電機(jī)拖動(dòng)習(xí)題解答.

1、齒輪12345GD2(Nm)142750000030齒數(shù)264630000008解：（1）齒輪折算到電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪轉(zhuǎn)矩為：(GD2+GD2)+M1(GD2+GD2)23(GD2GD)2GD45+-二(200+10)+(40+20)9j12j2j2+(70+5°)*(92)21301.6圖1.10為龍門刨床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖。齒輪1與電動(dòng)機(jī)軸直接聯(lián)接，各齒輪有下列數(shù)據(jù)：61齒輪6與工作臺(tái)齒條嚙合其節(jié)距為20mm,工作臺(tái)質(zhì)量mx=1500kg,工件質(zhì)量m2=1000kg，電動(dòng)機(jī)飛輪慣量GD2=200Nm2，切削力F=10000N,切削速度v=40m/min,總機(jī)械拖動(dòng)效率滬0.8,工作臺(tái)導(dǎo)軌

2、與床身之間的摩擦系數(shù)f=0.1。試計(jì)算：（1）折算到電動(dòng)機(jī)軸上的系統(tǒng)總飛輪慣量及負(fù)載轉(zhuǎn)矩；（2）切削時(shí)電動(dòng)機(jī)應(yīng)輸出的功率。二223.5N-m2齒輪6的轉(zhuǎn)速：n640mmin80x0.02m=25r.min則電機(jī)的轉(zhuǎn)速為：n=25x12=300rmin則平移部件折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為22=91.2(V'In丿x(1500+1000)=1.1kg-m2折算成飛輪矩為：GD2二4gJ二43.1N-m2LL折算到電動(dòng)機(jī)軸上總的飛輪矩為266.6Nm2折算到電動(dòng)機(jī)軸上負(fù)載轉(zhuǎn)矩為：40(10000+2500gf)XT'=9.55=9.55x60L耳n0.8x300=330.3N-m2

3、)切削時(shí)電動(dòng)機(jī)應(yīng)輸出的功率為：P=TG=330.3x300沁10.4kw1.7如圖1.4所示的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，已知提升重物的質(zhì)量為2kg,提升速度為0.4m/s，拖動(dòng)齒輪的效率n1=n2=0-98，卷筒的效率nL=0.96,卷筒直徑DL=0.4m。齒輪減速箱的拖動(dòng)比j=60，電動(dòng)機(jī)的GD2=20Nm2。試求：m(1) 電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩；(2) 拖動(dòng)系統(tǒng)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。解:耳匸=耳/=耳耳耳u0.9212L提升時(shí)：TfnnT=GRnLLTLf=GR2x9.8x0.260x0.92=0.071LGj，n電動(dòng)機(jī)圖1.4工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)為升降的拖動(dòng)系統(tǒng)GD24gm-=0.51kg-m21mv2+

4、2(QR)2lm+IQJ沁0.53kg-m21.8圖1.11所示的各種情況下，曲線1為電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性，曲線2為負(fù)載機(jī)械特性，判斷哪些交點(diǎn)上運(yùn)行是穩(wěn)定運(yùn)行？圖1.11穩(wěn)定運(yùn)行的判斷解：a：A穩(wěn)定；b：A穩(wěn)定；c：A穩(wěn)定、B不穩(wěn)定;d：A穩(wěn)定；e：A不穩(wěn)定；f：A穩(wěn)定2.12有一臺(tái)Z2-61型直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)為PN=10kW，UN=220VIn=53.5A,nN=l500r/min,請(qǐng)繪出(1) 固有機(jī)械特性；(2) 電樞電路中串聯(lián)1.2Q電阻時(shí)的能耗制動(dòng)與反接制動(dòng)的機(jī)械特性。解：1)只要求(TN，nN)(0,n0)兩點(diǎn)坐標(biāo)。PT=9550f=63.67NmNnNU二Cn+1RNENNN

5、a1 UI-PX103二（十卡n）二0.3102 12N可解得C二0.14EN=1571rminUn=noCEN所以：(Tn，nN)(0,%)兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為(63.67,1500)和(0,1571)2)a、能耗制動(dòng)的機(jī)械特性方程為R+Rn=aCC2ETN制動(dòng)開(kāi)始瞬間，n=1500r；min，代入方程可得T=185.9Nm所以能耗制動(dòng)特性過(guò)(0,0)和(185.9,1500)兩點(diǎn)。b、電壓反接制動(dòng)的機(jī)械特性方程為UR+R丁n=1aTCCC2ENETN制動(dòng)開(kāi)始瞬間，n=1500r；min，代入方程可得T=380.5Nm所以電壓反接制動(dòng)特性過(guò)(0,1571)和(380.5,1500)兩點(diǎn)。c、電動(dòng)勢(shì)

