电机与拖动考试计算题

1、电机与拖动考试计算题1.1一台直流电动机的数据为：额定功率PN=25kW，额定电压UN=220V，额定转速n=1500r/min,额定效率N=86.2%。试求：（1）额定电流j（2）额定负载时的输入功率解：（1）直流电动机的：额定功率PUINNN29KW30.862P251013183AU2200.862NN(2)1.2一台直流发电机的数据为：额定功率PN=12kW,额定电压UN=230V，额定转速入=1UNIN解：（1）直流发电机的：额定功率PN121052.17APNP32PNU72301214.37KW0835450r/min,额定效率=83.5%。试求:（1）额定电流,;（2）额定负载

2、时的输入功率1.3一台直流电机，已知极对数p=2，槽数Z和换向片数K均等于22，采用单叠绕组。（1）计算绕组各节距；（2）求并联支路数解：（1）第一节距Z222,为短距绕组。%环45第二节距y1y514单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1,即yyK12）并联支路数等于磁极数，为4。1.4一台直流电机的数据为：极数2p=4，元件数S=120每个元件的电阻为0.2Q。当转速为1000r/min时每个元件的平均感觉电动势为10V，问当电枢绕组为单叠或单波绕组时，电刷间的电动势和电阻各为多少？解：当电枢绕组为单叠绕组时，绕组并联支路数等于磁极数，为4,每一条支路串联的元件数为30,换向器上放置4个电刷

3、，假定一个电刷短路一个元件，每一条支路有一个元件被短路，则电刷间的电动势为巳=2910=290V;5.8VRa1.45每一条支路的电阻为R290.25.8,4条并联支路的电阻，即电刷间的电阻为当电枢绕组为单波绕组时，绕组并联支路数为2,每一条支路串联的元件数为60,换向器上能够放置4个电刷，最少短路4个元件则电刷间的电动势为Ea5810580V电刷间的电阻为Ra每一条支路的电阻为11.65.8R580.211.61.5已知一台直流电机的极对数p=2，元件数S=Z=K=21,元件的匝数Nc=10,单波绕组,试求当每极磁通=1.42x1o2Wb,转速n=1000r/min时的电枢电动势为多少？解：

4、单波绕组并联支路对数a=1,电枢总导体数N2SNC22110420电枢电动势EPNn242014210210001988V111.6一台直流电机，极数2p=6，电枢绕组a60a601总的导体数N=400,电枢电流Ia=10A，气隙每极磁通=0.21Wb。试求采用单叠绕组时电机的电磁转矩为多大？如把绕组改为单波绕组，保持支路电流ia的数值不变，电磁转矩又为多大？解：电枢绕组为单叠绕组时，并联支路对数a=p=3,T碁a340002110133.69Nm23.14163果把电枢绕组改为单波绕组，保持支路电流ia的数值不变，则电磁转矩也不变仍为133.69Nm,由于不论是叠绕组仍是波绕组，所有导体产生

5、的电磁转矩的方向是一致的，保持支路电流ia不变，就保持了导体电流不变，也就保6,支路电流也能够用计算的方法：单叠绕组时并联支路数为10持了电磁转矩不变改为单波绕组，保持支路电流ia的数值不变，仍为10A，而并联支路数为2(a=1),610电枢电流|2iA34003电磁转矩1.7一台他励直流电机，极对数P=2，并联支路对数a=1,T021?136Nm23141613电枢总导体数N=372，电枢回路总电阻Ra=0.208Q,运行在U=220V,n=1500r/min,=0.011Wb的情况下。p.=362W,Pmec=204W，试问:(1)该电机运行在发电机状态仍是电动机状态？(2)电磁转矩是多大

6、?(3)输入功率、输出功率、效率各是多少？，低于电源电压U=220V,所以电机运行在电动机状态。pN2372Ea_0.0111500204.6V60a601T巴I.UEa220204.623720.0117496.39NmIa0.20874A2a23.141611.(3)输入功率pUI22074162801629CW输出功率PPPuaPeRec16287)40208362204=14575W=14.575KWPi怛0.895P；16.28一台并励直流电动机的额定数据为：UN=220V,IN=92A,Ra=0.08Q,R,=88.7(6)机损械耗资；耗(5与)铁励损磁耗回之路和铜。耗费;=86%

7、,试求额定运行时：(1)输入功率；(2)输出功率(3)总耗费;(4)电枢回路铜解:(1)输入功率匕UI2209220240W20.24KW(2)输出功率PR20.240.8617.406KWNN2总耗费P片20.2417.406匕竺248AINIf922.834KWIf2.4889.52ARf88.7(3)电枢回路铜耗费(5)励磁回路铜耗费2(6)机械损2Pcufl：Rf2.48pIR89.522QB641WcuaaaPPP%28346415455=16475WmecFe16475W1.10一台并励直流电动机的额定数据为，P=17kW,I=92A,U=220V,5RaR=0.08Q,NNNa耗

