電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)課后習(xí)題答案

1、 第一章1 . 1 一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)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(fù)載時(shí)的輸入功率 。 解：（1）直流電動(dòng)機(jī)的:額定功率 （2） 1 . 2 一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)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(fù)載時(shí)的輸入功率 。 解：（1）直流發(fā)電機(jī)的:額定功率 （2）1 . 3 一臺(tái)直流電機(jī),已知極對(duì)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(jì)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(tái)直流電機(jī)的數(shù)據(jù)為:極數(shù)2 p=4 ,元件數(shù)S=120 ,每個(gè)元件的電阻為0 . 2 。當(dāng)轉(zhuǎn)速為1 000 r /min時(shí),每個(gè)元件的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為10 V ,問(wèn)當(dāng)電樞繞組為單疊或單波繞組時(shí),電刷間的電動(dòng)勢(shì)和電阻各為多少? 解：當(dāng)電樞繞組為單疊繞組時(shí), 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(gè)電刷,假設(shè)一個(gè)電刷短路一個(gè)元件, 每一條支路有一個(gè)元件被

3、短路,則電刷間的電動(dòng)勢(shì)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(dāng)電樞繞組為單波繞組時(shí), 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(gè)電刷,至少短路4個(gè)元件,則電刷間的電動(dòng)勢(shì)為每一條支路的電阻為 電刷間的電阻為 1 . 5 已知一臺(tái)直流電機(jī)的極對(duì)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(dāng)每極磁通=1 . 42 × Wb,轉(zhuǎn)速n =1 000 r /min時(shí)的電樞電動(dòng)勢(shì)為多少? 解：?jiǎn)尾ɡ@組并聯(lián)支路對(duì)數(shù)a=1, 電樞總導(dǎo)體數(shù) 電樞電動(dòng)勢(shì) 1 . 6 一臺(tái)直流電機(jī),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(shí)電機(jī)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(shí),并聯(lián)支路對(duì)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?yàn)闊o(wú)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(jì)算的方法: 單疊繞組時(shí)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(tái)他勵(lì)直流電機(jī),極對(duì)數(shù)p=2 ,并聯(lián)支路對(duì)數(shù)a =1 ,電樞總導(dǎo)體數(shù)N=372 ,電樞回路總電阻=0 .208 ,運(yùn)行在U=220 V ,n =1 500 r /min, =0 . 011 Wb的情況下。 =362 W ,=204 W ,試問(wèn): ( 1 )該電機(jī)運(yùn)行在發(fā)電機(jī)狀態(tài)還是電動(dòng)機(jī)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(jī)運(yùn)行在電動(dòng)機(jī)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(jī)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(dòng)勢(shì)為零。對(duì)于對(duì)稱元件,電刷中心線與磁極中心線重合。對(duì)于題中的不對(duì)稱元件,當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn),使該元件中心線與N極中心線對(duì)齊時(shí), 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(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為: =220 V , =92 A , =0 . 08 ,=88 . 7 , =86 %,試求額定運(yùn)行時(shí): ( 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(lì)磁回路銅損耗; ( 6 )機(jī)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(lì)磁回路銅損耗 ( 6 )機(jī)械損耗與鐵損耗之和為 1 . 10 一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)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(lì)磁回路電阻=110 ,試求: ( 1 )額定負(fù)載時(shí)的效率; ( 2 )額定運(yùn)行時(shí)的電樞電動(dòng)勢(shì); ( 3 )額定負(fù)載時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩。 解: ( 1 )額定負(fù)載時(shí)的輸入功率

8、=84% (2) ( 3 )額定負(fù)載時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩 1 .11 一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī),電樞回路總電阻=0 . 25 ,勵(lì)磁回路電阻=44 ,當(dāng)端電壓=220 V ,負(fù)載電阻=4 時(shí),試求: ( 1 )勵(lì)磁電流和負(fù)載電流; ( 2 )電樞電動(dòng)勢(shì)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(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī),額定轉(zhuǎn)速為1 000 r /min,當(dāng)滿載時(shí)電壓為220 V ,電樞電流為10 A ,勵(lì)磁電流保持

9、為2 .5 A 。已知在n =750 r /min時(shí)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(lì)磁電流保持2 . 5 A時(shí)的空載電動(dòng)勢(shì); ( 2 )如果將發(fā)電機(jī)改為并勵(lì),且n =,為保持同樣的空載電動(dòng)勢(shì),磁場(chǎng)回路的電阻應(yīng)為多少? ( 3 )如果保持磁場(chǎng)回路電阻不變,電機(jī)為并勵(lì),此時(shí)能夠自勵(lì)建壓的臨界轉(zhuǎn)速為多少? ( 4 )如果保持n =,電機(jī)為并勵(lì),此時(shí)能夠自勵(lì)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(lì)磁電流保持2 . 5 A時(shí)的空載電動(dòng)勢(shì)為 (2) , , 時(shí)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(jī)改為并勵(lì),設(shè)勵(lì)磁電流要增加X(jué),為(2.5+X),X比較小，可以認(rèn)為與勵(lì)磁電流成比例增大為,空載時(shí)電樞電流就是勵(lì)磁電流,產(chǎn)生的電樞電阻壓降為,保持同樣的空載電動(dòng)勢(shì)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(chǎng)回路的電阻為 (3) 當(dāng)磁場(chǎng)回路的電阻為92.4不變時(shí),要產(chǎn)生如表中的最小勵(lì)磁電流0.4A時(shí), 勵(lì)磁繞組電壓為0.492.4=36.96V