自动化本《电机与拖动基础》练习题.pdf

电机与拖动基础练习题 一填空题： 1三相异步电动机常用的制动方法是 。 2直流电机中电枢绕组的作用是产生 ，实现机电 能量转换。 3一台三相变压器的接线如图所示，则其联接组为 。 4当电源频率及电动机其他参数不变，三相绕线式异步电动机转子串 入电阻时，其最大转矩Tm ，临界转差率Sm ，转速n 。 5同步电机按其转子的结构不同，可分为 ；其阻尼 绕组用于 。 6已知某直流电动机的机械特性1如图所示，该机分别与负载特性2和 负载特性3配合时，平衡点A是 平衡点，平衡点B是 平 衡点。 7一台磁极对数p为2的三相异步电动机定子绕组通入频率f1为50HZ的 三相对称电流，其三相绕组所产生的合成基波磁势的转速n1= ，旋转方向是 。 8一台三相异步电动机，已知电源频率f1=50HZ，定子每相绕组的串 联匝数N1=24，基波绕组系数kw1=0.90，基波每极磁通1=0.74Wb， 则定子每相绕组中的基波相电动势有效值E1为 。 9一台三相异步电动机，已知f N=50HZ，P N=40kW，nN=1470r/min， U N=380V，M=2.0，则其额定转差率SN= ，最大转矩Tm= 。 10三相同步电机的转子主要由 组成。 11单相异步电动机的基本类型有 。 12同步电动机常用的起动方法有 。 二三相异步电动机主要由哪几部分组成？试分析其工作原理。 三计算题： 1一台他励直流电动机，已知：PN=22kW，UN=220V，IN=115A， nN=1500r/min，Ra=0.25，拖动恒转矩负载TZ=0.7 TN，试求： （1）若电枢回路串入电阻1，则稳定后的转速和电流； （2）若采用降低电压调速，使转速为300r/min，则端电压和稳 定后的电流； （3）若将磁通和端电压都降低20%，则稳定后的转速和电流。 2某车间有一台三相笼型异步电动机，已知额定数据为：PN=37kW， IN=72A，nN=985r/min，起动电流倍数KI=6.5，起动转矩倍数 KM=1.8，车间变电所允许最大冲击电流为360A，生产机械要求起动 转矩不得低于250Nm。试问： （1）此电动机能否采用全压起动？ （2）此电动机能否采用Y-降压起动？ （3）若有一个抽头为40%、60%、80%三档的自耦变压器，用哪一档作为降 压起动能满足上述条件？ 3一台三相变压器（铝线），已知：SN=750kVA，U1N=10kV， U2N=0.4kV，Y/Y联接。在低压边做空载试验，当电压为额定电压 时（U0=U2N=400V），I0=60A，P0=3.8kW；在高压边做短路试 验，当电流为额定电流时（IK=I1N=43.3A），UK=440V， PK=10.9kW。设折算到同一侧后，高、低压绕组的电阻和漏电抗分 别相等。试求： （1）变压器T型等效电路的各参数实际值；（2）当二次侧 满载，功率因数为0.8（滞后）时的电压变化率。 4一台他励直流电动机，PN=21kW，UN=220V，IN=110A， nN=1200r/min，Ra=0.12，试求： （1）要使该机在额定状态下，进行能耗制动停机，要求最大制动 电流不超过1.8IN，应串入的制动电阻及相应的最大制动转 矩； （2）若该机带TZ=0.7TN位能性负载运行，采用能耗制动串入2的 制动电阻，使之下放重物，则下放的速度。 5一台三相笼型异步电动机的额定数据为：UN=380V，PN=30kW， nN=2950r/min，fN=50HZ，联接。采用变频调速拖动TZ=0.85TN的 恒转矩负载，已知变频电源输出电压与频率关系为U1/f1=常数。试 求：若使变频电源输出的频率f1=30HZ，则变频器输出的线电压U1 和电动机的转速n。（用直线表达式计算） 6一台三相绕线式异步电动机额定数据为：PN=22kW，U1N=380V， nN=1420r/min，E2N=187V，I2N=68.5A，M=2.3。试求：采用转向 反向的反接制动使位能性负载TZ=0.7 TN，以n= -200r/min的速度稳 速下放，则应在转子每相串入的电阻。（用直线表达式计算） 四已布置的各章部分作业。 部分计算公式： ， ， ， ， 参考答案 一填空题： 1能耗制动、反接制动、回馈制动 6稳定，稳定 71500r/min，从电流超前相绕组 转向电流滞后相绕组 0.02，519.7N.m 10转子铁心、励磁绕组、阻尼绕组和转轴等 11单相电阻起动、电容起动、电容运转起动、罩极起动等异步电动 机 12拖动起动法、异步起动法、变频起动法等 二 组成：定子铁心、定子绕组、转子铁心及转子绕组等； 工作原理：将定子三相对称绕组施以三相对称交流电源U1，流过三 相对称电流I1，产生旋转磁场，作用于转子上，在转子上感应电动势 E2，产生电流I2，产生电磁转矩Tem，带动转子旋转，输出机械能。 