8、与铁耗费之和为AN=1500r/min,电枢回路总电阻R=0.1Q,励磁回路电阻Rf=110Q试求：(1)额定负载时的效率；(2)额定运行时的电枢电动势Ea；(3)额定负载时的电磁转矩。解:(1)额定负载时的输入功率p,UNIN2209220240W20.24KWNPN工0.84p20.24(2)EURL,220Q19021V(3)额定负载时的电磁转矩ifU2202AIaINIf92290AaNfRf110T旦PN6017荷血Nm1.11一台并励直流发电机，电枢回路总电阻Ra=0.25Q，励磁回路N2n/6023.14161500电阻Rf=44Q，当端电压UN=220V,负载电阻K=4Q时，试

9、求：1)励磁电流和负载电流；(2)电枢电动势和电枢电流；(3)输出功率和电磁功率。解：(1)UN220R75A-44IUN22055AIIRL4IaIL1if55560AEaUNRaj=220+0.2560=235V(3)输出功率PUI=22055=12100W=12.1KW电磁功率2NLPMP2PcuaPcuf=12.21+6020.2510-3524410-3=12.1+0.9+1.1=14.1KW1.12一台他励直流发电机，额定转速为1000r/min,当满载时电压为220V,电枢电流为10A，励磁电流保持为2.5A。已知在n=750r/min时的空载特点以下表所列：(1)转速为额定、励

10、磁电流保持2.5A时的空载电动势；(2)若是将发电机改为并励，且n=nN,为保持同样的空载电动势，磁场回路的电阻应为多少(3)若是保持磁场回路电阻不变，电机为并励，此时能够自励建压的临界转速为多少?(4)若是保持n二入，电机为并励，此时能够自励建压的临界电阻为多少？1000a176234.7VE750解:(1)与n成成正比，转速为额定、励磁电流保持2.5A时的空载电动势为ECnEaea2If2.5A,n1000r/min,Ia10A时的电压U=220V,可知电枢电阻压降为234.7-220=14.7电枢电阻为14.7/10=1.470将发电机改为并励，设励磁电流要增加X,为(2.5+X),X比

11、较小，能够认为Ea与励磁电流成比率增大为234.7(25X),空载时电枢电流就是励(2.5X)2.5磁电流，产生的电枢电阻压降为147(25X),保持同样的空载电动势234.7V不变，获得方程式2347147_(2.5X)(2.5X)234.72.510(938.8-14.7)X=36.75X=36.75/924.1=0.0398A=2.5+0.0398=2.5398A(3)当磁场回路的电阻为92.4不变时，要产生如表中的最小励磁电流0.4A时，励磁绕组电压为0.492.4=36.96V，加上电枢电阻压降(14.7/10)0.4,其和即为电电枢电动势磁场回路的电阻为92.4234.72.539

12、814.7Ea36.96布0.437.沁此时电机能够自励建压的临界转速为37.548n750_853.4r/min33若电机转速低于临界转速，励磁电流小于0.4A,电压就成立不起来。nnN1000r/min时，E33竺，减减去电枢电阻压降(14.7/10)0.4,其差1f0.4A44Va750(44-岀)434V即为励磁绕组电压，所以临界电阻为R鬻108.5若励磁电阻大于108.5Q,04cf10电压就成立不起来。2.20一台三相电力变压器，额定容量S=2000kV?A,额定电压UMN=6/0.4kV，丫dN接法，试求一次、二次绕组额定电流解：变压器额定容量S3IU3I2U2,S200010：

13、192.5AI2N丄2000132886.8A3N1N1NNNN1NQ6103U2N30.41032.21试计算以下各台变压器的变比K:U1N/U2N=3300/220V的单相变压器;(2)U1N/U2N=6/0.4kV的Yy接法的三相变压器U1N/U2N=10/0.4kV的Yd接法的三相变压as解：(1)单相变压器K皿竺15U2N220(2)Yy接法的三相变压器KU11N/I3U1N厂3(3)Yd接法的三相变压器U匸UUN/3UN1010K3144U2U2N32N30.410=10/3.3=1000kV?A,额定电压/UU2NkV,短路阻抗标么值Z=0.053，二次侧的负载接成三角,Z形,Z

14、=(50+j85)Q，试求一KLL次侧电流和次侧K匕3亠匚=1.75ZZZZU3ZUZUZKU12N0.053(10103)253,KJNKKKrZKUjK1NK1NK1N1000103UU-33.3103UKZKZKI_3S/U22N忽略短路阻抗角与负载阻抗角的不同样，则变压器一相的阻抗Z为2222次侧电ZKL5.3302307.3UdU1N/310103ZZ11-=-18.79AI2KI11.7518.7932.88AU2、56853288986324V2.23一台单LZL3288zz3V307.3相双绕组变压器，额定容量为SS=600kV?A,/U=35/6.3kV,当有额定电流流过时，

