電機(jī)原理及拖動(dòng)基礎(chǔ)課后習(xí)題答案(礦大版).pptVIP

上,下,電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ) 習(xí)題答案分析,第一章 磁路習(xí)題,1-5 ：一直流鐵心，磁路面積A=20cm，磁路平均長(zhǎng)l=30cm。 若要產(chǎn)生磁通=0.002Wb，則磁動(dòng)勢(shì)應(yīng)為？ 如鐵心上開0.1cm長(zhǎng)的空氣隙，忽略漏磁和邊緣效應(yīng)，問線圈應(yīng)增加到多少安匝才能保持鐵心磁通不變？ (鑄鐵中B=1T,H=98A/cm),(1)F=Hl=98A/cm30cm=2940A; (2) 此時(shí)，F(xiàn)總=H鐵l鐵+H 其中：H鐵l鐵=98A/cm29.9cm=2930.2A; H=B/0=0.001/(410-7)=795.8A; 所以：F總=2930.2+795.8=3726A,解：,1-6：一交流鐵心線圈接電壓100V，頻率50Hz電源，其I1=0.5A，cos1=0.07，將鐵心抽出，則變?yōu)镮2=10A，cos2=0.5，計(jì)算其等效電路各參數(shù)并畫該鐵心線圈相量圖。,解： (1),(2),1-7：若1-6中漏磁可忽略，且鐵心磁通=0.0022sin314tWb，計(jì)算線圈每匝感應(yīng)電勢(shì)？要獲得36V的電壓電源，鐵心應(yīng)繞一個(gè)多少匝的線圈？,解：每匝電勢(shì)為：,2-13：計(jì)算電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩，H=190m，m1=650Kg，礦物m2=1000Kg，罐籠m=1600kg，h=18m，每條鋼絲長(zhǎng)280m，q=1.6kg/m，提升電機(jī)nN=975r/min，JM=6.25kgm2，提升機(jī)Jm=10250kgm2，滾筒D=2m，傳動(dòng)比i=20，=0.9，天輪的J=375kgm2，a=0.5m/s2.,第二章 電力拖動(dòng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ),解：作直線運(yùn)動(dòng)的總質(zhì)量：,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：,系統(tǒng)折算后總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速加速度：,總負(fù)載靜轉(zhuǎn)矩：,折算后負(fù)載轉(zhuǎn)矩：,由運(yùn)動(dòng)方程的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：,第三章 直流電機(jī),3-12 四極直流發(fā)電機(jī),n=60r/min,=0.04Wb時(shí),Ea=230V，單疊繞組時(shí)，有多少導(dǎo)體？單波繞組，多少導(dǎo)體？,單疊：a=2,單波：a=1,N=5750,解：因?yàn)?N=2875,3-13 計(jì)算y1,y2,y3和yk，繪制繞組展開圖，安放主磁極和電刷，求并聯(lián)支路對(duì)數(shù)。 (1) 單疊繞組 2p=4,Z=S=22 (2) 單波繞組 2p=4,Z=S=19,合成節(jié)距與換向節(jié)距為：,解：(1)單疊繞組,并聯(lián)支路對(duì)數(shù)：,(2) 單波繞組,3-14 直流發(fā)電機(jī)銘牌：PN=75kW，UN=230V，nN=1500r/min，N=90%，求輸入功率P1和額定電流IN。,解：,3-15 直流機(jī)銘牌：PN=145kW，UN=220V，nN=1450r/min，N=90%，求額定轉(zhuǎn)矩TN和額定電流IN。,解：,3-19 他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，總Ra=4.3。以200rad/s，開路電壓85V，勵(lì)磁電流為額定。若負(fù)載50，以260rad/s運(yùn)行，勵(lì)磁仍為額定，求此時(shí)負(fù)載功率。,解：負(fù)載運(yùn)行時(shí),電壓方程為：,負(fù)載功率為：,3-21 并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)PN=16kW，UN=230V，IN=69.3A，nN=1600r/min，N =88.5%，Ra=0.128，勵(lì)磁回路Rf=150。求額定狀態(tài)下If，Ia，Ea，pCua，pCuf，p0，輸入轉(zhuǎn)矩T1，Tem，T0。,解：,3-24 一直流并勵(lì)機(jī) PN=5.5kW，UN=110V，IN=60.6A，IfN=0.88A，nN=3000r/min，求額定狀態(tài)下： (1) 輸入功率P1 (2) 效率N (3)輸出轉(zhuǎn)矩TN,解：,第四章 直流電機(jī)的電力拖動(dòng),4-6 ZD2型直流機(jī)，PN=17kW,UN=220V,IN=630A,nN=750r/min，Ra=0.0127,他勵(lì)繞組電阻14.3,Uf=220V,IfN=11.73A。求： (1) 額定時(shí)勵(lì)磁回路的附加電阻。(2) 額定電磁轉(zhuǎn)矩和額定輸出轉(zhuǎn)矩。(3) 理想空載轉(zhuǎn)速。(4) 繪出電機(jī)的自然機(jī)械特性。