浙大远程秋电机与拖动离线作业推荐文档

1、姓名：学号：年级：学习中心：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。答：此电机绕组是单迭所以yyk1不是整距绕组，采用省铜且有利于换向的短距绕组z22y152 p2 2根据参数画出展开图，并作出并联支路图如下123N456789S1011121314N1516171819202122S212212345678910111213141516171819202122A+B-1-19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=80

2、0A ，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=2TCMI apNI a222162.2 10 2800605.04 Nm2a13.14162改为单波绕组时，a，若要保持支路电流不变，I a2aia2aI a21800400 A2a22TCMI apNI a222162.2 10 2400605.04 Nm2a3.141611-21某他励直流电动机额定电压U N=220V ，额定电流 I N=10A ，额定转速 nN=1500r/min ，电枢回路总电阻Ra=0.5Ohm ，试求：(1)

3、 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）。解： (1)PMPNEaI aUN INRaI N220100.5102150 WTNPNPN21506013.687 Nm2nN2N3.1416 150060(3)励磁电流不变时磁通不变， 总负载转矩也不变， 所以 I aTZIN 10 A 不变，CMnnNEanNU NI NRa15001901051290.70 r / minEaNU NI NRa2201051-22 某并励直流电动机额定电压U N=220V ，额定电流 I N=75A

4、，额定转速nN=1000r/min ，电枢回路总电阻 Ra=0.26Ohm ，额定时励磁回路总电阻Rfn=91Ohm ，铁耗及附加损耗pFe+pdelta=600W ，机械损耗POhm=198W ，电枢反应去磁作用不。试求：(1) 额定运行时的电磁转矩 T 与输出转矩 TN ；(2) 理想空载转速；(3) 实际空载电流 I0 及实际空载转速。解： (1) p0pFepp600198798 WPUNIN2207516.5 kW1I fNU N2202.42 ARfn91I aNI NI fN752.4272.58 ApcuaI aN2 Ra72.5820.261369.64 WpcufI fNU

5、 N2.42220532.4 WPMP1pcuapcuf165001369.64 532.414597.96 WTPMPM14597.96139.4 Nm2nN23.14161000N6060ppcuapcufpFepp1369.64 532.4 600198 2700.04 WTNPNUNINp220752700.04131.78 Nm2nN23.14161000N6060(2)CeNU NI aN RaEaN22072.58 0.260.20113nNnN1000n0U N2201093.82Ce0.201130(3)T0TTN139.4131.787.62 NmCMN9.55CeN9.5

6、50.201131.921I a 0T07.623.967ACM1.921Nn0U NI a0 Ra2203.9670.261088.69r / minCe0.2011301-31 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1000r/min时的空载特性均为：I11.31.5U0186.7195.9现将两机在机械上同轴联结，电路上并联于同一个 230V 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的直流电源，轴上不带其他负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？

7、(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：PN =60kW ，U N=220V ，I N=350A ，nN=1000RPM ，试问：(1) 如果将该机直接起动，则启动电流为多少？(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？解: (1) Ra1UNINPN220350600002I N235020.06942I aU N2203170.59ARa0.0694U(2)R1R2Ra2INRa2200.0694 0.245

8、N2 350(3)U12I N Ra2350 0.069448.58 V2-15 某他励直流电动机额定数据如下：PN=3kW ， UN =220V ， IN=18A ， nN=1000RPM 。电枢回路总电阻Ra=0.8Ohm 。试求：(1) 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 N 位能转矩，求电机在能耗制动后的稳定速度；(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

9、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？解： (1)CeU NI N Ra220 180.80.2056NnN1000RZCeN nNRaCeN nNRa0.205610004.91I12I N20.818(2)I zTz0.8TN0.8IN0.81814.4ACMCMNNnzRaI z0.814.456.03 r / minCe0.2056N(3)I zTzTNI N18AC MCMNNRZCeN nNRaCeN nNRa0.2056500 0.84.91I1I z18(4)I

10、 zTzTNI N18ACMCMNNnzRaI z0.81870.04 r / minCe0.2056N(5)I anN CeN10000.2056257ARaRz0.80I a25714.28I N182-17 他 励 直 流 电 动 及 额 定 数 据 为 ： PN =29kW ， UN =440V ， IN=76A ， nN=1000RPM ，Ra=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。解

