电机课后习题答案汇总.docx
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电机课后习题答案汇总
电力拖动基础部分课后习题答案
1-8某起重机电力拖动系统如图1-13所示。
电动机
,传动机构转速比
,
,
,各级齿轮传递效率
,各轴的飞轮矩
,
,
,
,卷筒直径
,吊钩重
被吊重物
忽略电动机空载转矩、钢丝绳重量和滑轮传递的损耗,试求:
(1)以速度
提升重物时,负载(重物及吊钩)转矩、卷筒转速、电动机输出功率及电动机的转速;
(2)负载的飞轮矩及折算到电动轴上的系统总飞轮矩;
(3)以加速度为
提升重物时,电动机输出的转矩。
解:
(1)卷筒速度:
折算到电机转矩:
(另:
)
电机输出功率:
(2)负载飞轮矩:
折算到电机轴总飞轮矩:
(3)∵
∴
而
∴
1-9某龙门刨床的主传动机构图如图1-14所示。
齿轮1与电动机直接联接,各齿轮数据见表1-1所示。
表1-1 传动机构各齿轮数据
序号
名称
重量
齿数
1
齿轮
8.30
30
2
齿轮
40.25
55
3
齿轮
19.50
38
4
齿轮
56.80
64
5
齿轮
37.50
30
6
齿轮
137.20
75
G1
工作台
14700
G2
工件
9800
刨床的切削力
切削速度
,传动机构总效率
,齿轮6的节距
,电动机的飞轮矩
,工作台与床身的摩擦系数
。
试求:
(1)折算到电动机轴上的系统总飞轮矩及负载转矩;
(2)切削时电动机的输出功率;
(3)空载不切削时当工作台以
加速时,电动机的转矩。
解:
∴电机转速为
(1)
(2)
(3)
2-9他励直流电动机的额定数据为:
测得
。
是计算并画出下列机械特性:
(1)固有机械特;
(2)电枢电路串入电阻
时的人为机械特性;
(3)电枢电压
时的人为机械特性;
(4)磁通
时的人为机械特性。
解:
(1)固有特性:
(2)
(3)
(4)
2-10他励直流电动机的铭牌数据如下为:
电枢总电阻
。
(1)计算并绘制固有机械特性;
(2)转速为1100r/min时的电枢电流是多少?
(3)电压降至200V,电枢电流
时的转速是多少?
解:
(1)固有特性:
(2)
(3)
2-11一台他励直流电动机的额定数据为:
。
(1)直接起动的起动电流是多少?
(2)如果要求起动电流限制为2
,采用降低电源电压起动,最低电压是多少?
若采用电枢串电阻起动,应串入多大电阻?
解:
(1)
(2)降压起动:
串电阻:
2-12一台他励直流电动机,其名牌数据:
。
采用电枢串电阻分级起动,其最大起动电流
,起动级数
,求各段起动电阻值,并计算分段电阻切除时的瞬时速度。
解:
串入最大电阻:
校验:
第一次切换:
r/min
第二次切换:
r/min
第三次切换:
r/mmin
2-14一台他励直流电动机的铭牌数据为:
电枢总电阻
。
电动机运行于额定工况。
若最大制动电流不允许超过
,则:
(1)若采用能耗制动,求电枢应串入的最小电阻值;
(2)若采用电压反接制动,求电枢应串入的最小电阻值。
解:
(1)
(2)
2-15一台他励直流电动机,铭牌数据为:
。
拖动起重机的提升机构,
,忽略空载转矩
:
(1)若要求电动机以800r/min的转速起吊重物,求电枢电路应串入多大电阻?
(2)断开电源,同时在电枢电路内串入20Ω电阻,问电动机稳定转速是多少?
(3)若要求电动机以1200r/min的转速下放重物,有哪几种方法可以实现?
试计算说明。
解:
(1)
(2)
(3)
电势反向反接制动:
能耗制动:
回馈制动:
2-16一台他励直流电动机,其额定值为:
测得
。
拖动位能性恒转矩负载,
,忽略空载转矩
:
(1)重物吊起后要求停在空中,问如何实现。
计算并说明。
(2)在电动机以510r/min的转速起吊重物时,忽然将电枢反接,若电枢电流不允许超过
,求电动机稳定转速。
解:
(1)
则
(2)
2-17他励直流电动机的名牌数据:
测得
。
拖动位能性恒转矩负载,
,忽略空载转矩
:
(1)电动机在能耗制动下工作,
,电枢串入0.5Ω电阻,问电动机的转速是多少?
(2)电动机在回馈制动下工作,
,电枢不串电阻,问电动机转速是多少?
解:
(1)
输入P=0,输出
(2)
输入:
输出:
2-18一台他励直流电动机,其额定数据为:
。
当生产机械要求静差率为20%时:
(1)采用调压调速,问调速范围是多少?
(2)采用电枢串电阻调速,问调速范围是多少?
解:
(1)
调压时
不变
∴
(2)
2-19他励直流电动机的额定数据:
。
带恒转矩负载,
,采用调压与调磁结合的调速方法,生产机械要求最高运行速度为1200r/min,最低运行转速为400r/min,求:
(1)调速范围:
(2)在低速下工作时电源电压;
(3)最低转速机械特性的静差率。
解:
(1)
(2)低速时采用调压励磁额定,
(3)
2-20一台他励直流电动机,其额定数据为:
。
电动机带额定的恒转矩负载工作,当磁通减弱为
时,电动机的稳定转速和电枢电流是多少?