,解: (1)額定附加電阻：,(2)額定運(yùn)行電樞電壓方程：220=EaN+6300.0127; EaN =212V,額定電磁轉(zhuǎn)矩：,額定輸出轉(zhuǎn)矩：,(3) 電機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速：,4-8 并勵(lì)直流機(jī),PN=17kW，UN=220V，IN=90A，nN=1500r/min，IfN=2.135A,pmec+pFe=215W,ps=0.5%PN，求： (1) Ra。(2) Tem。(3) N。(4) 空載轉(zhuǎn)速。,解：額定時(shí)：,電壓方程為：,(2) 額定電磁轉(zhuǎn)矩：,220=196.89+87.865Ra; Ra=0.263歐,(3) P1=19800W；=85.86%,(4),由電壓方程得空載電勢(shì)為：Ea0=219.6V,空載轉(zhuǎn)速為：,4-9 一臺(tái)500V直流發(fā)電機(jī)，nN=1000r/min，輸出功率50kW,Ia=0.4。接至200V電網(wǎng)做電動(dòng)機(jī)，磁通及Ia額定，求:(1) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。(2) Ia額定，n=1000r/min，磁通及電磁轉(zhuǎn)矩為額定時(shí)的多少倍？,解：發(fā)電機(jī)時(shí)電樞電壓方程為：,電動(dòng)機(jī)時(shí)電樞電壓方程為：,(1)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：,(2) 由于電樞電流為額定值，所以由電樞電壓方程可知，電勢(shì)E不變； 磁通之比等于轉(zhuǎn)速的反比，即296/1000=0.296； 電磁轉(zhuǎn)矩之比與磁通之比相等。,4-10 他勵(lì)直流機(jī)，PN=60kW，UN=220V，IN=305A，nN=1000r/min，Ra=0.024，IfN=4.23A，Rf=49.6。求： (1) 額定電磁轉(zhuǎn)矩、空載轉(zhuǎn)矩及效率。(2) 直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流倍數(shù)。(3) 用降壓?jiǎn)?dòng)法將電壓降為100V時(shí)的啟動(dòng)電流倍數(shù)。,解：額定時(shí)電樞電壓方程為：,4-11 起重并勵(lì)直流機(jī)，UN=220V，Ra=0.032，Rf=275，提升重物時(shí)，U=UN，Ia=350A，n=795r/min。將同一重物下放時(shí)，電壓及勵(lì)磁電流保持不變，n=300r/min， 問電樞回路需串入多大的電阻？,解：提升時(shí)電樞電壓方程為：,下放是利用倒拉反轉(zhuǎn)：n=-300rpm; 此時(shí)：Ea=(-300/795)208.8=-78.79V，由于負(fù)載不變，所以Ia不變等于350A。此時(shí)電樞電壓方程為：,所以電樞串入電阻為：0.822歐。,4-12 并勵(lì)直流機(jī),PN=185W,UN=220V,IN=1.2A,IfN=0.11A，nN=1600r/min，T2=0時(shí)，Ia=80mA，求： 額定電磁轉(zhuǎn)矩。(2) 電樞回路總電阻。(3) 電機(jī)空載轉(zhuǎn)速。 (4) T2=0.5TN、n=1400r/min，電樞回路串入的電阻R。 (5) 若T2=TN，電樞回路串入R=50，求穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速。 (6) 在問題(5)的情況下電機(jī)的效率 。,解：空載時(shí)電樞銅耗很小，可以忽略，所以空載功率為： p0=2200.08=17.6W；,(1)電磁功率為：185+17.6=202.6W; 電磁轉(zhuǎn)矩為：9.55202.6/1600=1.21Nm,(3) 由電樞電壓方程可計(jì)算出空載和額定時(shí)E： Ea0=217.5V; EaN=185.9V。 所以，空載轉(zhuǎn)速為：1872rpm。,(2) 功率方程：,(4),n=1400rpm時(shí)，Ea=185.91400/1600=162.7V 由電壓方程得： 220=162.7+0.592(31.31+R); 所以電樞串入電阻為：65.5歐,所以轉(zhuǎn)速為：n=1600131.4/185.9=1131rpm。,(5) 由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩額定，所以電樞電流額定=1.09A; 由電壓方程得： 220=Ea+1.09(50+31.31); Ea=131.4V,(6),4-13 并勵(lì)直流機(jī)，PN=10kW，UN=220V，nN=1500r/min，N=84.5%，IfN=1.178A，Ra=0.354，采用能耗制動(dòng)停車，在電樞回路串入R=0.5，求： 制動(dòng)初瞬間的電樞電流及電磁轉(zhuǎn)矩。 (2) 串電阻后的機(jī)械特性。,解：并勵(lì)電動(dòng)機(jī)額定時(shí)：,制動(dòng)瞬間轉(zhuǎn)速未變，電勢(shì)未變，此時(shí)電壓方程為： 0=201.4+Ia(0.354+0.5); Ia= -235.8A。,制動(dòng)瞬間轉(zhuǎn)矩為：,4-14 串勵(lì)直流機(jī)，UN=220V，IN=40A，nN=1000r/min，電樞回路R=0.55，若制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定，電樞串入2，求Ia和n，假設(shè)磁路不飽和，電網(wǎng)電壓下降使轉(zhuǎn)速降為500r/min，求此時(shí)Ia和電網(wǎng)電壓。