6、反接制動(dòng)的機(jī)械特性方程為UR+R丁n=NaTCCC2ENETN由于當(dāng)T=T=63.67Nm時(shí)，n=1057.2rimin,N可知串入1.2Q的電阻無(wú)法進(jìn)行電動(dòng)勢(shì)反接制動(dòng)。2.13有一臺(tái)Z2-92型直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)為：PN=30kW，UN=220V，In=161.5A,nN=750r/min,若軸上負(fù)載轉(zhuǎn)TL=TN，分別求出以下幾種情況下的靜差度、調(diào)速范圍和穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速：(1) 當(dāng)電樞電路串聯(lián)電阻Rad=0.7Q時(shí)；(2) 當(dāng)電樞電壓降為0.8UN時(shí)；(3) 當(dāng)磁通減弱為額定值的2/3時(shí)。解：廠2UI-PX103R=X4Nnu0.140a3I2NU-IRC=NN_au0.26ENnNn

7、=nu846r/min0CEN當(dāng)電樞電路串聯(lián)電阻Rd=0.7Q時(shí)，由于負(fù)載和磁通不變，則有I=IadaN穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速為n=岳-寧料InU324-minENEN靜差率為：8=_=0.62n0n調(diào)速范圍：D=max=2.31nmin當(dāng)電樞電壓降為0.8UN時(shí)，由于負(fù)載和磁通不變，則有I=IRI=590r;minCNENNaN穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速為n=08nCEN677rimin0.8Un=nu0CEN靜差率為：8=_=0.13n0n調(diào)速范圍：D=max=1.27nmin3當(dāng)磁通減弱為額定值的2/3時(shí)，則有Ia=In穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速n=2Un-C3ENR3右2才1073rmin3ENau1269rminU2iC

8、3ENH=0.15靜差率為：8=on0調(diào)速范圍：D=max=1.43nmin2.15上題中的電動(dòng)機(jī)(PN=13kW,Un=220V,In=68.7A,nN=1500r/min,R=0.2240,降低電壓調(diào)速，要求(5=30%，求amax(1) 電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)的最低轉(zhuǎn)速和調(diào)速范圍；(2) 電源電壓需調(diào)到的最低值；(3) 電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩在最低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸入功率及輸出功率(忽略空載損耗)。uIR解:C=7u0.14ENnNn=u1571r/minoCEN1)Ominmax_nmtn0minnu237r/min0minn_n-N0min=30%n=n_(n_n)u166r/mi

9、nmin0min0N(2)n=mtu237rminOminCENU=33.1V8min3)P=UIu2.3kw1minN955OPnTnnmin=Nmin=N955O955OPn=nmUn1.44kWN2.17一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的PN=29kW，UN=440V，IN=76A，nN=1000r/min，R=0.3760。采用降低電源電壓和減小磁通的方法調(diào)速，要求最低理想轉(zhuǎn)速a、n0.=250r/min，最高理想空載轉(zhuǎn)速n0=1500r/min，試求：0min0max（1）該電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載tl=tn時(shí)的最低轉(zhuǎn)速；（2）該電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒功率負(fù)載PL=PN時(shí)的最高轉(zhuǎn)速。UIR解：（1）C=7沁0.

10、41ENnNn=n1073r/min0CENn=n_(n_n)=177r/minmin0min0N(2)CO=-U=0.29En0maxa：nNN_au1419r/minmaxCEb9550P9550P1316,.b：nnnu1316r/minmaxT9.55x0.29x762.19一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)PN=13kW，UN=220V，IN=68.7A，nN=1500r/min，R=0.1950。若提升某重物時(shí)，需要用電動(dòng)機(jī)把重物停在空中不動(dòng)，已知重物的a負(fù)載轉(zhuǎn)矩tl=tn，問(wèn)此時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞回路應(yīng)串入多大電阻？解：由題意可知，串電阻使重物停在空中不動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性線必然經(jīng)過(guò)（0,%）和（Tn，

11、0）兩點(diǎn)，cUR+R，0N_aTCCC2NENETNUCRNT_N_RTaNUIR而C9.55C9.55xu1.34TNENnNPT9550x十u82.77NmNnN則：RUnctN_R3.370TaN2.20某卷?yè)P(yáng)機(jī)由他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為PN=11kW，UN=440V，人=29.5人，nN=730r/min,&=1.05。，下放某重物時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩匚=08從。(1) 若電源電壓反接，電樞回路不串電阻，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速多少?(2) 若用能耗制動(dòng)下放重物，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速絕對(duì)值最小是多少?(3) 若下放重物要求轉(zhuǎn)速為一380r/min,可采用幾種方法?電樞回路里需串入電阻是多少?-UR解

