2016浙大远程电机与拖动离线作业答案资料

1、-精品文档- 号： 学 姓名： 学习中心：年级： 华家池 1-13 已知直流电机的极对数p=2，槽数z=22，元件数及换向片数s=k=22，试画出单迭绕组展开图、磁极和电刷位置，并画出并联支路图。 y?y?1 此电机绕组是单迭所以答： k不是整距绕组，采用省铜且有利于换向的短距绕组 z22?5y? 12p2?2 根据参数画出展开图，并作出并联支路图如下 1 2 6 7 11 12 13 17 18 22 20 21 19 S 21 22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 3458910141516NNSA+B- 1

2、-19 某四极直流电机，电枢槽数z=36，单迭绕组，每槽导体数为6，每极磁通2.2*10e-2Wb，电枢电流Ia=800A，问此时电磁转矩为多少？如改为单波绕组，保持支路电流不变，其电磁转矩为多少？ 解： 电机内的总导体数N=6Z=36*6=216，单迭绕组时：a=p=2 pN2?216?2?T?C?605.04IN?m?I?2.2?10?800? aMa?2?3.14162?a2?1a? ，若要保持支路电流不变，改为单波绕组时，I800?aA?2?a1?I?2?a400?i?2 aa22?2a216?2pN?2?mN605.04?400?TI?C?I?2.2?10 aMa?12?23.141

3、6a? 1-21 某他励直流电动机额定电压U=220V，额定电流I=10A，额定转速n=1500r/min，NNN电枢回路总电阻R=0.5Ohm，试求： a(1) 额定负载时的电磁功率和电磁转矩； (2) 保持额定时励磁电流及总负载转矩不变而端电压降为190V，则稳定后的电枢电流与转速为多少？（电枢反应忽略不计）。 ?W2150?10220?10?IP?E?0.5U?I?R?I?P (1) 解： NNaNNMaaPP2150?60?NNm13.687?T?N? ?Nn2?2?3.1416?1500NN 60T?ZI?A?I?10所以 励磁电流不变时磁通不变，总负载转矩也不变，不变，(3) aN

4、?CM?I?EUR190?10?5?NaNaminr?n?n1290.70/?1500?n NNEU?I?R220?10?5aNaNN1-22 某并励直流电动机额定电压U=220V，额定电流I=75A，额定转速n=1000r/min，NNN电枢回路总电阻R=0.26Ohm，额定时励磁回路总电阻R=91Ohm，铁耗及附加损耗fnap+p=600W，机械损耗P=198W，电枢反应去磁作用不。试求： OhmFedelta(1) 额定运行时的电磁转矩T与输出转矩T； N(2) 理想空载转速； (3) 实际空载电流I及实际空载转速。 0?W198600?p?ppp?798 解： (1)?Fe0 ?kW1

5、6.5?75?U?I?220PN1NU220?NAI?2.42 fNR91fn?A2.42?72.58I?I?75?I?fNaNN?22W0.26?R?72.581369.64p?I? aaNcua?W220?532.4IU?2.42?p?NcuffN?W?14597.9616500?1369.64?532.4P?P?p?p?cufcua1MPP14597.96?MMm?NT?139.4? ?3.1416?1000n2?2?NN 6060?W2700.04600?198?p?p?1369.64?532.4?p?p?p?p?cufFecua?pI?UP220?75?2700.04 ?NNNmN?

6、131.78?T? ?Nn2?3.1416?10002?NN 6060U?IRE220?72.58?0.26aNaNaN?0.20113C?(2) Ne1000nnNNU220N?n?1093.82 0C?0.201130e?mN131.78?7.62?T?TT?139.4? (3) N0C?9.55C?9.55?0.20113?1.921 NNMeT7.62?0AI?3.967 0a1.921?CNMRIU?0.263.967?220?aaN0min?n1088.69/r? 00.20113?C0e 1-31 两台完全相同的并励直流电动机，电枢回路总电阻均为Ra=0.1Ohm，两机在1000