,解：（1）磁路不飽和時(shí)，Tem正比于Ia，負(fù)載不變時(shí)，Ia 也不變?yōu)轭~定的40A。 EaN=220-400.55=198V; 串電阻后：Ea=220-40（0.55+2）=118V; 所以轉(zhuǎn)速變?yōu)椋簄=1000118/198=596rpm。 （2）轉(zhuǎn)速變?yōu)?00rpm時(shí)：Ea=198500/1000=99V。 所以電壓為：U=99+400.55=121V,4-16：并勵(lì)直流機(jī)，PN=7.5kW，UN=220V，IN=40.6A，nN=3000r/min，Ra=0.213，IfN=0.683A。不考慮附加損耗，求IaN、N，軸上輸出轉(zhuǎn)矩T2，pCuf，pCua，p0，Pem，T0，Tem。,解：,4-17：并勵(lì)直流機(jī)，PN=5.5kW，UN=110V，IN=58A，nN=1470r/min，Ra=0.15，Rf=138。額定負(fù)載時(shí)，電樞回路突然串入0.5，不計(jì)電樞回路的電感，忽略電樞反應(yīng)，計(jì)算該瞬間： (1) 電樞反應(yīng)勢(shì)Ea、Ia、Tem (2) 負(fù)載轉(zhuǎn)矩仍為額定值時(shí)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速n,解：并勵(lì)電動(dòng)機(jī)額定時(shí)：IaN=58 -110/138=57.2A; EaN=110 57.20.15=101.4V;,串電阻瞬間轉(zhuǎn)速未變，電勢(shì)未變?yōu)?01.4V； 此時(shí)電壓方程為：110=101.4+Ia(0.15+0.5)；Ia=13.23A;,(2)串電阻穩(wěn)定后，負(fù)載額定，所以電樞電流額定； 此時(shí)電壓方程為：110= Ea +57.2(0.15+0.5) Ea=72.82V; 串電阻穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速變?yōu)椋簄=147072.82/101.4=1056rpm,4-18：若題4-17 中磁通突然減少15%，或電源電壓下降到80V，重新計(jì)算上述兩個(gè)問題。(設(shè)磁路不飽和且恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載),解：(1)磁通為額定的0.85時(shí)： 1)變化瞬間轉(zhuǎn)速未變，Ea=0.85101.4=86.2V 此時(shí)電壓方程為：110=86.2+Ia0.15；Ia=158.7A,2)穩(wěn)定后，負(fù)載額定不變，Ia=57.2/0.85=67.3A 此時(shí)電壓方程為：110=Ea + 67.30.15；Ea=99.9A,(2) 電壓為80V時(shí)，勵(lì)磁電壓也為80V；因此磁路不飽和時(shí)，磁通變?yōu)轭~定的80/110=0.723時(shí)； 1) 變化瞬間轉(zhuǎn)速未變，Ea=0.723101.4=73.3V 此時(shí)電壓方程為：80=73.3+Ia0.15；Ia=44.6A,2) 穩(wěn)定后，負(fù)載額定不變，Ia=57.2/0.723=79.1A 此時(shí)電壓方程為：80=Ea + 79.10.15；Ea=68.13V,4-19 他勵(lì)直流機(jī),PN=13kW,UN=220V,IN=68.7A，nN=1500r/min,Ra=0.224。采用串電阻調(diào)速，使max=30%，求：(1) 額定負(fù)載時(shí)的最低轉(zhuǎn)速。(2) 調(diào)速范圍。(3) 電樞需串入的電阻值。(4) 額載下以最低速運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞回路的輸入功率、輸出功率(忽略T0)及外串電阻上消耗的功率。,解：額定時(shí)，電壓方程為：220=Ea + 68.70.224；Ea=204.6V n0=1500220/204.6=1613rpm (1) 0.3=(1613-nmin)/1613 nmin=1129rpm (2) D=1500/1129=1.33; 最低轉(zhuǎn)速時(shí)：Ea=204.61129/1500=154V; 此時(shí)電壓方程為：220=154+68.7(0.224+Rc); (3) Rc=0.737; (4) P1=22068.7=15114W； P2=130001129/1500=9785W; pRc=68.720.737=3478W,第五章 變壓器,5-5：變壓器原、副邊電壓、電勢(shì)正方向如圖5-45，變比k=2，外加電壓u1波形如5-45。畫出e1、e2、u2的時(shí)間波形圖，并用相量表示 的關(guān)系(忽略漏阻抗壓降)。,解：k=2,5-6 在題5-5中，如果 的正方向是由U2指向U1，試寫出它的原邊電壓平衡式，并畫出 的相量圖。,解：此時(shí)E1與不是右手關(guān)系，E1超前90,5-7 在題5-5中的變壓器，如果在高壓邊兩端U1、U2加220V的電壓，電流為 ，磁通幅值m，此時(shí) 各為多少?,如果用導(dǎo)線將U2、u1連在一起，在U1、u2端加330V 的電壓，此時(shí)主磁通和勵(lì)磁電流有否改變？如將U2、u2連在一起，在U1、u1端加110V電壓，問勵(lì)磁電流和主磁通又有什么變化？,解:1) E2=U2=110V;,2)此時(shí)相當(dāng)于兩個(gè)繞組順極性連接, 如右圖示.。