电动势的普遍形式。
其负号表示感应电动势的正方向与磁链的正方向符合右手螺旋关系，如果两者不符合右手螺旋关系，则应取正号。
2. 如果感应电动势的正方向与磁通的正方向之间不符合右手螺旋关系，则电磁感应定律应改写成dt d e ψ=或dtd Ne Φ⋅=，试说明其原因。
—3. 有两个线圈匝数相同，一个绕在闭合铁芯上，另一个是空芯的，两个线圈通入频率相同的交变电流，如果它们的自感电动势相等，试问哪个线圈的电流大为什么答：空芯的线圈电流大。
因为两者频率相等，产生同样的e，意味着产生同样的φ，根据N•I=φ•Rm，由于铁芯的磁导率大得多，即磁阻小得多，故空芯情况下的（N•I）空芯>>（N•I）铁芯，所以I空芯>>I铁。
芯4. 若磁路上有几个磁动势同时作用，磁路计算时能否使用叠加原理为什么5. 在一个恒定的磁场中，铁芯中是否存在磁滞损耗和涡流损耗为什么'6. 在交变磁场中，铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的它们与哪些因素有关7. 什么是铁磁材料的基本磁化曲线基本磁化曲线与起始磁化曲线有何不同8. 铁磁材料是如何分类的各有什么特点分析题1. 变压器原理图如图所示，试回答：&（1）当线圈N1施加正弦电压U1时，为什么在线圈N1及N2中都会感应出电动势（2）当电流I s增加时，标出这时N1及N2中感应电动势的实际方向。
答：（1）当线圈N1流过电流i1时，会在铁芯内建立磁通Ф，i1与Ф正方向符合右手螺旋关系，由于磁通Ф同时交链线圈N1和N2，所以当i1交变时，N1与N2所交链的磁链以同一个频率交变，所以在N1和N2中都会感应出电动势。
（2）按右手螺旋关系，标出Ф在N1和N2中感应出电动势e1和e2的正方向，如图中实线所示，感应电动势表达式分别为dtd Ne Φ11-=dtd Ne Φ22-= 》当电流 i 增加时，Ф也增加，0>dtd Φ，由以上表达式可知，01<e 、02<e ，说明此时N1和N2中感应出电动势的实际方向与e1和e2的正方向相反，如图中虚线（与实线方向相反）所示。
电机与拖动基础课后习题答案(部分)
第一章作业解答参考1—8．解：)(630230101453A U P I N N N =⨯==)(1619.0145KW P P NN===ηλ 1—20．解：（1）U V n a pN E a <=⨯⨯⨯⨯==)(186150001.0160372260φ 是电动机状态。
∴（2）)(46.163208.0186220A R E U I a a a =-=-=)(63.19315002604.30)(4.3046.163186m N P T KW I E P M a a M ⋅=⨯⨯⨯=Ω==⨯==π （3）)(6.5208.046.16322KW R I p a a cua =⨯==)(79.292403624.30)(366.54.3021KW p p P P KW p P P Fa M cua M =--=--==+=+=Ω%823679.2912===P P η 1—23．解：（1）)(112.54300014.326010172603m N n P P T N N N N N ⋅=⨯⨯⨯⨯=⨯=Ω=π%2.82942201017)(812.557.1112.54)(7.1344014.32608.2)316.08.2220(26030'00000=⨯⨯==⋅=+=+=⋅=⨯⨯⨯⨯⨯-=⨯=Ω=N N N N N a a M I U P m N T T T m N n I E P T ηπ（2）N e e C C Φ=Φ∴0忽略电枢反应影响， 恒定。
0'0Φ-=e a a N C R I U n ， 0636,03440316.08.22200=⨯-=Φe C)min (34590636.022000r C U n e N ==Φ=（3） Φ=Φe M C C 55.9)min (27860636.0)15.0316.0(89.91220)()(89.910636.055.9812.55r C R R I U n I T T A C T I e a a N a Z M a =+⨯-=Φ+-=→==⨯=Φ=Ω不变不变，第二章 习题解答参考2—6．解：（1）T T T n C C R R C U n Nm e a N e N 64.1115819.055.94.006.01158202-=⨯+-='-=Φ+-Φ=Ωβ （2）T T T n C C R C U n N m e a N e 21.057921.019.011002-=-=-'=Φ-Φ=β （3）T T T n C C R C U n m e a e N 35.0146717.006.015.022002-=-=''-''=Φ-Φ=β 19.0=ΦN e C N Φ=Φ8.0 15.019.08.0=⨯=Φ∴e C2N m e C C Φ=()255.9N e C Φ=219.055.9⨯=0.28 2Φm e C C =17.028.08.02=⨯2—16．