机电传动控制期末考试试卷及答案3.pdf

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1、三、回答题（10小题，每小题4分，共40分）1 .当1 1 一定，三相异步电动机可通过改变Tg、Sm、（和p 参数进行调速。请问通过什么办法来改变这些参数？2 .请解释晶闸管的额定电流的含义。3 .当异步电动机拖动额定转矩的负载运行在固有机械特性曲线上时，如果把电压降低为0.8UN，会不会出现危险？为什么？4 .两相交流伺服电动机的结构与单相电容式异步电动机类似。当控制电压U c=0时，同单相异步电动机一样，仍会“自转”，引起失控。如何消除自转？5 .如图所示，如果他励直流电动机运行在a、b、c、d、e 点时，这些点各是什么运行状态？6 .请解释调速系统中为什么要设电流截止负反馈？7 .通常用

2、晶闸管整流电路作为直流电动机的电源。但其电流具有一定的脉动分量，其中含有很多高次谐波，会引起很多问题。如何解决？8.三相异步电动机反接制动时为什么电流很大，应当采取什么措施限制电流过大？9 .直流他励电动机，改变电枢电路外串电阻Ra d调速方式的特点和用途是什么？1 0 .三相异步电动机变频调速时为什么必须同时改变电压大小，保持u/f=常数？四、计 算 题（两小题，共15分）1 .有台他励直流电动机，如图所示，其铭牌数据为：PN=5.5 k W,U N=U t=2 2 0 V nN=1 5 0 0 r/m in,n=0.8,Ra=0.2 Q,Rt=1 1 0 Qo 试求:额定励磁电流 励 磁

3、功 率 Pf：额定转矩TN；额定电枢电流I a N；额定电枢电流时的反电动势：直接启动时的启动电流;若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应加多大的启动电阻？（7分）2 .有一台三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：P2 N=I O k W n=1 4 6 0 r m in.U =3 80 V,A 接法,HN=0.86 8.C O S-N=0.88,TWTN=L 5,IS I/1N=6.5,第四题第1题试求:定子磁极对数p：额定输入电功率RN；额定转差率SN；额定电流卜；输出的额定转矩TN；采 用 Y A 换接启动时的启动电流和启动转矩：当负载转矩为3 0 N.m 时，该电动机能否采用Y A换接启

4、动?（8 分）五、分 析 题（两小题，每小题10分，共20分）1.电动机为何会发热？如何避免电动机被烧坏？2.如图所示，试述晶闸管直流调速原理。第五题第2小 题三、回答题（每小题4分，共20分）1.答：改变T a是通过改电压：改变Sm是通过改变绕线式异步电动机转子电阻；改变F是通过变频器实现：改变p是通过变极对数电机来实现。2.答：在环境温度不大于40C和标准散热及全导通条件下，晶闸管元件可以连续通过的工频正弦半波电流（在一个周期内）的平均值。3.答：会出现危险。因为当，U-，电机从稳定点a过渡到稳定点b运行时，n.-S*-COS42 .从 T=Kmkcos4 2=TN=_=常数，可知，当U=

5、UN 时，k会是额定值，而当U,时，L要增大，并且L大于其额定值，一电机发热、烧 坏=4.答：使转子导条具有较大电阻鼠笼导条用黄铜、青铜；杯形转子用0.20.8m m薄壁。使异步电动机转子电阻门增大到机械特性曲线的5。1,当Uc=0时，使T和n反向，总是制动转矩。5.答：a点为正向电动运行，b点为反接制动，c点为反向电动运行，d点为反向回馈制动运行，e点为倒拉制动运行。6.答题要点：电流正常时，负反馈截止：电流超过额定值一定量时，负反馈起作用，使转速迅速降低，以保护电动机。7.答:在直流电路一侧串入平波电抗器。8.答：反接制动时，旋转磁场突然反向旋转，而转子转速不能立即发生变化，此时,S 1,

6、转子导体切割磁力线的速度很快，电流很大.对鼠笼式电动机常在定子电路中串接电阻；对绕线式则在转子电路中串接电阻。9.答：特性较软，稳定度低：轻载时，调速范围不大；实现无级调速困难；电阻消耗能量大。用途：低速运转时间不长的传动系统，如起重机，卷扬机等。10.答：由U=E i=4.44K fN：当，f时，必须同时1 U,即保持U/4常数，才能使中不变。6小必=1 1O(2 2 0 x 2)W =4 4 0 W=9.55=9.55 5 5 X I O N -m =3 5 N -mziN 1500(S尸z 5.5 x l O3Z_wj=_=-A =1.2 3 A0.8 x 220E =C/N-&=(22