7、r/min时的空载特性均为： I1 1.3 1.5 U0 186.7 195.9 现将两机在机械上同轴联结，电路上并联于同一个230V 的直流电源，轴上不带其他负载，电枢反应及附加损耗均忽略不计。已知当甲机励磁电流为1.4A，乙机的励磁电流为1.3A时，机组的转速为n=1200rpm。试问： (1) 此时哪一台为发电机？哪一台为电动机？ (2) 机组总的机械损耗和铁耗为多少？ (3) 只调节励磁电流能否改变两机的运行状态（转速不变）？ 2-10 他励直流电动机额定数据如下：P=60kW，U=220V，I=350A，n=1000RPM，试问： NNNN(1) 如果将该机直接起动，则启动电流为多少

8、？ (2) 为使启动电流限制在2IN，应在电枢回路串入多大电阻？ (3) 如果采用降压启动且使启动电流限制为2IN，端电压应降为多少？ ?P?UI220?350?160000?NNN?R?0.0694 解: (1) ? a22350I2?2?NU220?NA3170.59I? aR0.0694aU220?NR?R?0.245R?R?0.0694(2) aa21350?2I2N?V0.0694?48.583502?IR?2?U (3) aN1 2-15 某他励直流电动机额定数据如下：P=3kW，U=220V，I=18A，n=1000RPM。电枢NNNN回路总电阻Ra=0.8Ohm。试求： (1)

9、 为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2In，求制动电阻值； (2) 在项(1)的制动电阻时，如负载为Tz=0.8T位能转矩，求电机在能耗制动后的稳定N 速度； (3) 设该机带动Tz=TN位能负载运行于额定状态，采用能耗制动使之最终以500rpm的速度放下重物，求制动电阻及该电阻所对应的最大制动电流； (4) 该机采用能耗制动将Tz=TN的位能负载稳速下放时，所能达到的最低下放转速为多少？ (5) 若该机在额定工况下采用能耗制动停机而不接制动电阻，则制动电流为额定电流多少倍？ U?IR220?18?0.8aNN?0.2056C? 解：(1) Nen1000NC?nC?

10、n0.2056?1000?NeeNNN?4.91?R?R?R?0.8 aZaI?2I2?18N10.8TT?NzA?14.4?0.8?18I?0.8I (2) NzC?C?NNMMR0.8?14.4?an?r/min56.03?I? zz0.2056?CNeTT?NzAI18?I? (3) NzC?C?NMMNC?nC?n0.2056?500?NNeeNN?0.8?4.91?R?R?R? aZaI18?I1zTT?NzA?18?I?I (4) NzC?C?NNMMR0.8?18?an?r/min?I?70.04 zz0.2056?CNe?Cn0.2056?1000?NNeI?257?A(5)

11、a0?0.8R?RzaI257a?14.28 I18N 2-17 他励直流电动及额定数据为：P=29kW，U=440V，I=76A，n=1000RPM，NNNNRa=0.377Ohm；试问： (1) 该机以500rpm的速度吊起Tz=0.8TN负载转矩，在电枢回路应串多大电阻？ (2) 用哪几种方法可使Tz=0.8TN的位能负载以500rpm的速度稳速下放？求每种方法 的电枢回路串接的电阻值。 U?IR440?76?0.377aNN?0.4113C? 解：(1) Nen1000NU440?Nmin/r?n?1069.78 0C?0.377Ne0.8TT?NzIA?60.8?I?0.8?0.8?

12、76 aN?CCNNMMn?U?C500?0.4113?440?NeNR?R?0.377?3.477? ?a60.8Ia(2) 可采用串接电阻能耗制动的方法 C?nC?n0.4113?500?NNee?0.377?R?3.005?RR? aZaI60.8?I1z 3-12 一台单相变压器，S=100kVA，U/U=6000/230V，f=50Hz，原副边绕组的电阻和漏N1N2NN抗分别为：R=4.32Ohm，X=8.9Ohm，R=0.0063Ohm，X=0.018Ohm，求： 2112 (1) 折算到高压方的短路电阻，短路电抗和短路阻抗？ (2) 折算到低压方的短路电阻，短路电抗和短路阻抗？