15、NNU1N2N漏阻抗压降占额定电压的6.5%，绕组中的铜耗费为9.5kW_75C的值)，当一次绕组接额定电压时，空载电流占额定电流的5.5%，功率因数为0.10。试求:（1）变压器的短路阻和励磁阻抗各为多少（2）当一次绕组接额定电压，二次绕组接负载乙=8040抗ZK(cos400jsin400)80(0.76586j0.64279)37214ZmRjXm1K35103SN6003U1N10I105.56U6.31031N3532N1NU10Pcu39.510.32.511N17.121NZKKU1NNK32ZRjX32.5j129P)Ucos351030.0550.13292WU1U35101

16、3332.5129K017.1KK1N0I1N17.1mR(17.132爲5)2372235102m223722j37027Z=805N。337214372237027L7PR,17.10.055408061.3j51.ZLK2ZL5.56(61.j51.1895j1589434)ZKZL(32.5j129)(1895j1589)=25824042I1351031356A|2KI15.5613.5675.4AU1Z75.4806032V2.24一台Yy联系,U1N22LZ25825U额定容量为S=750kV?A,额定电压/=10/0.4kV;在低压侧做空载试验时=40020NUU2N的U2、I

17、1及I2各为多少？V,|=60A,空载耗费P=3.8kW;在高压侧做短路试验时M=400V八=-=43.3A,短路耗费0017.1AKP=10.9kW，铝线绕组，室温20C试求（1）变压器各阻抗参数，求阻抗参数时认为-,X1KRR2-U，并画出T型等值电路图（2）带额定负载,cos=0.8（滞后）时的电压变化率u及二次X22ZKRKX电压UK）带额定负载,cos2=0.8（超前）时的电压变化率厶u及二次电（32压U2U1N/SN101025低压侧的励磁电阻为3励磁阻抗3.85励磁电400/330.352Zm7?60m2丐才I：6022U/32XmZ；R：3.8520.35223.834折算到的

18、励磁阻抗为K/310.91032.48RR2RP12122T2T343.32XK224.96Zm!K2751.94ZRKJ5.331.9422822875ZK15.33KRK75C228228201.942.371K?343.3ZK75C尺50CxK如49&5.5RK2.371.185X4.96RKX!22R1jx11.185j2.482R11.1852XX12.48Z2R2jX20.0019j0.004T型等值电路图如题R0.0019X2亏00042.24图22U(3)0.81%2kV?A时，每台变压器输出为多少?(2)在两台变压器均可是载的前提下，并联运行时的最大输出为多少?(1)Z0.0

19、612KZT0.06513IINRKCOS2IINXKSin122=43.32370.8,他U2N400(10.0365u(43.349606365%U2(12225/21NK2)100%q$N2101u/、3SSSqqU(Ms”S)(I12502000)32501313132.25两台三相变压器并联运行，相关数据以下：43.32.370.843.34.9606400(10.0081)2328/u_-_100%73(2)1010/3SNa=1250kVA,心心=35/10.5kV,zKa=0.065,Yd11NZK2N-A,几/=35/10.5kV,0.06，丫d11。试求:(1)总输出为32

20、50S=2000kVU=1312325010313153.8一1.0310.9513则12两台变压器均可是载时，令13兰12501154KVA13SSS115420003154KVA3.4已知一台三相异步电动机的额定功率P=10kW,额定电压U=380NNV,额定功率因数cosN=0.75，额定效率N=86%,问其额定电流解PN=-.3UNINCOSNNX103kW则有I=23.6A、1010333800.860.75N3.29一台三相异步电动机，额定功率PN=25kW，额定电压UN=380V，额定转速?N=1470r/min,额定效率N=86%，额定功率因数cosN=0.86，求电动机额定运

21、行时的输入功率R和额定电流(3)UN=380V，额定转速n=971r/min,额定功率因数cosN=0.786，定子三角形联系。额定负载运行时，定子铜耗费NPcu1=386W，铁耗费PFe=214.5W,机械耗费隘=100W，附加耗费Ps=112.5W，求额定负N25P29.07KW0.86NIN一P2510351.36A3.30一台三相异步电动机，额定功率PN额定电压33800.860.86=7.5kW,N3UCOS载运行时：(1)转子电流频次；(2)转子铜耗费;(3)电磁功率;(4)定子电流;(5)效率;(6)3.31一台四极三相异步电动机，额定功率PN=55kW，额定电压UN=380V,

22、额定负载运行时，电动机的输入功率R=59.5kW,定子铜耗费P=1091W,铁耗费P=972W,机械cu1Fe耗费Pmec=600W，附加耗费Ps=1100W。求额定负载运行时:(1)额定转速;(2)电磁转矩；(3)输出转矩(4)空载转矩。PPP59500-10PPPPs57437550006001100737WSP1cu1Fecu2NM(cuMNmecPP(2)电磁转矩1SN)1500(10.0128)1480r/3658.4Nn(1岳篇.汕min邑PN监s如0JI。SN012P550001480036584N.m260(3)输出转矩PN55000(4)空载转矩T2365.84354.87或