電壓方程為:,可見此時(shí)主磁通未變，磁動(dòng)勢(shì)也未變 磁動(dòng)勢(shì)方程為:,所以空載電流變?yōu)?/3倍,3)此時(shí)相當(dāng)于兩個(gè)繞組反極性連接，如右圖示。電壓方程為:,可見此時(shí)主磁通未變，磁動(dòng)勢(shì)也未變 磁動(dòng)勢(shì)方程為:,所以空載電流變?yōu)?倍。,5-12：第臺(tái)：1kVA，220/110V，短路阻抗Z*k=0.0560 第臺(tái)：500VA，110/36V，短路阻抗Z*k=0.0860 電源電壓220V，負(fù)載UN=36V，60W的白熾燈泡5只，線路如何接？電源吸收多大的電流？燈泡兩端實(shí)際電壓？,解:變壓器串聯(lián)，將變壓器1的副邊作為變壓器2的原邊輸入，則變壓器2的副邊就是所需的36V電壓。 變壓器的原邊阻抗基值為:48.4; 原邊短路阻抗為:1.21+j2.096;變比為2;,變壓器的原邊阻抗基值為:24.2;原邊短路阻抗為:0.968+j1.677;變比為3.06;,每只燈泡電阻為:21.6; 5只燈泡并聯(lián)后電阻為:4.32;,5-13：題5-12中，如果負(fù)載發(fā)生短路，計(jì)算短路電流？,解: 若負(fù)載短路，則折算到變壓器1原邊的短路電流為,將所有阻抗都折算到變壓器1的原邊再計(jì)算,其中：,5-14 一舊變壓器鐵心截面2cm2.4cm，繞成副邊有兩個(gè)50V、0.1A的繞組，接到220V、50Hz的電源上使用。若Bm=0.8T，電流密度2.5A/mm。估算原、副繞組的匝數(shù)和導(dǎo)線的截面積。,解:變比k=220/50=4.4;,電勢(shì):50=4.4450N20.000384 N2=586; N1= N2k=2580.6; 取整: N1=2580 再算: N2=2580/4.4=586 變壓器容量S=2UI=2500.1=10VA; 原邊額定電流為:10/220=0.04545A 原邊導(dǎo)線截面積為:0.04545/2.5=0.018mm2 副邊導(dǎo)線截面積為:0.1/2.5=0.04mm2,5-15 一臺(tái)750kVA，10000/400V、Y，d連接的三相變壓器，空載試驗(yàn)，加電壓400V，電流65A，得空載損耗3800W。短路試驗(yàn)，得Uk=440V，Ik=43.3A，Pk=10.9kW，溫度25，求變壓器參數(shù),型電路。額定負(fù)載時(shí)(cos2=0.8，感性)變壓器副邊電壓變化率、副邊電壓及效率,效率最高的負(fù)載系數(shù)。,解:1)變比k=U1ph/ U2ph =14.43; 原邊阻抗基值為: Z1N = U1phN/ I1phN =133.34歐 付邊阻抗基值為: Z2N = U2phN/ I2phN =0.64歐 2)空載試驗(yàn)時(shí): U0ph =400V; I0ph =65/1.732=37.53A; Zm = U0ph/ I0ph =400/37.53=10.66歐 rm =p0/(3 I0ph 2)=3800/(3 37.532)=0.899歐,rm *= rm/Z2N =0.899/0.64=1.405 xm *= xm/Z2N =10.62/0.64=16.594,3) 短路試驗(yàn)時(shí): Ukph =440/1.732=254.04V; Ikph =43.3A; Zk = Ukph/ Ikph =254.04/43.3=5.867歐 rk =pk/(3 Ikph 2)=10900/(3 43.32)=1.938歐,rk75 *= rk75/Z1N =2.311/133.34=0.0173 xk *= xk/Z1N =5.538/133.34=0.0415 4)額定負(fù)載時(shí):U=0.01730.8+0.04150.6=0.0387 U2=(1-U) U2N=(1-0.0387) 400=384.52V P2=Scos2=750KVA 0.8=600KW; P1= P2+p0+pk=600+3.8+10.9=614.7(KW) = P2/ P1=600/614.7=97.6%; 當(dāng)效率最高時(shí)滿足:,5-19：一臺(tái)三相變壓器檢修后需重新按減極原則確定其原、副邊的端子標(biāo)志，怎么完成？,解：先查出其高低壓繞組，利用萬用表電阻檔，測(cè)量變壓器的12個(gè)出線端子間通斷情況及電阻大小，找出原副繞組中那些端子為同一個(gè)繞組，相通的為同一繞組。對(duì)于降壓變壓器阻值大的為高壓繞組，阻值小的為低壓繞組。,再將阻值大的三個(gè)高壓繞組的6個(gè)首末端假設(shè)為A,X,B, Y,C,Z進(jìn)行極性的判斷。具體見實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書三相變壓器極性測(cè)定及連接組別校驗(yàn)。,5-20：判斷連接組別？并畫相量圖說明。,(c) D,y-7,(a) Y,d-5;,(b) Y,d-7;,5-22 一臺(tái)Y，d11連接的三相變壓器，如果繞組有一相接反了，會(huì)出現(xiàn)什么問題？如何防止？,解:Y,d11接時(shí),設(shè)副邊W相反接,其相電勢(shì)相量圖如下:,則測(cè)得Uu2w1=2倍的額定相電壓; 副邊繞組內(nèi)會(huì)產(chǎn)生很大環(huán)流。 用電壓表測(cè)量副邊開口電壓,來防止接反。,5-23：三相變壓器中什么樣的繞組連接方式允許通過三次諧波電流？此時(shí)磁通中是否也有三次諧波出現(xiàn)？,解：YN,y連接允許三次諧波電流通過，此時(shí)磁通中有三次諧波。D,y連接允許三次諧波電流通過，磁通中三次諧波為零。 