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1、第第 1 1 章电路定律及分析方法习题章电路定律及分析方法习题(17(17 题题)清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编 2008.1.17（注：中文习题的图符采用我国国家标准，英文习题的图符采用美国标准）（注：中文习题的图符采用我国国家标准，英文习题的图符采用美国标准）1.11.1（直流功率）图 1.1 所示电路，求各电流源的端电压和功率，并判断出哪个电流源输出功率，哪个电流源吸收功率。已知：IS1=1 A,IS2=2 A,R1=5,R2=10。（答案：US1 5V，US2 25V，PS1 5W，PS2 50W）I1IS1R1R2US2+IS2+US1图 1.1习题 1.1 的图1.21.2（
2、电源模型）图 1.2 所示电路，一未知电源，测 A、B 之间的开路电压为 24V，当在 A、B 之间接入 4k电阻后，测得A、B 之间的电压为 9.6V。求该未知电源的等效电流源模型。（答案：4mA，6k）A未知电源B图 1.2 习题 1.2 的图1.31.3（支路电流法)Consider the circuit of Figure 1.3 where R1=R2=1 and R3=2.Find thethree currents,I1,I2,I3.(AnswerAnswer：I1 4.25A,I2 0.75A,I3 3.25A)4AR1I110V+5AFigure 1.3R2BI2I3R3A
3、1.41.4(电源模型的等效互换法)Use source transformations to find the voltageU across the1-mA current source for the circuit shown in Figure 1.4.(AnswerAnswer:U=3 V)600 1.4 V+-1 mAU6 mA3000 1400-Figure 1.41.51.5(结点电位法)如图 1.5 所示电路，用结点电位法求电流I1I4。（答案：I1 2.2A，I2 0.2A，I3 0.2A，I4 1.8A）5 V1I120 I32AV215 I22A10I4V3图 1.5
4、 习题 1.5 的图1.61.6（叠加原理）用叠加原理计算图 1.6 中电阻 R2中的电流 I2。已知US120V，（答案：1A）IS 3A，R1 60，R2 40，R3 30，R4 20。R1USR3+ISR2I2R4图 1.6 习题 1.6 的图1.71.7（叠加原理）图 1.7 所示电路，已知：U1=0 时，I=10mA，当 U1=-10V 时，I=-80mA。求 U1=5V 时，I 是多少 mA。（答案：55mA）IR2R1R3R+U2U1U3图 1.7 习题 1.7 的图1.81.8(戴维宁定理)Using Thevenins theorem,find the current I t
5、hrough the 24V voltagesource for the circuit shown in Figure 1.8.（AnswerAnswer：I=10A）1I424V+525A7Figure 1.81.91.9(戴维宁定理)A resistor,R,was connected to a circuit box as shown in Figure 1.9.Thevoltage,U,was measured.The resistance was changed,and the voltage was measured again.Theresults are shown in t
6、he table.Determine the Thvenin equivalent of the circuit within the box andpredict the voltage,U,when R=8 k.（AnswerAnswer：US12V，RS 4k；当R 8k时U 8V）CircuitI+U-RUR2k4V4k6VFigure 1.91.101.10（戴维宁定理，结点电位法）图 1.10 所示电路，已知R11k，R2 2k，用戴维宁定理和结点电位法两种方法求电流I3。（答案：R3 3k，R4 2k，R5 4k。0.8mA）R1R3R5+12VR2I3R424V+6V图 1.1