23、许T21480T0卫600110010.97Nm201480602画出功率流程图，注明各部分功率及耗费。解：(1)mn0.029?f10.029501.45HZ(2)电磁功率1000971f2SN1000PPspPPecP7510100115277俚79437943/转子铜耗费(3)电磁PPPecPP2FmecSslP(1SN)PMRPmecPu2SNPM0.0297943230WM1s10.0290971功率PM7.943KW(4)匕。M电7943386214.58543.5W唉(5)效率PN7.5165A0.878Pcu116.5A.3UNcosN33800.786Pi8.5435(6)功

24、率流程图如题3.30图一台八极三相异步电动机，额定功率PN=200kW,额定电压UN=380V,额定转速j=735r/min,过载倍数m=2.2，求:(1)该电动机转矩的合用公式;(2)当s=0.015时的电磁转矩;(3)电动机拖动1200N?m负载时的转速。SNn1mTN2.225986571N.m$s.(Tf)002(220083=0.0837507350.02Tm750PN103P200TN-9550丄9550259转矩的合用公式2Tm2571711434T0.083sSm0.0830.0830.083ssm(3)利用机械特点的线性表达式，认为转矩与转速成成正1143411434“cn2

25、002N.m0.0150.0835.71TL0.0830.015T=12000.020.009nn,1s)750(10.009)743.2553.33一台四极三相异步电动机，额定功率SsSN2598.6NPN=25kW,额定电压uN=380V，额定转速nN=1450r/min,过载倍数m=2.6，求:(1)额定转差率;(2)额定转矩;(3)最大转矩；4)临界转差率。解：(1)额定转差率nn15001450(2)额定转矩25(3)最大转矩,NSN-皿33T9550-9550询16466NmN-TmmTN(4)临界转差率SmSN(mJ；10.033(2.6寸)0.165=0.1653.34一台八极

26、三相异步电动机，额定功率PN=10kW,额定电压UN=380V,额定转速(2)临界转差率;(3)电磁转矩合用公式。解:nn1最大转矩(2)临界转9550冬S1Nn差率Sm(m百)00402(3)电磁转矩合用公式750720.10TmmTN7509550132.64N.m7200166Q166=.3.35设一台三相异步电动机的铭牌注明其额T王5836smS0-166SS.SnN=720r/min,过载倍数口=2.2,求:(1)最大转矩;定频次fN=50Hz，额定转速nN=965r/min,问电动机的极对数和额定转差率为多少？若另一台三相异步电动机极数为2p=10,fN=50Hz，转差率SN=0.

27、04，问该电动机的额定转速为多少？60f60f6050可1000额定转差率n1nN=0.0351000965n11000-答:额定频次fN=50Hz，额定转速nN=965r/min的电动机，其同步转速n吨讪,由当电动机极数为2p=10,fN=50Hz，转差率SN=0.04时，电动机的额定转速为nn(1)一60f厂6050N1(1$(10.04)576r/minNP53.36一台三相异步电动机，额定数据为：UN=380V,fN=50Hz,PN=7.5kW,尙=962r/min,定子绕组为三角形联系，S=0.827,九=470W,P=234W,=80W，备=45W。COPNFS试求:(1)电动机极

28、数；(2)额定运行时的SN和f2；(3)转子铜耗费PCU2；(4)效率(5)定子电流I解：(1)=962r/min的电动机，其同步转速小1000r/min,nNP60f60503,电动机是6极电机；(2)1N=_=0.038f2SNf10.038501.9HZ(10009621000sT0U0FCu2可4.1若是电源频次是可调的，当频次为50Hz及40Hz时，六极同步电动机的转速各sPmPcu2=1s7S(4)PP+P+P+P+PS1Ncu1Fecu2r%存觀762530W=7500+470+234+301+45+80=8630WPmec+N竺豎0.87R8630(5)定子电流iP3.37已知

29、一台三相异步电动机的数据为：=17kW,18630PNC0S15.86ANN33800.872=380V,定子三角形联系,4极,I=19A,=50Hz。额定运行时，定子铜耗费二470W,UNNf”巳.cu1转子铜耗费Pcu2=500W;铁耗费PFe=450W,机械耗费Pmec=150W，附加耗费Ps=200W。试求:(1)电动机的额定转速nN；(2)负载转矩T2；(3)空载转矩T0;(4)电磁转矩T。解：(PMPNPcu2PmecPS=17000+500+150+200=17850WPcu2SNPMscu25000028nNn,(1SN)1500(10.02S)1453/min1458rsPR

30、T17850(2)负载转矩T29550R!nN1458(3)空载转矩T09550电9550电空9550兰兰2环口=229口nNnN1485(4)电磁转矩T=T2+T0=111.35+2.29=113.4是多少？解：n=m六极同步电动机P=3,当f=50HZ时,6050n1000r/min3f=40HZ时,6040n800r/min3PmPNPmecPs=750045807625W4.8隐极同步电动机的过载倍数m=2，在额定负载运行时，电动机的功角为多大？解：隐极同步电动机的矩角特点为当=0T1T90_m_NsinN时,T一01Xc设同步电动机带额定负载TT时的功角为,则有T3EUisinLNN

31、0TcsinN-1XT二3E0UsinN=300=380V,额4.10一台三相六极同步电动机的数据为：额定功率P=250kW,额定电压uN定功率因数cosN=0.8，额定效率N=90%，定子每相电阻R=0.025Q，定子绕组为星形联系。试求：(1)额定运行时定子输入的功率p;(2)额定电流(3)额定运行时电磁功率PM；(4)额定电磁转矩TN。解:(P=P250NN0.9277.8KW=I3UNINcosN(3)=R-=P11P277.8103527.6A(2)MCUN23PP1R3IR1277.83527,60.02510IN./3UNcosNf33800.8=277.8-20.87=256.