7、0-3 1.25 x O.2)V213.75V220 A&0.2=1 1OOAI =3公=3 x 3 1.2 5 A =93.75 A因故U z -2 2 0 VR.十 尺3 0.22+尺93.75 A2 =2.1 5 0第四期第1邈2.答：(1)6 0/60 x50.-=21500(2)(3)(4)(6)Pg=A=_124力=11.52/tFF%0.8683年=愣詈=。2711.52N-0q coc(|)v-代X 380 x0.88A=204T=9.55 9=9.55 x1吧。3W m=65.4N mnN 14603T T L57；1.5x65.4TN-m=32.7Nm(7)因TY=32.7

8、N m30N m=TL,故该电动机能采用Y-法启动。五、分析题(20分)1 .答：电动机在运行时的损耗有不变损耗(铁损、机械损耗)，可变损耗(铜损)，这些损耗转变成热能，使电动机发热，从而使电动机温度增高。如果温度超过电动机绝缘允许温度，电动机会被烧坏。因为电动机的热惯性，电动机的温升不但取决于负载大小，而且还取决于负载持续时间(运行方式，或工作制)。要避免电动机被烧坏，要从负载大小和负载持续时间上进行综合考虑。2.答：答题要点：给定电压Ug可调速；般变化时，n 自动变化过程；放大器作用：使AU微小变动便得到很大控制，使 EGTUF即n 基本不变。五、计算题(要求写出主要步骤每题10分)1.有

9、台直流他励电动机，其铭牌数据为：PN=5.5kW,UN=U4220V,nN=1500r/min,q=0.8,Ra=0.2 0。试求：额定转矩TN额定电枢电流IaN；额定电枢电流时的反电势；直接启动时的启动电流；若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串人多大的启动电阻?此时启动转矩为多少？解：1.TN=9.55PN/nN=9.55*5.5*1000/1500=35 N.m2.IaN=pN/(rUN)=31.25A3.E=UN-IaNRa=220-31.25*0.2=213.75V4.Ist=UN/Ra=220/0.2=l 100A5.Ist=UN/(Ra+Rad)W3IsNRadUN/3IaN-

10、Ra=220/(3*31.25)-0.2=2.15 QTst=Kt4 rst=(9.55E/nN)3IaN=(9.55*213.75/1500)*3*31.25=127.6N.m2.某一调速系统在高速时的理想空载转速nol=1450r/m in,低速时的理想空载转速n02=100r/m in,额定负载时的转速降nN=50rmin。试画出该系统的静特性；求出调速范围D 和低速时系统的静差度s2；在nmax与 s2 定时，扩大调速范围的方法是什么?调速系统中应采取什么措施保证转速的稳定性？解：1.静特性-,2.D=nmax/nmin=（n01-AnN）/（n02-AnN）=（1450-50）/（1

11、00-50）=28S2=AnN/n02=0.52.有-台三相异步电动机，正常运行时为A 接法，在额定电压U N 下启动时，其启动转矩Tst=1.2TN（T N 为额定转矩），若 采 用 YA 换接启动，试问当负载转矩TL=35%TN时，电动机能否启动?为什么？TstY=1/3*1,2TN=0.4TN0.3 5TN=TL3.试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速?减速?还是勾速?（图中箭头方向为转矩的实际作用方向）入V7；(d)加速减速减速减速-、分析与简答题1.请简述机电传动系统稳定运行的条件。a）电动机的机械特性曲线可.（TM）和生产机械的特性曲线n=f（T Q 有 交 点（即拖动系统的平

12、衡点）；b）当转速大于平衡点所对应的转速时，TM TL，即若干扰使转速上升，当干扰消除后应有TMTLR,即若干扰使转速下降，当干扰消除后应有TM-TL 0。2.请解释机电传动系统稳定运行的含义。a）是系统应能以一定速度匀速运转b）是系统受某种外部干扰作用（如电压波动、负责转矩波动等）而使运行速度稍有变化时，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。3.请简述并励发电机电压能建立的条件。a）发电机的磁极要有剩磁：b）起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩磁磁场的方向相同；c）励磁电阻不能过大。4.请简述电动机制动的稳定制动和过渡制动状态的共同点和不同点。a）两种制动状态的区别在于转速是否变化b）

