电机电拖(终稿)习题答案1

附录四 部分习题参考答案

附录四 部分习题参考答案

第1章

1.9 某直流电机，PN=4kW，UN=110V，nN=1000r/min，ηN=0.8。若此直流电机是直流电动机，试计算额定电流IN；如果是直流发电机，再计算IN。

【解】

4000=45.46 A

UN?N110?0.8P4000发电机时，根据PN= UNIN 有IN=N?=36.36 A

UN110电动机时，根据PN= UNINη

N 有IN=

PN?1.10 一台直流电动机，PN =17kW，UN=220V，ηN=0.83，nN=1500r/min。求：额定电流和额定负载时的输入功率。

【解】 根据PN= UNINη

N有IN=

PNUN?N?17000=93.1A

220?0.83输入功率：P1= UNIN =220×93.1=20.48 kW

1.12 一台直流电机，p=3，单叠绕组，电枢绕组总导体数N=398，一极下磁通Φ为2.1×10-2Wb。当转速n=1500r/min和转速n=500r/min时，分别求电枢绕组的感应电动势Ea。

【解】

∵p=a=3∴n=1500r/min时，

Ea?pN3?398?n??2.1?10?2?1500?208.95V 60a60?3pN3?398?n??2.1?10?2?500?69.65V 60a60?3n=500r/min时，

Ea?1.13 一台直流发电机的额定容量PN=17kW，额定电压UN=230V，额定转速nN=1500r/min，极对数p=2，电枢总导体数N=468，连成单波绕组，气隙每极磁通Φ=1.03×10-2 Wb，求：(1)额定电流；(2)电枢电动势。

【解】

(1)额定电流：根据PN= UNIN 有IN=(2)电枢电动势 ∵单波绕组的a=1

PN17000=73.91A ?UN230∴Ea?pN2?468?n??1.03?10?2?1500?241.02V 60a60?11.14 一台他励直流电动机接在220V的电网上运行，已知a=1，p=2，N=372，Φ=1.1×10-2Wb，Ra=0.208Ω，pFe=362W，pm=204W，nN=1500r/min，忽略附加损耗。求：

(1)此电机是发电机运行还是电动机运行？ (2)输入功率、电磁功率和效率； (3)电磁转矩、输出转矩和空载阻转矩。 【解】 (1) ∵Ea?pN2?372?n??1.1?10?2?1500?204.6V 60a60?1204.6V＜220V ∴是电动机运行

(2)输入功率、电磁功率和效率；

输入功率：P1= UNIN ，根据U=Ea+IaRa 得

Ia?U?Ea220?204.6??74.04A Ra0.208∴P1= UNIN =220×74.04=16.29kW

电磁功率：Pem= EaIa=204.6×74.04=15.15 kW

输出功率：P2= Pem－pFe－pm=15.15－0.362－0.204=14.58 kW 效率：??P214.58??0.895 P116.29(3)电磁转矩、输出转矩和空载阻转矩：

