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)，PN1.一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，PN二9°kWU二440v,I=245A,I=5AN N fNnN二750皿，Ra=。呃，試求：（1） 電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩；（2） 在額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩；（3） 當(dāng)1=0時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；a（4） 在總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變的情況下，當(dāng)電樞中串入°?1°電阻而達(dá)穩(wěn)定時(shí)的轉(zhuǎn)速。答：1）電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩2N2NfN=(245-5)=2N2NfN=(245-5)=240A60-N-N9.55P 90x103T二9.55-2N二9.55- Nm二1146N.m2N n 750N在額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩E=U-1R=(440-240x0.08)V=420.8VaNaaP=EI=420.8x240W=101KWemaaemem0=emem0=9.55101x1037501286.07N.mE420.83)當(dāng)1u0時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速C①二一古= =°.5611V/ren750N440r440r/min沁784.2n= 4=0C① 0.5611e4）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U-1（R+R）440-240x（0.08+0.1）0.5611n=n aa 0= r/minu707.2r/min0.5611C①e2-某三相鋁線變壓器，\=750kV°MN/U2N=10000/400V，YW0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)R=r2,x1=X2'，不需考慮溫度換算）。試驗(yàn)名稱電壓/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)

3.Z=皿=400^!=3.850m60R=竺=叱=0.350mI2 603.Z=皿=400^!=3.850m60R=竺=叱=0.350mI2 6020X=^Z2-R2=『3.852—0.352=3.830m m m折算到高壓側(cè)有：7U/壯10000/朽“k=—1n = =25U/J3 400^-32NZ'=k2Z=252x3.85=2406.250mmR'=k2R=252x0.35=218.750mmX'=k2X=252x3.83=2393.750mm2）由短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)求短路參數(shù)：=窖=將=5.870P/310900/3=r= =1.940I2 43.32sX=$Z2-R2=J5.872-1.942=5.540R=R'=R/2=1.94/2=0.9701 2s=X'=X/2=5.54/2=2.7702s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二380V，IN二11A，定子繞組為Yp二557W,p二314W,p二276W,p二77W,p二200W。試求⑴額定轉(zhuǎn)速;cu1 cu2 Fe mec A接法，額定運(yùn)行時(shí)，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二P+p+p+p 二(10000+200+77+314)二10591kWemN Amec Cu2則s二pCu2em314二0.0310591n二(1-s)n二(1-0.03)x1500二1455r/min02）空載轉(zhuǎn)矩為：p二p+p二（77+200）二277W0 mec A277T277T0 2nX1455/60—1.82N?m3）電磁轉(zhuǎn)矩為：,_P=,_P=―ememQ02nx1500/60_67.5N■m4）電動(dòng)機(jī)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩為：P—NQP—NQ100002nx1455/60=65.7N?m4- 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Ra=0.1Q'"J=2V，勵(lì)磁回路總電阻Rf=90Q，額定負(fù)載時(shí)的效率"N=90%，試求:（1） 額定輸入功率；（2） 額定輸出功率；（3）總損耗；（4） 電樞回路銅耗；（5） 勵(lì)磁回路銅耗；（6） 電刷接觸損耗；（7） 附加損耗；（8）機(jī)械損耗與鐵耗之和。答：1）額定輸入功率P=UI=230x85=19.55KW1NNN2）額定輸出功率P=UI耳=230X85X90%=17.595KW2N NNN3）總損耗工P=P-P=19.55-17.595=1.955KW1N2N4）電樞回路銅損耗=Un=空=2.56AR90=I-I=（85-2.56）=82.44AP=I2R=82.442X0.1=679.6Wcuaaa5）勵(lì)磁回路銅耗P=I2R=2.562X90=589.824Wcufff6）電刷接觸損耗P二2AUI二2x82.44二164.88Wcca附加損耗P二1%P二0.01x17595二175.95WA 2N機(jī)械損耗與鐵耗之和P+P=工P-P-P-P-P=(1955-679.6-589.824-164.88-175.95)WmecFe cuacufcA=344.75W5.一臺(tái)P=5.5kW,UNN380V,f150Hz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,P=5.一臺(tái)P=5.5kW,UNN380V,f150Hz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,P=341W