13、两种制动状态的相同点在于电动机发出的转矩与转速方向相反。5.请简述直流他励电动机的三种制动方式的接线方法。a）反馈制动为正常接法；b）反接制动：电源倒拉反接改变电枢电压的极性；倒拉反接制动在电枢电路内串入附加电阻；c）能耗制动将外部电枢电压降为零，并将电枢串接一个附加电阻短接。6.为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？因电枢加上额定电压，而电枢电阻很小，故/s T=*很大。7.对电动机的启动有哪些主要要求？a）启动转矩大，电流小b）平滑，安全可靠c）简单方便，功耗小8 .直流他励电动机启动时，若在加上励磁电流之前就把电枢电压加上，这时会产生什么后果（从 兀=0 和兀=人两种情况加以说明）？a

14、）兀=0 时飞车b）兀=八时电枢电流很大。9 .有静差调节系统和无静差调节系统的含义是什么？a）依靠被调量（如转速）与给定量之间的偏差来进行调节，使被调亮接近不变，但又必须具有偏差（即 U N O）的反馈控制系统，即有静差调节系统。该系统中采用比例调节器。b）依靠偏差进行调节，使被调量等于给定量（即（/=（）的反馈控制系统，即无静差调节系统。该系统中采用比例积分调节器。1 0.什么叫调速范围？什么叫静差度？这两项静态指标之间有何关系？a）调速范围是指电动机在额定负载下最高转速和最低转速之比，即。=m ax/min；b）静差率是指负载由理想空裁转速到额定负载所对应的转速降落于理想空裁转速之比，即

15、5=八 /0c）D与 S之间是相互关联的，调速范围是指在最低转速时还能满足给定静差率要求的转速可调范围；对静差率要求越小，允许的调速范围也越小。1 1 .试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速？减速？还是匀速？（图中箭头方向为转矩的实际作用方a）加速 b）减速 c）减速 d）加速1 2 .在图中，曲线1 和 2分别为电动机和负载的机械特性，试判断哪些是系统的稳定平衡点？哪些不是？1、2、4 稳定运行，3 不稳定运行。二、计算题1.有一直流电动机脉宽调速系统（P W M-M）,若外加电源电压。（E）=1 0 0 V,脉冲频率户40 0 0 H z，在脉冲周期内全导通时的理想空载转速 o i=1

16、 0 0 0 r/min,如要求电动机的理想空载转速”（）2=40 0 r/min,问：此系统在一脉冲周期内的导通时间（脉冲宽度）4 应是多少？因T解：故 工1 1 =-s=0.25msf 40 0 0=6 25(1 0 0 0 +40 0)侬=7 Sms2x 1 0 0 02.一台三相异步电动机，定子绕组接到频率为工=50 z的三相对称电源上，已知它运行在额定转速N=9 6 0 r/min。问:（1）该电动机的极对数p是多少？（2）额定转差率SN是多少？（3）额定转速运行时，转子电动势的频率力是多少？解：（1）已知异步电动机额定转差率较小，现根据电动机的额定转速N=9 6 0 r/min,便

17、可判断出它的同步转速o =1 0 0 0,/min。于是6 0/.6 0 x 50 .p=-=3%1 0 0 0（2）额定转差率,卡丁=。4（3）转子电动势的频率会f2=SNfl=0.04x50Hz=2Hz3.有一台三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：P2N=10KW=1 46 0 r/min,U,v =38 0 V ,接法,rtN=0.8 6 8,co s%=0.8 8,Ts t/TN=1.5,/“/=6.5。试求:（1）定子磁极数P;（2）额定输入电功率修N，额定电流IN；（3）采用Y 换接启动时的启动电流和启动转矩。解：（1）现根据电动机的额定转速N1 46 0 r /min ,便可判断

18、出它的同步转速n0-1 50 0 r/min。于是p6 0/,6 0 x 50201 50 0(2)P.,=KW=.52KW小 0.8 6 8Np 1 1 5?K=,2/A=20 AN co s夕 7 3x 38 0 x 0.8 8(3)S屋二A =65 20 a =43.3A3 3 3T1 stY岂=匹=比斗.7 N机3 3 34,有一直流调速系统，-1 450“min ,=i45r/min ,A n)v=1 Or/min ,试求：系统的调速范围和系统允许的静差度。解：系统的调速范围O=&=(n =1 450-1 =1 440min 02 一瓯N 1 45-1 0 1 35系统允许的静差度1