三计算题： 1解： （1）CeN=(UN-INRa) /nN=(220-115*0.25)/1500 =0.123 TZ=0.7TN不变，不变。 稳定后电流Ia=0.7IN=0.7*115=80.5A，也不变。 稳定后转速为： n=(UN-Ia(Ra+R)/CeN=(220-80.5 *(0.25+1)/0.123=970.53r/min （2）TZ=0.7TN不变，不变。 稳定后电流Ia=0.7IN=0.7*115=80.5A也不变。 端电压为：U=CeN n+IaRa=0.123*300+80.5*0.25=57.03V （3）Ce=0.8 CeN，CM=0.8CMN，TZ=0.7TN不变，TN= CMNIN 稳定后电流为： Ia=TZ/(CM)=0.7CMNIN/(CM)=0.7IN/0.8=0.7*115/0.8=100.63A 稳定后转速为： n=(U-IaRa )/ (Ce)=(220*0.8-100.63*0.25)/(0.8*0.123)=1532.95 r/min 2解： （1）全压起动时 TN=9550PN/nN=9550*37/985=358.7Nm Ist=KIIN=6.5*72=468A360A（不满足条件） Tst=KMTN=1.8*358.7=645.66Nm250 Nm（满足条件） 所以，不能采用全压起动。 （2）Y-起动时 Ist= Ist/3=468/3=156A 250Nm（满足条件） 能用抽头80%起动。 所以，可以选用抽头80%自耦变压器降压起动。 3解： 变比：k=U1N/U2N=(10/)/(0.4/) =25 （1）由空载试验，求得折算到低压边的激磁阻抗 Z2m=U0/I0=(400/)/60=3.849 R2m=P0/(3I02)=3800/(3*602)=0.352 X2m= 折算到高压边的激磁阻抗为： Zm=k2Z2m=252*3.849=2405.625 Rm=k2R2m=252*0.352=220.0 Xm=k2X2m=252*3.833=2395.625 由短路试验，求得高压边的短路阻抗为： Zk=Uk/Ik=(440/)/43.3=5.867 Rk=Pk/(3Ik2)=10900/(3*43.32)=1.938 Xk= 高、低压绕组漏阻抗为： R1=R2=Rk/2=1.938/2=0.969 X1=X2=Xk/2=5.538/2=2.769 （2）电压变化率为（I2*=1）： u= I2*（R*k cos+Xk*sin）*100% =43.3*/10000*(1.938*0.8+5.538*0.6)*100%=3.65% 4解： （1）CeN =(UN-INRa) /nN=(220-110*0.12)/1200=0.172 Iamax=(-UN-Ea) /( Ra+R)= -1.8*IN 应串入的电阻为： R= -CeNnN /Iamax- Ra= -0.172*1200/(-1.8*110)-0.12=0.922 相应的最大制动转矩为： Tamax=CMN Iamax= -9.55*0.172 *1.8*110= -325.23N.m （2）TZ=0.7TN不变，不变，稳定后电流为：Ia=0.7IN=77A。 稳定下放速度为： n= (-(Ra+R)Ia)/(CeN)= (-(0.12 +2)*77) /0.172= -949.07r/min 5解： 调频后的线电压为：U1=UNf1/fN=380*30/50=228V n1=3000r/min，p=1 sN=(n1-nN)/n1=(3000-2950)/3000=0.0167 在TZ=0.85TN，fN=50HZ时的转差率为： s=sNTZ/TN=0.0167*0.85=0.0142 在TZ=0.85TN，fN=50HZ时的转速降为： n=sn1=0.0142*3000=42.6r/min 调频后的同步转速为：n1=60f1/p=60*30/1=1800 r/min 因为调频后的转速降不变，所以在TZ=0.85TN，转速为： n= n1-n=1800-42.6=1757.4r/min 6解： n1=1500r/min，额定转差率为： SN=(n1-nN)/n1=(1500-1420)/1500=0.0533 转子电阻为：R2=(SNE2N)/(I2N)=0.0533*187/(*68.5)=0.084 制动前临界转差率为：Sm=2MSN=2*2.3*