電機(jī)拖動(dòng)計(jì)算題及答案

四、計(jì)算題1. 一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，PN=90kW，U尸440v，in =245A,1n =5A，nN =750,/min，R=0.080，試求:(1)電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩；在額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩;試求:(1)電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩；在額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩;(3)當(dāng)Ia=0時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速;（4）答：1）電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩在總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變的情況下，當(dāng)電樞中串入（4）答：1）電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩=In-1§(245-5)=240A=TQ,Q=M=農(nóng)2n60 9.55T=9.55P2n=9.5590X103N.m=1146N.m2N n 750在額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩E=Un-1R=(440-240x0.08)V=420.8VP=EI=420.8x240W=101削T=J=9.55101X103=1286.07N.memO 7503）當(dāng)1任0時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速C中=色=：08=0.5611V/ren750n=U0C①0.5611e4）在總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變的情況下，當(dāng)電樞中串入0.10電阻而達(dá)穩(wěn)定時(shí)的轉(zhuǎn)速為:n=Un—I（R+C=440-240血8+0」）「/min.707.2r/minC① 0.56112-某三相鋁線(xiàn)變壓器，、'=750kV?A,Uw/吭=10000/400V，加0聯(lián)接。有如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):試求：折算到高壓側(cè)的變壓器T形等效電路參數(shù)并畫(huà)出等效電路圖（設(shè)R1=R2',X]=X2'，不需考慮溫度換算）。試驗(yàn)名稱(chēng)電壓/kV電流/A功率/kW備注空載0.4603.8電壓加在二次側(cè)負(fù)載0.4443.310.9電壓加在一次側(cè)解：（1）由空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)求勵(lì)磁參數(shù)60工=虹=3.85060I0R=狀=性=0.350mI2 6020X=(Z2—R2=(3.852—0.352=3.83。折算到高壓側(cè)有:k=七,,/J3=10000^/3=25—U*/(3—400/"3—2NZ、=k2Z=252X3.85=2406.25。R'=k2R=252x0.35=218.75。X'=k2X=252X3.83=2393.750（2）由短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)求短路參數(shù):U巨=心=5.87。I43.3蒙=冬3=1.94。12 43.32X=\：‘Z2—R2=45.872—1.942=5.54。R]=R2=R/2=1.94/2=0.97。X1=X2=X/2=5.54/2=2.77。3,已知一臺(tái)三相四極異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為PN=10kW,un=380v,in=11A，定子繞組為r接法，額定運(yùn)行時(shí)，Pcui=557W，Pcu2=314W，PFe=276W，Pmec=77W,PA=200W。試求（1）額定轉(zhuǎn)速；（2）空載轉(zhuǎn)矩；（3）電磁轉(zhuǎn)矩；（4）電機(jī)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩。解：（1）額定轉(zhuǎn)速為：由P=Pn+p^+p+pc2=(10000+200+77+314)=10591kW則s=Pcu2=314=0.03則P10591n=(1—s)n=(1—0.03)x1500=1455,/min0（2）空載轉(zhuǎn)矩為：