19、 01 45=0.0 6 95.一台直流他励电动机，其额定数据为：E v =1 7 KW ,%,=1 50 0/7 min,4,=220丫，。=9乂，Ra=0.22Q o 试求:(1)额定转矩7；(2)直接启动时的启动电流/,：(3)如果采用降压启动，启动电流仍限制为额定电流的两倍，电源电压应为多少?解：(1)额定转矩p 1 7 x 1 03TN=9.55上=9.55-N？=1 0 8.2N 加N 1 50 0(2)直接启动时的启动电流stUNR,2200 22A =1 0 0 0 A(3)降压启动时U21N故电源电压 U =27,v/?=2 X 9 1 X 0.22V =40 V6.一台直流

20、他励电动机，其额定数据为：PN=22KW,v=1 50 0 r/min,/iV=1 1 0 V ,7 7 =0.8 ,Ra=0.4Q 试求:(1)额定转矩7；,额定电枢电流与；T N=14N-m,&=%=25AUN1(2)直接启动时的启动电流/、,；=27 5A(3)如果要使启动电流不超过额定电流的2倍，求启动电阻为多少欧？-1-0.4|Q =1.8 Q,2x 25 J%21 NR+R d故&2%&N8.一台50 z、八极的三相感应电动机，额定转差率h=0 0 4,问该机的同步转速是多少？当该机运行在7 0 0 r/min时，转差率是多少？当该机运行在8 0 0 r/min时，转差率是多少？当

21、该机运行在起动时，转差率是多少？解 同步转速%=60力 =60 x 50=7 50”minP 4额定转速 鹿=(1 -SN)i =(1 一 0.0 4)x 7 50 r/min =7 20 r/min当=7 0 0/7 min时，转差率 5=75 07 0 0=0.0 6 7 i 7 50当=8 0 0 r/min时，转差率 5=75 0-800=-0.0 6 7%7 50当电动机起动时，=0，转差率%-n _ 7 50 _n,-7 50 -9.台三相四极50 H z 感应电动机，PN=15kW ,nN=1 450 r/min,UN=38 0 V ,IN=1 6 0 A ,定子 Y接法。已知额

22、定运行时，输出转矩为电磁转矩的9 0%,p g =Pg，PF e=2.1kW.试计算额定运行时的电磁功率、输入功率和功率因数。解 转差率1 50 0-1 450 c ws=-=0.0 3331 50 0输出转矩T2=9.55%=9.55 生=49 4.2Nn N电磁功率=8 6.21&WU.，转子铜耗 pCu2=sP“,=0.0 333 x 8 6 21 0 W =28 7 0 W定子铜耗 P g =PCl,2=28 7 0 W输入功率 6=(p c,=(28 7 0 +21 0 0 +8 6 21 0)W =9 1 1 8 0 WP O1 1 Qf)功率因数 co s 0 =-L?Y =0.

23、8 6 7坦U 3 73X380X160四、计算题：(选做一道题，要求写出主要计算步骤及结果，共1 5分)1、一台并励电动机，额定功率4 =2.2%卬，额定电压UN=220V,额定电流=1 2.2A ,额定转速 N=30 0 0 r/min ,最大励磁功率P 取=6 8.2W .试求：(1)最大励磁电流/於；(2)额定运行时的电枢电流/“w；(3)额定转矩7；(4)额定运行时的效率2、有一台三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：P2N=lO kW ,nN=14 6 0r/m i n,UN=3 8 0V ,A接法，r/N-0.8 6 8,cospN-0.8 8 ,Ts l/TN=1.5 ,Ix l

24、/1N 6.5.试求：(1 )额定输入功率PN；(2)额定转差率SN;(3 )额定电流；（4）输出的额定转矩7；（5）采用丫-换接启动时的启动电流和启动转矩。四、计算题：（选做一道题，要求写出主要计算步骤及结果，共 15 分）1.答案：（1）最大励磁电流=殳=四4=0.3 14刑 “2 2 0（2）额定运行时的电枢电流=1,v 一/加=（12.2-0.3 1）4 =11.8 9 4（3）额定转矩TN=9.5 5 =9.5 5 2-2-1 0-N nN 3 000（4）额定运行时的效率=额定输出功率（轴上输出的机械功率）,N 额定输入功率（从电源输入的电功率）*%=Axi 00%=-xl0 0%