解：（1）[]V R I U E a N N a 20425.064220=⨯-=-=[]A R R E U I Z a a N a 84.67625.0204220max -=+--=---=29.0700204==-=ΦN a N N N e n R I U C 76.229.055.955.9=⨯=Φ=ΦN e N m C C[]m N I C T anax N m ⋅-=-⨯=Φ=23.187)84.67(76.2max停机时 n=0 0=Φ=n C E N e a[]A R R U I Z a N a 2.35625.0220-=+-=+-=[]m N I C T a N m ⋅-=-⨯=Φ=15.97)2.35(76.2此时反抗性负载 []m N I C T N N m Z⋅-=⨯-=Φ-='64.1766476.2 由于 T T Z>' 故系统不会反向起动。
电机与拖动基础习题解答第一章
武汉纺织大学第一章1 . 1 一台直流电动机的数据为:额定功率N P =25 kW ,额定电压N U =220 V ,额定转速N n =1 500 r /min,额定效率N η =86 .2 %。
试求:( 1 )额定电流N I ;( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。
解：（1）直流电动机的:额定功率 N N N N I U P η=A U P I N N NN 83.131862.022010253=⨯⨯==η（2） KW P P NNN 29862.0251===η1 .2 一台直流发电机的数据为:额定功率N P =12 kW ,额定电压N U =230 V ,额定转速N n =1 450 r /min,额定效率N η=83 .5 %。
试求:( 1 )额定电流N I ;( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。
解：（1）直流发电机的:额定功率 N N N I U P =A U P I N N N 17.5223010123=⨯==（2）KW P P NNN 37.14835.0121===η1 . 3 一台直流电机,已知极对数p=2 ,槽数Z 和换向片数K 均等于22 ,采用单叠绕组。
( 1 )计算绕组各节距; ( 2 )求并联支路数。
解：（1）第一节距 54242221=-=±=εp Z y ,为短距绕组。
单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1,即1==K y y第二节距41512=-=-=y y y (2) 并联支路数等于磁极数,为4。
1 . 4 一台直流电机的数据为:极数2 p=4 ,元件数S=120 ,每个元件的电阻为0 . 2 Ω。
当转速为1 000 r /min 时,每个元件的平均感应电动势为10 V ,问当电枢绕组为单叠或单波绕组时,电刷间的电动势和电阻各为多少?解：当电枢绕组为单叠绕组时, 绕组并联支路数等于磁极数,为4,每一条支路串联的元件数为30, 换向器上放置4个电刷,假设一个电刷短路一个元件, 每一条支路有一个元件被短路,则电刷间的电动势为a E =29⨯10=290V ;每一条支路的电阻为 Ω=⨯=8.52.029R ,4条并联支路的电阻,即电刷间的电阻为 Ω===45.148.54R R a 当电枢绕组为单波绕组时, 绕组并联支路数为2,每一条支路串联的元件数为60, 换向器上可以放置4个电刷,至少短路4个元件,则电刷间的电动势为V E a 5801058=⨯=每一条支路的电阻为 Ω=⨯=6.112.058R 电刷间的电阻为 Ω===8.526.112R R a1 . 5 已知一台直流电机的极对数p=2 ,元件数S= Z = K=21 ,元件的匝数c N =10 ,单波绕组,试求当每极磁通Φ=1 . 42 × 210-Wb,转速n =1 000 r /min 时的电枢电动势为多少? 解：单波绕组并联支路对数a=1, 电枢总导体数420102122=⨯⨯==C SN N 电枢电动势 V n a pN E a 8.198********.11604202602=⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=-1 . 6 一台直流电机,极数2 p=6 ,电枢绕组总的导体数N=400 ,电枢电流a I =10 A ,气隙每极磁通Φ=0 . 21 Wb 。
