電力拖動基礎(chǔ)課后習(xí)題答案

第二章

2-1解:

_UNFR._220-53.4x0.4

①C,4=0.132V/(rOnin-1)

1500

C「中N=9.55C,0N=126NDn/A

②TN=C&N/N=67.28NDM

T〔N=—=9.55之=63.67NM

訃也％nN

60

③"=GF=3.61N)Z

%=UN_1666.67〃min

④

3

R.

〃實(shí)際=%"=1657.99，/min

QC?；

⑤n-n()——-An^=/?()-O.5(HO-n^)=1583.34r/min

1N

UN-CQ_220—0.132x1400

⑥=88A

R0.4

2-2解:

，=2〃=2x85.24=170.44

U_110

N=0.646

七3彳-170.4

A竺竺=1.71

0.13

Rsll=27?a=1.71x0.13=0.222Q

6,2=萬凡=1.7Fx0.13=0.380

Re=矛=1.713X0.13=0.646Q

%=R、“一(=0.222-0.13=0.092Q

rst2=Rst2-R，“=0.38-0.222=0.158Q

rst3=Rst3—&2=0.646—0.38=0.266Q

2-3解:

取人=2〃=118.3x2=236.6A

式中4為最大允許電流，穩(wěn)態(tài)時，負(fù)載電流/,.=幾，令切換電流

^=1.15/,=1.15/v

則；l=_L=1.74

A

lg(41

m==3.7

lg2

取m=4廁4=J2=1.679,/,=乙=-^=1.194>

W因2A1.679

尺—4=0.079Q

R“3=X&4=0133Q

&2=機(jī),3=0223。

R,“=混,2=0.374Q

式中，%，A”，Rm(4分別是第一級，第二級，第三級，第四級切

除阻值。

2-4解：

①電樞電路不串電阻達(dá)穩(wěn)態(tài)時，

T=TT蠅。=0.87；=耙

e,n=L=CT0.8CTIN

=>/a=0.84=126.8

L=EN+1NRU=C@N〃N+AS,=G%=―一)6=0.20415

〃N

則電樞回路不串電阻時的轉(zhuǎn)速：

220-0.1x126.8

=1015.53r/min

"一FT0.20415

%&盧~j&+R，I:UHM

C@NCCT%GONC@NC@N

220-（0.1+0.3）x126.8,.

=''=829.2"min

0.20415

③U=E+/：K,=C0N〃I+/：R〃（由于機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)速n不變）將電源電壓降

U-E188-0.20415x1015.53，…，

至188V后的瞬時電樞電流:-----=---------------------=—193.2A

￡-^188-0.1xl^.

穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速：%===85858r/mn

0.204150.20415

④UN=E'+=80%C仲M(fèi)+（轉(zhuǎn)速n不突變）則瞬時電樞電流:

_U-8O%Cf0A,H,_220-80%x0.20415x1015.53_

—N——D^r1

0.1

220-0.1x126.8

穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速：％=1269.4r/min

80%G%80%x0.20415

⑤串電阻調(diào)速，設(shè)所串電阻為"

=U-"（&,+&）=600r/min

Cea

==220-0.20415X600_01=0669Q

5a

la126.8

降壓調(diào)速

n5d-L凡=600r/minnU=C%%+1R=135.17VQ

C@N

2-5解:

①端電壓不變，勵磁回路總電阻不變，所以勵磁不變。

電樞回路串入電阻、轉(zhuǎn)速不能突變，所以串入瞬間反電勢不變。

&,=力-/代=105.8V

,U-E,110-105.8

1,=—N——t-=-------------=6.46A

"Ra+R0.15+0.5

■/E-=」-CT^n-（」一G①）〃

'9.5519.55r

E

中=9.55—=0.674

n

Tem=CT①I?=0.674x6.46=4.35NM

?11

②Tm=-Tem,Ia=-Ia=3.23A

Ea=UN-(R,+R)I；=}Q7.9V

C0=J^=0.071

'9.55

1079

nE?--=1528.9r/min

C,<D0.071

2-6解：Uy4&,<0,題目數(shù)據(jù)錯誤。

2-7解：

①對電機(jī)A,拖動恒功率負(fù)載，調(diào)速前后功率不變，則？=乙'

PA=EAIAa-llRAa=UNIA：-l2RAa=p：

?.?&=a=100A

對電機(jī)B

②對電機(jī)A

PA=TA^A=T^；=P；

耳％1gA=。％必=工啜U=鬻。100=3664

對電機(jī)B,拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，調(diào)速前后轉(zhuǎn)矩不變，則