25、=1-xl0 0%=8 2%PN U N 2 2 0 x 12.22.答案：(1)P NSN工7,vn0-n o-k W l.52kW0.8 6 8N 15 00-14 6 0=-=U.U2/(3)PIN15 0011.5 2-6 U N C O S。-7 3 x 3 8 0 x 0.8 8A =2 0A(4)s t Y(5)p i 0 x 103二9.5 5 1=9.5 5 x Nm =6 5.4/V mnN 14 6 0=LL=L!L=43 3A3 3T 1.5TN=-=32.7 Nm3 3四、计算题1.有一台他励直流电动机v=2 W,UN=4 4 0V ,IN=16A,nN=1000r/

26、m i n,R“=0.3 7 6。，采用 降 低 电 源 电 压 及 弱 磁 调 速，要 求 最 低 理 想 空 载 转 速%=2 5 0r/m i n,最 高 理 想 空 载 转 速 om ax =15 00 m i n,试求：（1）T =”,时的最低转速及此时的静差率。（2）拖动恒功率负载鸟=时的最高转速。（3）调速范围。解：采用降低电源电压调速时对应于基速以下，基速以上采用弱磁调速。/、人 不 UNI R 440-76X0.376 八 nN=n0-nN,C,可=-=-=0-4 11,nN 1000U 4 4 0%=-=-=107 0.6 r/m i n,A n,v=107 0.6-100

27、0=7 0.6 r/m i n,Q咏0-4 11-MN=2 5 0-7 0.6 =17 9.4 r/m i n,3=-=3=2 8.2 4%。niin viiiiii/v c l 八 0m i n 2 5 0（2）拖动恒功率负载鸟=R，忖应采用弱磁调速。max15 00r/m i n,%=107 0.6 r/m i n,。=/曲。中=。1)0=0.4 1 l x1 0 7 0-6=0,2 9 3,UN，。m,x 15 00G=0.7 13 Q“PN=T PN=T。，侬、=焉=黑=14 02.5 r/m i n。(3)调速范围应将两种方法合并考虑。=变至=7.8 2。17 9.42.三 相 异

28、步 电 动 机4=2 8 k W,UN=3 8 0V ,nN=9 5 0r/m i n,c os%=0.8 8,九=5 0H z,额 定 运 行 时，P ad +P pe=2-2 k W-P“,=L l k W，忽略P.,。试求额定转差率S c (2)总机械功率匕、电磁功率分和转子铜损耗p,“2；(3)输入功率片及效率可；(4)定子额定电流/皿。(3)Pt=PM+pcul+pF e=3 0.6 3 +2.2 =3 2.8 3 A W解：nN=9 5 0r/m i n nx=1000/-/m i n 工 JO。-9 5 0=0 05n,1000(2)P,“=PN+/?,=2 8 x l 03+l

29、.l x l 03=2 9.U W上_=卫=3 0 6 3次p屋 二 尸，=1-S 1-0.05 CU2 T SN 1-0.05%=x 100%=-x l 0 0%=8 5%P 3 2.8 363 2.8 3 x l O3l N y/3UlN c os 0.v-7 3 x 3 8 0 x 0.8 8=5 6.6 8 A五、计算题(要求写出主要步骤每题10分)1.有台直流他励电动机，其铭牌数据为：P N =5.5 k W,U N=U f=2 2 0V,nN=15 00r/m i n.r|=0.8,R a=0.2 试求：额定转矩T N额定电枢电流l aN：额定电枢电流时的反电势：直接启动时的启动电

30、流：若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串人多大的启动电阻?此时启动转矩为多少？解：1.T N=9.5 5 P N/nN=9.5 5*5.5*1000/15 00=3 5 N.m2.l aN=pN/(i U N)=3 1.2 5 A3.E=U N-I aN R a=2 2 0-3 1.2 5*0.2=2 13.7 5 V4.I s t=U N R a=2 2 0/0.2=l l 00A5.rs t=U N/(R a-R ad)U N 3 l aN-R a=2 2 0/(3 *3 12 5)-0.2=2.15 QT s t=K t(p l s t=(9.5 5 E h N)3 l aN=(9.