电机能否长期运行,为什么?
解:
2-21某他励直流电动机,其额定数据为:
。
若生产机械要求:
(1)调速范围D=5,采用调压调速,最低转速是多少?
低速机械特性的静差率是多少?
(2)静差率
=25%采用调压调速,最低转速是多少?
调速范围是多少?
解:
(1)
(2)
2-22一台串励直流电动机,已知
Ia=10A,n=1000r/min,若负载转矩增大为原来的4倍,电枢电流和转速各位多少(不计磁饱和)?
解:
当
时,
3-11一台笼型三相感应电动机,极数2p=6,额定电压UN=380V,额定频率fN=50Hz,额定转速nN=960r/min,定子绕组为Y联结,
=2.06Ω,
=3.13Ω,
=1.58Ω,
=4.27Ω。
试求该电动机的额定转矩TN,最大转矩Tmax,过载能力
,最大转矩对应的临界转差率sm(忽略空载转矩T0)。
解:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
3-12一台绕线转子三相异步电动机,极数2p=4,额定功率PN=75kW,额定电压UN=380V,额定电流IN=144A,额定频率fN=50Hz,转子额定电动势E2N=399V,转子额定电流I2N=116A,额定转速nN=1460r/min,过载能力
=2.8。
用简化实用表达式及较准确的实用表达式绘制电动机的固有机械特性。
解:
3-13.一台绕线转子三相感应电动机,极数2p=4,额定功率PN=150kW,额定电压UN=380V,额定频率fN=50Hz,
=
=0.014Ω,
=0.065Ω。
当忽略励磁阻抗Zm时,使用简化等效电路求取:
(1)直接起动时的起动转矩和起动电流;
(2)在转子每相绕组中串入起动电阻
=0.12Ω时的起动转矩和起动电流;
(3)在定子每相绕组中串入起动电抗Xst=0.12Ω时的起动转矩和起动电流。
3-14一台笼型三相异步电动机,极数2p=4,额定功率PN=28kW,定子绕组为△接,额定电压UN=380V,额定电流IN=58A,额定频率fN=50Hz,额定功率因数cos
N=0.88,额定转速nN=1455r/min,起动电流倍数K1=6,起动转矩倍数KT=1.1,过载能力
=2.3。
车间变电站允许最大冲击电流为150A,生产机械要求起动转矩不小于73.5N·m,试选择合适的降压起动方法,写出必要的计算数据。
若采用自耦降压变压器降压起动,抽头有55%、64%、73%三种。
解:
(1)直接起动:
(2)降压起动:
(3)Y—△起动:
(不满足要求)
(4)自耦降压:
(最合适)
3-15一台绕线转子三相异步电动机,极数2p=8,额定功率PN=30kW,额定电压U1N=380V,额定电流I1N=71.6A,额定频率fN=50Hz,额定转速nN=725r/min,转子额定电动势E2N=257V,转子额定电流I2N=73.2A,过载能力
=2.2。
拖动恒转矩负载起动,负载转矩TL=0.75TN。
若用转子串电阻四级起动,
=1.8,求各级起动电阻多大?
解:
3-16一台绕线转子三相感应电动机,极数2p=4,额定功率PN=150kW,额定电压UN=380V,额定频率fN=50Hz,定、转子绕组均为Y联结,额定负载时测得转子铜耗PCu2=2205W,机械损耗PΩ=2645W,杂散损耗P△=1010W。
其它电动机参数为
=
=0.013Ω,
=0.06Ω。
试求:
(1)额定运行时的电磁功率Pe、额定转差率sN、额定转速nN和电磁转矩Te;
(2)负载转矩不变(认为Te不变),转子回路中串入调速电阻
=0.10Ω时,电动机的转差率s、转速n和转子铜耗PCu2;
(3)转子回路不串电阻和串入调速电阻
两种情况下的临界转差率;
(4)欲使起动时产生的转矩最大,应在转子回路串入的起动电阻
(归算到定子侧的值)。
解:
(1)
总机械功率:
(2)∵
∴
(3)不串电阻:
串入电阻:
(4)∵
∴
3-17一台绕线转子三相异步电动机拖动一桥式起重机的主钩,其额定数据为:
极数2p=10,额定功率PN=60kW,额定频率fN=50Hz,额定转速nN=577r/min,额定电流IN=133A,转子额定电流I2N=160A,转子额定电动势E2N=253V,过载能力
=2.9,额定功率因数cos
N=0.77,额定效率ηN=0.89。
设电动机转子转动35.4转时,主钩上升一米。
如要求带额定负载时,重物以8m/min的速度上升,试求电动机转子电路每相串入的电阻值;
解:
上升速度
∴
相同转矩:
3-18一绕线转子三相异步电动机有关数据为:
极数2p=6,额定功率PN=75kW,额定电压UN=380V,额定转速nN=976r/min,过载能力
=2.05,转子额定电动势E2N=238V,转子额定电流I2N=210A。
转子回路每相可以串入电阻为0.05Ω,0.1Ω和0.2Ω时,求转子串电阻调速的
(1)调速范围;
(2)最大静差率;
(3)拖动恒转矩负载TL=TN时的各档转速为多少?
解:
3-19某绕线转子三相异步电动机,技术数据为:
极数2p=6,额定功率PN=60kW,额定频率fN=50Hz,额定转速nN=960r/min,转子额定电动势E2N=200V,转子额定电流I2N=195A,过载能力
=2.5。
其拖动起重机主钩,当提升重物时电动机负
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