cu1P=237.5W,p=167.5W,p=45W,p=29W，求：電動(dòng)機(jī)的效率、轉(zhuǎn)差率、cu2 Fe mec ad轉(zhuǎn)速、空載轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩。解：輸出功率：P=P-(P.+P+P2+P+P)2 1 cu1 Fecu2mecad=[6.32-(0.341+0.1675+0.2375+0.045+0.029)]kW=5.5kW效率：P 5.5耳二—x100%=x100%=87.03%P 6.321電磁功率：Pemem=P+P+P+P2 Cu2 mecad=(5.5+0.2375+0.045+0.029)kW=5.8115kWP轉(zhuǎn)差率：P轉(zhuǎn)差率：s=P2em0.23750.2375=0.0415.8115丁丁_P+P0.045+0.029T=―mec ad00轉(zhuǎn)速： n=(1-s)n1=(1-0.041)x60；5°=1438.5r/min空載轉(zhuǎn)矩：21438.5 =0.49"?m空載轉(zhuǎn)矩：2?！敵鲛D(zhuǎn)矩：PT=—=

205500-"cl=36.51N?輸出轉(zhuǎn)矩：PT=—=

205500-"cl=36.51N?m438.52兀606.電磁轉(zhuǎn)矩：Tem=T+T=0.49+36.51=37N?m20一臺(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,2M=2V,勵(lì)磁回路電N N N N a阻R=440Q，空載實(shí)驗(yàn)：當(dāng)U=220V，n=1000r/min時(shí)，|=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）。f0a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R=57.5Q，電樞電阻R=0.1Q,不N N N f a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：P=7.5kW,U=110V,I=82A,n=1500r/min，電樞回路電阻R=0.1014Q，求：NNNNaU=UN,①=軋條件下，電樞電流I=60A時(shí)轉(zhuǎn)速是多少？N N aU=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？N N一臺(tái)單相變壓器額定值為SN=20000kVA，UjN/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，S二630kV?A，U/U二10kV/3.15kV，I/1=36.4A/115.5A，連接組標(biāo)N 1N 2N 1N2N號(hào)Yd11，f二50Hz，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：U=380V，fN=50Hz，PN=7.5kW，nN=962r/min，定子繞組為1NNNN三角形聯(lián)結(jié)，2p二6，cos申二0.827，p 470W，P二234W，Ph=45W，P二80W。試求額定N Cu1 Fe mech A負(fù)載時(shí)的：轉(zhuǎn)差率；轉(zhuǎn)子電流頻率；轉(zhuǎn)子銅耗；效率；定子電流。12?12?—臺(tái)2p二4的三相異步電動(dòng)機(jī)有關(guān)數(shù)據(jù)如下：Pn=10kWUN二380V，nN二川加聞，R1二1-33Q/相,X二2.430/相，R'二1.120/相，X'二4.40/相，R二70/相，X二900/相，定子繞組為三角形1 2 2 m m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,△U=1V,勵(lì)磁回路電阻R=440Q，NNNNab1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)雜散損耗)。0a

解：勵(lì)磁電流勵(lì)磁損耗空載時(shí)：輸入功率勵(lì)磁功率：U 竺A解：勵(lì)磁電流勵(lì)磁損耗空載時(shí)：輸入功率勵(lì)磁功率：U 竺A=0.5AR440P=R12=U=2202=110WR440CufP=UI=220x2W二440W10P=110W電樞銅損耗：PC=R12=R(I0-If)2=2-25WCu 0f電刷接觸損耗：P=2AUbI2=2xlxl.5W=3.0WCub附加損耗：P廣0d貝山p+P=P-P-P-P-P=324.75WmecFelf dCu Cub當(dāng)I二10A時(shí)，I=I+1=10.5Af輸入功率：P二UI二220x10.5W二2310WP=R12=1x102W=100WCuP=110WP二2AUI二2x1x10W二20WCub b輸出功率：P=P-YP=P-P-P-P-（P+P）=1755.25W2 1 1CufCubmecFeP效率：耳=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：P=6kW,U=230V,n=1450r/min,R=0.57Q（包括電刷接觸電阻），勵(lì)磁回路總電阻NNNaR=177Q，額定負(fù)載時(shí)的電樞鐵損P=234W，機(jī)械損耗為P=61W，求：（1）額定負(fù)載時(shí)的電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩。（2）額定負(fù)載時(shí)f Fe mec的效率。解：（1）P2=PN=6kW2NUfR220177AUfR220177A=1.3AP=RI2=299WfffPNPN=UN6000A=26.1A230=27.4AP=RI2=427.9WCu