7、0 习题 1.10 的图1.111.11(诺顿定理)求图 1.11虚线框内电路的诺顿等效电路，并求使I=2A 的 RL之值。（答案：2）+I+24V125VRL412V+图 1.11 习题 1.11 的图1.121.12（戴维宁定理，最大功率传输原理）图1.12 所示电路，I 8mA，U 4V，R1 R2 2k，R3 4k。求能获得最大功率的 R 为多少 k？R 上获得的最大功率是多少 mW？（答案：5k，5mW）R3IR1+IR2+U图 1.12 习题 1.12 的图+RUR1.131.13（电阻网络的 Y-转换，戴维宁定理）用戴维宁定理求图1.13 电路中的电流 I。图中电阻值的单位为。(
8、答案：2A)I+6030100.2A26V-301590图 1.13 习题 1.13 的图1.141.14（解题方法任选）如图 1.14 所示电路，当恒流源 IS为何值时，它两端的电压 US0。（答案：1.5A）US+63444IS36V+2A24V4V1224+图 1.14 习题 1.14 的图1.151.15(直流受控源，压控电流源)Determine the node voltageVb for the circuit of Figure 1.15.（Answer:Answer:Vb=18 V）+Ua-Vb100 200+9 V-0.02UaFigure 1.151.161.16(直流受
9、控源，流控电压源)Determine the node voltageVa for the circuit of Figure 1.16.(Answer:Answer:Va=10 V)1.171.17(直流受控源，流控电流源，最大功率传输原理)Find the maximum power to the loadRLif the maximum power transfer condition is met for the circuit of Figure 1.17.（Answer:Answer:PLmax=0.75 W）10 ixVa6 ixIa+4Ia2 A10-+0.9 A3 RL-16
10、 V2 Figure 1.17Figure 1.16第第 2 2 章正弦交流电路习题（章正弦交流电路习题（1818 题）题）清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编 2008.1.202.12.1（正 弦 交 流 电 路 基 本 概 念）已 知 电 流i1 20 2sin(1000t 30)A，i2 30sin(1000t 20)A。求出各电流的频率，有效值，初相位，并在同一坐标中上画出i1、i2的相量，比较它们相位领先与落后的关系。2.22.2（正弦交流电路基本概念）将下列各相量所对应的瞬时值函数式写出来(6 j8)V,I(3 j3)A，U 6 j8V（f 50Hz）：U122.32.3（纯电容
11、电路，纯电感电路）如图2.3所示各电路，已知u 100 2sin(50t 30)V，测得I 1A。写出 i 的表达式，并求电容C 或电感 L 的值。（答案：(a)200F；(b)2H）ii+CLuu(a)(b)图 2.3 习题 2.3 的图2.42.4（RC 串联电路）图 2.4 所示 RC 串联电路，已知：R 20k，C 0.01F，u 10 2sin(1000t)V。求电流 i，电压 uR和 uC，uR和 uC与电压 u 的相位差。画出电压、电流的相量图。（答案：i 0.27 2sin(1000t 57.8)mA，uR 5.4 2sin(1000t 57.8)V，uC8.59 2sin(1
12、000t 32.2)Vi+uCuR+uR图 2.4 习题 2.4 的图uC+iRL图 2.5 习题 2.5 的图2.52.5（RL 串 联 电 路）已 知 某 RL 串 联 电 路 如 图2.5 所 示，已 知 电 流（1）电源电压u；i 2sin(1000t 30)A，有功功率P50W，无功功率Q50var。求：t 15)V，R=50，L=0.05H)（2）电路参数 R、L。(答案：u 100sin(1000、I和电流源2.62.6（复杂交流电路，电源模型的等效互换）图2.6 所示电路，求电流I12两端的电压及电流源I的功率 PS，并确定电流源在电路中的作用（是电源还是负载）。ISS 60A
13、。（答 案：430V，I已 知：Z1 2 j2，Z2 j2，USS 9.3268.6V，P 20.4 W）2.3745.7A，I 4.6621.4A，UIS12+UZ1I1+iRLI2+Z2ISUSuiRLCiC图 2.6图 2.72.72.7（功 率 因 数 提 高）如 图 2.7 所 示 电 路，已 知u 220 2sin314tV，R 6,L 25.5mH。（1）计算该电路的电流IRL、电路的有功功率 P 及功率因数cos；（2）欲使电路的cos 提高到 1，需并联多大的电容C。并联电容后，电流I 的值为多少，电路的有功功率 P 是否有变？（答案：IRL 22A，P 2904 W，cos
