浙江大学远程教育答案

姓名： 管玉顺 学 号： 714046204002 年级：14秋学习中心：芜湖—————————————————————————————1-13 已知直流电机的极对数p=2，槽数z=22，元件数及换向片数s=k=22，试画出单迭绕组展开图、磁极和电刷位置，并画出并联支路图。

答： 此电机绕组是单迭所以1k y y ==不是整距绕组，采用省铜且有利于换向的短距绕组1225222z y p εε=±=-=⨯根据参数画出展开图，并作出并联支路图如下1-19 某四极直流电机，电枢槽数z=36，单迭绕组，每槽导体数为6，每极磁通2.2*10e-2Wb ，电枢电流Ia=800A ，问此时电磁转矩为多少？如改为单波绕组，保持支路电流不变，其电磁转矩为多少？解： 电机内的总导体数N=6Z=36*6=216，单迭绕组时：a=p=2[]222162.210800605.04223.14162M a a pN T C I I N m a π-⨯=Φ=Φ=⨯⨯⨯=•⨯⨯ 改为单波绕组时，1a '=，若要保持支路电流不变，[]8002221400222a a a I I a i a A a '''=•==⨯⨯=⨯[]22216 2.210400605.0422 3.14161M a a pN T C I I N m a π-⨯'''=Φ=Φ=⨯⨯⨯=•'⨯⨯1-21 某他励直流电动机额定电压U N =220V ，额定电流I N =10A ，额定转速n N =1500r/min ，电枢回路总电阻R a =0.5Ohm ，试求： (1) 额定负载时的电磁功率和电磁转矩；(2) 保持额定时励磁电流及总负载转矩不变而端电压降为190V ，则稳定后的电枢电流与转速为多少？（电枢反应忽略不计）。

解： (1) ()()[]220100.5102150M N a a N N a N P P E I U I R I W ==•=-•=-⨯⨯=[]21506013.68722 3.1416150060N N N N N P P T N m n π⨯====•Ω⨯⨯ (3) 励磁电流不变时磁通不变，总负载转矩也不变，所以[]10Za N M T I I A C ===Φ不变， []19010515001290.70/min 220105a N N a N N aN N N a E U I R n n n r E U I R '-•-⨯=•=•=⨯=-•-⨯ 1-22 某并励直流电动机额定电压U N =220V ，额定电流I N =75A ，额定转速n N =1000r/min ，电枢回路总电阻R a =0.26Ohm ，额定时励磁回路总电阻R fn =91Ohm ，铁耗及附加损耗p Fe +p delta =600W ，机械损耗P Ohm =198W ，电枢反应去磁作用不。

试求： (1) 额定运行时的电磁转矩T 与输出转矩T N ； (2) 理想空载转速；(3) 实际空载电流I 0及实际空载转速。

解： (1)[]0600198798Fe p p p p W Ω∆=++=+=[][][][][][]12212207516.52202.429175 2.4272.5872.580.261369.642.42220532.4165001369.64532.414597.9614597.9622 3.160N N N fN fn aN N fN cua aN a cuf fN N M cua cuf M M NN P U I kW U I A R I I I A p I R W p I U W P P p p W P P T n π=•=⨯=====-=-===⨯===⨯==--=--====⨯Ω[]139.4416100060N m =•⨯[][]1369.64532.46001982700.04220752700.04131.7822 3.141610006060cuacuf Fe N N N N NN p pp p p p W U I p P T N m n πΩ∆=++++=+++=-⨯-====•⨯⨯Ω∑∑(2) 22072.580.260.201131000N aN a aN e N N N U I R E C n n --⨯Φ====002201093.820.20113N e U n C ===Φ (3) []0139.4131.787.62N T T T N m =-=-=•9.559.550.20113 1.921M N e N C C Φ=Φ=⨯=[]007.623.9671.921a M N T I A C ===Φ[]000220 3.9670.261088.69/min 0.20113N a a e U I R n r C --⨯'===Φ1-31 两台完全相同的并励直流电动机，电枢回路总电阻均为Ra=0.1Ohm ，两机在1000r/min时的空载特性均为：现将两机在机械上同轴联结，电路上并联于同一个230V 的直流电源，轴上不带其他负载，电枢反应及附加损耗均忽略不计。

已知当甲机励磁电流为1.4A ，乙机的励磁电流为1.3A 时，机组的转速为n=1200rpm 。

试问： (1) 此时哪一台为发电机？哪一台为电动机？ (2) 机组总的机械损耗和铁耗为多少？(3) 只调节励磁电流能否改变两机的运行状态（转速不变）？2-10 他励直流电动机额定数据如下：P N =60kW ，U N =220V ，I N =350A ，n N =1000RPM ，试问：(1) 如果将该机直接起动，则启动电流为多少？(2) 为使启动电流限制在2IN ，应在电枢回路串入多大电阻？(3) 如果采用降压启动且使启动电流限制为2IN ，端电压应降为多少？ 解: (1) []221220350600000.069423502N N N a N U I P R I ⎛⎫-⨯-===Ω ⎪⨯⎝⎭[]2203170.590.0694N a a U I A R ===(2) []122200.06940.24522350N a a N U R R R R I =-=-=-=Ω⨯(3) []1223500.069448.58N a U I R V ==⨯⨯=2-15 某他励直流电动机额定数据如下：P N =3kW ，U N =220V ，I N =18A ，n N =1000RPM 。

