電氣自動(dòng)化13(本)《電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)》練習(xí)題

1、電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)練習(xí)題一填空題：1三相異步電動(dòng)機(jī)常用的制動(dòng)方法是 。2直流電機(jī)中電樞繞組的作用是產(chǎn)生 ，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。3一臺(tái)三相變壓器的接線如圖所示，則其聯(lián)接組為 。4當(dāng)電源頻率及電動(dòng)機(jī)其他參數(shù)不變，三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入電阻時(shí)，其最大轉(zhuǎn)矩Tm ，臨界轉(zhuǎn)差率Sm ，轉(zhuǎn)速n 。5同步電機(jī)按其轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)不同，可分為 ；其阻尼繞組用于 。6已知某直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性1如圖所示，該機(jī)分別與負(fù)載特性2和負(fù)載特性3配合時(shí)，平衡點(diǎn)A是 平衡點(diǎn)，平衡點(diǎn)B是 平衡點(diǎn)。 7一臺(tái)磁極對(duì)數(shù)p為2的三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組通入頻率f1為50HZ的三相對(duì)稱電流，其三相繞組所產(chǎn)生的合成基波磁勢(shì)的轉(zhuǎn)速n1= ，旋轉(zhuǎn)方向

2、是 。8一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，已知電源頻率f1=50HZ，定子每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)N1=24，基波繞組系數(shù)kw1=0.90，基波每極磁通1=0.74Wb，則定子每相繞組中的基波相電動(dòng)勢(shì)有效值E1為 。9一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，已知f N=50HZ，P N=40kW，nN=1470r/min，U N=380V，M=2.0，則其額定轉(zhuǎn)差率SN= ，最大轉(zhuǎn)矩Tm= 。10三相同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子主要由 組成。11在同步電機(jī)中，Xd稱為凸極同步電機(jī)的 ，Xq稱為凸極同步電機(jī)的 ；Xt稱為隱極同步電機(jī)的 。12當(dāng)保持同步發(fā)電機(jī)的輸入功率不變時(shí)，調(diào)節(jié)其 ，即可改變發(fā)電機(jī)的 。13同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的方法是 。 14在同

3、步電機(jī)中，雙反應(yīng)理論是指：對(duì)于在空間任意位置的電樞磁勢(shì)，應(yīng)將其分解成 ，分別計(jì)算 電樞反應(yīng)，最后再把它們的效果疊加起來。15同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的條件是 、 、發(fā)電機(jī)的電壓波形應(yīng)與電網(wǎng)的電壓波形相同，發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的電壓大小和相位應(yīng)相同。二三相異步電動(dòng)機(jī)主要由哪幾部分組成？試分析其工作原理。三計(jì)算題：1一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，已知：PN=22kW，UN=220V，IN=115A，nN=1500r/min，Ra=0.25，拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載TZ=0.7 TN，試求：（1）若電樞回路串入電阻1，則穩(wěn)定后的轉(zhuǎn)速和電流；（2）若采用降低電壓調(diào)速，使轉(zhuǎn)速為300r/min，則端電壓和穩(wěn)定后的電流；（3）若將磁通和端

4、電壓都降低20%，則穩(wěn)定后的轉(zhuǎn)速和電流。 2一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，已知：UN=380V，PN=28kW，fN=50HZ，nN=950r/min，= 0.88。在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，機(jī)械損耗pm=1kW，忽略附加損耗pad，定子銅耗pCu1與鐵耗pFe共為2.2kW，求額定運(yùn)行時(shí)：（1）轉(zhuǎn)子電流的頻率；（2）轉(zhuǎn)子銅耗；（3）效率；（4）定子電流。3一臺(tái)三相變壓器（鋁線），已知：SN=750kVA，U1N=10kV，U2N=0.4kV，Y/Y聯(lián)接。在低壓邊做空載試驗(yàn)，當(dāng)電壓為額定電壓時(shí)（U0=U2N=400V），I0=60A，P0=3.8kW；在高壓邊做短路試驗(yàn)，當(dāng)電流為額定電流時(shí)（IK=I1N=43