14、 0.6，C 255F，I 13.2 A）2.82.8(复杂交流电路,戴维宁定理)Using Thevenins theorem,Find the voltageuab between aand b for the circuit of Figure 2.8.（AnswerAnswer：uab 28.8sin(5t 111.3)V)a85sin5t V+0.1 F2H5cos5t A2.4HbFigure 2.8图 2.9 习题 2.9 的图3k+uab_U+j6k+j2kj3.6kI1kUR1100V，2.92.9(复杂交流电路，结点 电位法)如图 2.9 所示 电路，已知：U190mA。，
15、I用结点电位法求 1k电阻两端的电压UR1并求虚线部分电路的平均功率、无功功率和视在功率。369.4V，S 6.3VA，P 6.21 W，Q 1.07 var）（答案：UR12.102.10（复杂交流电路，相量图）如图2.10 所示电路，已知I IL I1 4A，1000rad/s，电路的有功功率P 120W。求电路参数 R、L、C。（答案：10，8.66mH，57.7F）ii1+uiLRiRCL图 2.10 习题 2.10 的图R+i+uLLCuiC图 2.11 习题 2.11 的图2.112.11（串联谐振）图 2.11 所示电路，u 2 2sin105tV,R 100,L 10mH。该电
16、路的电容 C 为多少时，电路产生串联谐振。谐振时电流I0及电压 UL是多大？该电路的 Q值是多少？通频带 BW 是多大？（答案：C 0.01F，I0 0.02A，UL 20V，Q 10，BW 104rad/s）2.122.12（串联谐振）如图 2.12 所示电路中，已知u 40sin10t V，i 5sin10t A，R 3，L 4 H。求网络内的等效串联电路的元件参数值。（答案：5，2.5mF）iR+iC网u+iLCiRLRiu络-图 2.12 习题 2.12 的图图 2.13 习题 2.13 的图2.132.13（并联谐振）如图 2.13 所示电路，i 2I sint，求谐振频率0，谐振时
17、的阻1LC，Z0 R，、I、I、I，并画出电压和电流的相量图。抗Z0、U（答案：0RLC IR0，I IRC90，I IRC90）I0，IULCRLL5C 0.1F，2.142.14（谐振电路）如图 2.14 所示电路，已知R 20，当 510 rad/s时电路发生谐振，此时UabUbc。求 R1和 L 的值。（答案：R110，L 20H）2.152.15（谐振电路）如图 2.15 所示电路，当U 10V、1000 rad/s时 u 与 i 同相位，而且IR IL（答案：R 10，L 10mH，2 A。求电路参数 R、L、C 的值。C 200F，）+u-aiR1bRc图 2.14 习题 2.1
18、4 的图+u-i+uCC-iLiR+RuR-图 2.15 习题 2.15 的图2.162.16（一阶低通滤波器）如图 2.16 所示电路，已知R 10k,L 0.1H。画出幅频特性波特图，说明电路是高通还是低通网络，并求3dB 频率。（答案：c1105rad/s）L+Ruo图 2.16 习题 2.16 的图Figure 2.17800 Lui+5cos(5000t 45)V-4000 C2.172.17（交流最大功率传输原理）The capacitor has been added to the load in the circuitshown in Figure 2.17 in order
19、to maximize the power absorbed by the 4000 resistor.What valueof capacitor and inductance should be used to accomplish that objective?(AnswerAnswer:C=0.1 F，L=0.32 H)2.182.18（交流受控源，电源模型的等效互换法）Determine i(t)for the circuit shown in Figure2.18 whenuS 5sin(5000t 90)V.(AnswerAnswer:i 1.5 2sin(5000t 98.1)
