2022年电机拖动习题解答.pdf

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1、图为龙门刨床主传动机构图。 齿轮 1 与电动机轴直接联接， 各齿轮有下列数据：齿轮123456GD2(Nm)1040207050130齿数206040603080齿轮 6 与工作台齿条啮合其节距为20mm ，工作台质量 m1=1500kg，工件质量m2=1000kg，电动 机 飞轮惯量GD2=200 Nm2，切 削力F=10000N ，切削速度v=40m/min，总机械拖动效率=，工作台导轨与床身之间的摩擦系数f =。试计算：（1）折算到电动机轴上的系统总飞轮惯量及负载转矩；（2）切削时电动机应输出的功率。解： （1）齿轮折算到电动机轴上的飞轮转矩为：2462222235221222123()

2、()()MGDGDGDGDGDGDGDjjj22(4020)(7050)130(20010)99(12)()22223.5N m齿轮 6 的转速：640min25min800.02mnrm则电机的转速为：25 12300minnr则平移部件折算到电动机轴上的转动惯量为：222406091.291.2(1500 1000)3001.1LvJmnkg m图龙门刨床主传动机构图电动机123456刨刀工作台齿轮m1m2精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 15 页 - - - - - - -

3、 - - - 折算成飞轮矩为：22443.1LLGDgJN m折算到电动机轴上总的飞轮矩为m2折算到电动机轴上负载转矩为：40(100002500)609.559.550.8300330.3LgfFvTnN m（2）切削时电动机应输出的功率为：300330.310.49.55LPTkw如图所示的电机拖动系统，已知提升重物的质量为2kg，提升速度为0.4m/s,拖动齿轮的效率 1=2=，卷筒的效率 L=,卷筒直径 DL=0.4m。齿轮减速箱的拖动比 j=60 ，电动机的 GDm220Nm2。试求：(1) 电动机的负载转矩；(2) 拖动系统折算到电动机轴上的转动惯量。解：92.021L提升时：LL

4、GRnnT071.092.0602.08.92jGRTL2251.04mkggGDJmm222212121mJmvJ图龙门刨床主传动机构图电动机123456刨刀工作台齿轮m1m2电动机vnTLj，nL图 工作机构运动为升降的拖动系统G精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 2253.0mkgJmRJmL图所示的各种情况下，曲线1 为电动机机械特性，曲线2 为负载机械特性，判断哪些交点上运行是稳定运行解：a：A稳定； b：A稳定； c ：

5、A稳定、 B不稳定；d：A稳定； e：A不稳定； f ：A稳定图稳定运行的判断nOTTLA(a12nOTTLA(b12nOTTLB(c12AnOTA(e12nOTA(d12nOTA(f12精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 有一台 Z2-61 型直流他励电动机，其铭牌数据为PN=10kW ，UN=220V ，IN=53.5A，nN1 500r/min ，请绘出(1) 固有机械特性；(2) 电枢电路中串联 电阻时的能耗制动与反接制动的

6、机械特性。解：1）只要求（ TN，nN） （0，n0）两点坐标。NmnPTNNN67.639550由32101()0.312NENNNaNNNaNUCnIRUIPRI可解得0.14ENC01571minNENUnrC所以： （TN，nN） （0，n0）两点坐标分别为（， 1500）和（ 0，1571）2) a 、能耗制动的机械特性方程为2aETNRRnTC C制动开始瞬间，1500minnr，代入方程可得185.9TNm所以能耗制动特性过（ 0，0）和（， 1500）两点。b、电压反接制动的机械特性方程为2NaENETNURRnTCC C制动开始瞬间，1500minnr，代入方程可得380.5

7、TNm所以电压反接制动特性过（0，1571）和（， 1500）两点。 c、电动势反接制动的机械特性方程为2NaENETNURRnTCC C由于当63.67NTTNm时，1057.2minnr，可知串入 的电阻无法进行电动势反接制动。有一台 Z2-92 型直流他励电动机， 其铭牌数据为： PN=30kW ，UN=220V ，IN=161.5A，精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 15 页 - - - - - - - - - - nN=750r/min ，若轴上负载转TL=TN，分别求