5、.3A），UK=440V，PK=10.9kW。設(shè)折算到同一側(cè)后，高、低壓繞組的電阻和漏電抗分別相等。試求：（1）變壓器T型等效電路的各參數(shù)實(shí)際值；（2）當(dāng)二次側(cè)滿載，功率因數(shù)為0.8（滯后）時(shí)的電壓變化率。4某三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，已知f N=50HZ，P N=20kW，nN=1420r/min，U N=380V，M=2.3，轉(zhuǎn)子每相電阻R2=0.084，試求：（使用實(shí)用表達(dá)式）（1）臨界轉(zhuǎn)差率和最大轉(zhuǎn)矩；（2）固有機(jī)械特性的實(shí)用表達(dá)式；（3）若轉(zhuǎn)子回路串入電阻0.5，則其人為特性表達(dá)式。5一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，PN=21kW，UN=220V，IN=110A，nN=1200r/min，Ra=0.

6、12，試求：（1）要使該機(jī)在額定狀態(tài)下，進(jìn)行能耗制動(dòng)停機(jī)，要求最大制動(dòng)電流不超過1.8IN，應(yīng)串入的制動(dòng)電阻及相應(yīng)的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；（2）若該機(jī)帶TZ=0.7TN位能性負(fù)載運(yùn)行，采用能耗制動(dòng)串入2的制動(dòng)電阻，使之下放重物，則下放的速度。6一臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：UN=380V，PN=30kW，nN=2950r/min，fN=50HZ，聯(lián)接。采用變頻調(diào)速拖動(dòng)TZ=0.85TN的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，已知變頻電源輸出電壓與頻率關(guān)系為U1/f1=常數(shù)。試求：若使變頻電源輸出的頻率f1=30HZ，則變頻器輸出的線電壓U1和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n。（用直線表達(dá)式計(jì)算）7一臺(tái)三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：PN

7、=40kW，UN=380V，nN=1460r/min，E2N=420V，I2N=62A，KT=2.5。拖動(dòng)TL=0.8TN的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。若采用轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速，試求：若每相串入電阻0.9W，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。（用直線表達(dá)式計(jì)算）四已布置的各章部分作業(yè)。部分計(jì)算公式：， ，參考答案一填空題：1能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)、回饋制動(dòng) 6穩(wěn)定，穩(wěn)定2產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)、電流和電磁轉(zhuǎn)矩 71500r/min，從電流超前相繞組 轉(zhuǎn)向電流滯后相繞組3Y/-5 83548.4V4不變，增大，降低 90.02，519.7N.m5隱極式、凸極式，減少轉(zhuǎn)子振蕩或起動(dòng) 10轉(zhuǎn)子鐵心、勵(lì)磁繞組、阻尼繞組和轉(zhuǎn)軸等11直軸同步電抗，交軸

8、同步電抗，同步電抗12勵(lì)磁電流，無功功率13準(zhǔn)同步法和自同步法等14交軸分量和直軸分量，直軸和交軸15發(fā)電機(jī)的相序應(yīng)與電網(wǎng)的相序相同、發(fā)電機(jī)的頻率應(yīng)與電網(wǎng)的頻率相同二組成：定子鐵心、定子繞組、轉(zhuǎn)子鐵心及轉(zhuǎn)子繞組等；工作原理：將定子三相對(duì)稱繞組施以三相對(duì)稱交流電源U1，流過三相對(duì)稱電流I1，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，作用于轉(zhuǎn)子上，在轉(zhuǎn)子上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2，產(chǎn)生電流I2，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩Tem，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，輸出機(jī)械能。三計(jì)算題：1解：（1）CeN=(UN-INRa) /nN=(220-115*0.25)/1500 =0.123 TZ=0.7TN不變，不變。穩(wěn)定后電流Ia=0.7IN=0.7*115=80.5A，也

9、不變。 穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速為：n=(UN-Ia(Ra+R)/CeN=(220-80.5 *(0.25+1)/0.123=970.53r/min （2）TZ=0.7TN不變，不變。穩(wěn)定后電流Ia=0.7IN=0.7*115=80.5A也不變。 端電壓為：U=CeN n+IaRa=0.123*300+80.5*0.25=57.03V （3）Ce=0.8 CeN，CM=0.8CMN，TZ=0.7TN不變，TN= CMNIN穩(wěn)定后電流為：Ia=TZ/(CM)=0.7CMNIN/(CM)=0.7IN/0.8=0.7*115/0.8=100.63A 穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速為：n=(U-IaRa )/ (Ce)=(220*0.

