電機與拖動基礎(chǔ)課后習題答案

1、 第一章1 . 1 一臺直流電動機的數(shù)據(jù)為:額定功率 =25 kW ,額定電壓 =220 V ,額定轉(zhuǎn)速 =1 500 r /min,額定效率 =86 .2 %。試求: ( 1 )額定電流; ( 2 )額定負載時的輸入功率 。 解：（1）直流電動機的:額定功率 （2） 1 . 2 一臺直流發(fā)電機的數(shù)據(jù)為:額定功率=12 kW ,額定電壓=230 V ,額定轉(zhuǎn)速=1 450 r /min,額定效率=83 .5 %。試求: ( 1 )額定電流; ( 2 )額定負載時的輸入功率 。 解：（1）直流發(fā)電機的:額定功率 （2）1 . 3 一臺直流電機,已知極對數(shù)p=2 ,槽數(shù)Z和換向片數(shù)K均等于22 ,

2、采用單疊繞組。 ( 1 )計算繞組各節(jié)距; ( 2 )求并聯(lián)支路數(shù)。 解：（1）第一節(jié)距 ,為短距繞組。 單疊繞組的合成節(jié)距及換向器節(jié)距均為1,即 第二節(jié)距 (2) 并聯(lián)支路數(shù)等于磁極數(shù),為4。1 . 4 一臺直流電機的數(shù)據(jù)為:極數(shù)2 p=4 ,元件數(shù)S=120 ,每個元件的電阻為0 . 2 。當轉(zhuǎn)速為1 000 r /min時,每個元件的平均感應(yīng)電動勢為10 V ,問當電樞繞組為單疊或單波繞組時,電刷間的電動勢和電阻各為多少? 解：當電樞繞組為單疊繞組時, 繞組并聯(lián)支路數(shù)等于磁極數(shù),為4,每一條支路串聯(lián)的元件數(shù)為30, 換向器上放置4個電刷,假設(shè)一個電刷短路一個元件, 每一條支路有一個元件被

3、短路,則電刷間的電動勢為=2910=290V ;每一條支路的電阻為 ,4條并聯(lián)支路的電阻,即電刷間的電阻為 當電樞繞組為單波繞組時, 繞組并聯(lián)支路數(shù)為2,每一條支路串聯(lián)的元件數(shù)為60, 換向器上可以放置4個電刷,至少短路4個元件,則電刷間的電動勢為每一條支路的電阻為 電刷間的電阻為 1 . 5 已知一臺直流電機的極對數(shù)p=2 ,元件數(shù)S= Z = K=21 ,元件的匝數(shù)=10 ,單波繞組,試求當每極磁通=1 . 42 × Wb,轉(zhuǎn)速n =1 000 r /min時的電樞電動勢為多少? 解：單波繞組并聯(lián)支路對數(shù)a=1, 電樞總導(dǎo)體數(shù) 電樞電動勢 1 . 6 一臺直流電機,極數(shù)2 p=6

4、 ,電樞繞組總的導(dǎo)體數(shù)N=400 ,電樞電流=10 A ,氣隙每極磁通=0 . 21 Wb 。試求采用單疊繞組時電機的電磁轉(zhuǎn)矩為多大?如把繞組改為單波繞組,保持支路電流的數(shù)值不變,電磁轉(zhuǎn)矩又為多大? 解: 電樞繞組為單疊繞組時,并聯(lián)支路對數(shù)a=p=3, 電磁轉(zhuǎn)矩 如果把電樞繞組改為單波繞組, 保持支路電流的數(shù)值不變,則電磁轉(zhuǎn)矩也不變,仍為 133.69,因為無論是疊繞組還是波繞組,所有導(dǎo)體產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向是一致的, 保持支路電流不變,就保持了導(dǎo)體電流不變,也就保持了電磁轉(zhuǎn)矩不變。 也可以用計算的方法: 單疊繞組時并聯(lián)支路數(shù)為6, 支路電流 改為單波繞組, 保持支路電流的數(shù)值不變,仍為,而并

5、聯(lián)支路數(shù)為2 (a=1), 電樞電流 電磁轉(zhuǎn)矩 。 1 . 7 一臺他勵直流電機,極對數(shù)p=2 ,并聯(lián)支路對數(shù)a =1 ,電樞總導(dǎo)體數(shù)N=372 ,電樞回路總電阻=0 .208 ,運行在U=220 V ,n =1 500 r /min, =0 . 011 Wb的情況下。 =362 W ,=204 W ,試問: ( 1 )該電機運行在發(fā)電機狀態(tài)還是電動機狀態(tài)? ( 2 )電磁轉(zhuǎn)矩是多大? ( 3 )輸入功率、輸出功率、效率各是多少? 解: (1) ,低于電源電壓U=220 V,所以電機運行在電動機狀態(tài)。 (2) (3) 輸入功率 輸出功率 =14575W=14.575KW 效率 =89.5%1