8、出以下几种情况下的静差度、调速范围和稳定运行转速：(1) 当电枢电路串联电阻Rad= 时；(2) 当电枢电压降为时；(3) 当磁通减弱为额定值的2/3 时。解：321020.143NNNaNU IPRI0.26NNaENNUI RCn0846 / minNENUnrC (1) 当电枢电路串联电阻Rad= 时，由于负载和磁通不变，则有aNII稳定运行转速为324minNaadNENENURRnIrCC静差率为：000.62nnn调速范围：maxmin2.31nDn(2) 当电枢电压降为时，由于负载和磁通不变，则有aNII稳定运行转速为0.8590minNaNENENURnIrCC00.8677m

9、inNENUnrC静差率为：000.13nnn调速范围：maxmin1.27nDn(3) 当磁通减弱为额定值的2/3 时，则有32aNII精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 稳定运行转速31073min22233NaNENENURnIrCC01269min23NENUnrC静差率为：000.15nnn调速范围：maxmin1.43nDn上题中的电动机（ PN=13kW ，UN=220V，IN=68.7A，nN=1500r/min ，

10、Ra=），降低电压调速，要求 max=30% ，求(1) 电动机带额定负载转矩时的最低转速和调速范围；(2) 电源电压需调到的最低值；(3) 电动机带额定负载转矩在最低转速运行时，电动机的输入功率及输出功率( 忽略空载损耗 ) 。解：0.14NNaENNUI RCn01571 / minNENUnrC（1）0minmin0max0min0min30%Nnnnnnn0min237 / minnrmin0min0()166/ minNnnnnr（2）min0min237minENUnrCmin33.18UV（3）1min2.3NPUIkwminminmin295501.4495509550NNNN

11、NP nT nnP nPkWn精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 一台他励直流电动机的PN=29kW ，UN=440V ，IN=76A ，nN=1 000r/min ，Ra=。采用降低电源电压和减小磁通的方法调速，要求最低理想转速n0min=250r/min ，最高理想空载转速 n0max=1 500r/min ，试求：(1) 该电动机拖动恒转矩负载TL=TN时的最低转速；(2) 该电动机拖动恒功率负载PL=PN时的最高转速。解：

12、（1）0.41NNaENNUIRCn01073 /minNENUnrCmin0min0()177/minNnnnnr（2）0max0.29NEUCn a：max1419 / minNNaEUIRnrC b：max955095501316 / min9.55 0.29 76NNPPnrT一台他励直流电动机PN=13kW ，UN=220V ，IN=68.7A，nN=1500r/min ，Ra=。若提升某重物时，需要用电动机把重物停在空中不动，已知重物的负载转矩TL=TN，问此时电动机电枢回路应串入多大电阻解：由题意可知，串电阻使重物停在空中不动，电动机的机械特性线必然经过（0，n0）和（TN，0）

13、两点，20NaNENETNURRTCC CNTNaNU CRRT而9.559.551.34NNaTNENNUI RCCn955082.77NNNPTNmn则：3.37NTNaNU CRRT某卷扬机由他励直流电动机拖动， 电动机的数据为PN=11kW ， UN=440V ， IN=29.5A，精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 15 页 - - - - - - - - - - nN=730r/min ，Ra=，下放某重物时负载转矩TL=。(1) 若电源电压反接，电枢回路不串电阻，电动

14、机的转速多少(2) 若用能耗制动下放重物，电动机转速绝对值最小是多少(3) 若下放重物要求转速为380r/min ，可采用几种方法电枢回路里需串入电阻是多少解： （1）由题意 a：20.8NaNENETNURnTCC C0.8NaNENENURnICC b：0.8NaNENUR InC而0.56NNaENNUI RCn则830 / minnr此时电动机工作在反向回馈制动状态。（2）0.844 /minaNENRnIrC（3） 下放重物可以采用能耗制动停止后未采取机械刹车措施进入反向回馈制动， 电源反接制动停止后未断开电源及采取机械刹车措施进入反向回馈制动，以及电动势反接制动和三种方式，其中电源