20、mA)3i1k+-5mH1i1k+uS+0.2F1k1250F-0.125u1u12-iS0.2F图 2.19 习题 2.19 的图Figure 2.182.192.19（交流受控源，戴维宁定理或电源模型的等效互换法）如图2.19 所示电路，（答案：192W，iS15 2sin400t A。求虚线框内电路的平均功率、无功功率和视在功率。144var，240VA）第第 3 3 章章 三相电路习题（三相电路习题（5 5 题）题）清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉 编 2008.1.213.13.1（接三相对称负载）图 3.1 所示电路，负载阻抗Z (12 j16)，电源线电压和线电流I、I 380
21、30V。求相电流I，画出电压U和电流I的相量UABALABALABPABP 32.953.1A，1923.1A，I图。并求该电路的三相 P，Q，S 值。（答案：IABPALP 12993W，Q 17324var，S 21655VA）IAlA+UZABBCAiALRLZIABpZNRBC图 3.2LNLR图 3.13.23.2（Y 接三相对称负载）图 3.2 所示电路，负载阻抗R 12.86，L 48.8mH，uAN 220 2sin314tV。求：iAL，画出uAB,uAN,iAL相量图。并求该电路的三相P，Q，S 值。（答 案：iAL11 2sin(314t 50)A，P 4654W，Q 5
22、546var，S 7240VA）3.33.3（三相不对称负载）图3.3 所示电路，在线电压为 380V、频率为 50Hz 的三相电源上接入了一组不对称的Y 形接法负载，（1）当Z1 Z2 Z310时，求各线电流和中线电流的大小，并求负载消耗的总有功功率和电源提供的总视在功率；（2）当Z1 5 j5 3，Z2 Z310时，求各线电流和中线电流的大小，并求负载消耗的总有功功率和电源提供的总视在功率；(答案：（1）IA IB IC 22A，I0 0，P 14520 W，S 14520VA；（2）IA IB IC I0 22A，P 12100 W，S 14520VA)3.43.4（多组三相对称负载）A
23、 balanced load and a balanced Y load are connected in parallelas in Figure 3.4.uAB 380 2sin(314t 30),R1 54.85,R213.35,L 0.04H.Determine the line currentiA，iAYandiAL.(AnswerAnswer:iA 122 sin(314 t)A，iAY 122 sin(314 t 43.3)A，iAL 22.32 sin(314 t 21.6)A）AIANI0IBZ2Z1ABCiALuABiAYiAR1R2LZ3BCIC图 3.3图 3.4 习题
24、 3.4 的图3.53.5（三相功率）380V、50Hz 的三相电源对 Y 接对称感性负载提供 50kVA 的视在功率和 38.3kW 的有功功率。求每相负载的复数阻抗Z。（答案：Z 2.940）第第 4 4 章周期性非正弦波形习题（章周期性非正弦波形习题（5 5 题）题）清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编 2008.1.224.14.1(RC 低通滤波器)图 4.1 所示电路，已知R 1k,RL 2k,C 20F,u 300 200sin 628tV。求电压uo，电源输出功率及负载RL消耗的功率。（答案：uo 20016sin(628t 87.7)V，Pu 50W）R+uCRLuo-图 4
25、.1R 2k。L 5H，C 10F，4.24.2(LC低通滤波器)图4.2(a)所示LC低通滤波器电路，输入电压波形是正弦电压的全波整流电压（如图4.1(b)所示），其幅度Um100V，角频率 314rad/s。用傅里叶级数求输出电压uo及其有效值Uo（只计算傅里叶级数的前 3 项）。（提示：ui的傅里叶级数为ui(t)4Um1111(cos2t cos4t cos6t)V）231535(答案：uo 63.92cos(2t 175.2)0.15cos(4t 177.7)(V)Lui(t)+UmuiuoRCt-O2(a)(b)图 4.2 习题 4.2 的图4.34.3(谐振滤波器)图 4.3 所