32、923KW(4)N602569231032453N.mTPM.=12口/6023141610004.11一台隐极同步电动机，额定电压UN=6000V，额定电流INNI=72A,额定功率因数cosN=0.8(超前),定子绕组为星形联系，同步电抗XC=50Q,忽略定子电阻R1。当这台电动机在额定运行时，且功率因数cosN=0.8(超前)时,试求:(1)空载电动势E。;(2)功角N(3)电磁功率PM；(4)过载倍数m。解：(1)cosN=0.8N36052忽略电阻的隐极同步电动机的电压平衡方程式为UEojiXc其相量图如题4.11图由题4.11图可知jXcI超前I900,所以就有2|2IXc)(Uc

33、osN)(UsinN)2cos)2(sin。IXc(备NNE60000.82602UcosN(6000/.3)0.8E0(00.67250)6318.65Vcos36318.653640066400636052270143)忽略疋子电阻时PMP13UN1NCOSN题4.11图(4)过载倍数mTm11TNsin2.185NSin2714720.810-3.36000598.58KW4.12三相输电线，线电压为10000V，接有总功率为P=3000kW、cosN=0.65的感性负载。其他还接有一台额定功率为4000kW的同步电动机，该同步电动机输出功率为2500kW，总耗费为P=40kW。若是使这

34、台同步电动机在过励状态下运行，使输电线的C0SN=1，试求：(1)同步电动机的输入电流1(2)同步电动机的功率因数;(3)同步电动机的视在功率S解：同步电动机的有功功率为PD=2500+40=2540KW电网接总功率为P=3000kW、cos=0.65的感性负载时，负载从电网吸取的线电流为I=P=3000103266.47A其中无功电流为3UCOSN3100000.65IIsinI266.47202.5A包括同步电动机在内，电网供给的有功功率为QN.N:PPPD=3000+2540=5540KW当同步电动机在过励状态下运行，使输电线的cosN=1时，原负载的无功电流由同步电动机供给，即IQIQ

35、202.5A同步电动机的无功功率为率因数为P(超前)同步电动机的线电流IQIQ这样，由计cosD254005865250AS4330.44IDsi1cos210.5865户。同步电动机的视在功率为、n同步电动机的功QZ10000202.513507.3KVar、3507.324330.44KVA3SP；QD算获得:(1)同步电动机的输入电流IID250A(2)同步电动机的功率因数cos=0.5865(超前)(3)同步电动机的视在功率S=4330.44KVA4.13一工厂变电所变压器容量为2000kV?A,该厂电力设施平均负载为1200kW,cosN=0.65(滞后),今欲添一台额定功率为500

36、kW、cosN=0.8(超前)、=95%500解：变压器供给该厂电力设施的视在功率P526KWP1200D阪1846.2KVAScosN0.65其中的无功功率为QSsinS1cos2N1846.2-10.6521403KVar=1043KVA同步电动机吸取的有功功率为同步电动机的视在功率为SPD526657.5KVADcosN0.8的同步电动机，试求当电动机满载时:(1)全厂总功率因数是多少?(2)变压器可否过载？同步电动机供给的无功功率为210.823945KVAQDSDsinNSD1cosN657.5394.5KVar变压器输出的无功功率为Q0QQD1403394.51008.5KVar变

37、压器输出总容量为第六章，求电动机电磁转矩。略电动机空载转矩但不忽略传动机构的转矩耗费S0(PPD)2Q0(1200526)2100852=1999KVA(1)全厂总功率因数cos0L_PD12005260.8630S01999(滞后)(2)变压器输出总容量为S。1999KVA2000KVA,可是载。5.14步距角为1.8/0.9的反响式四相八极步进电机的转子有多少个齿？若运频次为2000Hz求电动机运行的转速是多少解：四相八极步进电机单拍运行时的拍数为4,步距角为1.8;单双拍运行时的拍数为8,步距角为0.9。步距角s与转子齿数乙及运行拍数N之间的关系是=360sN4,s1.80时，Z型空50

38、rNs41.8单拍运行时(N4)转速为n=60f=602000600r/min,Z7N504单双拍运行时的拍数为8,转速为300r/min。6.1题6.1图所示的某车床电力拖动系统中，已知切削力F=2000N,工件直径d=150mm，电动机转速n=1450r/min,减速箱的三级转速比=2,=1.5,j3=2，各转轴的飞轮矩j2为2=3.5N?(指电动机轴),=2N?,=2.7N?,=9N,各级传动效率a222m2GD；m2GD；FGDmGD1=2=3=90%,求:(1)切削功率;(2)电动机输出功率(3)系统总飞轮矩;(4)忽略电动机空载转矩解:(工件转速dn=800r/min?s1,忽Nm