&,=L=IOOA

2-8解：

最低理想空載轉(zhuǎn)速舟=250r/min,處于降壓調(diào)速的機(jī)械特性上

最高理想空載轉(zhuǎn)速%2=1500r/min,處于弱磁調(diào)速的機(jī)械特性上

①當(dāng)n01=250r/min時：

==0.411

H0="=1069.6r/min

T7L=PN=-6--0-%--=2c77N?m

,Q2兀小

A〃N=N()一〃N=69.6r/min

???九mm=rtoi-=180.4r/min

,b〃N_69.6

s=27.8%

10250

②當(dāng)〃02=1500"min時

440

c@'U=0.29

〃021500

n一UN0=1373〃/min

maxQ"9.55(C?2

6、4a=8.5%

?02

2-9解：

C@="l=0.1478

〃N

?0=-^-=1488.84r/min

C@

/“(R“+R0),0-7-2-77.

"max=〃。-一=1373.7r/min

C/

Azz=115r/min

/

〃。=了

當(dāng)6=20%時，傳'=-^=575.5/7min

°20%

〃min=鹿o'--460.5r/min

。=5=2.98

當(dāng)6=30%時，n；=383.3"min

30%

〃min=n：-=268.3r/min

D=乜max

〃min

2-10W：

①對電動機(jī)

UN-【NR.22°一005X305=0.20475

GON1OOO

EG

n=T=EJRg+&M)L=974.36r/min

C@NCC&NC。%

E°^—=1123.32，/min

C40.20475

Mv=no~nN~148.96r/min

6=也=13.26%

"max=974.36〃/min

%

〃max31000x0.3個八

②當(dāng)b=30%時，D-----------------=2.9

A^d-J)148.96(1-0.3)

△%△〃max

2-11解：篇1x

^niax

“zanax

D=〃N=縱

1A

“min?O-?max

△"max（］一篇ax）

“max

2-12解:

220-0.26x78.5AO/1

==--------------=0.34

585

?0=--644.8r/min

A^N=〃o—〃N=59.85〃/min

△〃=%_〃=644.8-350=294.82r/min

R,+R_A/?

An

R=(l——-)R=0.207Q

△〃N

2-13解:

①在額定工作點(diǎn)時:

L--^^=>1000=220—40x0.5

=>cf0,v=0.2V/rmin-'

C仲NC&NC@N

降電壓前后：

?/T;=CM/“為額定值

，/“不變，即/“=40A

_U1K__180—40x0.5

降電壓后:二800〃/min

CGC仲N02

②由題意知

UN_U_小_U小_180^_?._180?........

?==@1=不~歐N=C02-TTTCe(l)N=0.1636V/

(pN。2UN220220

降電壓前后負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定值

乙=CMN4W=。/2&=>心=與4=44.44A

6

_180-44.44x0.5

降電壓后=964.43〃min

0.1636

2-14解：

①在額定工作點(diǎn)時C@N=外—=0.403V!r-min-1

n

N

當(dāng)磁通減小時C@=；C@N

同時負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變n/“=如〃不可以長

TL=CT(/>NIN=CT(/)I(I=34=309An

0

U-IR_220-309x0.18

aa=1223.7"min<n

期運(yùn)行=>〃=C@-—0.403/3mm

②對于恒功率負(fù)載PL=TQ=2?！═=PN=T=義-

2萬〃

同時〃_4，&

G。（c@）2

其中。=;如

由此可得UNR.PN

C仲（C?22?！?/p>

即"一1637.72〃+29369.5=0=〃=1619.6或18.1（舍去）

〃「A220-0.403X-X1619.6

_UN-G加3=13.5A

R,0.18

Vn>nmm所以不能長期運(yùn)行。

2-15解:

①在串勵直流電動機(jī)中，If=la

依題意，可得。=起.（k為系數(shù)）

又T

n_UN-I“R“5%_^U-IR）_

——---------------------------N-----U---U.Z1

〃Nc@UN-1NR,I/UN-INR）

=>"=0.21%=210r/min

T

同時，T=C^/a=CX=>—=7T

1NIN

.U-IR220-40X0.5

RC耙=-N---N--=------------=0.2V/r-min

eN砥，1000

9.55x0.2x40=76.4/Vm

TN=CT（/）NIN

I21

所以T=-fTv=-x76.4=19.Wm

<v4

②電磁轉(zhuǎn)矩不變T=恒定，所以/〃=/；=20A

n_=/。0_/：火)=20x(110-20x0.5)=10

~n~~20x(220-20x0.5)~21

=>/=12x210=100"min

21

2-16解:

①D=2-

“min*

n-n_1000-900

￡in=0N=10%,因?yàn)榻惦妷赫{(diào)速中，△即不變，所以

1000

An_An100

=50%

〃min0"min+甌100+100

②對于降電壓調(diào)速，其機(jī)械特性硬度是一定的，只要電壓最低的一條人為機(jī)械特

性的靜差率滿足要求時，其他各條機(jī)械特性的靜差率就都滿足要求。

AAAz?100“c,

令用ax=——=——=2。％

"minO〃minO

100/

n"mmo=^=5OOr/min

nm.in=nmi.n.U}-Nn-500-100=400r/min

所以轉(zhuǎn)矩下的調(diào)速范圍是400到900r/mino

2-17解:

①

E+IR+IR

UN=?NNa=CQN〃NNt,

="-人&=220-12.5x0.8=0175

1200

能耗制動瞬間①=①N，所以制動瞬間場,v==0.0175x1200=210V

要求制動開始后瞬間電流&限制為2〃（如＜0）,

-F_910

即/心=--一凡=——--0.8=7.6Q

ABA

-2IN-2x12.5

②

T,=0.97；=Ia=0.9/v=0.9x12.5=11.25A

由于負(fù)載為位能性負(fù)載，所以n=-420r/min

設(shè)電樞回路應(yīng)串入的電阻為R,則有

0=Ea+Ia(Ra+R)=G%,〃+Ia(&+R),由此可得

R=_CQ/_R=_O.175X(_42O)_0.8=5.73Q

I,a11.25

2-18解：

①

E

3=?N+1NR“=C@,V〃N+1N&

C0v=￡^^.=az2z^5=o.298

eNnN685

TJOOH

空載轉(zhuǎn)速4=———=-----=738.255r/min

Q①“0.298

由此可計(jì)算出空載條件下能耗制動停車，

使最大制動電流1.”=24時，電樞應(yīng)串入的電阻值為

FD_Q①p0.298x738.255,、《一一八

/?=與一氏一,一凡---------------0.25=1.47Q

?max2x64

②

&Y=吟=黑引空載時

30,

—x(0.29781)2n

-C①/一CQ①/〃

&=G①=CaN江------------=-0.493/7

&+R0.25+1.47

八._49dnt<,

-0.49o3〃=------n|dt-&x旦x

375dt。3750.493J，%n

=>t=-0.26x(L,/?I；)=-0.265x(L?l-L?n0)

=-^=738.726r/min,￡1=0

Q①

=>t?-0.265x(0-4,738.726)=1.75.V,當(dāng)〃=1/7min即認(rèn)為停車。

③

八49dnt',幽x」x

-0.493/1=-------n|dt=14

375dt|。3750.493

nt=-0.26x(L??I；；)=-O.265x(L??-L?no)

即，=-0.265L?n+1.75=>n=&

I,=一。飛〃=_8298X"=_0J73〃=—0173^6-3.8,

4+R0.25+1.47

2-19解：

①反接制動時無論是反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載還是位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，轉(zhuǎn)速下降到零即

反接制動停車的時間都是一樣的。

220—31x0.4

C①=UN-I凡=0.208V/(r.min-1)

〃NWOO

制動前的轉(zhuǎn)速為

R.7:2200.4x49

」N

〃F0=n==1010.3r/min

E9.55(Q@N)2匕0.2089.55X0.2082

反接制動前電動機(jī)電樞感應(yīng)電動勢為

&=G①N〃=0208x1010.3=210.IV

反接制動時電樞回路總電阻為此+心這冷=畤|產(chǎn)=6.94。

虛穩(wěn)態(tài)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速為

f

-UNRa+RT--2206.94x49

n=-1880.7"min

LQ①”-9.55(CQN)2-0.208-9.55x0.2082

GD-凡+R'9.86.94

反接制動機(jī)電時間常數(shù)為［----x-------------=---X------------=0.43%

3759.55(C,0N)23759.55x0.2082

反接制動停車時間為"T；ln"%=0.439xln1。—(-1880.7)=0189s

M

°-nL-(-1880.7)

②分兩個過程進(jìn)行討論:

從反接開始到轉(zhuǎn)速下降到零這個過程中拖動反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載與位能性恒轉(zhuǎn)矩

負(fù)載的情況相同，即在這個過程中兩者的〃=/(/)、/“=/")相同。

__t_

〃(/)=+(〃FO—)e=—1880.7+2891^

反接制動的瞬間電磁轉(zhuǎn)矩為TF=-9.55CQNx(2/“)=-123.167V-m

T(t)=TL+(TF-TL)ea=49-172.&卻

=24.67-86.67e-22M

從轉(zhuǎn)速下降到零到進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)這個過程中拖動反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速

為

f

一Ra+R=-2206.94x49

59.55(C%)2(-L-0.208+9.55xO.2082=-234.64r/min

3

Tm228z

n(t)=nD—nDe=—234.64+234.64e~

__t_

T(t)=-TL+(TF+TJe弓=—49—74.16e-2.