6、. 8 如果直流電機的電樞繞組元件的形狀如題1 . 8圖所示,則電刷應(yīng)放在換向器的什么位置上? N 極 題1 . 8圖 某種電樞繞組 元件的形狀 解: 電刷在換向器的位置應(yīng)使被電刷短路的元件感應(yīng)電動勢為零。對于對稱元件,電刷中心線與磁極中心線重合。對于題中的不對稱元件,當電樞旋轉(zhuǎn),使該元件中心線與N極中心線對齊時, 電刷應(yīng)將該元件短路,若換向片寬度為B,則電刷中心線偏離磁極中心線的偏移量,是元件第一節(jié)距。1 .9 一臺并勵直流電動機的額定數(shù)據(jù)為: =220 V , =92 A , =0 . 08 ,=88 . 7 , =86 %,試求額定運行時: ( 1 )輸入功率; ( 2 )輸出功率; (

7、 3 )總損耗; ( 4 )電樞回路銅損耗; ( 5 )勵磁回路銅損耗; ( 6 )機械損耗與鐵損耗之和。解: ( 1 )輸入功率 ( 2 )輸出功率 ( 3 )總損耗 (4) 電樞回路銅損耗 ( 5 )勵磁回路銅損耗 ( 6 )機械損耗與鐵損耗之和為 1 . 10 一臺并勵直流電動機的額定數(shù)據(jù)為, =17 kW , =92 A , =220 V ,=0 . 08 , =1 500 r /min,電樞回路總電阻R=0 .1 ,勵磁回路電阻=110 ,試求: ( 1 )額定負載時的效率; ( 2 )額定運行時的電樞電動勢; ( 3 )額定負載時的電磁轉(zhuǎn)矩。 解: ( 1 )額定負載時的輸入功率

8、=84% (2) ( 3 )額定負載時的電磁轉(zhuǎn)矩 1 .11 一臺并勵直流發(fā)電機,電樞回路總電阻=0 . 25 ,勵磁回路電阻=44 ,當端電壓=220 V ,負載電阻=4 時,試求: ( 1 )勵磁電流和負載電流; ( 2 )電樞電動勢和電樞電流; ( 3 )輸出功率和電磁功率。解: (1) (2) =220+0.2560=235 V (3) 輸出功率 =22055=12100W=12.1KW 電磁功率 =12.1+ = 12.1+0.9 +1.1=14.1KW1 . 12 一臺他勵直流發(fā)電機,額定轉(zhuǎn)速為1 000 r /min,當滿載時電壓為220 V ,電樞電流為10 A ,勵磁電流保持

9、為2 .5 A 。已知在n =750 r /min時的空載特性如下表所列:If/A0.41.01.62.02.52.63.03.64.4Ea/V3378120150176180194206225試求: ( 1 )轉(zhuǎn)速為額定、勵磁電流保持2 . 5 A時的空載電動勢; ( 2 )如果將發(fā)電機改為并勵,且n =,為保持同樣的空載電動勢,磁場回路的電阻應(yīng)為多少? ( 3 )如果保持磁場回路電阻不變,電機為并勵,此時能夠自勵建壓的臨界轉(zhuǎn)速為多少? ( 4 )如果保持n =,電機為并勵,此時能夠自勵建壓的臨界電阻為多少? 解: (1) 與n成成正比,轉(zhuǎn)速為額定、勵磁電流保持2 . 5 A時的空載電動勢為 (2) , , 時的電壓U=220V,可知電樞電阻壓降為 234.7-220=14.7V, 電樞電阻為14.7/10=1.47,將發(fā)電機改為并勵,設(shè)勵磁電流要增加X,為(2.5+X),X比較小，可以認為與勵磁電流成比例增大為,空載時電樞電流就是勵磁電流,產(chǎn)生的電樞電阻壓降為,保持同樣的空載電動勢234.7V不變,得到方程式(938.8-14.7)X=36.75 X=36.75/924.1=0.0398A=2.5+0.0398=2.5398A磁場回路的電阻為 (3) 當磁場回路的電阻為92.4不變時,要產(chǎn)生如表中的最小勵磁電流0.4A時, 勵磁繞組電壓為0.492.4=36.96V