11、： (1)U NI N Ra440 760.3770.4113Ce NnN1000U N4401069.78r / minn00.377CeNTz0.8TN0.8I N0.8 7660.8 AI aCMCMNNU NCeN n4400.4113500RI aRa60.80.377 3.477(2) 可采用串接电阻能耗制动的方法RZCe N nRaCe N nRa0.4113 500 0.377 3.005I1I z60.83-12 一台单相变压器， SN =100kVA ，U1N /U 2N =6000/230V ，fN=50Hz ，原副边绕组的电阻和漏抗分别为： R1=4.32Ohm ， X

12、1 =8.9Ohm ，R2=0.0063Ohm ，X 2=0.018Ohm ，求：(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？(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。解： (1)kUU1N2 N600023026.087R2k 2 R226.0872 0.0063 4.287X 2k 2 X226.08720.01812.25RkR1R24.324.2878.607X kX1X

13、 28.912.2521.15ZkRkjX k8.607j 21.15(2)kU 2N2300.0383U 1N6000R1k 2 R10.03832 4.320.006348X1k 2 X 20.038328.90.0131RkR2R10.0063 0.006348 0.012648X kX 2X10.0180.01310.0311ZkRkjX k0.012648j 0.0311(3)I 1NSN10000016.67AU 1N6000Z1NU 1 N6000360I1N16.67*Rk8.6070.0241RkZ1N360X k*Zk21.150.0588Z1N360Zk*Zk8.607j

14、 21.150.0241j0.0588Z1N360(4)Rk75 CRka75 /a8.607234.57510.265234.525Zk75 CR2X 210.265 221.15223.51k 75 CkU kI1 N Zk 75 C16.6723.51 391.9 VukU k100%391.9100%6.53%U 1N6000ukRI 1N Rk 75 C16.6710.265100%2.85%U 1 N6000ukXI 1N X k16.67 23.51100% 1.53%U 1N6000(5) cos21,sin20uRk* cos2X k* sin2100%0.024110.05

15、880100%2.41%cos20.8, 超前 ，负载为容性，cossin220.8,20,236.87sin36.870.6uRk* cos 2X k* sin2100%0.02410.80.05880.6100%1.6%cos 20.8,滞后 ，负载为感性，cossin20.8,20,236.872sin 36.870.6u Rk* cos 2X k* sin2100%0.02410.80.05880.6100%5.46%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

16、电流增大而上升。3-15 一台三相变压器，原、副边绕组的 12 个端点和各相绕组的极性如图所示。试讲此三相变压器联结成 Y/delta-7 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。BABCBABCEBEBXYZXYZEAECa(z)E3-16 画出 3-39 所示各种联接法的相量图，根据相量图标出联接组号。BEABEBEAEaAbEAECEaEcAbCcEbEccFigure 3(a) Y/delta-1 or Y,d1BEBCEABEcA EbECAEaCFigure 4D,D8BcEABEBEcEAAECEbEaEabaCFigure 5(c)Y/Y-8BEBCEA

17、BAECAaCcEaEcEbbFigure 6(d) D,Y54-4某三相感应电动机的额定数据如下：PN=30kW,UN =380V, nN =1450r/min,cosN=0.80, =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：n160 f160503000 r / minppp当极对数p=2 时， n1=1500，略高于 n1，所以极对数必为 :p60 f160502n11500(2) SNn1nN15001450n10.0331500PN 103(3)I N3U NN cos N3000064.74

18、A33800.88 0.84-6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？解： (1)z13662 p6z136q232m1 p3 2(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amax=2p=6 。若全部串联，可得到每相最少支路数amin=1。也可以两串联，再三并联，得到a=3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

19、，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。z136解： (1)62 p6pqN160 f16050n115002z13632m1 p232p3602360z120362 p qNy43224匝a1k y1sin y1sin 7900.