15、反接制动进入反向回馈制动的最低转速为-830r/min ，不符合题意。a：能耗制动进入反向回馈3800.8aNENRRIC3800.8ENaNCRRI b：电动势反接制动3800.8NaNENENURRICC3800.8NENaNUCRRI一台他励直流电动机拖动某起重机提升机械，他励直流电动机的PN=30kW ，UN=220V，IN=158A ，nN=1000r/min ，Ra=。当放下某一重物时， 已知负载转矩 TL=，若欲使重物在电动机电源电压不变时以n=550r/min 下放，问电动机可能运行在什么状态计算该状态下电枢回路应串入的电阻值是多少精品资料 - - - 欢迎下载 - - - -

16、 - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 解：根据题意，电动机运行在电动势反接制动状态（倒拉反转反接制动）25500.7NaNENETNURRTCC C5500.7NaNENENURRICC而0.21NNaENNUI RCn则5502.960.7NENaNUCRRI一台直流电机额定数据为：额定功率PN=10kW, 额定电压为UN=220V, 额定转速nN=2850r/mi n，额定效率 N=85% 。如果该电机为直流电动机，求额定电流；如果该电机是发电机，再求额定电流。解：直流电动机

17、P1N=85.010103NP= IN=2207.117641NNUP=53.5A直流发电机1000045.45220NNNPIAU精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 有一台异步电动机，其技术数据为：PN=20kw ，UN=380V ，nN=1450r/min ，N=，cosN=，起动电流倍数 ksc=6，起动转矩倍数kst=2，过载倍数kM =2，采用接法，试求：(1) 当负载转矩为 125N m时，在 U1=UN和 U1=时，电

18、动机能否起动(2) 采用 Y-起动，负载转矩为 TN， TN时，电动机能否起动解：1）9550131.72NNNPTNmnU1=UN时，Tst= kstTN=m ，可以起动；U1=时，Tst= Tst =m ，可以起动；2）Y-起动，Tst= 1/3 Tst =m ，不能起动；一台三相绕线式异步电动机的数据为：PN=22kW ，nN=1 460r/min ， ，I1N43.9A，E2N=355V ， I2N40A， KM2。 要使电动机带额定负载时的转速调到1 050r/min ，转子每相应接多大的电阻解：000.027NNnnsn2220.027 3550.143340NNNs ERI转速调

19、到 1 050r/min时，150010500.31500s22NRRsRs1.42R一台三相笼型异步电动机的数据为PN =11kW，nN1460r/min ，UN=380V ，KM2。如果采用变频调速，当负载转矩为时，要使n1000r/min ，则 f1及 U1应为多少解：基频以下变频调速，同步转速正比下降，且认为机械特性向下平移，当负载转矩不变时，可以认为转速降n不变。调速前：000.027NNnnsn0.8NNNTsTs0.022s0(1)1467 / minns nrn =33 r/min调速后：01000331033nr/min精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - -

20、- - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 01134.430.6960pnfHzf10.69262.2NUUV3. 20 一台绕线式异步电动机， PN40kW ， U1N380V，I1N76.3A， nN1440r/min ，E2N=335V ，I2N76.6A，KM，求：(1) 拖动恒转矩负载 TL=，运行于 n750r/min ，转子每相应串入的电阻；(2) 额定状态下进行反接制动，要求起始制动转矩为，转子每相应串入的电阻。解：1）000.04NNnnsn2220.043350.1033

21、76.6NNNs ERI调速前：10.5NNNTsTs解得10.02s调速后：215007500.51500s则：2221RRsRs解得2.4R 2）210.19MNMMsskk电源反接制动：2MMMTTssss起始制动时刻： T=001.96Nnnsn由52.51.961.96NNMMTTss解得：1.96Ms由22MMRRsRs解得0.93R一桥式起重机主钩电动机为绕线式异步电动机，PN =22kW，nN =723 r/min，E2N=197V， I2N=70.5A， KM=3， 作用到电动机轴上的位能负载转矩，TL=100N m ，求：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - -

