2017浙江大学电机与拖动离线作业答案

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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

[]22216

2.210800605.0422

3.14162

M 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，

[]800

2221400222a 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 ==•=-•=-⨯⨯=

[]215060

13.68722 3.1416150060

N 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[]10Z

a N M T I I A C =

==Φ

不变， []190105

15001290.70/min 220105

a 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∆=++=+=

[][][][][]

[]12212207516.5220

2.4291

75 2.4272.5872.580.261369.642.42220532.4165001369.64532.414597.9614597.9622 3.160

N N N fN fn aN N fN cua aN a cuf fN N M cua cuf M M N

N 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 =•⨯

[]

[]1369.64532.46001982700.04220752700.04

131.7822 3.141610006060cua

cuf Fe N N N N N

N p p

p p p p W U I p P T N m n πΩ∆=++++=+++=-⨯-=

===•⨯⨯Ω∑∑

(2) 22072.580.26

0.201131000

N aN a aN e N N N U I R E C n n --⨯Φ=

===

002201093.820.20113

N 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=⨯=

[]007.62

3.9671.921

a M N T I A C =

==Φ

[]000220 3.9670.26

1088.69/min 0.20113

N a a e U I R n r C --⨯'=

==Φ

1-31 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）？