po=P+p△-(77+200)—po=P+p△-(77+200)—277W277O 2兀x1455/60（3）電磁轉(zhuǎn)矩為:T—%—一10591一—67.5N?mem。0 2兀x1500/60（4）電動(dòng)機(jī)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩為:T-Pn- 10000 -65.7N?m2O 2兀x1455/604- 一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在額定電壓Un=230V和額定電流IN=85A的情況下運(yùn)行，電樞回路總電阻勺二°.1。，2購(gòu)「=2V(1)(3)(4)(7)額定輸入功率；額定輸出功率；總損耗；電樞回路銅耗；勵(lì)磁回路銅耗；電刷接觸損耗；附加損耗；機(jī)械損耗與鐵耗之和。（8）答：1）額定輸入功率勵(lì)磁回路總電阻Rf=(1)(3)(4)(7)額定輸入功率；額定輸出功率；總損耗；電樞回路銅耗；勵(lì)磁回路銅耗；電刷接觸損耗；附加損耗；機(jī)械損耗與鐵耗之和。（8）答：1）額定輸入功率P^=UJn=230x85=19.55KW2）額定輸出功率PN=ujnN=230x85x90%=17.595KW3）總損耗￡P(guān)=P-P=19.55-17.595—1.955KW1N 2N4）電樞回路銅損耗I=I=UnN~fRf——=2.56A90=(85-2.56)=82.44APCUaPCUa=IR=82.442x0.1=679.6W5）勵(lì)磁回路銅耗P于—"=2.562x90—589.824W6）電刷接觸損耗

P=2AUI=2x82.44=164.88W附加損耗P=1%P^=0.01x17595=175.95W機(jī)械損耗與鐵耗之和P+P=￡P(guān)-P-P-P-P=(1955-679.6-589.824-164.88-175.95)W峻 Fe CUa CUf C△=344.75W5.一臺(tái)PN=5.5?U^=380/〈=5Hz的三相四極異步電動(dòng)機(jī)，在某種運(yùn)行情況下，自定子方面輸入的功率為6.32kW,"341W，Pcu2=237.5W,P^=167.5W,P/45W,匕=29W，求：電動(dòng)機(jī)的效率、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)速、空載轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩。解：輸出功率：P=P-(P+P+P+P+P)2 1 cu1 Fe cu2 mecad=[6.32-(0.341+0.1675+0.2375+0.045+0.029)]kW=5.5kWP? 5.5 ? ?效率：電磁功率：門(mén)=—x100%=——x100%=87.03%效率：電磁功率：P 6.321Pem=P2+PCu2+Lc+Cd=(5.5+0.2375+0.045+0.029)kW=5.8115kW轉(zhuǎn)差率：s轉(zhuǎn)差率：s=P2em0.2375 =0.0415.8115轉(zhuǎn)速： n=(1-s)n1=(1-轉(zhuǎn)速： n=(1-s)n1=(1-0.041)x60；5°=1438.5,/min空載轉(zhuǎn)矩：P+P0.045+0.029~"mecQ~ad。1438.5=0.49N?m2兀 60輸出轉(zhuǎn)矩：電磁轉(zhuǎn)矩：Tem=T+T05500■ccl=36.51N?mc1438.52兀60=0.49+36.51=37N?m一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=3.5kW，Un^=220V，IN=20A，nN=1000r/min，電樞電阻R.1Q，2^U=2V，勵(lì)磁回路電阻R=440Q，空載實(shí)驗(yàn)：當(dāng)U=220V，n=1000r/min時(shí)，I=2A，試計(jì)算當(dāng)電樞電流I.10A時(shí)，電機(jī)的效率(不計(jì)附加損耗)。一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=23kW，Un=230V，nN=1500r/min，勵(lì)磁回路電阻Rf=57.5Q，電樞電阻R.0.1Q，不計(jì)電樞反應(yīng)磁路飽和?，F(xiàn)將這臺(tái)電機(jī)改為并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，把電樞兩端和勵(lì)磁繞組兩端都接到220V的直流電源：運(yùn)行時(shí)