26、示谐振滤波器电路，已知u (U1msint U3msin3t)V,L1 0.12H,314rad/s。若要使输出电压uoU3msin3tV，求该电路的电容 C 及电感 L2之值。（答案：C 84.5F，L215mH）L1+Cu-图 4.3L2+Ruo-4.44.4（交直流混合电路）图4.4 所示电路中，直流电流源IS 2A，交流电压源uS12 2sin314tV，此频率时的XC 3，XL 6，R 4。求电阻 R 中电流的瞬时值iR、有效值IR及消耗的功率 P。（答案：iR 2 2.4 2sin(314t 36.9)A，IR 3.12A，P 39W）L+uSISRiR图 4.54.54.5（交直
27、流混合电路）Find the average power absorbed by the 2 resistor in the circuit ofFigure 4.5.(AnswerAnswer:P 413W)Figure 4.5C14A110cos20tV+1220.01 F0.2H第第 5 5 章暂态过程习题（章暂态过程习题（1414 题）题）清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编 2008.1.225.15.1（一阶 RC 电路的暂态过程）图 5.1 所示电路，已知IS100mA，R1 20，R2 30，C 2F，uC(0)0。求电路开关闭合后电压uC和电流i1、i2、iC，并画出随时间变
28、化曲线。（答案：uC 33et 的单位为s）i1R1Si2+ISR2图 5.1t60t60V，i1 0.1A，i2 0.10.1eA，iC i1i2 0.1et60A，t=0iCC+uC+US-RRRiLSt=0L+uL-图 5.25.25.2（一阶 RL 电路的暂态过程）图 5.2 所示电路，已知US 9V,R 100,L 0.1H，开关闭合时电路已处于稳态，开关S 在 t=0 时打开，求换路后电压uL和iL，并画出波形图。（答案：uL 3e2000tV，iL 4515e2000tmA，t 的单位为 s）5.35.3（一 阶 RC 电 路 的 暂 态 过 程，桥 式 电 路）图 5.3 所
29、示 电 路，已 知IS10mA,R 2k,R11k,C 1F。uC(0)4V。t=0 时开关闭合，用三要素法求换路后的电流i，i1，及电压uAB，并画出电压电流随时间的变化曲线。（答案：uAB 20 21.6e5.45.4（一阶 RC 电路的暂态过程，两次换路）Consider the circuit and correspondingtransient response uc(t)shown in Figure 5.4.（Answer:当200tV，i 107.2e200tmA，i1 7.2e200tmA）0 t 20ms，uC(t)3V；当20ms t 90mst9022.5，uC(t)8
30、5et2010V；当t 90ms，uC(t)35eV；t 的单位为 ms）t=90msS+ISRRR1uAB+ABCii1t=20ms30k150k60k-Figure 5.4+0.5Fuc(t)12V+uC图 5.35.55.5（一 阶 RL 电 路 的 暂 态 过 程，桥 式 电 路）图 5.5 所 示 电 路，已 知IS10mA,L 0.1H,R 100,RL 50,iL(0)0，开关 S 在 t=0 时闭合，求换路后电 压uL，uAB，电 流i1和iL，并 画 出 波 形 图。（答 案：uL 2e2500tV，uAB 0.21.2e2500tV，i1 28e2500tmA，iL 88e
31、2500tmA，t 的单位为 s）5.65.6（一阶 RC 电路的暂态过程）图 5.6 所示电路，US100V,R110k。开关 S打开前电路已达稳定状态，开关 S 打开后经过 0.5s 时，电容两端的电压为 48.5V，经过 1s后降至 29.4V。求 R 和 C。（答案：R 40k,C 25F）5.75.7（一阶 RC 电路的暂态过程）图 5.7 所示电路在开关 S 断开前已处于稳态，在 t=0时 S 断开，求 S 断开后的 uC和 iC。（答案：uC 6 24e-1000tV，iC 1.2e-1000tA）i1R12kSR4R2+R13kS6kiCUS+USR28IS24VR31218V
32、+CC0.5AuCuC4k50F10F图 5.7图 5.85.85.8（一阶 RC 电路的暂态过程，桥式电路）图5.8 所示电路在开关闭合前已处于稳态，Ri1iL+AuABL-BR+RLt=0USIS图 5.6图 5.5RCSR1+uC+uL-在 t=0 时 S 闭合，求 t0 时的 i1(t)。(答案：i1 32e50tmA)5.95.9（一阶 RC、一阶 RL 的混合电路）图 5.9 所示电路，已知US100V，R1 20，R2 60，R3 20，R4 60，L 0.1H，C 100F。开关 S 未合之前电路处于稳定状态，在 t=0 时 S 闭合。求 S 合上后流过开关的电流i(t)。（答