13、(3) 短路电阻，短路电抗和短路阻抗的标幺值？ (4) 用百分值表示的短路电压及其分量？ (5) 满载及cos=1，0.8（滞后），0.8（超前）三种情况下的电压变化率？并对计算结果进行比较和讨论。 U6000N1?k?26.087 解：(1) U230N2?22?0.0063?R?26.087R4.287?k?22?22?26.08712.25X?k0.018X22?8.607?4.32?4.287R?R?R 2k1?21.158.9?12.25X?X?X?2k1?8.607?j21.15?Z?RjX?kkkU230N2?0.0383k (2) U6000N1?22?0.006348?k4.

14、32R?0.0383?R11?22?0.0131?k8.9X?0.0383X?21?0.006348?R0.012648?0.0063?R?R 1k2?0.0311X?0.018?0.0131X?X?12k?j0.0311?jX?0.012648?Z?RkkkS100000?NA16.67?I? (3) N1U6000N1U6000?N1Z?360? N116.67IN1R8.607*k?0.0241R? kZ360N1Z21.15*kX?0.0588? k360ZN1Z21.15?j8.607*kZ?0.0241?j0.0588? k360ZN175234.5?8.607?a?10.265?

15、R75R/?a(4) ?kC?75k25?234.5 ?2222?X?10.265Z?R23.51?21.15Ck75?k75?kC?V?391.9ZU?I?16.67?23.51C1k75Nk?U391.9k6.53%100%?u?100%? k6000UN1RI10.265?16.67C1N?k75?u100%?2.85%? kR6000UN1XI23.5116.67?kN1?100%?1.53%u kX6000UN1?0?1cos,sin? (5) 22?*?100%Rcos?Xsin?u22kk ?2.41%?1?0.05880?100%0.0241?超前?cos0.8, ，负载为容性

16、，2?0.8,?0,36.87cos?222 ?0.6?36.87sin?sin?2?*?100%?u?XRcossin2k2k ?1.6%?100%0.0241?0.8?0.0588?0.6?滞后?cos0.8, ，负载为感性，2?36.87cos?0.8,?0,222 ?0.6?sinsin?36.87?2?*?100%sin?cos?u?XR22kk ?5.46%?100%?0.0241?0.80.0588?0.6 当负载为纯电阻性的时候，由于线圈中电阻的存在，输出电压会略下降。 当负载为电感性时，变压器输出电压会比纯电阻性下降。外特性为一条下垂曲线。 当负载为电容性时，变压器输出电压随

17、电流增大而上升。 个端点和各相绕组的极性如图所示。试讲此三相一台三相变压器，原、副边绕组的3-15 12 和Y/Y-4，并画出联接图、相量图和标出各相绕组的端点标志。变压器联结成Y/delta-7B B A C B CBA B X Y Z E ECZ X Y Aa(z) E 所示各种联接法的相量图，根据相量图标出联接组号。3-16 画出3-39 B E B E EABA Eab A E EAC E Ecab A c C Eb Ecc (a) Y/delta-1 or Y,d1Figure 3 B EBC EAB Ec EA b ECAC Ea D,D8 Figure 4 B EB Ec AB

18、Ec E EAA CE bab C a (c)Y/Y-8 Figure 5 B E BC E AB A E CAC a E c a E cE bb (d) D,Y5 Figure 6 4-4 某三相感应电动机的额定数据如下：P=30kW, U=380V, n=1450r/min, cos=0.80, NNNN=88%, f=50Hz，试求：（1）该机的极数；（2）额定转速差；（3）额定电流。 NN解：(1) 该机的同步转速可以写成： 60f60?503000?1min/n?r? 1ppp当极对数p=2时，n=1500 ，略高于n，所以极对数必为 : 1160f60?501?2p? n15001

