第四版异步电机拖动习题

1、10-110-1一绕线转子异步电动机，其技术数据为PN=75kW,nN=720r/min,UN=380V,I1N=148A,2N0.95U-_U2N2N0.95U-_U2N0.95x3802131.695nn=90.5%,cosn=0.85,K=2.4,U2n=213V,【2n=220A。用实用表达式绘制电动机的固有特性。用该电动机带动位能负载，如果下放负载时要求转速n=300r/min，负载转矩T=T时ZN转子每相应该串接多大电阻？(3)电动机在额定状态下运转，为了停车采用反接制动，如果要求制动转矩在起动时为2TN,求每相串接的电阻值。(4)用工程计算法计算异步电动机的下列参数：Tn、Tma

2、x、R、k、R、R、s、X、X、TOC o 1-5 h zN221m1X、X、I及X等。220m解：P75k(4)T=9550-n=9550-=994.8Nmnn720NT=KT=2.4x994.8=2387.5NmmaxTN_0.02230sE_0.04_0.02230-3x220R_k2R_1.6952x0.0223_0.0640220.95UsINNV3I1N0.95x0.95UsINNV3I1N0.95x380 xO.。223_0.0314Q3x148n_750r/min060fP_n03000_4750750-720750_0.04_s(K_s(KK2-1)_0.04x(2.4+J2

3、4-1)NTT_0.183n_(1-s)n_(1-0.183)x750_612.75r/minmm0X_/X_/TT、U2p-RI210KT1丿TN、2黑2汕-.031-0314_03530X_X_0.5X_0.5x0.353_0.175012(2)A(2)A(2)A(2)AX=X/k2=0.175/1.6952=0.O61Q22X+XX+X12R+R/s12N0.3530.0314+0.064/0.04二0.216sin申sin申=J1cos2申=；10.852=0.5271N1NI=I(sin申一cos申tg申)=148x(0.527一0.85x0.216)=50.82A01N1N1N2N

4、0.95U00.95x0.95U00.95x38073x50.82=4.10（1）（1）固有机械特性的几个点同步转速点（n0,0）为（750,0）额定工作点（nN，TN）为（720,994.8）最大转矩点（nM，Tmax）为（612.75,2387.5）起动点（0,Tst）st3x4xx0.064s=12kst3x4xx0.064s=12kx50 x(0.0314+0.064)2+0.3532=880.04NmR3pU2TsR2kf(R+-2)2+(X+X)2nn贝Hs=AAn=1.4750(300)75022N22NTOC o 1-5 h z2九T14s由T=TN=T得+m=4.8，得到em

5、ssNs1.4f+mmssmA=6.415或0.305（舍）6.726.72=6.415或0.305（舍）s=m因此应串入电阻值RsA因此应串入电阻值RsA（snm1rIs丿m=（爲-1）xO.。224=E(3)如图B点所示，此时B点s得smm由(3)如图B点所示，此时B点s得smm由Tem-2TN，BB+mssmB值Rbs”4-m1rIs丿m=（牆-1）X。.0224=0-106或R=sB（、s”.m1rIs丿m2=（硕-o.。224=znn7507200N=1.96，且对应的电磁转矩为n7500kk24/二sB电誉）21二1966221二3652或1052，因此应串入的电阻PN=60kW,

6、2一绕线转子异步电动机带动一桥式起重机的主钩，其技术数据为：nN=577r/min,1小=133人，【2N=160A,nN=89%,cos”=0.77,Kt=2.9,U2n=253V。（1）设电动机转子每转动35.4转，主钩上升1米。如果要求带额定负载时重物以PN=60kW,（2）为了消除起重机各机构齿轮间的间隙，使起动时减小机械冲击，转子电路备有预备级电阻。设计时如果要求串接预备级电阻后，电动机起动转矩为额定转矩的40%，求预备级电阻值。（3）预备级电阻一般也作为反接电阻，用以在反接制动下下放负载。如果下放时电动机的负载转矩Tl=0.8Tn，求电动机在下放负载时的转速。（4）如果电动机在回馈