10、8-100.63*0.25)/(0.8*0.123)=1532.95 r/min 2解：（1）n1=1000r/min 轉(zhuǎn)差率：SN=( n1-n)/ n1=(1000-950)/1000=0.05 轉(zhuǎn)子頻率：f2=SNfN =0.05*50=2.5HZ （2）Pm=PN+pm+pad=28+1+0=29kW轉(zhuǎn)子銅耗：pcu2=PmSN/(1- SN)=29 *0.05/(1-0.05)=1.53kW （3）P1N=Pm+ pcu2+pFe+ pcu1=29+1.53+2.2=32.73kW效率：N= (PN/ P1N)*100%=(28/32.73)*100%=85.55 （4）定子電流：I

11、N=P1N/(*UN*cosN)=32.73*1000 /(1.732*380*0.88)=56.51A 3解：變比：k=U1N/U2N=(10/)/(0.4/) =25 （1）由空載試驗(yàn)，求得折算到低壓邊的激磁阻抗 Z2m=U0/I0=(400/)/60=3.849R2m=P0/(3I02)=3800/(3*602)=0.352X2m=折算到高壓邊的激磁阻抗為： Zm=k2Z2m=252*3.849=2405.625Rm=k2R2m=252*0.352=220.0Xm=k2X2m=252*3.833=2395.625由短路試驗(yàn)，求得高壓邊的短路阻抗為： Zk=Uk/Ik=(440/)/43.

12、3=5.867Rk=Pk/(3Ik2)=10900/(3*43.32)=1.938Xk=高、低壓繞組漏阻抗標(biāo)幺值為： R1=R2=Rk/2=1.938/2=0.969X1=X2=Xk/2=5.538/2=2.769（2）電壓變化率為（I2*=1）：u= I2*（R*k cos+Xk*sin）*100%=43.3*/10000*(1.938*0.8+5.538*0.6)*100%=3.65% 4解：（1）n1略大于nN， n1=1500r/min 額定運(yùn)行點(diǎn)轉(zhuǎn)差率SN=(n1-nN)/n1=(1500-1420)/1500=0.0533 臨界轉(zhuǎn)差率=0.0533*(2.3+) =0.233 額定

13、轉(zhuǎn)矩TN=9550*PN/nN=9550*20/1420=134.51Nm 最大轉(zhuǎn)矩Tm=MTN=2.3*134.51=309.37Nm （2）實(shí)用固有機(jī)械特性 = （3） 5解： （1）CeN =(UN-INRa) /nN=(220-110*0.12)/1200=0.172 Iamax=(-UN-Ea) /( Ra+R)= -1.8*IN應(yīng)串入的電阻為： R= -CeNnN /Iamax- Ra= -0.172*1200/(-1.8*110)-0.12=0.922 相應(yīng)的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為： Tamax=CMN Iamax= -9.55*0.172 *1.8*110= -325.23N.m （2

14、）TZ=0.7TN不變，不變，穩(wěn)定后電流為：Ia=0.7IN=77A。 穩(wěn)定下放速度為： n= (-(Ra+R)Ia)/(CeN)= (-(0.12 +2)*77) /0.172= -949.07r/min 6解：調(diào)頻后的線電壓為：U1=UNf1/fN=380*30/50=228V n1=3000r/min，p=1sN=(n1-nN)/n1=(3000-2950)/3000=0.0167 在TZ=0.85TN，fN=50HZ時(shí)的轉(zhuǎn)差率為：s=sNTZ/TN=0.0167*0.85=0.0142 在TZ=0.85TN，fN=50HZ時(shí)的轉(zhuǎn)速降為： n=sn1=0.0142*3000=42.6r/min調(diào)頻后的同步轉(zhuǎn)速為：n1=60f1/p=60*30/1=1800 r/min因?yàn)檎{(diào)頻后的轉(zhuǎn)速降不變，所以在TZ=0.85TN，轉(zhuǎn)速為： n= n1-n=1800-42.6=1757.4r/min7解：n1=1500r/min SN=