維持電樞電流為原額定值。求：轉(zhuǎn)速n；電磁功率；電磁轉(zhuǎn)矩。一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)為：PN=7.5kW，UN=110V，In=82A，nN=1500r/min，電樞回路電阻R=0.1014Q，求：U=UN，①2n條件下，電樞電流Ia=60A時(shí)轉(zhuǎn)速是多少？U=UN條件下，主磁通減少15%，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為T(mén)n不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流與轉(zhuǎn)速是多少？一臺(tái)單相變壓器額定值為SN=20000kVA，U1N/U2N=127kV/11kV，f=50Hz。在15°C下進(jìn)行空載和負(fù)載試驗(yàn)，有如下數(shù)據(jù)：求歸算到一次側(cè)的勵(lì)磁參數(shù)和短路參數(shù)(考慮溫度換算)，并畫(huà)出T型等效電路。(考慮溫度換算)試驗(yàn)名稱(chēng)電壓/kV電流/A功率/kW備注空載1145.547電壓加在二次側(cè)負(fù)載9.24157.5129電壓加在一次側(cè)10.有一臺(tái)三相電力變壓器，SN=630kV?a，U1N/U2N=10kV/3.15kV，I疽、=36AA/115.5A，連接組標(biāo)號(hào)Yd11，f=50Hz，在10C時(shí)的空載和負(fù)載試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:試驗(yàn)名稱(chēng)電壓/kV電流/A功率/kW備注空載3.156.932.45電壓加在二次側(cè)負(fù)載0.4536.47.89電壓加在一次側(cè)試求：歸算到一次側(cè)的勵(lì)磁參數(shù)和短路參數(shù)(考慮溫度換算)，并畫(huà)出T型等效電路;阻抗電壓的百分值及其有功分量和無(wú)功分量；11.一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī),額定數(shù)據(jù)如下：U1N=380V，fN=50Hz，PN=7.5kW，%=962r/min，定子繞組為三角形聯(lián)結(jié)，2p三角形聯(lián)結(jié)，2p=6，cos中n=0.827，pc1=470W，PFe=234W，Pmech=45W，P廣80W。試求額定負(fù)載時(shí)的：⑴轉(zhuǎn)差率；轉(zhuǎn)子電流頻率;轉(zhuǎn)子銅耗；⑷效率；(5)定子電流。12.一臺(tái)2p12.一臺(tái)2p=4的三相異步電動(dòng)機(jī)有關(guān)數(shù)據(jù)如下：Pn=10kW，U=380V，nN=1452r/min，%=1.33Q/相，X1=2.43Q/相，R2'=1.12Q/相，X2'=4.4Q/相，R=7Q/相，X=90Q/相，定子繞組為三角形聯(lián)結(jié)，試求：畫(huà)出三相異步電動(dòng)機(jī)t型等效電路；以T型電路計(jì)算額定負(fù)載時(shí)的定子電流、轉(zhuǎn)子電流、勵(lì)磁電流、功率因數(shù)、輸入功率和效率。13、一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，銘牌數(shù)據(jù)如下:P=3.5kW，U=220V，I=20A，n=1000r/min,電樞電阻R=1Q，AU=1V，勵(lì)磁回路電阻R=440Q，N N N N a b 1空載實(shí)驗(yàn)：當(dāng)U=220V,n=1000r/min時(shí)，I0=2A，試計(jì)算當(dāng)電樞電流Ia=10A時(shí)，電機(jī)的效率(不計(jì)雜散損耗)。解：勵(lì)磁電流:U-f=Rf竺A=0.5A440勵(lì)磁損耗:PCufU2 2202—f=——=110WR440空載時(shí)：輸入功率:勵(lì)磁功率:P=UI=220x2W=440WP=110Wf電樞銅損耗：PCuaPCub=0電刷接觸損耗:附加損耗：Pmad=RI2=R(10-If)2=2.25Waa=2AUbI2=2x1x1.5W=3.0Wa則：則：P+PmecFe=P-P-P-P-P=324.75W1f八 八， adCua Cub當(dāng)I=10A時(shí)

aI=I+七=10.5A輸入功率:P=UI=220X10.5W=2310Wi輸入功率:Pc=RI2=1x102W=100WP=110WPb=2^UI=2x1x10W=20W輸出功率:=P—￡P(guān)=P輸出功率:=P—￡P(guān)=P-P-P1 1Cuaf-P-(P+P)=1755.25WCubmecFe效率：門(mén)=—x100%=75.98%114、一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，銘牌數(shù)據(jù)如下:Rf=177Q的效率。額定負(fù)載時(shí)的電樞鐵損p14、一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，銘牌數(shù)據(jù)如下:Rf=177Q的效率。額定負(fù)載時(shí)的電樞鐵損pFe=234WPN=6kW機(jī)械損耗為Pmec=61W，求：（1）額定負(fù)載時(shí)的電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩。解:(1)P=Pn=6kWU=230VNn「1450r/min，R「0.57Q（包括電刷接觸電阻），勵(lì)磁回路總電阻（2）額定負(fù)載時(shí)PPNUNU=竺A=1.3AR177f=RIf=299W6000.A=26.1A