Y,d允許三次諧波電流通過，磁通中三次諧波近似為零。,5-24：一臺(tái)Y，d接法的三相變壓器，原邊額定電壓，測(cè)副邊三角形開口處的電壓，問在三相心柱式變壓器與三相變壓器組兩種情況下測(cè)得電壓有何不同？如將三角形閉口，再測(cè)其閉合回路中的電流，在兩種情況下測(cè)得的數(shù)值是否相同？為什么？,解：Y,d接法中,心式變壓器付邊三角形開口電壓比組式小。副邊三角形閉合的環(huán)流基本相同。,5-25：在Y，d和D，Y兩種連接組別的三相心式變壓器中，它們的相電勢(shì)波形中有無三次諧波？若在三相變壓器組下情況又如何？,答：在Y,d 和D,y兩種接線方式下的三相心式變壓器中，d或D閉合情況下，相電勢(shì)波形近似正弦，三次諧波分量近似為零，三相變壓器組情況同上。,5-27 變壓器均Yy12連接，B：3200kVA，35/6.3kV，uk%=6.9%. B：5600kVA，35/6.3kV，uk%=7.5%. B：3200kVA，35/6.3kV，uk%=7.5%. (1) 當(dāng)負(fù)載8500kVA時(shí)，應(yīng)選擇哪兩臺(tái)并聯(lián)？各分擔(dān)多少？ (2) 三變壓器并聯(lián)，可能供給的最大負(fù)載為？各分擔(dān)多少？,解(1)應(yīng)選BB并聯(lián),S=8500-5409=3091KVA;,S=3200KVA,(2)三臺(tái)并聯(lián),先滿載,設(shè)此時(shí)負(fù)載為SL:,1=SL/(0.069163710),SL=11296KVA,S=2944KVA,S=5152KVA,6-5 如圖6-28，畫出t0=0,t1=90,t2=210,t3=330磁場(chǎng)的空間位置。當(dāng)電流變化一個(gè)周期時(shí)，磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)了多少圈？若頻率50Hz，磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速？,第六章 交流電機(jī)的共同理論,解：三相四極交流電機(jī)磁場(chǎng)分布圖：,I正方向,首進(jìn)尾出,三相四極交流電機(jī)的磁場(chǎng)。 I變化一周期，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過半個(gè)圓周。轉(zhuǎn)速與極對(duì)數(shù)成反比。,所以：n=1500 rpm,6-8：三相四極同步發(fā)電機(jī)，額定相電壓220V，雙層疊式繞組，問每極相組電壓？想得到三相220V對(duì)稱輸出電壓，繞組怎么連？380V呢？若其中任一相繞組標(biāo)志顛倒了，還能得到對(duì)稱的380V嗎？若有一相的一個(gè)極相組接反了，輸出電壓如何變化？畫圖說明。,解:4個(gè)極相組，有3種連接方式。 (1) 4組串聯(lián)，相電壓220V，每組 220/4=55V。 (2) 4組并聯(lián)，相電壓220V，每組 220V. (3) 兩兩串聯(lián)再并聯(lián)，相電壓220V，每組110V。 無論4個(gè)極相組如何連接，相電壓都是220V。 (4) 輸出220V三相對(duì)稱電壓,繞組D接; (5) 輸出380V電壓，繞組應(yīng)該Y接。,(7) 設(shè)U相一個(gè)極相組反接了,則U相電壓 減半為110V, 電壓相量圖如圖右: UUV= UUW=286V; UVW=380V;,由圖知：UUV=220V; UVW=220V; UUW=380V;不能得到對(duì)稱的380V電壓。,(6) 設(shè)V相繞組顛倒了，則：,正常時(shí)：,V相顛倒：,6-9：一Y型三相六極異步機(jī)，定子槽數(shù)36，雙層，短距，疊式繞組，節(jié)距1#6#，三相繞組按一路D形連接，畫電勢(shì)星形圖、極相組連接示意圖、一相繞組展開圖，并標(biāo)出其余兩相繞組的首末端位置。,解: =6; Y1=5; q=2,6-10：一三相六極異步機(jī)，定子繞組連成三路并聯(lián)星形，額定線電壓380V，怎樣改接才能接到660V電網(wǎng)？,解: 如圖，先將極相組串聯(lián)，再D連接。,6-11：一個(gè)元件的兩個(gè)邊的感應(yīng)電勢(shì)為100和10150。求這個(gè)元件的基波短距系數(shù)和感應(yīng)電勢(shì)的數(shù)值。,解: Kd1=sin(150/2)=0.966 Et1=2E Kd1=19.32V,6-12：三個(gè)元件首尾串聯(lián)組成一極相組，每個(gè)元件的電勢(shì)分別300、3015、3030，求極相組電勢(shì)為？基波分布系數(shù)？,解: Kp1=0.977 Eq1=3Ey1 Kp1=87.93V,6-19：把三相集中繞組安置在定子鐵心內(nèi)，問當(dāng)繞組中流過三相對(duì)稱電流時(shí)，,，,，能否獲得旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)？為什么？,解：不能，雖然通入的三相電流對(duì)稱，但是集中繞組不對(duì)稱，產(chǎn)生的三相繞組磁勢(shì)不對(duì)稱，合成磁勢(shì)的變化和電流的變化規(guī)律不同，所以不能獲得旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。,6-20：如果將三相集中繞組依次串聯(lián)起來，如6-31，通入電流,，能否獲得旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)？