31、5 5*2 13.7 5/15 00)*3*3 1.2 5=12 7.6 N.m2.某一调速系统在高速时的理想空载转速nol =14 5 0r/m i n,低速时的理想空载转速n02=100r/m i n,额定负载时的转速降nN=5 0nni nc试画出该系统的静特性：求出调速范围D和低速时系统的静差度s 2：在nni ax与s 2 一定时，扩大调速范围的方法是什么？调遢都统中应采取什么措施保证转速的稳定性？解：1.静特性2 .D=i i ni ax/nm i n=(nO 1 -nN)/(nO 2-A nN)=(14 5 0.5 0)/(100-5 0)=2 8S 2=A n N n02=0.

32、53.由D=nm ax S 2 /(nN(l-S 2)可知，在n m ax与S 2一定畤扩大调速范围的方法是减小n N ,系统应采用速度负反馈组成的闭环系统例 题3-4：一 台 他 励 直 流 电 动 机，其 额 定数 据 为：PN=17kW,UN=220V,IN=91A,nN=1500r/m in,Ra=0.22 O o 试 求：(1 )TN=?(2 )直 接 启 动 时 的=?(3 )如 果 要 使 启 动 电 流 不 超 过 额 定 电 流的 两 倍，求 启 动 电 阻 为 多 少？此 时 启 动转 矩 为 多 少？(4)如 果 采 用 降 压 启 动，启 动 电 流 不 超过 额 定

33、电 流 的 两 倍，电 源 电 压 应 为 多少？TN=9.5 5 城nNaNPN UNUNTs,=K,Ist=9.55K QN 几=9 5 5nNE =UN-IllNRa例 题:nN=法，TST,一 台Y280s-4型 三 相 异 步 电 动 机，其1480r/min,Un=380v,Hn=0-8 6 8 ,c o s%=0.8 8=1.8 P2N=1 1 K 叱三 角 形 接X=6 5试 求；（1）、额 定 的 输 入 功 率、转 差 率、电流、转 矩？（2）、电 动 机 能 否 用 r-A启 动 电 流 和 启 动 转 矩？（3）、若 采 用 40%、60%、的 启 动 补 偿 器 进

34、行 降 压 启 动,头？降 压 启 动,80%三 个 抽 头应 选 用 哪 个 抽Pp _rN-NPN =/NstY3TT_ n(,-nN一noC O S(P TN=9.5 5nN&=(0.4)2 X，7；72=(0.6)2x rs 7TW3=(0.8)2XTS7其 它：单 相 异 步 电 动 机、同 步 电 动 机、控 制电 动 机、电 机 的 选 择3.5 一台直流发电机，其部分铭牌数据如下：PN=180kW,UN=230V,nN=1450r/min,n N=89.5%,试求：该发电机的额定电流；电流保持为额定值而电压下降为100V时，原动机的输出功率（设此时n=n N）PN=UNIN18

35、0KW=230*ININ=782.6A该发电机的额定电流为782.6AP=IN 100/n NP=87.4KW3.6 已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：PN=7.5KW,UN=220V,nN=1500r/min,nN=88.5%,试求该电机的额定电流和转矩。PN=UN【N n N7500W=220V*IN*0.885IN=38.5ATN=9.55PN/HN=47.75Nm3.7 一 台他励直流电动机：PN=15KW,U N=220V,I N=63.5A,nN=2850r/min,Ra=0.25 Q,其空载特性为：Uo/V 115 184 230 253 265If/A 0.442 0.802

36、 1.2 1.686 2.10今需在额定电流下得到150V和220 V的端电压，问其励磁电流分别应为多少？由空载特性其空载特性曲线.当 U=150V 时 If=0.71A当 U=220V 时 If=1.08A3.8 一台他励直流电动机的铭牌数据为：PN=5.5KW,UN=110V,IN=62 A,n N=1 OOOr/min,试绘出它的固有机械特性曲线。Ra=(0.500.75)(l-PN/UNIN)UN/IN=0.6(1-5500/110*62)*110/62=0.206。n0=nNUN/(UN-INRa)-=1131r/minTN=9.55*5500/1000=52.525Nm52.525

37、3.9 一台并励直流电动机的技术数据如下：PN=5.5KW,U N=110V,IN=61A,额定励磁电流/fn=2A,n N=1500r/min,电枢电阻 Ra=0.2。，若忽略机械磨损和转子的铜耗，铁损，认为额定运行状态下的电磁转矩近似等于额定输出转矩，试绘出它近似的固有机械特性曲线。nO=UNHN/(UN-INRa)=110*1500/(110-61*0.2)=1687 r/minA1687TN=9.5 5 PN/I1N=9.55*5500/1500=35Nm3.10 一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=6.5 K W,U N=2 2 0 V,IN=3 4.4 A,n N=1500r/