7、制动状态下下放负载，转子串接电阻为0.06Q，如果下放负载转矩Tl=0.8Tn，求此时电动机的转速。解：sET3I2600JK;-1)二0.0383x(2.9sET3I2600JK;-1)二0.0383x(2.9+292-1)二0.2150.0383x2533x160二0.035011-111-1某台三相绕线转子异步电动机的数据为:PN=44kW,nN=1435r/min,E2N=243V,I2N=110A,(1)电动机转速n二35.4x8二283.2r/min600-283.2s=0.528A600s由于负载为额定负载因此，有F二r2s(1)电动机转速n二35.4x8二283.2r/min6

8、00-283.2s=0.528A600s由于负载为额定负载因此，有F二r2sA得，所串电阻r+R2sAR=sA一1rs丿N0.528=(册-1)X035=2）起动转矩为0.4TN，2九T则有T=0.4T，而s=1,emssNBB+-ssmB,2ss-得T=B+m0.4ssmB=14.5得到s二14.43或0.0693（舍），因此串联的预备电阻mR=sB(sJf1rIs丿m=(1443-l)x0.035=2.3100.215（3）此时为倒拉反转反接制动状态其临界转差频率s”二s”二14.43mm计SC（着土总-1）=sc625土3側=施得到sc14.437.109=2.03或sC14.430.1

9、41=102.34(舍)则c点的转速为n=(1-s)n=(1-2.03)x600=-618r/minCC0(4)此时为反向回馈状态，n=-600r/min，因此负载为-0.8TN0Nsr+0.060.035+0.06由=得串联电阻后的s=x0.215=0.5835srm0.035m2由s=s(t+(t)21)=s(-3.625+3.484)=0.5835D-0.8-0.8D得到sd0.5835-7.109=-0.082或sD乔=-10234（舍）则c点的转速为n=(1-s)n=(1+0.082)x(-600)=-649.2r/minCC0。曲3X243=0.05503x110起动的级数m=lg

10、（竺）igGTN?rsT2。曲3X243=0.05503x110起动的级数m=lg（竺）igGTN?rsT2=igBigB）_%0433x1.87_4lg1.87每级的电阻R二r（卩一1）二0.04780012R二R-R二（卩2卩）r二卩R二0.08900221201R二R-R二（卩3-卩2）r二卩R二0.16600332202R二卩R二0.310030311-2某台绕线转子异步电动机的数据为：PN=11kW，nN=715r/min，E2N=163V，I2N=47.2A,起动最大转矩与额定转矩之比T1/Tn=1.8,负载转矩TZ=98Nm。求三级起动时的每级起动电阻值。解:sN二nn二750-

11、715二0.0467n750sE仙67x163=0.093031T=98Nm2卩2.36z2.36设起动时负载转矩Tl=0.8Tn，最大允许的起动转矩T=1.87Tn，起动切换转矩T2=TNo试用解析法求解起动电阻的级数及每级的电阻值。计算时可将机械特性视为直线。解：卩T1.87Ti解：卩1=n=1.87TT2N1500n-n1500-14350.04331500可以起动。因此3级起动每级的电阻值R=Pr=2.36x0.055=0.1298Q12R=PR=2.36x0.1298=0.3063Q21R=PR=2.36x0.3063=0.7229Q32T18x09x14692.283=2*283，

12、T2=厂.2.283.=115*9NmTz=98Nm可起动。2.283因此3级起动每级的电阻值：R=Pr=2.283x0.055=0.1298Q12R=PR=2.283x0.1298=0.3063Q21R=PR=2.283x0.3063=0.7229Q324某台绕线转子异步电动机的数据为：PN=30kW,nN=725r/min,E2N=257V,I2N=74.3A,该电动机的转子电路串接对称电阻起动,起动级数为6。试计算各相的分段电阻值,计算时可取T/Tn=1.8。解：m=6P=曲X257=0.066Q弋3x解：m=6P=曲X257=0.066Q弋3x74.3sTN1=sTN1=1.6则各相分

