电机与拖动基础各章习题.docx
- 文档编号:12913402
- 上传时间:2023-06-09
- 格式:DOCX
- 页数:90
- 大小:80.30KB
电机与拖动基础各章习题.docx
《电机与拖动基础各章习题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电机与拖动基础各章习题.docx(90页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
电机与拖动基础各章习题
第9章习题
P39例9-2
一台他励直流电动机,其额定功率为29kW,额定电压为440V,额定电流为76A,额定转速为1000r/min,电枢电阻为0.377Ω.试用解析法计算采用四级起动,且最大起动电流为两倍额定电流时的各段起动电阻。
解:
由于起动级数m=4,且最大起动电流为I1=2IN=2×76=152A
Ω
则各级起动总电阻为
于是各分段电阻为
P789-6
某一他励直流电动机的数据为:
PN=29kW,UN=440V,
IN=76A,nN=1000r/min,测得Ra=0.065RN。
若忽略空载损耗,试计算:
(1)电动机以转速500r/min吊起负载,Tz=0.8TN,试求这时串接在电枢电路内的电阻RΩ;
(2)用哪几种方法可以使负载(0.8TN)以500r/min转速下放?
求每种方法电枢电路内的电阻IN
(3)在500r/min时吊起负载,Tz=0.8TN,忽略将电枢反接,并使电流不超过,求最后稳定下降的转速。
解:
Ω
(1)Tz=0.8TN时,Ia=0.8IN=0.8×76=60.8A
Ω
(2)可有4种方法
1)在额定电压下,电枢电路接电阻
Ω
2)降低电枢两端电压,并电枢电路串电阻。
以U=0.5UN为例
Ω
3)能耗制动
Ω
4)电枢电压降低且反接,回馈制动
V
(3)如果忽略将电枢反接,并使电流不超过IN,则电枢回路总电阻为
Ω
最后稳定下降的转速
r/min
P789-7
某他励直流电动机的数据为:
PN=29kW,UN=440V,IN=76.2A,nN=1050r/min,Ra=0.068RNΩ。
(1)电动机在回馈制动下工作,设Ia=60A,电枢回路不串联电阻,求电动机转速;
(2)电动机在能耗制动下工作,转速n=500r/min,电枢电流为额定电流,求回路电枢内串联电阻值、电动机轴上转矩;
(3)电动机在转速反向的反接制动下工作,转速n=-600r/min,电枢电流Ia=50A,求电枢回路内串联电阻值、电动机轴上转矩、电网供给的功率、从电动机轴上输入的功率、在电枢回路内电阻值所消耗的功率。
解:
Ω
(1)
r/min
(2)
Ω
此时电动机轴上转矩
Nm
(3)电枢回路内串联电阻值
Ω
根据
,可得
于是电动机轴上转矩
Nm
电网供给的功率
kW
电动机轴上输入的功率
kW
在电枢回路内电阻值所消耗的功率
kW
P789-8
一台他励直流电动机铭牌数据为:
PN=10kW,UN=220V,
IN=53A,nN=1100r/min,测得Ra=0.3Ω。
采用能耗制动和反接制动,试计算这两种情况下电枢应该串接多大的电阻。
两种情况下的电枢电流不得超过2IN
解:
由题设可得
(1)采用能耗制动时应该串接的电阻
Ω
(2)采用反接制动时应该串接的电阻
Ω
P789-9
一台他励直流电动机铭牌数据为:
PN=40kW,UN=220V,IN=207.5A,Ra=0.067Ω。
试计算
(1)如果电枢电路不串接电阻起动,则启动电流为额定电流的多少倍?