38、min,Ra=0.242。,试计算出此电动机的如下特性：固有机械特性；电枢服加电阻分别为3 Q和 5 Q时的人为机械特性；电枢电压为UN/2时的人为机械特性；磁通6=0.8 6 N时的人为机械特性；并绘出上述特性的图形。HO=UKHN/(UN-INRH)=220*1500/220-34.4*0.242=1559r/minTN=9.5 5 PN/I I N=9.55*6500/1500=41.38Nm n=U/Ke -(Ra+Rad)T/KeKt 2n=U/Ke-RaT/9.55Ke202当 UN=0.5UN 时 n=732 r/min加=5 股/2（5-1 代 2）=780 r/min n=U

39、/0.8Ke。-RaT/9.55Ke2 20.82当 0=0.8 时 n=1517 r/minn（）=U NIIN/0.8 Ke 6=1964 r/min3.1 5 一台直流他励电动机，其额定数据如下：P N=2.2 K W,U N=U f=1 1 0 V,n N=1 5 0 0 r/m i n,q N=0.8,Ra=0.4 Q,Ri=8 2.7Q 试求：额定电枢电流1 A n；额定励磁电流 励 磁 功 率 P f;额 定 转 矩 TN；额定电流时的反电势；直接启动时的启动电流；如果要是启动电流不超过额定电流的2倍，求启动电阻为多少欧？此时启动转矩又为多少？PN=UN%N n N2200=11

40、0*3*0.8IaN=25A U f-RflfNIfN=110/82.7=1.33A Pf=UflfN=146.3W额定转矩TN=9.55 PN/nN=14Nm额定电流时的反电势EN=UN-hRa=110V-0.4*25=100V直接启动时的启动电流kt=UN/Ra=110/0.4=275A 启 动电阻2INUN/(Ra+Rst)Rst1.68Q启动转矩 Ke 6=(UN-lNRa)/nN=0.066Ia=UN/(Ra+Rst)T=KtIa 6=52.9A=9.55*0.066*52.9=33.34Nm.2.8如 图2.3(b)所示，电动机转速!1M=950 r/m in,齿轮减速箱的传动 比

41、JI=J2=4,卷 筒 直 径D=0.24m,滑轮的减速比J3=2,起重负荷力F=100N,电动机的费轮转距GD2M=1.05Nm2,齿轮，滑轮和卷筒总的传 动 效 率 为0.83o试球体胜速度v和折算到电动机轴上的静态转矩TL以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GD2,.3 M=3.14*2n/60=99.43 rad/s.提升重物的轴上的角速度3=3M/jiM3=99.43/4*4*2=3.11rad/sv=3 D/2=0.24/2*3.11=0.373m/sTL=9.55FV/ncnM=9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NMGD2Z=6 GDM2+GDL2/j

42、L2=1.25*1.05+100*0.242/322=1.318NM25.1有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50Hz，满载时电动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。no=6O/p S=(n0-n)/n0=60*50/2 0.02=(1500-n)/1500=1500r/min n=1470r/min电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470 r/min,转子电流频率=Sfi=0.02*50=l Hz5.6有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。线电压为380V时，三相定子绕组应如何接法?型号PN/kWUN/V满载时ISNTst/TNTmax/

43、TNnN/r min1 IN/A H N X 100 cos Y132S-63220/380960 12.8/7.2 83 0.756.52.02.0求 n o,p,S N,T N,T s t,T max 和【s t；额定负载时电动机的输入功率是多少？线电压为380V时，三相定子绕组应为Y型接法.(2)TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.8NmTst/TN=2 Tst=2*29.8=59.6 NmT max/TN=2.0 T max=5 9.6 NmIS/IN=6.5 Ist=4 6.8 A一般 nN=(O.94-O.98)no no=nN/O.96=lOOO r/mi

44、nSN=(n0-nN)/no-(lOOO-96O)/WOO=O.O4P=60 刖=60*50/1000=3 n=PN/P输 入P 输 入=3/0.83=3.615.11有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下:PN/kWn/r min1UN/VnNxiooCOS 4)NIS/INTSV TNTmax/TN接法401470380900.96.51.22.0当负载转矩为250N m时，试问在U=UN和U=0.8UN两种情况下电动机能否启动?TN=9.55 P)/UN=9.55*40000/1470=260NmTst/TN=1.2Tst=312NmTst=KR2U2/(R22+X202)=312 Nm3