《电机与拖动》_刘锦波版清华出版社_课后答案（可编辑）
《电机与拖动》_刘锦波版清华出版社_课后答案课后答案网 //0>.第一章习题解答思考题1.1 电机中涉及到哪些基本电磁定律?试说明它们在电机中的主要作用。
答:电机与变压器中涉及到: (1)安培环路定律; (2)法拉第电磁感应定律;(3)电磁力定律;(4)磁路的欧姆定律。
其中,安培环路定律反映了一定磁势(或安匝数)所产生磁场的强弱。
在电机中,磁场在机电能量转换过程中起到了媒介的作用;法拉第电磁感应定律反映了交变的磁场所产生电势的情况。
在电机中,电磁感应定律体现了机电能量转换过程中所转换为电能的大小;电磁力定律反映了通电导体在磁场中的受力情况,它体现了机电能量转换过程中所转换为机械能的大小;磁路的欧姆定律类似于电路的欧姆定律,它体现了一定磁势作用到磁路中所产生的磁通大小,亦即耦合磁场的大小。
1.2 永久磁铁与软磁材料的磁滞回线有何不同?其相应的铁耗有何差异?答:永久磁铁又称为硬磁材料,其磁滞回线与软磁材料的不同主要体现在形状上。
硬磁材料的磁滞回线较“肥胖” ;而软磁材料则“瘦弱”。
硬磁材料的面积反映了铁磁材料磁滞损耗的大小,因而软磁材料的铁耗较小。
1.3 什么是磁路饱和现象?磁路饱和对磁路的等效电感有何影响?答:当励磁安匝(或磁势)较小时,随着磁势的增加,磁路中所产生的磁通也线性增加;当磁势增加到一定程度时,随着磁势的增加,磁路中所产生的磁通增加较小,甚至不再增加,这一现象称为磁路的饱和。
与磁路线性时相比,磁路饱和后的磁导率和等效电感有所减小。
1.4 铁心中的磁滞损耗与涡流损耗是如何产生的?它们与哪些因素有关答:铁心中的磁滞损耗是由铁磁材料在交变磁场作用下的磁化过程中,内部的磁畴相互摩擦所引起的铁心发热造成的;而涡流损耗则是由于交变的磁场在铁2心中感应电势并产生涡流,从而引起铁心发热。
由 p K f HdB C fB V 可h h h m∫见,磁滞损耗正比于磁场交变的频率、磁密的平方以及铁心的体积;由22 2pΔ Cf B V 可见,涡流损耗正比于磁场交变频率的平方、磁密的平方以及铁ee m磁材料的厚度。
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第一章1 . 1 一台直流电动机的数据为:额定功率N P =25 kW ,额定电压N U =220 V ,额定转速N n =1 500 r /min,额定效率N η =86 .2 %。
试求:( 1 )额定电流N I ;( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。
解：（1）直流电动机的:额定功率 N N N N I U P η= A U P I NN N N 83.131862.022010253=⨯⨯==η （2） KW P P NNN 29862.0251===η1 .2 一台直流发电机的数据为:额定功率N P =12 kW ,额定电压N U =230 V ,额定转速N n =1 450 r /min,额定效率N η=83 .5 %。
试求:( 1 )额定电流N I ;( 2 )额定负载时的输入功率N P 1 。
解：（1）直流发电机的:额定功率 N N N I U P =A U P I N N N 17.5223010123=⨯==（2）KW P P NNN 37.14835.0121===η1 . 3 一台直流电机,已知极对数p=2 ,槽数Z 和换向片数K 均等于22 ,采用单叠绕组。
( 1 )计算绕组各节距; ( 2 )求并联支路数。
解：（1）第一节距 54242221=-=±=εp Z y ,为短距绕组。
单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1,即1==K y y第二节距41512=-=-=y y y (2) 并联支路数等于磁极数,为4。
1 . 4 一台直流电机的数据为:极数2 p=4 ,元件数S=120 ,每个元件的电阻为0 . 2 Ω。