230=I+If=27.4APCua=RI2=427.9W所以Tem6726.9所以Tem6726.92兀x1450N-m=44.3N-mP=P+P+P=6726.9Wem2Cuaf60（2）'=P+P+Pf=7021.9WP c"，…門(mén)=節(jié)x100%=85.45%i15、一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=23kW,U「230V,n「1500r/min，勵(lì)磁回路電阻Rf=57.5Q，電樞電阻R「0.1Q，不計(jì)電樞反應(yīng)磁路飽和?，F(xiàn)將這臺(tái)電機(jī)改為并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，把電樞兩端和勵(lì)磁繞組兩端都接到220V的直流電源：運(yùn)行時(shí)維持電樞電流為原額定值。求（1）轉(zhuǎn)速n；（2）電磁功率；（3）電磁轉(zhuǎn)矩。U230解：—N=解：R57.7A—100AP A—100A-N— U230NI=\+七—104APc=R12—1081.6W⑴E=Un+RI=240.4VEC中=—=0.1603enN電動(dòng)機(jī)運(yùn)行：Ea=Un-RIa=209.6V220 220一一C中'———C中———x0.1603—0.1533e230e230En—————1367r/minC中'e（2）P（2）Pem—21.798kW（3）Tem（3）Tem21.798x103 N-m=152.27N-m―emQ 2兀x1367/6016、16、一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)為:?、=7腿，Un=110VIn=79.84A，nN=1500r/min，電樞回路電阻肖=0.1014。，求:（1）u=un，①=①=0n條件下，電樞電流I=60A時(shí)轉(zhuǎn)速是多少？（2）f條件下，主磁通減少15%，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為T(mén)n不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流與轉(zhuǎn)速是多少？（3）U=U速是多少？（3）U=Un，0=0n條件下，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.8Tn，轉(zhuǎn)速為（一800）r/min，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？解：（1解：（1）C①n— Wn=0.068Nn= ~a=1528,/minC中e⑵Tn不變時(shí),T不變，即C①I(mǎi)=C①I(mǎi)⑵Tn不變時(shí),em TNNTaI=土I=①n I=93.93Aa①N 0.85① NNn=~R：a=1738,/minC中e（3）不計(jì)空載轉(zhuǎn)矩時(shí)，七=Tl，故:… ……"PT=0.8TN=0.8X0.955f=38.2N-mN解得：rb=2.69。17、三相變壓器額定容量為2°kV?A，額定電壓為10/0.4kV，額定頻率為50Hz，Y，y。聯(lián)結(jié)，高壓繞組匝數(shù)為3300。試求：⑴變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流；（2）高壓和低壓繞組的額定電壓；（3）繪出變壓器Y，y0的接線(xiàn)圖。解：（1）Iin1N=1.16解：（1）Iin1N=1.16A2N=28.87A(2)UNp=%=5.774kV,U2Np=^^=0.231kV18、一臺(tái)SN=100kV?A，U1N/U/6/0.4kV，Y，y0聯(lián)結(jié)的三相變壓器，I°%=6.5%，P°=600W，u‘=5%，Psn=1800W，試求:（1）近似等效電路參數(shù)標(biāo)么值；（2）滿(mǎn)載及cosq「0.8（滯后）時(shí)的二次端電壓和效率；（3）產(chǎn)生最大效率時(shí)的負(fù)載電流及cosq2=0.8⑶2>0°）時(shí)的最大效率。解：（1）由空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)求勵(lì)磁參數(shù)TOC\o"1-5"\h\z1 —P* ~… 二~ .Z=—= 15.38R* =?=1.42 X*=洛*2—R*2 =15.310 0由短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)求短路參數(shù)Z*=U*=0.05 R* =P* =L=0.018 X* =0*2—R*2 =0.467SS SSNS S*SSN(2)AU=p(R*cos甲+X*sin甲)x100%=4.24%U=(1—AU)U=383VpmS2S2 2pmn=(1-p+p2pN D)X100%=97.1% (3)pScosp+P+p2PSNNS