19、n?n1500?1450N1?0.033S?(2) N1500n1310P30000?NA?64.74I (3) N?33U?cos380?0.88?0.8NNN 4-6 已知某三相交流电机的极对数p=3，定子槽数z1=36，线圈节距y1=5/6，并联支路数a=1，采用双层分布短距迭绕组。试求： (1) 用三种不同颜色画出三相绕组展开图，并将之连结成三角形接法。 (2) 该绕组可以接成哪几种并联支路数？ z36?1?6 (1) 解： 2p6z361?3q 2mp2?3?21(2) 双层绕组每相有2p=6个线圈组。可全部并联，得到最大并联支路数a。=2p=6max 若全部串联，可得到每相最少支路

20、数a=1。也可以两串联，再三并联，得到a=3min条支路并联。或三串联，两并联，得到a=2条支路并联。 4-10 某三相交流电机定子槽数z1=36，极距=9槽，绕组跨距y1=7槽，定子三相双层绕组Y接法。每个线圈匝数Ny=2，并联支路数a=1，气隙每极基波磁通1=0.74Wb，气隙谐波磁密与基波磁密的幅值之比为B5/B1=1/25，B7/B1=1/49，基波及各次谐波磁场转速相等，均为1500rpm。试求： (1) 基波、五次谐波和七次谐波的绕组系数； (2) 相电动势中的基波、五次谐波和七次谐波分量有效值； (3) 合成相电势有效值。 z36?1?6 (1) 解： 2p660f60?501?

21、p?2 n15001z361?3q? 2mp2?3?21 ?360360?2p?20? 36z142p?N2?24?匝3qN? 1y1a ?y71k?sin90?sin?0.94 1y?92?2?20?qsinsin0.342 22?=0.656=k ?1q?200.521 3sinqsin 220.617?0.94?0.656kk?k?11y1q ?y71?sin5?90?0.174k?sin5 5y?92?q3?205sin5sin0.5 22?=k=0.218? ?5q?52052.303sinsinq 220.038?kk?k0.218?0.174?5y55q ?y71?sin7?90

22、?0.766k?sin7 7y?92?q203?7sinsin70.5? 22?=?0.177?k ?7q?7?7202.823sinqsin 22?0.136?0.177k?kk?0.766?7qy77?V0.74?2432.6650?24?0.617?E?4.44fNk?4.44? (2) ?1111?10.74?V?29.96?24?0.038?4.44fNk?4.44?5?50E? ?55?551250.74?V?76.624E?0.136?50Nk?4.44?7?4.44f ?7777?149?V2539.2229.96?76.6?E?E?E2432.66?E (3) 7?7?15

23、4-14 某四极单相电机定子绕组串联匝数N1=100匝，基波绕组系数为k1=0.946，三次谐波绕组系数k3=0.568。试求： (1) 当通入相电流为i=1.414*5sin314tA时，单相绕组所生的基波和三次谐波磁动势的幅值及脉振频率； 5? t314sin3?25sin314t?2i?A若通入的相电流为(2) 时，相电流中的三次谐3波电流能否产生基波磁动势？为什么？ (3) 对于项2写出相绕组所生的基波脉振磁动势表达式； (4) 对于项2写出相绕组所生的三次谐波脉振磁动势表达式； (5) 若通入的相电流为I=5A的直流电流，求相绕组所生的基波及三次谐波磁动势幅值各为多少？这时该磁动势是

24、什么性质？ ?p314?2?Hz?100?f? 解：(1) 1?2?23.14?Hz?300?3?100f?vf 13?A4505?100?F?0.9IN?0.9?y1y?A0.946?425.7?qFk1?450?F1y1q1q 0.90.9?5?100?A?150F?IN? y3y33?A0.568?85.2?qFF?k?1150?3q3qy3(2) 三次谐波电流不能产生基波磁动势。因为沿圆周分布的绕组可以使三次谐波磁动势互相抵消。 Nk100?0.946?11I?0.9?5?0.9F?212.85安匝/极? (3) ? ?12p kN5100?0.568?31极14.2F?0.9安匝/I