為什么？,解：不能 集中繞組串聯(lián)，通入一相電流，產(chǎn)生的是脈振磁場(chǎng)。,第七章 三相異步電機(jī),7-3 一臺(tái)籠型轉(zhuǎn)子三相異步機(jī)：PN=10kW，UN=380V(Y)，IN=19.9A，f=50Hz，nN=1460r/min，cosN=0.88，N=86.3%，當(dāng)電源電壓220V，定子繞組應(yīng)怎么接？線電流？電機(jī)同步速，極數(shù)，額定轉(zhuǎn)差？,解: 應(yīng)D接;線電流為：,因?yàn)?n0=1500rpm; 所以2p=4;,7-11 三相異步機(jī)，功率：17kW；電壓380V(接)；轉(zhuǎn)速：1460r/min；頻率50Hz，電流32.9A，功率因數(shù)0.88。 (1) 電機(jī)的極對(duì)數(shù) .(2) 額定轉(zhuǎn)差率.(3) 額定輸入功率和效率.(4)額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子電勢(shì)的頻率.(5) 額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子磁勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子及定子的轉(zhuǎn)速.(6) 定子旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的轉(zhuǎn)速.(7) 忽略損耗，認(rèn)定pCu1=pCu2，估算額定負(fù)載時(shí)的pCu1，pFe，Pem。,解: (1) p=2; (2) SN=(1500-1460)/1500=0.0267 (3) P1=1.73238032.90.88=19056W = P2/ P1=17000/19056=89.2% (4) f2s=sf1=0.026750=1.335Hz,(5) 轉(zhuǎn)子磁勢(shì)相對(duì)轉(zhuǎn)子速度:n2r=sn1=40rpm 轉(zhuǎn)子磁勢(shì)相對(duì)定子速度:1460+40=1500rpm (6) 定子磁勢(shì)的轉(zhuǎn)速:1500rpm,(7) 忽略空載功率,總機(jī)械功率=輸出功率 Pem= Pmec/(1-s)=17kW/(1-0.0267)=17.466kW pcu2=sPem=0.026717.466kW=0.466kW; pcu1= pcu2=0.466kW; pFe= P1pcu1Pem=1.124kW;,7-12 三相六極繞線轉(zhuǎn)子異步機(jī)，轉(zhuǎn)子繞組(Y接)開路時(shí)，轉(zhuǎn)子集電環(huán)間的感應(yīng)電勢(shì)210V。轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)每相漏阻抗Z2=r2+jx2=0.05+j0.2()。額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速960r/min，計(jì)算額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子相電勢(shì)E2s、I2s、cos2、Pem及輸出功率P2，忽略損耗。,解: 轉(zhuǎn)子開路相電勢(shì)為:210/1.732=121.2V SN=(1000-960)/1000=0.04 E2s=S E20 =0.04121.2=4.85V Z2s=r2+jsx2 =0.05+j0.008 I2s= E2s/ Z2s=95.8A cos2=0.987 pcu2=3 I2s2 r2=1376.7W Pem= pcu2/s=1376.7/0.04=34417.5W P2 Pmec=(1-s) Pem=33040.8W,7-13 三相繞線轉(zhuǎn)子異步機(jī)，定子繞組：N1=168匝/相；kW11=0.94；r1=1.43；x1=1.38。轉(zhuǎn)子繞組：N2=80匝/相，kW21=0.97；r2=0.229；x2=0.523。勵(lì)磁阻抗：rm+jxm=10+j73.3。當(dāng)以50Hz、380V的電壓接到定子繞組(Y)上時(shí)，電機(jī)額定速1450r/min。 (1) 畫T形等效電路。 (2) 計(jì)算I1N，I2N，Im，Pem，Tem。,解 (1),s=(1500-1450)/1500 =0.033,ke=ki=N1kw11/ N2kw21=2.035 r2=ki ker2=0.95歐,x2=ki kex2=2.17歐,7-15 三相異步機(jī)PN=10kW，U1N=380V，I1N=19.8A，四極，定子Y接，r1=0.5?？蛰d試驗(yàn)得出U1=380V，I0=5.4A，p0=425W，pj=80W。由堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)Uk=120V，Ik=18.1A，pk=920W，認(rèn)為x1=x2，求等效電路中的r1，x1，x2，rm，xm。