直流电机习题剖析

直流电机原理

计算题

例题1、 一台并励直流发电机

PN=16kW, UN=230V,IN=69.6A,nN=1600r/min,电枢回路电阻

=150?,额定效率

Ra=0.128?,励磁回路电阻Rf?N=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

IfNUN230===1.53A IaN=IN+IfN=69.6+1.53=71.13A Rf150Ra=230+71.13?0.128=239.1V

EaN=UN+IaN

2pcua=IaNRa=71.132?0.128=647.6W

EaNIaN=239.1?71.13=17kW

PN1616p输出功率1N=

?N=85.5?.5%=18.7kW

例题2、并励直流电动机PN=7.5kW,

UN=220V, IN=40.6A, nN=3000r/min,Ra=0.213?.额定励磁电流

IfN=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：

Ia=IN-IfN=40.6-0.683=40A

UNIN=220?40.6=8932W

pN7500?100%=?100%=84% p18932P1=

?N=

T2=9550

pNnN7.5=9550?=24N·m

30002pcua=Ia2Ra=40?0.213=341W

UN220Rf???322?

IfN0.683pcuf?IfN2?Rf=UN?IfN?220?0.683=150W

p0?P1?PN?pcua?pcuf?8932?7500?341?150?941PM?p1?pcua?pcuf?8932?341?150?8441W

T=9550

pMnN8.441=9550

3000=27 N·m

T0?T?T2=27-24=3 N·m

例3，一台他励直流电动机，铭牌数据为

PN?60kW，UN?220V，IN?305A，

nN?1000r/min，试求：（1）固有机械特性并画在坐标纸上。（2）T?0.75TN时的转速。

（3）转速

n?1100r/min时的电枢电流。

，

解：（1）

Ea?UN?INRa1?UNIN?PN?103?1?220?305?60?103?Ra???????0.38?， 222?IN305??2?Ea?220?305?0.038，

Ea220?305?0.038Ce????0.208，

nN1000n0?UN220??1058r/min，

Ce?0.208TN?9.55Ce?IN?9.55?0.208?305?606N?m。

根据（1058，0）和（1000，606）两点可画出机械特性。 （2）当

T?0.75TN时的转速：

（3）当

n?1100r/min时的Ia：

UN?Ea220?0.208?1100Ia????232A。

Ra0.038可见当

n?1100r/min?n0?1058r/min时电动机运行在回

0.5RN时的人为

馈制动状态。

例题,4、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

特性。（2）电枢回路总电阻为

2RN的人为机械特性。UN，电枢回路不串入电阻（3）电源电压为0.5UN,电枢不串入电阻，??0.5?N时的人为机械特性。

时的人为机械特性。（4）电源电压为

1?UNIN?PN?103????0.038?，解：已知Ra?22?IN?UN?INRaCe?N??0.208，

nNTN?9.55Ce?NIN?606N?m，

UN220RN???0.721?，

I305NnUNC??2200??1058r/min。

eN0.208（1） 电枢回路总电阻为

0.5RN时：

n?1058?0.5?0.7219.55?0.2082?606?1058?528.7?529.3r/minn?1058?0.873T，

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

2RN时：

n?1058?2?0.7219.55?0.2082?606?1058?2115??1057r/minn?1058?0.761T，

根据（1058，0）和（-1057，606）两点可画出曲线2。 （3） 电源电压为

0.5UN，Rc?0时：

n?0.5?1058?0.0380.208?305?529?56?473r/minn?529?0.092T，

根据（529，0）和（473，606）两点可画出曲线3。

（4）

??0.5?N，U?UN，Rc?0时：

nUN2200'?0.5C??2115r/min，

e?N0.5?0.208n?2115?0.368T，

，

，

，

根据（2115，0）和（2004，606/2）两点可画出曲线

例题4

Z2?71型他励直流电动机，PN?7.5kW，

IN?85.2A，

nN?750r/min，Ra?0.129?，采用电枢串电阻分三级起动，最大起动电流为2IN，

试计算各级起动电阻值。 解：

I1?2IN?2?85.2?170.4A，

2?UNIN?PN?103?2110?85.2?7.5?103Ra???0.172?， ???223?IN85.2?3Rst3I2?UN110???0.646?，??3Rst3?30.646?1.71，

I1170.4Ra0.129I1??170.4?99.6A?1.17IN，满足要求。

1.71?Rst1??Ra?1.71?0.129?0.226?，

Rst2??2Ra?1.712?0.129?0.377?，

Rst3?0.646?，

rst1?Rst1?Ra?0.226?0.129?0.097?，

rst2?Rst2?Rst1?0.377?0.226?0.151?，

rst3?Rst3?Rst2?0.646?0.377?0.269?。

例题

5 他励直流电动机

PN?29kW，

UN?440V，

IN?76A，

nN?1000r/min，Ra?0.376?，采用降低电源电压及弱磁调速，要求最低理想空载转

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