20、9429sin qsin 2200.342kq122=0.65620=q sin3sin0.52122k 1ky1kq10.94 0.6560.617k y5sin 5y1sin 57900.17429sin 5 qsin 5 3200.5kq522=55=0.218q sin202.3023sin2k 5k y5 kq 50.1740.2180.038ky7sin 7 y1sin 77 900.76629sin 7 qsin 7 3200.522kq 77720=2.82 =0.177q sin3sin22k 7ky 7kq70.7660.1770.136(2)E14.44 f1N1k 1

21、1 4.4450240.617 0.74 2432.66 VEE54.44 f5 N1k 5574.44 f7 N1k 774.44550240.0380.7429.96 V254.44750240.1360.7476.6 V49(3)E 7E 1E 5E 72432.6629.9676.62539.22 V4-14 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；(2)若通入的相电流为i25sin 31

22、4t2 5 sin 3 314t A 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？这时该磁动势是什么性质？解： (1) f1p3142100 Hz223.14f3vf13 100300 HzFy10.9 IN y0.95100450 AFq1qFy1kq114500.946425.7AFy30.9IN y0.95100150 A33Fq3qF y3kq311500.56

23、885.2A(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。(3) F10.9 N1k 1 I0.9 100 0.9465 212.85 安匝 /极p2(4) F3N1k3I0.91000.5685安匝 /极0.92314.23 p3(5) 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。 此时定子绕组上电流无变化，转子也无法产生感应电流。4-27 某三相四极 50Hz 感应电动机， PN=10kW ， UN=380V ， nN=1455rpm ，定子绕组三角形接 法 。 R1=1.375Ohm ， X1=2.43Ohm ， r

24、2=1.04Ohm ， X2=4.4Ohm ， rm=8.34Ohm ， Xm=82.6Ohm 。额定负载时 pOhm+pdelta=205W 。试用简化等值电路计算额定负载时的定子电流、功率因数、输入功率和效率。解： U13UN033800658.18 0VI m'rmU1X m658.180r1j X11.375 8.34 j2.43 82.60.87j 7.647.6983.48ASNn1nN 1500 1455n115000.03I 2'U1658.180r1r2jX1X21.375 1.04j2.43 4.40.03S17.63j3.3417.94169.27AI1I

25、 m'I 2'0.87j 7.64 17.63j3.34 18.5j10.98 21.51 30.69AcosNcos30.690.86PN100%PN100%1000082.1%NP100%3U1N I 1N cos N3380 21.51 0.861 N4-28 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？解： PPpp1070045020010050 WM1Cu1FeP1S

26、PM1 0.02910050 9758.55 WPCu 2PMP291.45 Wn160 f6050p1500 r / min22 n1 21500160157.08 rad / s60TPM10050m63.98 N1 157.084-36 某三相四极 50Hz 笼式感应电动机PN=3kW ，U N=380V ，IN =7.25A ，Y 接法， r=2.01Ohm 。空载试验数据：当空载线电压U1=380V 时， I0=3.64A ，p0=246W ，P=11W ；短路试验数据：当 I k=7.05A 时，短路线电压U k=100V 而 Pk=470W 。假设附加损耗忽略不计，短路特性为线性

27、，且 X1=X 2。试求：(1) 参数 X1 ,rm,Xm,r2 ；(2) 该机的 cosN 及 N（不考虑温度的影响）解： (1)pFeP0m1 I 02 r1 p246 33.64 22.01 11 155.1 WrmpFe155.13.90m1 I 0233.642Z0U 1380104.4I 03.64r0p02466.19m1I 0233.642X 0Z02r02104.426.19 2104.225-1 某 三 相 绕 绕 式 感 应 电 动 机 的 额 定 数 据 如 下 ： PN=7.5kW， UN=380V ， IN =15.1A ，nN=1450rpm ， M =2.0。试

28、求： (1) 临界转差率Sm 和最大转矩T m；（ 2）写出固有机械特性实用表达式； （ 3）该机的固有启动转矩倍数KM 。解： (1) n160 f160 503000pp21500 r / minSNn1nN15001450n115000.033SmSN210.033 220.124MM21TN9550PN / nN95007.5Nm49.141450TmMTN249.1498.28 Nm(2) 固有机械特性为T2Tm2 98.2824.373SSSmS0.124S20.015SmS0.124S(3) TQ2Tm22TN0.49TNSSm10.124SmS0.1241K MTQ0.49TN5-5某三相笼型感应电动机额定数据如下： PN=300kW ，U N=380V ，IN =527A ，nN=1450rpm ，启动电流倍数 K I=6.7，起动转矩倍数 K M =1.5，过载能力 M =2.5。定子三角形接法。试求：(1) 直接起动时的电流 I Q 与转矩 T Q；(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 xQ 及起动转矩 TQ；(3)如果采用星 -角起动，