12、：（1）由題意a：n=-ax0.8TCCC2NENETN-Un=n-CENwx0.8INEN-U-0.8RIb：n=nCEN而CEN沁0.56U-IR=NN_anN則nu-830r/min此時(shí)電動(dòng)機(jī)工作在反向回饋制動(dòng)狀態(tài)。R(2)n=-wx0.8u-少4/minCNEN3)下放重物可以采用能耗制動(dòng)停止后未采取機(jī)械剎車措施進(jìn)入反向回饋制動(dòng)，電源反接制動(dòng)停止后未斷開(kāi)電源及采取機(jī)械剎車措施進(jìn)入反向回饋制動(dòng)，以及電動(dòng)勢(shì)反接制動(dòng)和三種方式，其中電源反接制動(dòng)進(jìn)入反向回饋制動(dòng)的最低轉(zhuǎn)速為-830r/min，不符合題意。a：能耗制動(dòng)進(jìn)入反向回饋-380=R+RCENx0.8INR380CRR=E_NR0.8I

13、aNb：電動(dòng)勢(shì)反接制動(dòng)URIR-380=-ax018CCNENENU+380CR=NE_NR0.8IaN2.21一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)某起重機(jī)提升機(jī)械，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的PN=30kW,Un=220V，In=158A,nN=1000r/min,R=0.0690。當(dāng)放下某一重物時(shí)，已知負(fù)載NNNa轉(zhuǎn)矩Tl=0.7Tn，若欲使重物在電動(dòng)機(jī)電源電壓不變時(shí)以n=-550r/min下放，問(wèn)電動(dòng)機(jī)可能運(yùn)行在什么狀態(tài)?計(jì)算該狀態(tài)下電樞回路應(yīng)串入的電阻值是多少?解：根據(jù)題意，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在電動(dòng)勢(shì)反接制動(dòng)狀態(tài)（倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)）550=-U-Ra+RX0.7TCCC2NENETN550=-URaRX0I7CCNEN

14、ENUIRC=NNE0.21ENnNUR=N0.7IN+550CeNR=2.96。a2.22一臺(tái)直流電機(jī)額定數(shù)據(jù)為：額定功率PN=10kW,額定電壓為Un=220V,額定轉(zhuǎn)速nN=2850r/min,額定效率nN=85%o如果該電機(jī)為直流電動(dòng)機(jī)，求額定電流;如果該電機(jī)是發(fā)電機(jī)，再求額定電流。解：直流電動(dòng)機(jī)P1N-10X1030.85=11764.7WI=HZ64=53.5ANU220N直流發(fā)電機(jī)I10000=45.45A220N3.17有一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)為：PN=20kw，UN=380V，nN=1450r/min,仏=0.85,cos孤=0.8,起動(dòng)電流倍數(shù)k=6，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩NNNsc

15、倍數(shù)kt=2,過(guò)載倍數(shù)kM=2,采用接法，試求：stM(1) 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為125Nm時(shí)，在U=UN和U=0.8Un時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？(2) 采用丫仏起動(dòng)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.45TN，0.35Tn時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？P解：1)T=9550沁131.72NmNnNU1=UN時(shí)，T=ktTN=263.44Nm>1.1TL，可以起動(dòng);1NttNLU1=0.8UN時(shí)，T/=0.64T=168.60Nm>1.1TL，可以起動(dòng);1NttL2)丫仏起動(dòng)，T/=1/3T=87.81Nmv1.1TL，不能起動(dòng);ttL3.18一臺(tái)三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為：PN=22kW,nN=1460r/min,I1

16、N=43.9A,E2N=355V,I2N=40A,Km=2。要使電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速調(diào)至到1050r/min,轉(zhuǎn)子每相應(yīng)接多大的電阻？解：sNnn0n0.027n02sE2N0.027x355<3x400.140轉(zhuǎn)速調(diào)到1050r/min時(shí)，s=15001050=031500R+Rs2=Rs2NR1.4203.19一臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為PN=11kW,nN=1460r/min,UN=380V,Km=2o如果采用變頻調(diào)速，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.8Tn時(shí)，要使n=1000r/min,則f1及U1應(yīng)為多少？解：基頻以下變頻調(diào)速，同步轉(zhuǎn)速正比下降，且認(rèn)為機(jī)械特性向下平移，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，

