电机与拖动习题
电机与拖动复习题
(2)额定转矩;(3)最大转矩;
(4)临界转差率;(5)当电机运行在s=0.02时的电磁转矩。(10分)
1一台并励直流发电机,其额定功率PN=20kW,额定电压UN=230V,额定转速
nN=1500r/min,电枢回路电阻Ra=0.156Ω,励磁电阻Rf=73.3Ω。已知机械损耗和铁耗为1kW,附加损耗为0.01PN,求:(10分) (1)额定负载下的电磁功率 (2)各绕组的铜耗 (3)总损耗及效率
2.某三相六极50(Hz)感应电动机的额定数据如下:PN=28(kW),额定电压UN=380(V),额定转速nN=950(r/min),额定功率因数COSφN=0.88,已知额定运行时各项损耗如下:定子铜耗PCu1=1.0(kW),定子铁耗PFe=500(W),空载损耗P0=850(W),转子铜耗PCu2=1.51(kW)。求:该机额定运行时的(1)转差率;(2)效率;(3)定子电流;(4)转子电流的频率。(10分)
3.一台他励直流电动机,额定数据为,Pe100
KW,Ue220V,Ie517A,ne1200r/min,RS0.044。计算:
(1)额定负载时的电枢电势;
(2)固有机械特性方程式
(3)负载转矩Mfz0.9Me 时的转速; (4)电压降到100V时的转速。(10分)
4 一台三相绕线式转子异步电动机,额定功率为PN=100kW,额定电压为
UN=380V,额定转速为nN=950r/min,额定频率为f1=50hz,在额定转速下运行时,机械摩擦损耗pm1kW,忽略附加损耗。求额定运行时:(1)额定转差率;(2)电磁功率;(3)转子铜铁耗;(4)电磁转矩;(5)输出转矩;(6)空载转矩。(10分)
5 一台三相8极异步电动机的数据为:额定功率PN=260kW,额定电压UN=380
(V),定子绕组三角形接法,额定频率fN=50hz,额定转速nN=722r/min,过载能力
2.13。求:
(1)额定转差率;
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1.直流发电机是将( 机械能 )能转化为(电能 )能;直流电动机是将( 电能 )能转化为( 机械能 )能。
2.直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向( 相反 ),直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向( 相同 )。
3.一台直流电动机,PN145kW,UN230V,N90%,该电机的额定电流为( 700A )。
4.变压器是输送交流电时的一种变( 电压 )和变( 电流 )的设备,它能将一种绕组的( 电压 )或电流变换成另一种绕组的(电压 )或电流。
5.按照负载转矩的大小随转速变化的规律分类,静负载可以分为(恒转矩负载特性 )、( 恒功率负载特性) 、( 通风机类负载特性)三类。
6.直流电动机的启动方法有(直接启动 )、(电枢回路串电阻启动 )、( 降低电枢电压启动 )。
7.直流电机调速的性能指标是( 调速范围 )、( 静差率 )、( 调速的平滑性 )、 ( 调速的经济性 )。
8.根据转差率s的大小和符号,异步电动机可以运行在(电动 )、( 发电 )或( 电磁制动 )状态。
9.某三相异步电动机,nN570r/min,fN50Hz,该电机的额定转差率为( 0.05 )。
10.忽略空载损耗,拖动恒转矩负载的三相异步电动机,其中n11500
r/min,电磁转矩PM10kW,若运行时转速n1455r/min,则输出的机械功率Pm( 9.7 kW ).pcu2 (0.3kW );若n900r/min,则Pm
( 6kW ).pcu2 ( 4kW );
若n300r/min,则Pm(2kW ).pcu2 ( 8kW );转差率s越大,则电动机的效率(越低 )。
11. 直流电动机的转矩公式为(TCTIa ),交流电动机的转矩公式为
pN3398
19.960a601解: EaCen19.92.1103150062.685V
Ce
5.一台三相异步电动机,额定功率PN7.5kW,额定电压UN380V,额定转速( T CTI2cos2 )。
nN945r/min,过载系数m2.8,绘制它的机械特性曲线。
(10分) 12.三相异步电动机电磁转矩的有三种表达式,分别是( 物理表达式 )、( 参数表达式 )、( 实用表达式 )。
6.某他励直流电动机的数据如下:PN10kW,UN220V,IN53.4A,
13.某三相异步电动机,nRa0.4nN1500rmin,试计算并且作出下列机械特性:
N1450r/min,fN50Hz,该电机的额定转差率为(1) 固有机械特性;
( 0.0333 ),磁极数为( 2 )。
(2) 电源电压降至原来的一半的人为机械特性; 14.一台直流电动机,其中额定功率PN160kW,额定电压UN220V,额定效(3) 磁通减少30%的人为机械特性; 率N90%,额定转速nN1500r/min,则该电机的输入功率(177.77
(4) 电枢回路串入1.6 电阻;(15分) kW ),额定输入转矩( 1018.6kW )。
2解: CUNRaIN22053.4eN
n0.4
0.1324 (2分)
1.三相异步电动机在什么情况下转差率s为下列数值:s<0、s>1和0<s≤1。(5分)