7⑺=一24.67-37.336728'

9.55Q①N

拖動位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速為〃o=4=-1880.7r/min

n(t)=〃*幣=-1880.7+1880.7e-228,

又TD=49N-m,TB=TF=-123A6Nm

T(t)^TD+(.TB-TD)e冗=49_]72.16e-228,

T(t)

」?/*)==24.67—86.67產(chǎn)，

9.55Q%

綜上所述當(dāng)拖動反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時

-1880.7+289le-2-28,,0<?</

〃(/)=<

-234.64+234.64e~28'j>[

24.67-86.67e『o

/“")=!

一24.67—37.33"228'/>《

當(dāng)拖動位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時

-1880.7+289，叱0</<[

n(t)=<

-228,

-1880.7+1880.7e-,r>r(；

/“⑺=24.67—86.67e-228.

2-20M：

①在額定狀態(tài)時q=〃一九&=110-112x0.1=98.8V

反接制動時/“3=2.25=2.2x112=246.4V

電樞回路應(yīng)串入的電阻為

A=UN與_HT1o98.8_0.]=0.75Q

一/“max-246.4

②由/=用,+/“(凡+R)=C,①/+/“("+R)可得穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速為

fl-

CaN

而由題意可求得CQN="匚""=0.132V/(r-min-1)

〃N

從而〃=UN-I“(R“+R)=-110-(-112)x(01+0.75)

—112.12r/min(負(fù)號代表

c①

IyN0.132

與原來的轉(zhuǎn)速方向相反）

2-21解:

①設(shè)切換電流為，2=0.8/^，預(yù)取%=生=2=2.5

，20.8

1g—^匚.220

電動機(jī)啟動電阻的最少級數(shù)m=2/產(chǎn)=02X115X0.1=也_=2.5

1g%1g2.50.398

取〃?=3,即最少啟動級數(shù)為3級，若〃?=3,A=J-^-=3/-22°—=2.12

\21NR,V2X115X0.1

因當(dāng)=出”=108.5>0.8〃=92A,所以最后取2=2.12=

42.12投

列方程組此+&2+凡"=此矛,代入4=2.12,R“=0.1。解方程組可得

R”+&|+&2+&3=&才\

為=0.112Q

<Rsl2=0.237Q

43=0?504C

其中凡“為最先切除的電阻，尺3為最后切除的電阻

②此小題有點(diǎn)不太會算

2-22解：

①由題意知第=。八,一八凡=220-22.3x0.91=199.7IV

反接制動瞬間，直流電動機(jī)電樞電流為

4000x60

=38.2/V-m

21X1000

TNX【N

I-4235

nT=27=_—x38.2=-72.547V-/?

IN'22.3

-U_-220

②〃=0時=()="="〃+/?)=>/〃=N=-22.2A

E“凡+/?-0.91+9

i-?22

T=^TN=-X38.2=-38.2A^./H

IN22.3

2-23解:

220-53x0,3_

=

由UN=E?N+IN&1=C@N〃N+——U.NU-

nG0V1000

①當(dāng)串入電阻R=2.1。時

_U-I(R+/?)_220-53x(0.3+2.1)

n—NNa—454.68r/min電動運(yùn)行狀態(tài)

C@N0.2041

當(dāng)串入電阻R=6.3Q時

_4-IN（R]+R）_220-53x（0.3+6.3）

n——-635.96r/min倒拉反轉(zhuǎn)狀態(tài)

C@N0.2041

②設(shè)需串入的電阻為R,要使重物停在空中，即n=0

UN=E.+I￡R.+R）=IN（R.+R）可得

[I220

R=J-a=」-0.3=3.85。

1IN353

③由可得

銘大十土、十—U—IR-220—0.3x53x0.3/?

融態(tài)轉(zhuǎn)速n=-N-_口=-----------------=一1101.3〃min

G0N0.2041

電機(jī)處于反饋制動運(yùn)行

功率平衡關(guān)系

輸入功率4電樞回路總電磁功率電動機(jī)輸出機(jī)械

損耗乙（機(jī)f電）PM空載損耗功率6

U[=//+E，