,解：1)空載試驗(yàn)時(shí): U0ph =380/1.732=220V; I0ph =5.4A; Z0 = U0ph/ I0ph =220/5.4=40.74歐 r0 =(p0- pj)/(3 I0ph 2)=(425-80)/(35.42)=3.944歐,2) 短路堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí): Ukph =120/1.732=69.28V; Ikph =18.1A; Zk = Ukph/ Ikph =69.28/18.1=3.828歐 rk =pk/(3 Ikph 2)=920/(318.12)=0.936歐,x1 =x2 =0.5xk =1.856歐 r1 =0.5歐 r1 = rk - r1=0.436歐 rm = r0 - r1=3.444歐 xm =x0 - x1=38.69歐,7-16 三相四極異步機(jī)PN=5.5kW，接50Hz電源，P1=6.32kW，pCu1=341W，pCu2=237.5W，pFe=167.5W，風(fēng)阻45W，附加29W，繪出功率流程圖，標(biāo)出P1、Pem、Pmec、P2及各部分損耗，計(jì)算電機(jī)、n和Tem？T2？,解：Pem=P1pcu1pFe= 6320-341-167.5=5811.5W; s= pcu2/Pem= 237.5/5811.5=0.041 Pmec= Pempcu2= 5811.5-237.5=5574W P2= Pmecpmecps = 5574-45-29=5500W,功率流程圖如下：,= P2/ P1= 5500/6320=87.03% n=(1-s)n1=(1-0.041)1500=1439rpm Tem=9.555811.5/1500=37Nm T2=9.555500/1439=36.5Nm,第八章 三相異步電機(jī)的電力拖動(dòng),8-17 異步機(jī)Tmax=2.4TN，轉(zhuǎn)速0.4n0，轉(zhuǎn)子側(cè)電阻R，Ts=0.8Tn。轉(zhuǎn)子回路應(yīng)串入R的多少倍才能使制動(dòng)開始的轉(zhuǎn)矩為1.2TN。,解：不串電阻電動(dòng)時(shí)工作 于圖中A點(diǎn)。此時(shí)電動(dòng)時(shí) 工作于圖中B點(diǎn)。 為了停車,再串電阻進(jìn)行反接制動(dòng),工作點(diǎn)從B跳至圖中C點(diǎn)。為了便于計(jì)算,考慮反接制動(dòng)的對(duì)稱特性中的D點(diǎn)。對(duì)BD兩點(diǎn)使用轉(zhuǎn)矩實(shí)用公式可以求出兩條特性的Sm,其中:SB=0.6; SD=1.4;,R2/R1= Sm2/Sm1=5.22/3.394=1.538,8-22 題7-13中，定子繞組：N1=168匝/相；kW11=0.94；r1=1.43；x1=1.38。轉(zhuǎn)子繞組：N2=80匝/相，kW21=0.97；r2=0.229；x2=0.523。勵(lì)磁阻抗：rm+jxm=10+j73.3。當(dāng)以50Hz、380V的電壓接到定子繞組(Y)上時(shí)，電機(jī)額定速1450r/min。計(jì)算Tk、Tmax、TN、sm、繪固有特性曲線，繪轉(zhuǎn)子回路串Rf(=r2=0.229/相)時(shí)人為特性曲線，若TK=Tmax，外接附加電阻？,解 (1)利用轉(zhuǎn)矩參數(shù)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算,同步點(diǎn)(0,0);額定點(diǎn)(0.03,26.23);最大點(diǎn)(0.2,74.6);起動(dòng)點(diǎn)(1,33.3),(2) 串入電阻后有：,四個(gè)點(diǎn)為 (0,0), (0.06,26.23), (0.4,74.6), (2,33.3),(3) 若啟動(dòng)力矩等于最大力矩,解:同步點(diǎn)S=0，Tem=0,8-23 一臺(tái)Y型三相異步機(jī)，PN=40kW;UN=380V(Y接); IN=75.1A; nN=1470r/min;cosN=0.89, N=0.91, i=6.5;k=1.2;=2。繪出Tem=f(s)曲線的大致形狀。,額定點(diǎn)：,起動(dòng)點(diǎn)：,8-24 Y型三相鼠籠異步機(jī)，PN=75kW，UN=380V；IN=136A；i=6.5；k=1.1；直接啟動(dòng)時(shí)cosk=0.32，定子Y，串聯(lián)電抗器啟動(dòng)。 (1) 啟動(dòng)電流為IN的3.25倍，電抗值？ (2) 啟動(dòng)力矩不低于額定力矩的0.55倍，電抗器的最大電抗值？,解: Ik=6.5136=884A Zk=0.079+j0.235 (1) Ik=3.25 IN時(shí),總起動(dòng)電抗值為: Z=380/(1.7323.25136)=0.496歐 設(shè)外串電抗值為x:,(2) 外串最大電抗為:0.107歐,8-25 Y型籠形轉(zhuǎn)子，PN=30kW，UN=380/660V，D接，IN=55.6A，nN=1470r/min,=Tmax/TN=2.08,k=Tk/TN=1.82，i=Ik/IN=6.86，TL=166Nm。求最小容允電壓系數(shù)min及降壓后的啟動(dòng)電流。,解：最小容允電壓是產(chǎn)生啟動(dòng)力矩等于額定力矩時(shí)的電壓。 TkN/TN=1.82; TkNU12 最小容允電壓:,降壓后啟動(dòng)電流為:,8-26 已知YR-82-4，PN=55kW，UN=380V，IN=108A，nN=1450r/min，E2N=371V，I2N=72A，m=2.0，折算到負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=330Nm，5級(jí)控制盤，預(yù)備級(jí)Tpr=0.8TN(s=1)，Ta=0.8Tmax，計(jì)算各級(jí)啟動(dòng)電阻。,解:(1)選5級(jí)啟動(dòng)電阻,預(yù)備級(jí)為1,加速級(jí)為4。