电枢回路总电阻Ra=0.8Ohm 。

试求：(1) 为使该机在额定状态下进行能耗制动停机，要求最大制动电流不超过2In ，求制动电阻值；(2) 在项(1)的制动电阻时，如负载为Tz=0.8T N 位能转矩，求电机在能耗制动后的稳定速度；(3) 设该机带动Tz=TN 位能负载运行于额定状态，采用能耗制动使之最终以500rpm 的速度放下重物，求制动电阻及该电阻所对应的最大制动电流；(4) 该机采用能耗制动将Tz=TN 的位能负载稳速下放时，所能达到的最低下放转速为多少？(5) 若该机在额定工况下采用能耗制动停机而不接制动电阻，则制动电流为额定电流多少倍？ 解：(1) 220180.80.20561000N N a e N N U I R C n --⨯Φ===[]10.205610000.8 4.912218e N N e N N Z a a N C n C n R R R I I ΦΦ⨯=--=--=-=Ω-⨯(2) []0.80.80.81814.4N zz N M N M NT T I I A C C ====⨯=ΦΦ[]0.814.456.03/min 0.2056a z z e N R n I r C ⨯=-•=-=-Φ(3) []18N zz N M N M NT T I I A C C '====ΦΦ[]10.20565000.8 4.9118e N N e N N Z a a z C n C n R R R I I ΦΦ⨯'=--=--=-=Ω'(4) []18N zz N M N M NT T I I A C C ====ΦΦ[]0.81870.04/min 0.2056a z z e N R n I r C ⨯=-•=-=-Φ(5) []10000.20562570.80N e N a a z n C I A R R Φ⨯=-=-=++25714.2818a N I I ==2-17 他励直流电动及额定数据为：P N =29kW ，U N =440V ，I N =76A ，n N =1000RPM ，Ra=0.377Ohm ；试问： (1) 该机以500rpm 的速度吊起Tz=0.8TN 负载转矩，在电枢回路应串多大电阻？(2) 用哪几种方法可使Tz=0.8TN 的位能负载以500rpm 的速度稳速下放？求每种方法的电枢回路串接的电阻值。

解：(1) 440760.3770.41131000N N a e N N U I R C n --⨯Φ===[]04401069.78/min 0.377N e N U n r C ===Φ[]0.80.80.87660.8N za N M N M NT T I I A C C ====⨯=ΦΦ[]4400.41135000.377 3.47760.8N e N a a U C n R R I Ω-Φ-⨯=-=-=Ω(2) 可采用串接电阻能耗制动的方法[]10.41135000.377 3.00560.8e N e N Z a a zC n C n R R R I I ΦΦ⨯'=--=--=-=Ω'3-12 一台单相变压器，S N =100kV A ，U 1N /U 2N =6000/230V ，f N =50Hz ，原副边绕组的电阻和漏抗分别为：R 1=4.32Ohm ，X 1=8.9Ohm ，R 2=0.0063Ohm ，X 2=0.018Ohm ，求： (1) 折算到高压方的短路电阻，短路电抗和短路阻抗？ (2) 折算到低压方的短路电阻，短路电抗和短路阻抗？ (3) 短路电阻，短路电抗和短路阻抗的标幺值？ (4) 用百分值表示的短路电压及其分量？(5) 满载及cos=1，0.8（滞后），0.8（超前）三种情况下的电压变化率？并对计算结果进行比较和讨论。

解：(1) 12600026.087230N N U k U ≈==[][][][][]22222222121226.0870.0063 4.28726.0870.01812.254.32 4.2878.6078.912.2521.158.60721.15k k k k k R k R X k X R R R X X X Z R jX j '==⨯=Ω'==⨯=Ω'=+=+=Ω'=+=+=Ω=+=+Ω(2) 212300.03836000N N U k U ≈==[][][][][]2211221221210.0383 4.320.0063480.03838.90.01310.00630.0063480.0126480.0180.01310.03110.0126480.0311k k k k k R k R X k X R R R X X X Z R jX j '==⨯=Ω'==⨯=Ω'=+=+=Ω'=+=+=Ω=+=+Ω(3) []1110000016.676000N N N S I A U === []111600036016.67N N N U Z I ===Ω *1*1*18.6070.024136021.150.05883608.60721.150.02410.0588360k k N k k N k k N R R Z Z X Z Z j Z j Z ======+===+(4) ()()[]75234.57575/8.60710.265234.525k C k R R a a θθ︒+=++=⨯=Ω+[][]75175117511123.5116.6723.51391.9391.9100%100% 6.53%600016.6710.265100% 2.85%600016.6723.51100% 1.53%6000k C k N k C k k N N k C kR N N k kX N Z U I Z V U u U I R u U I X u U ︒︒︒===Ω==⨯==⨯=⨯=⨯==⨯=⨯==⨯=(5) 22cos 1,sin 0ϕϕ==()()**22cos sin 100%0.024110.05880100% 2.41%k k u R X ϕϕ∆=+⨯=⨯+⨯⨯=2cos 0.8,ϕ=超前，负载为容性，()2222cos 0.8,0,36.87sin sin 36.870.6ϕϕϕϕ=<=-︒=-︒=-()()**22cos sin 100%0.02410.80.05880.6100% 1.6%k k u R X ϕϕ∆=+⨯=⨯-⨯⨯=-2cos 0.8,ϕ=滞后，负载为感性，()2222cos 0.8,0,36.87sin sin 36.870.6ϕϕϕϕ=>=︒=︒=()()**22cos sin 100%0.02410.80.05880.6100% 5.46%k k u R X ϕϕ∆=+⨯=⨯+⨯⨯=当负载为纯电阻性的时候，由于线圈中电阻的存在，输出电压会略下降。