13、段电阻值如下R=(P-1)r=(1.6-1)x0.066=0.0396QTOC o 1-5 h zQ12R=PR=1.6x0.0396=0.0634QQ2Q1R=PR=1.6x0.0634=0.1014QQ3Q2R=PR=1.6x0.1014=0.1622QQ4Q3R=PR=1.6x0.1622=0.2595QQ5Q4R=PR=1.6x0.2595=0.4152QQ6Q511-511-5某台笼型一部电动机的数据为PN=40kW,nN=2930r/min,U380V,K【=5.5,nN=90%,11-511-5某台笼型一部电动机的数据为PN=40kW,nN=2930r/min,U380V,K【=

14、5.5,nN=90%,cosn=0.91,cos=0.3(即R=Zcos=0.3Z)。用定子电路串接对称电阻减压起动。设在串接电阻后使起动电流减到原来的1/4,求串接电阻数值(计算时可忽略I。解：由题知，由P=3UIcospn得N1N1NNN1N3U1N401N3U1N40k3x380 x0.91x90%二74.2Ast380(1)定子为Y接,380二0.5380二0.5380Z1N3KI3x5.5x74.211NR=Zcosp=0.3Z=0.16140XQ10.32Z0.954Z0.51320则串联电阻为Rp(a21)X2+a2R2R,(421)x0.51322+42x0.161420.16

15、141.92850st定子为A接，38038031.61405.5x74.2RZcosp0.3Z0.48420XJ1-03Z0.954Z1.53980则串联电阻为Rv(a21)X2+a2R2RJ(42-1)x1.6142+42x0.484220.48426.06012-2一台三相4极绕线式异步电动机，其定子、转子均为Y联结。额定功率为PN=22kW,额定转速nN=1440r/min,频率f=50Hz。如果将供电频率改为f60Hz，而UI2cos02、sN均不变，也不考虑磁路饱和的影响。试求：(1)电动机的转速、转矩、功率各为多少？(2)当保持恒转矩调速时,电动机的功率会如何变化？60f60 x

16、50解：(1)当频率为50Hz时，门1500r/min0p2s=口=1500一1440=0.04TOC o 1-5 h zNn1500P22T二9550-n二9550二145.9Nmnn1440N当频率改为60Hz,若不考虑磁饱和因素，则由U1-E广4.44f怦可1不变，可得=，则T=CIcos申=T=121.6Nm6emT226Nn=60：60=1800r/min，而sN不变，因此转速0p2Nn=（1一s）n=0.96x1800=1728r/minN0因此此时功率-=TQ=T还工=121.6x2兀1728=22003W2emem6060(2)若保持恒转矩调速，此时实际上是变频调速，且频率增大

17、。则由机械特性图可以看出，从A点到C点需要经过B点，则功率逐渐变大，B点达到最大，然后又逐渐减小，但C点的功率比A点功率大。4某三相四极笼型异步电动机，定子绕组Y接，该电动机的技术数据为：PN=llkW,UN=380V,nN=1430r/min，入T=2.2，拖动TZ=0.8TN的恒转矩负载运行。求：电动机的转速电源电压降低到0.8Un时的电机转速频率降低到0.7fN=35Hz、保持E/f=C时的电机转速。解：s=口=15001430=0.0467nn1500s=s(九+必21)=0.0467(2.2222-1)=0.1942mNTT_JS_JS=S(max+mT/T、maxIT丿2-1)=0.0467(2.2+：2.221)=0.1942（1）当Tz=0.8Tn时，利用实用公式em2TTNss+-em2TTNss+-mssms0.1942+0.1942s得s二0.0366(或s二1.0318舍去)则电机转速n=(1-s)n=1445r/min0(2)当U=0.8Un时，最大转矩T二0.82T二0.64x2.2T二1.408TmaxmaxNN2x1.408T利用实用公式08Tn=飞一0+0.1942s得s二0.0605(