所以P=P+P+P=6726.9Wem2CuafTem所以P=P+P+P=6726.9Wem2CuafTem=仝=薯爲(wèi)N-m=443N-m602)P1二P+P+P二7021.9WemmecFe耳=xlOO%=85.45%115、一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，銘牌數(shù)據(jù)如下：P=23kW,U=230V,電樞反應(yīng)磁路飽和樞電流為原額定值?！?n=1500r/min，勵(lì)磁回路電阻Rf=57.5Q，電樞電阻R=0.1Q，不計(jì)N N N a現(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)維持電求（1）轉(zhuǎn)速n；（2）電磁功率；（3）電磁轉(zhuǎn)矩。解:I一=到A=4A解：fR57.7P 23x103=-n= A=100ANU230NI=I+1=104AaPCua=R12=1081.6Waa1）E二U+RI=240.4V1）aNaaECO=-a=0.1603enN電動(dòng)機(jī)運(yùn)行：E二U-RI二209.6vaNaaC①'二220C①二220x0.1603二0.1533e230e230En=l=1367r/minC①'e⑵P⑵P=Elemaa二21.798kWTT—P_T—―em—5emQ21.798X10N-m=152.27N-m2兀x1367/6016、一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)為：P=7.5kW，U=110V，I=79.84A，n=1500r/min，電樞回路電阻R=0.1014Q，求：16、一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)為：P=7.5kW，U=110V，I=79.84A，n=1500r/min，電樞回路電阻R=0.1014Q，求：NN①=0條件下，電樞電流I=60A時(shí)轉(zhuǎn)速是多少？（2）U=U條件下，主磁通減少15%，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為T(mén)不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流與轉(zhuǎn)N速是多少？1)U=U，N解：NN（3）U=U，0=0條件下，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.8T，轉(zhuǎn)速為（一800）r/min，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？N⑴Ce①NN=UN_S=0.068nNn=n ^-a=1528r/minC①eN2）T不變時(shí)，T不變，即N em①—^1=93.93An0.85—nNn= —J-a=1738r/minC①e（3）不計(jì)空載轉(zhuǎn)矩時(shí)，（3）不計(jì)空載轉(zhuǎn)矩時(shí)，TemTL，故URUR+Rn= N———a BC— CC—2eN eTNPT=0.8T=0.8x0.955十=38.2N-memNnN解得：R=2.690B17、三相變壓器額定容量為20kV?A，額定電壓為10/0.4kV,額定頻率為50H,Y,y0聯(lián)結(jié)，高壓繞組匝數(shù)為3300。試求：（1）Z二1.16AS解：（1）I1N二28.87A1N2NS2)U1NPU2NP==0.231kVv'318、一臺(tái)S=100kV?A，U/U=6/0.4kV，Y，y0聯(lián)結(jié)的三相變壓器，I%=6.5%,P=600W，u=5%，P=1800W，試求：（1）二1.16AS解：（1）I1N二28.87A1N2NS2)U1NPU2NP==0.231kVv'318、一臺(tái)S=100kV?A，U/U=6/0.4kV，Y，y0聯(lián)結(jié)的三相變壓器，I%=6.5%,P=600W，u=5%，P=1800W，試求：（1）近似等N 1N2N 0 0 s SN效電路參數(shù)標(biāo)么值；（2）滿載及cos申2=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cos申2=0.8?2>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)1 P* fZ*= =15.38 R*=4二1.42X*=pZ*2—R*2=15.31mI* m I*2 m m m00由短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)求短路參數(shù)Z*= U* =0.05R* =P* =sn=0.018 X* =Z*2—R*2 =0.467S S SSNS s*ssN(2)AU=P(R*cosp+X*sinp)x100%=4.24%U=(1—AU)U=383VS2S2 2 2Nn=(1—p+B2p—sn)x100%=97.1