N1500
1s(1)固有机械特性为:
2.异步电动机等效电路中的附加电阻s
r
2的物理意义是什么?能否用电抗或电容代em替这个附加电阻?为什么?(5分)
n
UNCRaT
16622.39Tem (2分) eNCeCTNN
答:代表总的机械功率。不能,因为该功率属于有功功率。 3.一台油浸式自冷式变压器,额定数据为
(2) 电源电压降至原来的一半的人为机械特性
SU0.5UNN50kV,1N/U2N10kV/0.4kV,Y,y型连接,求变压器一次、二次绕组的额定
n
CRaT
emC8312.39Tem (2分)
eNCeTNN电压。(5分)
(3) 磁通减少30%的人为机械特性
I1N
SN3U50000
UNRaT解:
101000
2.886A
1N3
n
0.7Cem
23744.88Tem (2分)
eNCeCT0.70.7NN
I2SNN
3U500000.41000
72.17A
2N3(4) 电枢回路串入1.6 电阻
4.一台直流发电机,2p6,单叠绕组,电枢绕组的总导体数N398,气隙每极磁通n
UN2.1103Wb,当转速为n1500r/min时,求电机绕组的感应电动势。
(10分) C(RaRd)Tem
C166211.95Tem (2分) eNeCTNN
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1.一台三相异步电动机,额定功率P,额定转速N7.5kW,额定电压UN380V
P2P20000
86.25% 123189
nN945r/min,过载系数m2.8,绘制它的机械特性曲线。
(10分) 3.解:
X1
2.某他励直流电动机的数据如下:PN10kW,U
N220V,IN53.4A,
Rm
Ra0.4nN1500rmin,试计算并且作出下列机械特性:
(3) 固有机械特性;
( 2 分)
Xm
(4) 电源电压降至原来的一半的人为机械特性; (3) 磁通减少30%的人为机械特性; (4) 电枢回路串入1.6 电阻;(10分) 4.一台三相异步电动机
,已知:额定功率U
1NIR
PN55kW.额定电压UN380V,额定转速n0Z1I0ZmI0(1jX
1)I0(Rm
jXm) (2分)
N570r/min,额定频率fN50Hz,额定功率因数cos
N0.89,额定效率N0.79
试求:(1)额定电流;(2)同步转速;(3)定子磁极对数;(4)额定负载时的转差率。 I0(10分)
3
PPN
1
550004答:解:
0.7969620kWN
(4分)
=2.24(A) (2分)
IP1
3U69620
N118.8Ncos
1.7323800.89Nm
E2U2N400V (2分)
n60f3000
1p5
600r/min (2
1.直流发电机是将( )能转化为( )能;直流电动机是将( )能转化为分)
( )能。
定子磁极对数p=5. (1分)
2.直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向( ),直流电动机电磁转矩的方向sn1nN和电枢旋转方向( )。
n600570N600
0.05
13.一台直流电动机,PN145kW,UN230V,N90%,该电机的额定电流为3.一台单相变压器,额定数据为
( )。
SN220kV.A,U1N/U2N10kV/9.4kV,I1N/I2N32A/800A,r12.44,x
4.直流电机在工作过程中,定子主磁极产生( )磁场,电枢电流产生( )18.24,rm169,xm4660,
磁场,( )对( )的影响叫电枢反应。
当一次额定电压,二次侧开路时,计算空载电流、二次侧电动势及漏抗电势。(10分)
5.按照负载转矩的大小随转速变化的规律分类,静负载可以分为( )、
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( ) 、( )三类。
6.直流电动机的启动方法有( )、( )、( )。
7.三相变压器的连接组别不仅与绕组的(绕向 )和( 首末端标志 )有关,而且与三相绕组的( 连接方式 )有关。
8.根据转差率s的大小和符号,异步电动机可以运行在( )、( )或
转速
n
N
600(r/m),试求该电机的额定电流。
( )状态。
9.某三相异步电动机,nN570r/min,fN50Hz,该电机的额定转差率为( ),磁极数为( )。
10.直流电机的调速方法有( 电枢回路串电阻调速)、( 减弱磁通调速 )、( 降低电枢电压调速),三相异步电动机的调速方法有( 变极调速 )、( 变频调速 )、( 改变转差率调速 )。
11. 直流电动机的转矩公式为( ),交流电动机的转矩公式为( )。 12.三相异步电动电磁转矩的有三种表达式,分别是( )、( )、( )。 13.某三相异步电动机,nN1450r/min,fN50Hz,该电机的额定转差率为( ),磁极数为( )。
14.笼型异步电动机有直接启动、( )、( )等。 1-6 已知某直流电动机铭牌数据如下,额定功率
1-12 ,额定效
率89.5%,
解:Pin
N
N
180
201(kw)89.5%
I
N
U
NN
180000
782(A)230
2-9 一台直流发电机,2P=4,a=1,Z=35,每槽内有10根导体,如要在1450r/min下产生230伏电势,则每极磁通应为多少?