39、TF1200015022n1450nf-241.7r/min切削功率334.29N.m几、2n15023.1416241.710375dt375j；dtf2n/6023.14161450PTfT而-60-P37965.207KW(3)P2系统总飞轮矩(2)电动机输出功率0.90.90.9GD=；22bGDcd22.79N.mGDGD2幵|b2a2|2：23.52221.52224.55GDGD112123(5lJmV(处七黑丄2打希)dtP21(2(4)电动机电磁转矩GD)dn1jdtj1j2j321.52375=800(3.5+2+2.7+_9_)=8004.769=10.172222222

40、1.5230.91.50.9220.93753756.2龙门刨床的主传动机构如题6.2图所示。齿轮1与电动机轴直接相连，经过齿轮2、5依次传动到齿轮6，再与工作台G,的齿条啮合，各齿轮及运动物体的数据列于题6.2表。切削力F=9800N，切削速度v=43m/min,传动效率=80%，齿轮6的齿距気=20mm，电动机转子飞轮矩GD=230N?m22,工作台与导轨的摩擦系数=0.1。试计算:(1)折算到电动机轴上的总飞轮矩及自载转矩(包括切削转矩及摩擦转矩两部分)；(2)切削时电55.64j2.75j21.68ji2038378齿轮6的圆周长为S0.02781.56m切削速度v=43m3026/m

41、in二竺m/s0.717m/s与工作台相啮合的齿轮6的转速为n竺27.564r/nin传动机构的转速比601.56556478与切削速度对应的电动机的转速为j山工件和工作台折算到j27.56412.0412.04331.87r/min电动机轴上的飞轮矩为(GJG2)V2(147009800)0.71724174nm222GD365_365_41.74N.m折算到电动机轴上的总飞轮矩为22GDGD0(GD2GD,2)5JGDL2J1J1J2J1J2J3=293.24N.m工作台与导轨的摩擦力F0(G1G2)0.1(147009800)2450N切削力和摩擦力在齿轮6上上产2动机输出的功率。解：(

42、1)两根轴之间的转速比与两个相啮合的齿轮的齿数成反比生的自载转矩为156304144nmTLg(F0F)R(24509800)3041.44N.m自载转矩折算到电动机轴上的阻转矩为TL53041.44j12.040.8切削时电动机输出的功率为PTL231416彳嘶J310974kWTL2315.76j0.974KW60606.3起重机的传动机构如题6.3图所示，图中各零件的数据列于题6.3表。起吊速度为12m/min,起吊重物时传动机构效率=70%。试计算:(1)折算到电动机轴上的系统总飞轮矩;(2)重吊起及下放时折算到电动机轴上的负载转矩，其中重物、导轮8及吊钩三者的转矩折算值;(3)空钩吊

43、起及下放时折算到电动机轴上的负载转矩，其中导轮8与吊钩的转矩折算值为多少？传动机构耗费转矩为多少？（可近似认为吊重物与不吊重物时，传动机构耗费转矩相解:（1）双头蜗杆相当于齿数为2的齿轮贝卩蜗杆与蜗轮的转速比为安装齿轮3与齿6,I3-038是动轮的两根轴的转速比为65.导轮4.335003卷筒5与导轮7的转速比为.15003滑轮，钢丝绳的运行速度是重物提升速度的2倍,则卷筒5的转速为n一2v121215.28r/min5-0.5-D电动机的转速为nn5j1j215.28154.33992r/min吊钩、重物、导轮8折算到电动机轴上的飞轮矩=3652=()2=0.3N?mGD；Gv8749019

44、6000.2Z丁3652992n折算到电动机轴上的系统总飞轮矩为GD22=6.57+0.09+0.093+0.02+0.3=7.073N?2重物、导轮8及吊钩GD閔血)i?2,2G24GD2GD6GD2m(2)072血22-2-jjjjj12123在卷筒5上产生的负载转矩为T510.5FR(8749019600)二2522Nm重物吊起时折算到电动机轴上的负载转矩为TL二252255.4N.mL；154.330.7其中重物折算到电动机轴上的负载转矩为101051丄19600导轮8折算到电动机轴上的负载转矩为53.9N.m822154.330.7T载转矩为91490史113Nm若下放时传动机构效率

45、与提升时相等，则重物下放时折算T22154.330.7到电动机轴上的负载转矩为T5252207T5TL-j1j2154.3322154.33其中重物折算到电动机轴上的负载转矩为10.50.7导轮8折算到电动机轴上的负1960026.4N.m载转矩为!0507T8_87吊钩折算到电动机轴上的负载转矩为10.50.7T9249022154.332154.33（3）空钩吊起时导轮8与吊钩在卷筒5上产生的负载转矩为T!（87490）0.572NT5（87490）72N.m22不考虑传动耗费时折算到电动机轴上的负载转矩为TL5卫?jj154.33考虑传动耗费时折算到电动机轴上的负载转矩为兀卫0.7传动耗