当转速为1 000 r /min 时,每个元件的平均感应电动势为10 V ,问当电枢绕组为单叠或单波绕组时,电刷间的电动势和电阻各为多少?解：当电枢绕组为单叠绕组时, 绕组并联支路数等于磁极数,为4,每一条支路串联的元件数为30, 换向器上放置4个电刷,假设一个电刷短路一个元件, 每一条支路有一个元件被短路,则电刷间的电动势为a E =29⨯10=290V ;每一条支路的电阻为 Ω=⨯=8.52.029R ,4条并联支路的电阻,即电刷间的电阻为 Ω===45.148.54R R a 当电枢绕组为单波绕组时, 绕组并联支路数为2,每一条支路串联的元件数为60, 换向器上可以放置4个电刷,至少短路4个元件,则电刷间的电动势为V E a 5801058=⨯=每一条支路的电阻为 Ω=⨯=6.112.058R 电刷间的电阻为 Ω===8.526.112R R a1 . 5 已知一台直流电机的极对数p=2 ,元件数S= Z = K=21 ,元件的匝数c N =10 ,单波绕组,试求当每极磁通Φ=1 . 42 × 210-Wb,转速n =1 000 r /min 时的电枢电动势为多少? 解：单波绕组并联支路对数a=1, 电枢总导体数420102122=⨯⨯==C SN N 电枢电动势 V n a pN E a 8.198********.11604202602=⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=-1 . 6 一台直流电机,极数2 p=6 ,电枢绕组总的导体数N=400 ,电枢电流a I =10 A ,气隙每极磁通Φ=0 . 21 Wb 。
试求采用单叠绕组时电机的电磁转矩为多大?如把绕组改为单波绕组,保持支路电流a i 的数值不变,电磁转矩又为多大? 解: 电枢绕组为单叠绕组时,并联支路对数a=p=3, 电磁转矩 m N I a pN T a ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=69.1331021.031416.3240032π 如果把电枢绕组改为单波绕组, 保持支路电流a i 的数值不变,则电磁转矩也不变,仍为 133.69m N ⋅,因为无论是叠绕组还是波绕组,所有导体产生的电磁转矩的方向是一致的, 保持支路电流a i 不变,就保持了导体电流不变,也就保持了电磁转矩不变。
也可以用计算的方法: 单叠绕组时并联支路数为6, 支路电流 A I i a a 6106== 改为单波绕组, 保持支路电流a i 的数值不变,仍为A 610,而并联支路数为2 (a=1), 电枢电流A i I a a 3102== 电磁转矩 m N T ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=69.13331021.011416.324003。
1 . 7 一台他励直流电机,极对数p=2 ,并联支路对数a =1 ,电枢总导体数N=372 ,电枢回路总电阻a R =0 .208 Ω,运行在U=220 V ,n =1 500 r /min, Φ=0 . 011 Wb 的情况下。
Fe P =362 W ,mec P =204 W ,试问:( 1 )该电机运行在发电机状态还是电动机状态? ( 2 )电磁转矩是多大?( 3 )输入功率、输出功率、效率各是多少?解: (1) V n a pN E a 6.2041500011.0160372260=⨯⨯⨯⨯=Φ=,低于电源电压U=220 V,所以电机运行在电动机状态。
(2) A R E U I a a a 74208.06.204220=-=-= m N I a pN T a ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=39.9674011.011416.3237222π (3) 输入功率 KW W UI P 28.1616280742201==⨯==输出功率 204362208.07416280212--⨯-=---=mec Fe cua P P P P P=14575W=14.575KW 效率 895.028.16575.1412===P P η=89.5%1 . 8 如果直流电机的电枢绕组元件的形状如题1 . 8图所示,则电刷应放在换向器的什么位置上?题1 . 8图 某种电枢绕组 元件的形状解: 电刷在换向器的位置应使被电刷短路的元件感应电动势为零。
对于对称元件,电刷中心线与磁极中心线重合。
对于题中的不对称元件,当电枢旋转,使该元件中心线与N 极中心线对齐时, 电刷应将该元件短路,若换向片宽度为B,则电刷中心线偏离磁极中心线的偏移量221By -=δ,1y 是元件第一节距。
1 .9 一台并励直流电动机的额定数据为: N U =220 V , N I =92 A , a R =0 . 08 Ω,f R =88 . 7 Ω, N η=86 %,试求额定运行时:( 1 )输入功率; ( 2 )输出功率; ( 3 )总损耗; ( 4 )电枢回路铜损耗;( 5 )励磁回路铜损耗; ( 6 )机械损耗与铁损耗之和。