(2)如果将启动电流限制为1.5额定电流,则电枢电路应串接多大的起动电阻。
解:
(1)采用直接时的启动电流
A
(2)电枢电路串电阻起动时应串接的电阻值
Ω
P799-10
一台他励直流电动机的技术数据为,PN=29kW,UN=440V,IN=76.2A,nN=1050r/min,Ra=0.068Ω.试用解析法计算采用三级起动,且最大起动电流为两倍额定电流时的各段起动电阻,。
解:
由于起动级数m=3,且最大起动电流为I1=2IN=2×76.2=152.4A
Ω
于是各分段电阻为
P789-10
某他励直流电动机的数据为:
PN=29kW,UN=440V,IN=76.2A,nN=1050r/min,Ra=0.068RNΩ。
分三级起动,其最大起动电流不得超过额定电流的两倍,求各段的电阻值。
解:
Ω
各段电阻为
Ω
Ω
Ω
P799-11
一台他励直流电动机铭牌数据为:
PN=1.75kW,UN=110V,IN=20.1A,nN=1100r/min,Ra=0.57Ω。
如果采用三级起动,且启动电流不超过2IN,试求出各段的电阻值,及各段电阻切除时的瞬时转速。
解:
根据
电枢电阻Ra的求解
Ω
于是
理想空载转速为
r/min
Ω
由于启动电流不超过2IN,所以启动时的最大电流为
A
各段电阻切除时的切换电流为
A
各段总切换电阻值
Ω
Ω
Ω
各分段电阻值
Ω
Ω
Ω
或
Ω
Ω
Ω
各段电阻切除时的瞬时转速
r/min
r/min
r/min
P799-12
一台直流电动机部分参数:
UN=220V,IN=40A,nN=1000r/min,Ra=0.5Ω。
当电压减低到180V,负载为额定负载时,求:
(1)电动机接成它励(励磁电流不变)时转速和电枢电流;
(2)电动机接成并励(励磁电流随电压正比变化)时转速和电枢电流(设铁不饱和)。
解:
(1)电动机接成它励时
r/min
Ia=IN=40A
(2)电动机接成并励时
根据铁不饱和、且励磁电流随电压正比变化可得
于是
根据
,且负载为额定负载,可得
A
于是
r/min
P79P9-13
一台他励直流电机的数据如下:
PN=29kW,UN=440V,IN=76A,nN=1000r/min,Ra=0.065RN。
采用调压及调磁的方法进行调速,要求最低理想空载转速为250r/min,最高理想空载转速为1500r/min,求在额定转矩时的最高转速和最低转速,并比较最高转速机械特性和最低转速机械特性的硬度系数和静差率。
解:
Ω
最高转速的机械特性(弱磁调速)
根据
,可得额定转矩时的电枢电流为
r/min
最低转速的机械特性(调压调速)
由于Ia=IN=76A,CeΦ=CeΦN=0.4114
r/min
P79P9-14
某一生产机械采用它励直流电机作为其拖动电机,该电动机采用弱磁调速,其技术数据为:
PN=18.5kW,UN=220V,IN=103A,Ra=0.18Ω,nN=500r/min,最高转速nmax=1500r/min。
(1)若电动机带动恒转矩负载(TZ=TN),当减弱磁通Ф=1/3ФN时,求电动机稳态转速和电枢电流。
此时电动机能否长时间运行?
为什么?
(2)若电动机带动恒功率负载(PZ=PN),当减弱磁通Ф=1/3ФN时,求电动机稳态转速和电枢电流。
此时电动机能否长时间运行?
为什么?
解:
(1)当电动机带动恒转矩负载(TZ=TN)时,如果减弱磁通Ф=1/3ФN,则根据T=CTФI有电动机电枢电流增加3倍。
即
Ia=3IN=3×103=309A
电动机稳态转速为
r/min
由于电枢电流过大(Ia=309>IN=103),将烧毁电动机,所以电动机不能长时间运行。
(2)当电动机带动恒功率负载(PZ=PN)时,如果减弱磁通Ф=1/3ФN,则根据
有:
于是
而
,
所以
即
于是电动机稳态转速为
r/min
由于电枢电流等于额定电流(Ia=IN=103),所以电动机可以能长时间运行。
P79P9-15
一直流电动机的额定数据为:
PN=74kW,UN=220V,nN=1430r/min,IN=378A,电枢Ra=0.18Ω,整流电源内阻(在发电机-电动机组的电枢电阻)R0=0.022Ω。
当生产机械要求静差率为20%时,求系统的调速范围。
如果静差率为30%,系统的调速范围应为多少?
解:
r/min
要求静差率为20%时的调速范围为
要求静差率为30%时的调速范围为
P79P9-17
一台它励直流电动机的额定数据为:
PN=21kW,UN=220V,nN=980r/min,IN=115A,电枢Ra=0.1Ω。
如果最大起动电源为2IN,负载电流为0.8IN。
(1)求电动机起动电阻的最小级数及相应电阻值
(2)设系统总飞轮力矩GD2=64.7Nm2,试求系统的起动时间以及起动过程中的Ia=f(t)及n=f(t)曲线。
解:
(1)
Ω
由于负载电流为0.8IN,所以,I2可以取0.9IN,即I2=0.9IN
于是
于是,取m=3,则
因此各级起动总电阻值为
Ω
Ω
Ω
各段电阻值为
Ω
Ω
Ω
(2)
各段启动过程的机电时间常数为
s
s
s
s
各段启动过程的的电流
A
A
A
于是总启动时间为
在总电阻为R3的机械特性段上
r/min
nst1=0r/min
在总电阻为R2的机械特性段上
r/min
r/min
在总电阻为R1的机械特性段上
r/min
r/min
在总电阻为Ra上的固有机械特性段上
r/min
r/min
第10章习题
P123例11-3
某转子绕线型异步电动拖动,转子电路采用Y型接线,其技术数据为:
PN=28kW,nN=1420r/min,cosφN=0.87,ηN=87%,U1N=220/380V,I1N=96/55.5A,E2N=250V,I2N=71A,过载能力KT=2。
