电机及拖动基础习题解答[1]

《电机与拖动基础》习题解答

第一章 直流电机原理 P33

1-21一台并励直流发电机N P =16kW , N U =230V ,N I =69.6A ,N n =1600r/min,电枢回路电阻a R =0.128Ω,励磁回路电阻f R =150Ω,额定效率N η=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：fN I =

N f

U R =

230150

=1.53A aN I =N I +fN I =69.6+1.53=71.13A

aN E =N U +aN I a R =230+71.130.128⨯=239.1V cua p =2

aN I a R =2

71.130.128⨯=647.6W aN E aN I =239.171.13⨯=17kW

输出功率1N p =N

N

P η=

1685.5%16

85.5%

=18.7kW

1-29并励直流发电机N P =7.5kW , N U =220V , N I =40.6A , N n =3000r/min,Ra=0.213Ω.额定励磁电流fN I =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： a I =N I -fN I =40.6-0.683=40A

P 1=N U N I =22040.6⨯=8932W

N η=

1

N p p 100%⨯=

75008932100%⨯=84%

2T =9550

N N

p n =95507.5

3000

⨯

=24N ·m

cua p =2a I Ra=2

40⨯0.213=341W 2203220.683

N f fN

U R I =

==Ω

2

cuf fN f p I R =∙=2200.683N fN U I ∙=⨯=150W

0189327500341150941N cua cuf p P P p p =---=---= 189323411508441M cua cuf P p p p =--=--=W

T =9550

M N

p n =9550

8.4413000

=27 N ·m

02T T T =-=27-24=3 N ·m

第二章 电力拖动系统的动力学 P48

2-9 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2

L T n ∝，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L T 与转速n 差不多成反比即L T n ⋅≈常数。

第三章 直流电动机的电力拖动 P96

3-28一台他励直流电动机，铭牌数据为60N P kW =，220N U V =，305N I A =，1000/min N n r =，试求：

（1）固有机械特性并画在坐标纸上。（2）0.75N T T =时的转速。（3）转速1100/min n r =时的电枢电流。 解：（1）a N N a E U I R =-，

33

22

101122030560100.3822305N N N a N U I P R I ⎛⎫⎛⎫-⨯⨯-⨯===Ω ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭

， 2203050.038a E =-⨯，2203050.038

0.2081000

a e N

E C n -⨯Φ=

=

=，

02201058/m in 0.208

N e U n r C =

=

=Φ

，

9.559.550.208305606N e N T C I N m =Φ=⨯⨯=∙。

根据（1058，0）和（1000，606）两点可画出机械特性。 （2）当0.75N T T =时的转速：

2

2200.3080.75606105841.81016.2/m in

0.208

9.550.208

N a e e T U R n T r C C C =

-

=

-

⨯⨯=-=Φ

ΦΦ

⨯（3）当1100/min n r =时的a I ：

2200.2081100

2320.038

N a

a a

U E I A R --⨯=

=

=-。

可见当01100/min 1058/min n r n r =>=时电动机运行在回馈制动状态。

3-29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0.5N R 时的人为特性。（2）电枢回路总电阻为2N R 的人为机械特性。（3）电源电压为0.5N U ，电枢回路不串入电阻时的人为机械特性。（4）电源电压为N U ,电枢不串入电阻，0.5N Φ=Φ时的人为机械特性。

解：已知3

2

1010.0382N N N a N U I P R I ⎛⎫

-⨯==Ω ⎪⎝⎭

，0.208N N a e N N U I R C n -Φ==， 9.55606N e N N T C I N m =Φ=∙，2200.721305

N N N

U R I =

=

=Ω，

02201058/m in 0.208

N e N

U n r C =

=

=Φ。

（1） 电枢回路总电阻为0.5N R 时： 2

0.50.72110586061058528.7529.3/m in 9.550.208

n r ⨯=-

⨯=-=⨯，10580.873n T =-，

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2N R 时： 2

20.7211058606105821151057/min 9.550.208

n r ⨯=-

⨯=-=-⨯，10580.761n T =-，

根据（1058，0）和（-1057，606）两点可画出曲线2。 （3） 电源电压为0.5N U ，0c R =时： 0.0380.5105830552956473/min 0.208

n r =⨯-

⨯=-=，5290.092n T =-，

根据（529，0）和（473，606）两点可画出曲线3。 （4） 0.5N Φ=Φ，N U U =，0c R =时：