17、可以認(rèn)為轉(zhuǎn)速降n不變。調(diào)速前：s=n0nNu0.027Nn00.T8sN=TsNNsu0.022n=(1s)n=146r7/minn=33r/min調(diào)速后：n=1000+33=1033r/min0f二件=34.43Hz-0.69f1601U=0.69=26羽21N3.20一臺(tái)繞線式異步電動(dòng)機(jī)，PN二40kW,U1N二380V,I1N二76.3A,nN二1440血血E2n=335V，I2n=76-6A，Km=25,求：(1) 拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載Tl=0.5Tn，運(yùn)行于n=750r/min,轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串入的電阻;(2) 額定狀態(tài)下進(jìn)行反接制動(dòng)，要求起始制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為2.5Tn，轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串入的電阻。解：1

18、)s=作二作=0.04Nn0sE0.04x335_._R二心2N=0.1002<373x76.62N調(diào)速前：0,5TNTNS1解得s=0.02s1N2)調(diào)速后：s=1500750=0.521500則：R2+R=s2解得R=2.40Rs21s=sk+MNM=0.192TssM+ss'M起始制動(dòng)時(shí)刻：T=2.5TN電源反接制動(dòng)：Tnns=0Nn0=1.96由2.5T=5Tn解得：s'=1.96ns'1.96MM+1.96s'M由R2+R=£解得R0.930Rs2M3.21一橋式起重機(jī)主鉤電動(dòng)機(jī)為繞線式異步電動(dòng)機(jī)，PN=22kW,nN=723r/min

19、，E2N=197V，I2N=70.5A，KM=3，作用到電動(dòng)機(jī)軸上的位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩，T=100Nm，求：L(1)在固有特性上提升負(fù)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是多少？(2)在固有特性上利用回饋制動(dòng)穩(wěn)定下降負(fù)載時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速是多少？(3)用回饋制動(dòng)下放負(fù)載，要求n=800r/min,轉(zhuǎn)子應(yīng)接入多大電阻？P解：T=9550xf沁290.59NmNnNn一ns=on=0.036Nn02sE0.036x197<3x70.5u0.05801)由Il=，解得su0.012，Ts1NNnu741r/min12)n=-7509=759r/min23)二一750+759=0.012750-750+800=0.0677

20、50Rs0.01222R+R_s0.0672B3Ru0.270B=2610/朽=16.3。92.3解：Z亍1、一臺(tái)三相變壓器，SN=5600kVA,U1N/U2N=35/6kV,Y,d接線，從短路試驗(yàn)（高壓側(cè)）得：U1s=2610V、Is=92.3A、Ps=53kW,計(jì)算短路參數(shù)（不必折算溫度）。（測(cè)取的是線電壓，相電流）SP53x103Rs=S-:S3I2S-=2.0703x92.32S2-R2=丫16.322.072=16.170SSS2、三相變壓器銘牌數(shù)據(jù)如下：SN=750kVA，U1N/U2N=10000/400V,Y/A接線,在高壓側(cè)做短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：U=380V，I=30A，p=4

21、.6kW，求變壓器的短路參SSrS數(shù)（不必折算溫度）。解：變壓器的變比為k=UI運(yùn)_10/73=14.431T_2N由短路實(shí)驗(yàn)可求出短路參數(shù)：Z=U/、.3_380/d=7.313Q，sI30sp/3r=kk12k4600/3302=1.704Q，x=,Z2r2J7.3132-1.7042=7.112Q，skk故：r嚴(yán)叮=丄rK75汗1.704/2=0.85Q，122K75Cx1x2'=xk/2=7.112/2=3.56Q，12k即，rm=202Q，xm=2200Q，r1=r2'=0.85Q，x1=x2'=3.56Q。20<3x0.4=28.9Amm12123、三相變壓器額定容量為20kVA，額定電壓為10/0.4kV,Y,y0聯(lián)結(jié)，高壓繞組匝數(shù)為3300匝，試求：（1）變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流；（2）高壓和低壓側(cè)的額定相電壓，（3）低壓繞組的匝數(shù)。S解：（1）高壓側(cè)額定電流I1N-=-1NJ3U1N20-1.15Av3x10S低壓側(cè)的額定電流I=_N2NJ3U2N（2）高壓額定相電壓U1NP10x103IT"=5773.5V，低壓側(cè)額定相電壓U2NP=0.473=230V變比k=卜=04=25,低壓繞組的匝數(shù)N2=N1/k=1322N4、一臺(tái)三相電力變壓器的額定數(shù)據(jù)如下：sN=100kVA,UiN/U2N=6.0/0.4k