设最大允许起动转矩为T1=1.7TN,试用解析法求解三级空载起动时的每相各段起动电阻。
在计算时可以将机械特性近似为直线。
解:
电动机额定转差率为
电动机转子绕组每相电阻为
由于最大允许起动转矩为T1=1.7TN,且分三级启动m=3,则
由于s在0→sm区段机械特性可以近似为直线,所以有
由于是空载起动,TZ≈0,所以切换转矩T2=0.762TN>>TZ
于是转子每相各段起动电阻为
P10910-1
某绕线转子异步电动机,定子绕组采用Y型连接,其技术数据:
PN=75kW,nN=720r/min,I1N=148A,I2N=220A,ηN=95%,Cosφ1N=0.85,KT=2.4,E2N=213V。
(1)用实用表达式绘制电动机的国有特性;
(2)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Tz=TN时转子每相应该串联多大的电阻;
(3)电动机在额定状态下运行,为了停转采用反接制动,如果要求制动转矩在启动时为2TN,求每相应该串联多大的电阻;
(4)采用工程计算法计算异步电动机的下列参数:
TN,Tm,R'2,k,R2,R1,sm,X1,X2,X'2,I0及X0。
解:
(1)用实用表达式表达的固有特性为
其中
N·m
N·m
(2)
r/min,
因为Tz=TN=995N·m,所以Tm,KT均保持不变。
则
如果忽略转子漏电抗X2,则
Ω
Ω
(3)反接制动时
因为T=-2TN,
,Tm=-KTTN
而
=3.652或1.052
所以
=0.424Ω或0.106Ω
(4)根据定子绕组采用Y型连接,可得
V
Ω
Ω
Ω
Ω
A
Ω
P10910-2
某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:
PN=60kW,nN=577r/min,I1N=133A,I2N=160A,ηN=89%,Cosφ1N=0.77,KT=2.9,E2N=253V。
电动机在启动与反接制动状态下的机械特性如图所示。
(1)设电动机转子每转动35.4转,主钩上升1m。
如果要求带额定负载时重物以8m/min的速度上升,求电动机转子电路串接的电阻值;、
(2)为了消除起重机各机构齿轮间的间隙,使启动时减小机械冲击,转子电路备有预备级电阻。
设计时如果要求串接预备电阻后,电动机启动转矩为额定转矩的40%,求预备级电阻值;
(3)预备级电阻值一般也作为反接电阻,用以在反接制动状态下下放负载。
如果下放时电动机的负载转矩TZ=0.8TN,求电动机下放时的转速;
(4)如果电动机在回馈制动状态下下放负载,转子串联电阻为0.06Ω,如果下放负载时TZ=0.8TN,求此时电动机的转速。
解:
(1)电动机的转速
nN=35.4×8=283r/min
Ω
特性曲线A点
Ω
(2)
Tst=40%TN=0.4TN
启动时n=0,sB=1
Tm=KTTN=2.9×993.07=2879.9N·m
由于
所以
;
,此根不合理,舍弃
由于
Ω
(3)由于TZ=0.8TN,
所以有
;
,此根不合理,舍弃
(4)由于
忽略R1,并且认为
,则
所以有
;
,由于4.158>0.58493处于不稳定,此根不合理,舍弃
r/min
第11章习题
P14511-1
某转子绕线型异步电动拖动,其技术数据为:
PN=44kW,nN=1435r/min,E2N=243V,I2N=110A。
设起动时负载转矩Tz=0.8TN,最大允许起动转矩为T1=1.87TN,起动切换转矩T2=TN,试用解析法求起动电阻的级数及每极的电阻值(在计算时可以将机械特性近似为直线)。
解:
电动机额定转差率为
电动机转子绕组每相电阻为
由于s在0→sm区端可以将机械特性近似为直线,所以有
于是转子每相各段起动电阻为
P14511-2
某生产机械用转子绕线型异步电动拖动,其技术数据为:
PN=11kW,nN=715r/min,E2N=163V,I2N=47.2A,负载转矩TZ=98Nm,起动最大转矩与额定转矩之比T1/TN=1.8。
试用解析法求三级起动时的每级电阻。
解:
电动机额定转差率为
电动机转子绕组每相电阻为
由于T1=1.7TN
符合起动要求
于是转子每相各段起动电阻为
P14511-4
某台绕线异步电动机的技术数据:
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,起动级数为六级。
试计算各相的分段电阻(T1/TN=1.8)。
解:
当m=6时,根据
有
由于
,符合要求。
于是六段电阻阻值计算如下:
Ω
Ω
Ω
Ω
Ω
Ω
则转子每相串联主电阻为
Ω
P14511-5
某笼型异步电动机的的技术数据:
PN=40kW,nN=2930r/min,U1N=380V,起动电流倍数KI=5.5,ηN=90%,cosφ=0.3(即R=Zcosφ=0.3Z)。
用定子电路串接对称电阻降压起动。
设在串接对称电阻应使起动电流减小到1/4,求串接电阻阻值(计算时可以忽略I0)。
解:
根据
得
A
(1)如果定子绕组采用Y型联接
Ω
R=Zcosφ=0.3Z=0.3×0.538=0.1614Ω
Ω
于是串接电阻
Ω
(2)如果定子绕组采用D型联接
Ω
R=Zcosφ=0.3Z=0.3×1.614=0.4842Ω
Ω
于是串接电阻
Ω
友情提示:
范文可能无法思考和涵盖全面,供参考!
最好找专业人士起草或审核后使用,感谢您的下载!
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电机 拖动 基础 各章 习题