46、费转矩为空钩ToTL5TL5TL5TL5n=1150r/min。估计额定运行时Nn,最后画出固有机械特6.4一台他励直流电动机的额定数据为EaN，再计算C、T：P=54kW,U=220V小=270A,NNUNE2090.182V/(r/min)aNr)N1150T9.55CeNIN9.550.182270469.29N.m=469.29nmNCTNIN在n-T直角坐标系中过点A(1209,0)和点B(1150,469.29)1209r/min220作直线，该直线就是0182nCe解：估计额定运行时的EaN0.95UN0.95220209V他励直流电动机的固有机械特点，如题6.4图6.5一台他励

47、直流电动机的额定数据为：PN=7.5kW,UN=220V,L=40A,nN=1000rE恒转矩负载运行时电动机的转速及电枢电流是多大？/min下=0.5Q。拖动=0.5TTN解:CECeNnNUNRaIN2200.540200V200vaNCeN20011,0.2V/r.minUnN2201100r/min010000CN0.2eN由可知,TL=0.5TCTN时Ia0.5IN0.54020A1050nn0nn0長1a11001100501050皿=呗6.7写出题6.7图所示各样情况下系统的运动方程，并说明系统的运行状态。(图中注明的转速n的万向为参照万向,T、TL的方向为实质作用方向)解:TT

48、=2dnTLT则0系统减速运行GDdn-LJ375dtdt(b)-T-T|=GD2dndn0系统加快运行；(d)375dtdt=375dtdtTTGD0系统减速(e)-+2=0L2dnTTLTTdndnL-=系统稳速运行。375dtdt375dtdt6.8题6.8图为5类电力拖动系统的机械特点图，试判断哪些系统是牢固的，哪些系统是不牢固的解：系统牢固运行的必要条件是机械特点曲线T与负载特点曲线TL有交点，图中5类电力拖动系统都能知足要求；充分条件是巴匹,只有同时知足充分必要条件的系统才能牢固运dndn行(a)dT0dTL0图中可见dTdTLdndndndn的而dndn-dn统是牢固的；(c)d

49、T0dT0则dT叭系统是牢固的;(d)dndn-dndn而系则dTdTL系统是牢固的；(edT0dTL=0则巴巴系统是不稳而dn)而dn-dndn：P=7.5kW,U=220V,L=85.2A,n=750r6.9一台他励直流电动机的额定数据为NNN/min,艮=0.13Q。拟采用三级起动，最大起动电流限制在UN=220V,iN=90A,nN=1500r额定电流的2.5倍，求各段的起动电阻值?(2)若限制最大起动电流为解：最大起动电流I,2.5IN2.585.2213A最大起动电阻UN2201?2石213起动电流比严310.13R1R20.130.26Q,第一段外串电阻为R,aQRR0.260.

50、130.13R22Ra40.130.52Q第二段外串电阻为R2R2R10.520.260.26Q33a80.131.04QRR3a第三段外串电阻为R3R3R21.040.520.52Q6.10一台他励直流电动机的额定数据为PN=17kW,/min,Ra=0.147Q。试计算:(1)直接起动时的电流为多少定电流的两倍，有几种方法能够做到？并计算出所采用方法的参数为多少。解:(1)直接起动时的电流为It2201496.6AUNR0.147a(2)限制最大起动电流为额定电流的两倍，有两种方法，一是降低电源电压，二是电枢回路串电阻。电源电压应降低为U2INRa2900.14726.5V电枢回路串入电阻

51、为RUN22001471222014710751.075QR需“着147任20/14710756.11一台他励直流电动机额定功率P=29kW,U=440V,76A,?=1000r/min.NNRa=0.376Q。采用电枢回路串电阻方法调速，已知最大静差率为max=30%,试计算(1)调速范围；(2电枢回路串入的最大电阻值；(3)拖动额定负载转矩运行在最低转速时电动机输出功率和外串电阻上耗资的功率。解(1)EaNCeNnNUNRah4400.37676411V=440-0.376*76=411vCeNfaNnN1210.411V/r.min15735巾“1000701070r/min调速范围83

52、77ngnN10007030.8573r/minRaTN0.377秫7670r/-nn0nNnNnnmaxmax10000.32)n1000max%兮D6.1261-2163r/mHH(1)70(10.3)nn0nm.1070163907r/nnRR带额定负载电枢回路串入最大电阻R与不串电阻时的转速降落之比Qan907-RRa(1)0.376(1)4.496(3)TNCTNIN9.55C6NIN=9550.41176298N.m=拖动额定负载转矩运行在最低转速时电动机输出功率为P2TNTN乂29823.1416163W5.086KW=5086W外串电阻上耗资的功率为2NN_，-_6060PIN