45、12Nm250Nm所以U=UN时 电动机能启动。当 U=0.8U 时 Tst=(0.8?)KR2U2/(R22+X202)=0.64*312=199 NmTst=0,9m；每对齿轮转速比力=,2=6;每对齿轮效率力=仍=0.94；图2.6例2Y图蓄筒效率%=0.95；指轮效聿於0.96：试求：(1)电动机轴上的转速；(2)负载重物折算到电动机轴上的转矩.解(I)电动机轴卜.的转速.因卷面转速ZA2v.60 K 2 x 0.6.n.=60 r/mm=-r，m;n=25,5rnunnD 3.14x0.9故电动机轴上的转速nv=BL x/t x j2=25.5 x 6 x 6r/mtn=918r/m

46、in(2)折算到电动机轴上的转矩.因卷茴上的转矩C D 10000 0.9T：=l _ l =_ 2 N-m =2470,1Nm%/%0.95x0.96故折算到电动机轴上的转矩为,T；2470.1 MrtM=-N*m=77.56N mjj2rhih 6 x 6 x 0.95 x 0.96例 3-2 Z2 2 型并励电动机，额定功率枚=2.2kW,额定电压UN=2 2 0 V,软定电流 12.2A,额定转速公=3000/m in,最大励破功率辱=68.2W,试求：(1)最大励磁电流/(N：(2)额定运行时的电枢电流入：(3)需 i定转短TKi(4)额定运行时的效率a.解(I)最大励磁聿流=A=0

47、.31A52202 概定运行时的电枢电流/*N=八-/fN=(12.2-0,3 l)A=11.89A(3)额定转矩底=9.55 区=9.5 5 -Nm=7Nm(4)额定运行时的效率新定输出功率(轴卜输出的机械功率)“in。/额定输入功率(从电源输入的电功率)=X100%=-X 100%=22x1 X )0 0%=82%Az UN 220 x12.2例 3-3 一台Z241型他政电动机，已知解定功率&=55kW：融定电压U、-220V,额定电流/N=3 1 A,额定转速N=1500r/min.若忽略损耗,认为额定运行时的电磁峙矩近似等于额定输日转姮，试绘出这台电动机近似的固有机械特性.解 因他励

48、直流电动机的机械特性八=/(。是一条直线，故只要求出理想空载点(0、4)和额定运行点(1，弧)两点即可绘出，而”。=2,又人外 匚,所以首先要求出电柩电阻凡，其计算步骤如下:(I)估算出电枢且用凡由教材式(3.15),选 求 工 我由教材式(3.16)知.t/N-/N 2 2 0-3 1 x 0.7 1,.一K 4 =-V.r*min以 1500=0.132V/rmin 1(3)求理想空栽转速为UH 220 .MA=r*mm=1667rt minK。0.132(4)求额定转矩7M由教材式(3 J 7)知7N=9.55=965 /0 Nm=35N*mN 入 1500得这台电动机的机械等性并图3.

49、3所示.图3.3 例，3 图例 3-5 一台直流他励电动机，其额定数据如下：/N =22kW.q =220V,IN=2A.,凡=1.7C,勺=1500min,如果这台电动机在额定转矩下运行，城求：(1)电动机的电机电压降至180V时、电动机的转速是多少？(2)励磁电流”=0,8人(即磁通。=0.8久)时，电动机的转速是多少？(3)电柩回路串人附加电81/?“=2。时，电动机的转速是多少？解运茏教材中式(3.13)所示的机械特性表示式=告-7：)即可求出上述几冲条件下的转速.明题中三种条件下的转矩是相同的，在忽略厂损耗的情况F,p 7 2 x 。3r =rN=9,55=9.55 N m=】4N

50、mN nx 1500(1)此时 U=8 0 V,凡=I.7Q”小 力-八人 220-12.4X),7.K=K 0N=-V/r mm e rtN 1500=0.13V/rtnin_,K Q K网=9,55Kt(P=9.55 x0,J3N-m/A=l.24N m；AKK阳 =就=0.13 x 1,24N mQ/r-min-=0.16N niQ/r min而w故=I236r/min(2)此时 U=2 2 0V,R.=1.7Q而-0 =0.8/外=0.8 x0.1 3 V/r*m i n-1=0.1 V/r*m i n*1K&=9.5 5 A Je0 -9.5 5 x 0.I N m/A =0.9 9