,(3) 預(yù)備級(jí)電阻為:,(4) 第1加速級(jí)為:,(5),(6) R4=qr2=0.197; R3=qR4=0.396; R2=qR3=0.796; R1=qR2=1.6;,(2),8-28 YZR41-8電機(jī)：PN=11kW，UN=380V，I1N=30.8A，nN=715r/min，=2.9，I2N=46.7A，回饋發(fā)電制動(dòng)，TL=0.8TN，電機(jī)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速？轉(zhuǎn)子回路串入三倍的附加電阻，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速？,解： SN=(750-715)/750=0.0467 提升0.8倍額載時(shí)，工作于A點(diǎn)， SA=0.8 SN=0.80.0467=0.0373 發(fā)電制動(dòng)時(shí)，工作于B點(diǎn)， SB=- SA=-0.0373 發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)速： nB=(1-SB)n0 =(1+0.0373)750=778rpm 轉(zhuǎn)子串電阻后，發(fā)電制動(dòng)時(shí)，工作于圖中C點(diǎn)，由于BC點(diǎn)電機(jī)產(chǎn)生相同的電磁轉(zhuǎn)矩，所以,其中：SB=- SA=-0.0373， 所以：SC=-0.149 nC=(1-SC)n0 =(1+0.149)750=862rpm,8-29 題8-28中，用倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)，TL=TN時(shí)，要使下放速度150r/min，問附加電阻？,解：倒拉反轉(zhuǎn)時(shí)，工作于B點(diǎn) SB=(750+150)/750=1.2， 又SA=(750-715)/750=0.0467 由于AB點(diǎn)電機(jī)產(chǎn)生相同的 電磁轉(zhuǎn)矩，所以,RC=24.7r2,8-31 PN=75kW，UN=380V，nN=980r/min，=2.15。變頻調(diào)速，E1/f1恒定，調(diào)速范圍1.5，求： 最大靜差率。(2) 頻率40Hz、30Hz時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速。,解：變頻調(diào)速時(shí)，機(jī)械特性如圖 直線段平行，n不變,n=20rpm D=nmax/nmin=980/nmin=1.5 所以：nmin =653.3rpm (1)最大靜差率為： max=n/n0min=20/(653.3+20)=0.03 (2)頻率為40Hz時(shí)，同步轉(zhuǎn)速為： n01=10004/5=800rpm 電機(jī)轉(zhuǎn)速為：800-20=780rpm； 頻率為30Hz時(shí)，同步轉(zhuǎn)速為： n01=10003/5=600rpm 電機(jī)轉(zhuǎn)速為：600-20=580rpm；,8-32 PN=30kW，U1N=380V，nN=726r/min，E2N=285V，I2N=65A，=2.8。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載TL=0.8TN在固有機(jī)械特性上運(yùn)行，用反接制動(dòng)停車，開始時(shí)在轉(zhuǎn)子每相串入2.12電阻，求： (1) 制動(dòng)開始瞬間產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩。 (2) 制動(dòng)到n=0，不斷定子電源，不采用機(jī)械制動(dòng)措施，求最后穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。,解: (1) SN=(750-726)/750=0.032,電機(jī)穩(wěn)定工作于A點(diǎn)時(shí)，反接制動(dòng) 瞬間跳到B點(diǎn)，nA= nB; 其中SA=0.8 SN=0.80.032=0.0256; nA=(1-SA)n0=731rpm;,自然特性：,串電阻時(shí)：,為了便于計(jì)算，考慮反接制動(dòng)特性的對(duì)稱電動(dòng)特性，所以B點(diǎn)T與D點(diǎn)大小相同，轉(zhuǎn)速大小也相同。 SD=(750+731)/750=1.974，又TN=9.5530000/726=394.6 Nm D點(diǎn)轉(zhuǎn)矩為：,（2）不斷電，電機(jī)會(huì)反轉(zhuǎn)，工作于圖中C點(diǎn)，其轉(zhuǎn)速大小與對(duì)稱上E點(diǎn)相同。由于AB點(diǎn)電機(jī)產(chǎn)生相同的電磁轉(zhuǎn)矩，所以,即：0.081/0.0256=(0.081+2.12)/SE SE=0.7; nE=(1-SE)n0=228.3 rpm;,8-34 PN=60kW，nN=960r/min，E2N=220V，I2N=195A，=2.5。拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，提升時(shí)TL=530Nm，求： (1) 在固有機(jī)械特性上提升重物的轉(zhuǎn)速？ (2) 提升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率在提升時(shí)0.87，若改變電源相序，下放重物的穩(wěn)定速度？ (3) 若下放時(shí)n=