53、R7624.49625968W25.968KW6.12一台他励直流电动机额定电压UN=440V,IN=76A,nN=1000r/min,&=0.377Q,拖动位能性恒转矩负载，大小为T=0.8TN。忽略空载转矩与传动机构耗费计算：(1)在电枢回路中串入电阻=3.48Q时电动机的牢固转速;(2)若采用电枢回路串电阻的方法下放负载，下放时电机的转速n=500r/min,求电枢回路应串入的电阻值;(3)若采用能耗制动运行下放重物，转速仍为n=500r/min,求电枢回路应串入的电阻值。解：(1)C-1440377760.411V/r.min=.411vr.min-1RO1eNan1000NnNn0n

54、Nn匕440107010001070r/minCeN0.411的转速降为n,转速降与电阻成正比，与转矩成正比，则non1070573497r/min(2)n500r/minnn0n1070(500)1570r/min设电枢回路应串入的电阻值为R,则有2卩泸占艮二寸半(舄.Q尺=1)1937710(3)能耗制动运行时nonn0n_0(500)500r/min设电枢回路应串入的电阻值为R3Q3=(丄t呎=5001)0.3772.99700?8nNTL6.13一台他励直流电动机的铭牌数据以下：额定功率PN=40kW,UN=220V,L=200A,nN=1000r/min,Ra=0.1Q。生产工艺要求

55、最大静差率=20%，现采用降低电源电压调速，是多少？解:(1)UN艮IN=220-0.120002V/r.min1C1000e=1100-U2201100r/min1000=100r/minnNN02CeN220500100V1100nmaxm10000.22.5D_ax.Nmax)100(10.2)n(1nmax=400r/minn400+1005000min匕则u|(2),=r/minnn2.5minminn0UN01000NU0min计算：(1)系统能达到的调速范围是多少？(2)上述调速范围内电源电压最小值与最大值所以在调速范围内电源电压最小值是100V,最大值是220V。6.14一台他

56、励直流电动机额定功率PN=10kW,UN=220V,L=53A,nN=1100r/min,Ra=0.3Q，拖动抗争性恒转矩负载运行于额定运行状态。若进行反接制动，电枢回路串电阻R=3.5Q。请计算制动开始刹时与制动到转速n=0时电磁转矩的大小，并说明电动机会不会反转。解:1CUNRalN=220-0.353叱0186V/r.minCeN11001100U=220r/minUNnNn。nn=1183-1100=831183Nm=0.1865394TNCTNiN9.55CeNIN9.55电枢电流反接制动开始刹时,n=n,E=EURI=2200.353204.1VNaaNNaN|UE22020411

57、1.6Aa=aRRa3.50.3T1=CTNla=9.55CeNia=9.550.186(111.6)198N.m当=0时=0|aU22058AnEaRR3.8a由于Td，NTN，所以拖动抗争性恒转矩负载时电动机会反转。T29.550.186(58)103N.m6.15他励直流电动机，卩户18.5kW,UN=220V,=103A,nN=500r/min,nmax=1500rRaQ。采用弱磁调速，问:(1)电动机拖动额定恒转矩负载，若磁通减至1N3电动机的牢固转速和电枢电流各为多少？可否长久运行？为什么?(2)电动机拖动恒功率负载PL=PN,若磁通减至=1N时,电动机的稳态转速和转矩各为多少？此

58、时可否长久运行？为什么?解:(1)RI=220-0.181030.403.V/rminUNaN500CeNnN546r/minnn,=546-500=46r/minn02200.403磁通减至=二3=3=3546=1638r/min时，理想空载转nN0n0n=9nN=946=414r/min可知其对应的转速降是额定磁通的n_n。n=1638-414=1224r/minT=CTNla可知，拖动额定恒转矩负载，磁通减至1N,电枢电流为额定电流的3-R尸。昙色a9550T9550n虫nnCCeTn=1638-0403=1638-=0RPN90.1818.51000184534a212955U9.55

59、C：(-N)23即十-1638n+184534=016381638241845341638139516381395r/minr21517216381395121.5/mieRa弱磁磁调速是升速的，取n小=1517r/min电枢电流22010.4031517=390A0.18TCTla=9.55CeIa=9.5510.40390=115N.m3=3103=309A,不能够长久运行，否则会烧坏电动机。由于n11517r/minnmax=1500r/min,也是不同样意长久运行的。6.16他励直流电动机,PN=18kW,UN=220V,L=94A,计1000r/min,在额定负载下,问：1)想降速至

60、800r/min牢固运行,外串多大电阻？采用降压方法，电源电压应降至多少(2)想升速到1100r/min牢固运行，弱磁系数/N为多少？解:(1)EaN0.95UN0.95220209V2091EaN=0209V/r.minNE1000EaN=222090.117QIN94UN竺1052.6r/min=1052.6-1000=52.6r/min转速降至800r/min时0.2090.117PNno=1052.6-800=252.6r/min对应的外串电阻为R,则有nRRa1)Ra(252.60.445Q3261)nNRa852.6n220178V乔10526U额定转速AUN2a,02)转速公式n