22、- - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 15 页 - - - - - - - - - - (1) 在固有特性上提升负载时，电动机的转速是多少(2) 在固有特性上利用回馈制动稳定下降负载时，电机的转速是多少(3) 用回馈制动下放负载，要求n=800 r/min ，转子应接入多大电阻解：9550290.59NNNPTNmn000.036NNnnsn2220.036 1970.0583370.5NNNs ERI1）由1LNNTsTs，解得10.012s，1741nr/min2）27509759nr/min3）012.07507597502s

23、067.07508007503s067.0012.03222ssRRRB27.0BR精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 1、一台三相变压器，SN=5600kVA ，U1N/U2N=35/6kV，Y,d 接线，从短路试验（高压侧）得：U1s=2610V 、Is=92.3A、Ps=53kW ，计算短路参数 （不必折算温度） 。 （测取的是线电压，相电流）解：ZS=SSIU3/1=3.923/2610= RS=23SSIP=233.92

24、31053=XS=22SSRZ=2207.23 .16=2、三相变压器铭牌数据如下： SN=750kVA ， U1N/U2N=10000/400V， Y/ 接线，在高压侧做短路实验数据为：Us=380V ，Is=30A，ps=，求变压器的短路参数（不必折算温度）。解：变压器的变比为 k=4.03/103/21NNUU=由短路实验可求出短路参数：Zs=303/3803/ssIU=，rk=22303/46003/kkIp=，xs=2222704.1313. 7kkrZ=，故： r1r2=21rK75=2=，x1x2= xk/2=2=，即， rm=202， xm=2200， r1=r2= ， x1=

25、x2= 。3、三相变压器额定容量为20kVA ，额定电压为 10/ ，Y,y0 联结，高压绕组匝数为 3300 匝，试求：（ 1）变压器高压侧和低压侧的额定电流；（2）高压和低压侧的额定相电压，（ 3）低压绕组的匝数。解： （1）高压侧额定电流 I1N=NNUS13=10320=1.15A 低压侧的额定电流I2N=NNUS23=4.0320=28.9A （2）高压额定相电压U1NP=31NU310103=，精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 15 页 - - - - - - -

26、- - - 低压侧额定相电压U2NP=34 .0230V（3）变比 k=NNUU21=4.010=25，低压绕组的匝数N2=N1/ k=1324、一台三相电力变压器的额定数据如下：sN100kVA ，U1N/ U2N=，Y,y 联接， f 50Hz ，不考虑室温的变化，其空载、短路实验数据如下：实验名称电压(V)电流(A)功率(W)电源加在空载400616低压侧短路2010高压侧求折算到高压边的参数（假定SRRR2121，SXXX2121） ，并绘出相应的 T 型电路图。解：额定相电压分别为：36000311NNUU3464V3400322NNUU额定相电流分别为：60003101003311

27、NNNUSI9.62A4003101003322NNNUSI144.3A变比为：9.230346421NNUUk15（1）由空载实验得折算到低压侧的励磁参数为：Zm =37.93400300IU=，Rm =220037.936163Ip，Xm =222234.264.24mmRZ折算到高压侧的值为：Zm =k2 Zm=1525544精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 15 页 - - - - - - - - - - Rm =k2 Rm =152Xm =k2 Xm =1525519

28、(2) 短路参数计算： Zs =62.938.2573ssIURs =23SSIp=262.932010=，Xs =22SSRZ=2224.747.15=故：sRRR2121=21，sXXX2121=215、三相变压器的额定电压为U1N/ U2N=，Y，D 联结，今因工作需要，电源电压由变为 10kV，若保持低压绕组的匝数为40 匝不变，需要将高压绕组的匝数改为多少解：4.1434.010321NNUUkN1=KN2=40=576（匝）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 15 页 - - - - - - - - - -