解: ( 1 )输入功率 KW W I U P N N 24.2020240922201==⨯==( 2 )输出功率KW P P 406.1786.024.2012=⨯==η( 3 )总损耗 KW P P P 834.2406.1724.2021=-=-=∆(4) A R U I f N f 48.27.88220=== A I I I f N a 52.8948.292=-=-=电枢回路铜损耗 W R I P a a cua 64108.052.8922=⨯==( 5 )励磁回路铜损耗 W R I P f f cuf 5.5457.8848.222=⨯==( 6 )机械损耗与铁损耗之和为W P P P P P cuf cua Fe mec 5.16475.5456412834=--=--∆=+1 . 10 一台并励直流电动机的额定数据为, N P =17 kW , N I =92 A , N U =220 V ,a R =0 . 08 Ω, N n =1 500 r /min,电枢回路总电阻R=0 .1 Ω,励磁回路电阻f R =110 Ω,试求:( 1 )额定负载时的效率;( 2 )额定运行时的电枢电动势a E ; ( 3 )额定负载时的电磁转矩。
解: ( 1 )额定负载时的输入功率 KW W I U P N N 24.2020240922201==⨯== 84.024.20171===P P N N η=84% (2) A R U I f N f 2110220===A I I I f N a 90292=-=-= V RI U E a N a 211901.0220=⨯-=-=( 3 )额定负载时的电磁转矩m N n P P T N N N ⋅=⨯⨯⨯⨯==Ω=2.10815001416.3210176060/23π1 .11 一台并励直流发电机,电枢回路总电阻a R =0 . 25 Ω,励磁回路电阻f R =44 Ω,当端电压N U =220 V ,负载电阻L R =4 Ω时,试求: ( 1 )励磁电流和负载电流; (2 )电枢电动势和电枢电流; (3 )输出功率和电磁功率。
解: (1) A R U I f N f 544220===A R U I L N L 554220=== (2) A I I I f L a 60555=+=+=a a N a I R U E +==220+0.25⨯60=235 V(3) 输出功率 L N I U P =2=220⨯55=12100W=12.1KW电磁功率 cuf cua M P P P P ++=2=12.1+3-23-2104451025.060⨯⨯+⨯⨯= 12.1+0.9 +1.1=14.1KW1 . 12 一台他励直流发电机,额定转速为1 000 r /min,当满载时电压为220 V ,电枢电流为10 A ,励磁电流保持为2 .5 A 。
已知在n =750 r /min 时的空载特性如下表所列:试求:( 1 )转速为额定、励磁电流保持2 . 5 A 时的空载电动势;( 2 )如果将发电机改为并励,且n =N n ,为保持同样的空载电动势,磁场回路的电阻应为多少?( 3 )如果保持磁场回路电阻不变,电机为并励,此时能够自励建压的临界转速为多少? ( 4 )如果保持n =N n ,电机为并励,此时能够自励建压的临界电阻为多少?解: (1) n C E e a Φ= a E 与n 成成正比,转速为额定、励磁电流保持2 . 5 A 时的空载电动势为 V E a 7.2347501000176=⨯= (2) A I f 5.2=, min /1000r n =,A I a 10= 时的电压U=220V ,可知电枢电阻压降为 234.7-220=14.7V , 电枢电阻为14.7/10=1.47Ω,将发电机改为并励,设励磁电流要增加X,为(2.5+X),X 比较小，可以认为a E 与励磁电流成比例增大为)5.25.27.234X +⨯（,空载时电枢电流就是励磁电流,产生的电枢电阻压降为)5.2107.14X +⨯（,保持同样的空载电动势234.7V 不变,得到方程式7.234)5.2107.14)5.25.27.234=+⨯-+⨯X X （（ (938.8-14.7)X=36.75 X=36.75/924.1=0.0398Af I =2.5+0.0398=2.5398A磁场回路的电阻为Ω==4.925398.27.234f R(3) 当磁场回路的电阻为92.4Ω不变时,要产生如表中的最小励磁电流0.4A 时, 励磁绕组电压为0.4⨯92.4=36.96V ,加上电枢电阻压降(14.7/10) ⨯0.4,其和即为电电枢电动势V E a 548.374.0107.1496.36=⨯+=此时电机能够自励建压的临界转速为min /4.85333548.37750r n =⨯= 若电机转速低于临界转速, 励磁电流小于0.4A,电压就建立不起来。