解:电机的总导体数N=10 Z=350根
根据直流电机感应电势系数 由E
Ce
NP3502
=11.67 60a60
P
N
75(kw),额定电压
Cen得每极磁通
U
N
220(v),额定转速nN1500(r/m),额定效率N88.5%,试求该电机的额
解:对于直流电动机,
E230
=0.0136(Wb)
Cen11.671450
故需每极磁通为0.0136韦。
定电流。
PUI
N
N
N
N
2-10 一台直流发电机,2P=4,a=1,S=21,每元件匝数
W
y
=3,当
=
故该电机的额定电流
I
N
UN
N
N
75000
38(5A)
22088.5%
0.01825
W
b
,n=1500r/min时,试求正,负电刷间得电压。
解:整个直流机的总导体数N=2
W
y
S=126根
1-7 已知某直流电动机的额定功率
PN240(kw),额定电压UN460(v),额定
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根据直流电机感应电势系数
Ce
NP1262
=4.2 60a60
故正、负电刷间的感应电势E
Cn
e
(3)磁通不变,转速增加20%时,
E
3
(120%)E=276伏
=115伏
2-9 一台直流发电机,2P=4,a=1,Z=35,每槽内有10根导体,如要在1450r/min下产生230伏电势,则每极磁通应为多少?
解:电机的总导体数N=10 Z=350根
根据直流电机感应电势系数 由E
(4)磁通减少10%,同时转速增加20%,
E
4
(110%)(120%)E=248.4伏 ,此时,电势增加了10%。
Ce
NP3502
=11.67 60a60
Cen得每极磁通
E230
=0.0136(Wb)
n11.671450e
2-64 一直流发电机数据2P=6,总导体数N=780,并联支路数2a=6,运行角速度40rad/s,每极磁通为0.0392韦,试计算(1)发电机感应电势;(2)速度为900r/min,磁通不变时发电机的感应电势;(3)磁通为0.0435韦,n=900r/min时电机的感应电势;
(4)若每一线圈电流的允许值为50安,在第(3)问情况下运行时,发电机的电磁功率。
故需每极磁通为0.0136韦。
2-10 一台直流发电机,2P=4,a=1,S=21,每元件匝数0.01825
W
y
=3,当
=
PN3780
13 60a603
606040130.0392 则发电机的感应电势ECenCe22
解:(1)发电机的电势常数
Ce
W
,n=1500r/min时,试求正,负电刷间得电压。 b
=611.52伏
(2)转速为900r/min时,感应电势
解:整个直流机的总导体数N=2
W
y
S=126根
E1Cen139000.0392
"
根据直流电机感应电势系数
Ce
NP1262
=4.2 60a60
e
=458.64伏
(3)磁通为0.0435韦,转速为900 r/min时,感应电势
故正、负电刷间的感应电势E
Cn
E2Cen130.0435900508.95伏
"
"
(4)若每线圈流过50安电流,则总电枢电流
=115伏
2-42 直流发电机感应电势与那些因素有关?若一台直流发电机空载电势是230伏,试问在下列情况下电势的变化如何?
(1) 磁通减少10%; (2) 励磁电流减少10%;
(3) 磁通不变,速度增加20%;
(4) 磁通减少10%,同时速度增加20%。 解:据感应电势E关。
I
a
650300A
在(3)的情况下运行时的电磁功率
PemE2Ia508.953001.526910(W)
5
2-66 一台他励发电机,额定电压为230伏,额定转速1450r/min,极数2P=4,槽数Z=50,每槽导体数
Cn知,当一台结构一定的电机,它的电势与磁通和转速有
e
N=4,2,空载电压230伏时每极磁通0.04925韦,试
1
求:(1)电枢总导体数;(2)电枢绕组型式和换向片数。 (1)磁通减少10%时,
E(110%)E=207伏
1(2) 励磁电流减少10%时,由于磁路有饱和现象存在,当磁路不饱和时使磁通减少10%,即但比207伏大。
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E
2
=207伏,当磁路饱和时,磁通减小很多,感应电势比230伏小
E230Cen0.0492514503.22
由
Ce
PNPN2200
得绕组并联支路对数a=2 60a60Ce603.22
88.19em
电机的电磁转矩 Mem866 (N·m)
2
970
60
发电机的效率
3
因为2P=2a=4,所以电枢绕组为单迭绕组,换向片数 K=
P
N1
82
90.3% 90.89
Z
=Z502100片 i
3-9 一台四极、82kw、230伏、970r/min的并励直流发电机,在75度时电枢回路电阻
r
a
0.0259,并励绕组每极有78.5匝,四极串励绕组总电阻rf22.8,额定负
附加损耗Pad0.005PN,试求额定负载时发电机的输入功率,Pmec2.3kw,
载时,并励回路串入3.5欧的调节电阻,电刷压降为2伏,基本铁耗及机械损耗
P
3-15 一台并励发电机在600r/min时空载电压为125伏,假如将转速提高到1200r/min,同时将励磁回路的电阻增加一倍,问电机的空载电压为多少?
Fe
电磁功率,电磁转矩和效率。
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