25、?0.9? (4) ? ?332?33p此时通入直流电流时，绕组电流无交流分量，所以也没有基波和谐波磁动势产生。(5) 定子绕组上电流无变化，转子也无法产生感应电流。 ，定子绕组三角形，nN=1455rpmPN=10kW4-27 某三相四极50Hz感应电动机，UN=380V，rm=8.34Ohm，X1=2.43Ohm，r2=1.04Ohm，X2=4.4Ohm接法。R1=1.375Ohm。试用简化等值电路计算额定负载时的。额定负载时pOhm+pdelta=205WXm=82.6Ohm 定子电流、功率因数、输入功率和效率。? V?658.18?03?U?0?3?380?U0 解： N1 U?065

26、8.18?1?I ?m 82.6?8.342.43X?X?j1.375?rr?j?m11m?A?7.69?83.48?0.87j7.64?n?n1500?1455N1?0.03S? N1500n1U?658.18?0?1?I? 21.04 ?r?4.4j?2.431.375?XX?r?j2? 0.03? ?211S?A169.273.34?j?17.94?17.63?A?21.51?30.69?17.63?j3.34?18.5?j?II10.98?I?0.87?j7.64?21m ?cos30.69?cos?0.86NPP10000?NN?100%?100%?100%?82.1% NP?3?3

27、80?21.513UIcos?0.861NNN1N1 4-28 某三相四极50Hz感应电动机，已知输入功率P1=10.7kW，定子铜耗Pcu1=450W，铁耗pfe=200W，转差率S=0.029。试求此时该机的电磁功率PM，总机械功率Pohm，转子铜耗Pcu2及电磁转矩T各为多少？ ?W?450?20010050?p?p?PP10700 解： Fe1Cu1M ?W9758.55?S10050P?1?P?0.0291?M?W291.45P?P?P?M2Cu60f60?50?nmin1500?r/? 12p?n215002?1srad157.08/? 16060P10050?MmNT?63.98

28、 157.08?1 4-36 某三相四极50Hz笼式感应电动机P=3kW，U=380V，I=7.25A，Y接法，r=2.01Ohm。NNN空载试验数据：当空载线电压U=380V时，I=3.64A，p=246W，P=11W；短路试验010数据：当I=7.05A时，短路线电压U=100V而P=470W。假设附加损耗忽略不计，短kkk。试求： =X路特性为线性，且X21 (1) 参数X1,rm,Xm,r2； (2) 该机的cosN及N（不考虑温度的影响） 解：(1) ?22W?155.1?2.01?11r?p?246?3?Ip?P?m3.64?001Fe1p155.1?Fe?3.90?r? m22m

29、I3?3.6401U380?1Z?104.4? 03.64I0p246?0?6.19?r? 0223.643mI?01 ?2222?r104.22?104.46.19X?Z?000 5-1 某三相绕绕式感应电动机的额定数据如下：P=7.5kW，U=380V，I=15.1A，NNNn=1450rpm，=2.0。试求：(1)临界转差率S和最大转矩T；（2）写出固有机械特mMNm性实用表达式；（3）该机的固有启动转矩倍数KM。 60f60?503000?1minr?1500/?n? (1) 解： 1pp2n?n1500?1450N1?0.033S Nn15001? 22?0.124?0.0332?2

30、1?SS?1?MNmM7.5?T?9550P/n?9500?49.14N?m NNN1450?m?T98.28?49.142?TN?NmM 固有机械特性为(2) 2T2?98.2824.373Sm?T? S0.124SS20.015S?m? 0.124SSSm2T2?2TNm?T?0.49T (3) NQ10.124SS?m? 0.1241SSmTQ?0.49K MTN 5-5 某三相笼型感应电动机额定数据如下：P=300kW，U=380V，I=527A，n=1450rpm，NNNN启动电流倍数K=6.7，起动转矩倍数K=1.5，过载能力=2.5。定子三角形接法。试MMI求： (1) 直接起动时的电流I与转矩T； QQ(2) 如果供电电源允许的最大电流为1800A，采用定子串对称电抗器起动，求所串的电抗x及起动转矩T； QQ (3) 如果采用星-角起动，能带动1000n的恒转矩负载起动吗？为什么? M