Pem15150m ?9.55??96.46N·

nN1500P14580输出转矩：T2?9.552?9.55?m ?92.83N·

nN1500电磁转矩：Tem?9.55空载阻转矩：T0= Tem－T2=96.46－92.83=3.63 N·m

1.15 一台他励直流电动机，UN=220V。PN=10kW，ηN =0.88，nN=1200 r/min，Ra=0.44Ω。求：

(1)额定负载时的电枢电动势和电磁功率； (2)额定负载时的电磁转矩、输出转矩和空载转矩。 【解】

(1) 额定负载时的电枢电动势和电磁功率： 额定负载时的电枢电动势：根据PN= UNINηIN=

N 得

PNUN?N?10000=51.65 A

220?0.88根据UN= EaN ＋IN Ra得

附录四 部分习题参考答案

EaN= UN－IN Ra=220－51.65×0.44=197.27V 额定负载时的电磁功率： Pem= EaIa=197.27×51.65=10.19 kW

(2)额定负载时的电磁转矩、输出转矩和空载转矩 额定负载时的电磁转矩：

Tem?9.55Pem10190m ?9.55??81.1N·

nN1200额定负载时的输出转矩：

T2?9.55P210000m ?9.55??79.58N·

nN1200额定负载时的空载转矩：T0= Tem－T2=81.1－79.58=1.52 N·m

1.16 一台并励直流电动机，UN=220V，IN=80A，Ra=0.1Ω，励磁绕组电阻Rf=88.8Ω，附加损耗ps为额定功率的1％，ηN =0.85。试求：

(1)电动机的额定输入功率和额定输出功率； (2)电动机的总损耗；

(3)电动机的励磁绕组铜损耗、机械损耗和铁损耗之和。 【解】

(1) 电动机的额定输入功率和额定输出功率： 额定输入功率：P1= UNIN=220×80=17.6 kW 额定输出功率：P2= P1ηN =17.6×0.85=14.96 kW (2)电动机的总损耗：

Σp= P1－P2=17.6－14.96=2.64 kW

(3)电动机的励磁绕组铜损耗、机械损耗和铁损耗之和：电路如图

Ia=IN－If= IN－PCuf＋pm＋pFe =P1－pCua－pS－P2

2= P1－IaRa－P2×1％－P2

UN220=80－=77.52 A

88.8Rf=17.6－77.522×0.1×10-3－14.96×1％－14.96

=1.89kW

1.17 一台并励直流发电机的数据为：额定电压UN=230V，额定电枢电流，IN=15.7A，额定转速，nN=2000r/min，电枢回路电阻Ra=1Ω(包括电刷接触电阻)。励磁回路总电阻Rf=610Ω。将这台发电机改为电动机运行，并联在220V的直流电源上，求当电动机电枢电流与发电机额定电枢电流相同时，电动机的转速为多少(不考虑电枢反应及磁路饱和的影响)？

【解】

并励直流发电机的电路如图，励磁电流为

If?UN230??0.377A Rf610因此，Ia= IN＋If=15.7＋0.377=16.077 A 根据EaN = UN＋Ia Ra=CeΦNnN得

Ce?N?UN?IaRa230?16.077?1??0.123

nN2000若改为电动机运行，其电路如图所示，励磁电流为

If?UN220??0.361A Rf610依题意，电枢电流仍为 Ia= 16.077 A 但此时的

Ce??Ce?N所以

0.3610.361?0.123??0.1178 0.3770.377n?UNR?aIa Ce?Ce?2201???16.077?1731 r/min 0.11780.1178 第2章

2．13 一台他励直流电动机，PN=40kW，UN=220V，IN=207.5A，Ra=0.067Ω。 (1)若电枢回路不串电阻直接启动，则启动电流为额定电流的几倍? (2)若将启动电流限制为1.5 IN ，求电枢回路应串入的电阻大小。 【解】 (1)IST?U?Ea220?0??3283.58A Ra0.067IST3283.58??15.82 即15.82倍。 IN207.5U?Ea220?0(2)R??Ra??0.067?0.64?

IST1.5?207.52．14 一台他励直流电动机，PN=17kW，UN=220V，IN=92.5A，Ra=0.16Ω，nN=1000r/min，电动机允许的最大电流Iamax=1.8IN，电动机拖动负载TL=0.8TN电动运行。求：

附录四 部分习题参考答案

(1)若采用能耗制动停车，电枢回路应串入多大电阻? (2)若采用反接制动停车，电枢回路应串入多大电阻? 【解】

(1) 能耗制动停车：特性曲线如图所示，

Ce?N?工作转速

UN?IaNRa220?92.5?0.16??0.2052

1000nN

n?UNR?aIa?220?0.16??0.8?92.5??1014.4r/min

0.20520.2052Ce?NCe?NR?R根据 n??aIa得

Ce?Ce?n0.2052?1014.4

R??IaB?RA???1.8?92.5?0.16?1.09?(2)反接制动停车：特性曲线如图所示，

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