电机与拖动基础作业含答案.doc

浙江大学远程教育学院电机与拖动课程作业姓名：学 号：年级：学习中心：课后习题：1131）、计算绕组数据：因为是单迭，所以 y = yk =1, 第一节距 y1 = 22/ 2/2 +/- = 22/4 = 5， 为短距绕组。2）、绕组展开图： 3）、并联支路图：1191）、极对数p=2，单迭绕组时，支路对数a=2,电枢绕组总导体数N=366=2162）、改为单波绕组：a=1，支路电流电枢电流 电磁转矩 1211）、他励电机： , 所以电磁功率：电磁力矩：2）、由于不变且电枢反应忽略不计，则有；又因TZ不变，所以有电枢电流反电势由于 ，所以 即稳定后的转速为 1291 rpm.1221）、对于并励电机，有：电枢电流反电势 转矩为 2）、由于电枢反应去磁作用不计且U=UN不变，所以，则理想空载转速：3）、实际空载电流： 实际空载转速：1311）、对甲电机，其反电势：对乙电机，其反电势：因为，故甲为发电机，乙为电动机。2）、乙为电动机：甲为发电机：由于电动机乙与发电机甲同轴联结，乙机的轴上输出功率P2乙即为甲机的输入功率，即则：，得总损耗 3）、调节励磁电流可以改变两机的运行状态。例如：将If甲使得Ea甲U，这样就可以使甲机变为电动机，乙机成为发电机；也可以调If使两机在1200r/min时都作电动机运行，它们都从电网吸收功率，共同拖动轴上的同一个机械负载。2101）、电枢电阻为：直接启动时，启动电流：2）、 所以串入电枢回路的电阻值为：R3）、降压启动时， 电枢端电压为：U=2x350x0.0694=48.58(V)2151）、反电势：最大制动电流 因为 所以电阻值为：2）、转速为： 3）、稳定后：制动电流： ，负号代表制动时电流反向4）、不串电阻时，下放速度最低 ，所以最低下放转速为：5）、制动电流为： 制动电流倍数为：2171）、设额定运行点为下图（a）的A点，对应：设TZ=0.8TN且串电阻时，对应图（a）的B点，有:据 440=205.5+60.8(0.377+(2) 有两种办法：) 采用能耗制动，对应图（b）特性的B点， ) 采用电动势反向的反接制动，对应图（b）特性的B点， 440=-205.5+60.8(0.377+3151）、Y/-7： 联接图 向量图 2）、Y/Y-4：联接图 向量图316a) b) c) d) 441)、由于nN=1450(r/min) 与n1=1500(r/min) 较接近，所以 n1=1500(r/min),P=60f/n1=3000/1500=2, 为4极电机。2）、滑差率3）、额定电流：461）、计算绕组数据： 划分相带（只划分每槽上层边的相属，下层边的位置由y1决定，与相带划分无关）槽号1 23 45 67 89 1011 12相带名A1Z1B1X1C1Y1槽号13 1415 1617 1819 2021 2223 24相带名A2Z2B2X2C2Y2槽号25 2627 2829 3031 3233 2435 36相带名A3Z3B3X3C3Y3画绕组展开图，并连成接法（a=1）,如下图所示。2）、由于每相有2p=6个线圈组，所以若将每相的线圈全部并联，可得每相最大并联支路数amax=2p=6；若全部串联，可得每相最少支路数amin=1；也可以三个串联后再两个并联，得每相有a=2条并联支路；或者两串再三并，每相有a=3条并联支路数。4101）、 极数：2p=每极每相槽数：槽距角： 定子每相串联匝数： 基波绕组系数：五次谐波绕组系数： Kw5=ky5kq5=-0.17360.2176=-0.0378七次谐波绕组系数：2）、相电动势基波有效值：E1=4.44f1N1kw11=4.4450240.90190.74=3556(V)相电动势五次谐波有效值：其中：相电动势七次谐波有效值：其中：3）、合成相电势有效值：4141）、基波磁动势幅值：基波磁动势脉振频率: 三次谐波磁动势幅值：三次谐波磁动势脉振频率: 2）、电流的三次谐波为时间波，通入单相绕组产生在空间矩形波分布的脉振磁动势，其中包括基波和一系列高次谐波磁动势，因而可以产生基波磁动势，只是其脉振频率为基波电流产生的脉振频率的3倍。3）、此时相绕组产生的基波磁动势是由两部分组成，一部分由基波电流产生，另一部分由三次谐波电流产生，可以表示为： f1(t)=F11sintcos-F13sin3tcos其中，由基波产生电流产生的基波磁动势幅值为：由三次谐波电流产生的三次谐波磁动势幅值为：故相绕组所产生的基波脉振磁动势的表达式为：f1(t)=212.85sintcos-70.95sin3tcos4）、同3）可得：f3(t)=42.6sintcos-14.2sin3tcos5）、当I=5A直流，相绕组磁动势为空间上矩形波分布，幅值不随时间变化的恒定矩形波，可分解为基波及各项奇次谐波。基波磁动势幅值：三次谐波磁动势幅值：427额定运行转差率：简化等值电路如图示，以定子相电压为参考相量，激磁支路阻抗：Zm=(r1+rm)+j(X1+Xm)=(1.37+8.34)+j(2.43+82.6) =9.715+j85.03=85.5883.48负载支路阻抗： =36.04+j6.83=36.6810.73总阻抗：定子相电流：定子额定电流：定子功率因数：cos1=cos30.69=0.86输入功率：P1=3U1NI1Ncos1=338012.420.86=12.176(kW)效率：428电磁功率：PM=P1-pCu1-pFe=10.7-0.45-0.2=10.05(kW)总机械功率：P=(1-S)PM=(1-0.029) 10.05=9.758(kW)同步转速： 电磁转矩： 4361）、由空载试验求得空载阻抗： 空载总电阻：空载总电抗：铁耗：励磁电阻：由短路试验求得：短路阻抗： 短路电阻：短路电抗：由,得 定子漏电抗：转子电阻： r2=rk-r1=3.15-2.01=1.14()励磁电抗：Xm=X0-X1=60.12-3.78=56.34()2）、额定运行时定、转子总铜耗输入功率：效率：由,得额定运行时的功率因数511）、 额定转差率：临界转差率：额定转矩：最大转矩：2）、 固有机械特性实用表达式： 即 3）、在固有机械特性表达式中，令S=1，得固有起动转矩固有起动转矩倍数：551）、直接起动时电流 直接起动时的起动转矩2）、由直接起动时等值电路可知，短路阻抗为：设 则短路电阻为 短路阻抗为 据题意， 则所串电抗： 此时起动转矩 3）、 若采用Y-起动 所以不能带动1000Nm的负载起动。4）、若采用自藕变压器起动，设变化比为ka，则副边的抽头电压，则， 抽头为55%时， 抽头为64%时， 抽头为73%时， 故只有64%抽头一档满足要求，选择64%抽头档。515