33、案：i(t)53e500te600tA）R1C2R3R2US图 5.9+i(t)SR4L36mAS1t=0Figure 5.10i(t)2S2t=0.5s1H35.105.10（一阶 RL 电路，两次换路）Findi(t)fort 0for the circuit shown in Figure 5.10.The circuit is in steady state att 0.(答案：i(t)7.2e4tmA，0 t 0.5s；i(t)1.95e5(t0.5)mA，t 0.5s)5.115.11（单脉冲激励下 RC 电路的暂态过程）图 5.11所示电路，uS如图所示，T 1ms。图示电路 R
34、、C 的参数值为下述两种情况时，求电路的输出电压uo，并画出它们的波形图。在 t0 时电容上的电压为 0。(1)R 1k,C 1F(2)R 1k,C 0.1FuS+10Vui0t图 5.11tC+RuoT（答 案：（1）t 0 T时，uC10(1e)V，uo10eV；t T时，tuC 6.32etTV，uo 6.32etTV，1ms；t（2）t 0 T时，uC10(1e)V，uo10eV；t T时，uC10ettTV，uo 10etTV，0.1ms）5.125.12（周期性连续脉冲激励下RC 电路的暂态过程）图5.12 所示电路，电压uS波形如图所示，是一个周期性连续脉冲波形，写出 02T 和
35、 2T3TT 5ms,R 5k,C 0.1F。时的uC和uo的表达式，并画波形图。（答 案：t 0 2T时，uC 0.33.1eV，uo 3.1eV；t 2T 3T时，ttuC 3.43.1et2TV，uo 3.1et2TV。其中 0.5ms）CuS+u3.4V+CRuuoS0.3Vt0T2T5T3T4T6T图 5.125.135.13（有两个电容的一阶电路）如图5.13 所示电路，开关S 闭合前，电容电压uC1(0)0，uC2(0)0，uS15V，C11F，C2 0.2F，R 1k。求开关闭合后电压uC1，uC2，电流iC1，iC2，iR，并画波形图。（答 案：uC11512.5eV，uC
36、2 12.5eiC 2 2.08etttemA，V，iC110.42tmA，iR12.5etmA）U 10V，5.145.14（有两个电容的一阶电路）图 5.14 所示电路，开关 S 闭合前，C11F，C2 0.5F，R 2k，开关动作前电路已处于稳态，求开关从位置a 切换到位置 b 处后的电压uC1，并画出随时间变化曲线。（答案：uC1(0)10V，uC2(0)0；t 0时，uC1(t)uC2(t)6.67eS+USiC1C1+uC1RiRC2iC2+uC21000t3V）t=0a+UC1uC2+b+uC1RC2图 5.13图 5.14第第 7 7 章章 电动机习题（电动机习题（1616 题
37、）题）清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编 2008.1.247.17.1（三相异步电动机）一台三相异步电动机定子绕组的六个出线端 U1-U2，V1-V2，W1-W2，如图 7.1 所示。这台电机接时，六个出线端应当怎样连接？Y 接时又应当怎样连接？U1V1W1U2W2V2图 7.17.27.2（三相异步电动机）一台三相异步电动机，旋转磁场转速n1=1500 r/min，这台电机是几极的。在电机转子转速n=0 r/min 时和 n=1460 r/min 时，该电机的转差率 s=？（答案：1，0.027）7.37.3（三相异步电动机）一台 4 极（p=2）的三相异步电动机，电源频率 f1=50
38、Hz，额定转速 nN=1440 r/min，计算电动机在额定转速下的转差率sN和转子电流频率f2（。答案：0.04，2Hz）7.47.4（三相异步电动机）一台三相异步电动机，p=3，额定转速 nN=960 r/min。转子电阻R2=0.02，X20=0.08，转子电动势E20=20V，电源频率f1=50Hz。求该电动机在起动时和额定转速下，转子电流 I2是多少 A?（答案：242A，40A）7.57.5（三相异步电动机）一台三相异步电动机，在电源线电压为380V 时，电机的三相定子绕组为 接法，电机的Ist/IN 7，额定电流IN 20A。（1）求 接法时电动机的起动电流。（2）若起动改为 Y
39、 形接法，起动电流多大？（3）电动机带负载和空载下起动时，起动电流相同吗?（答案：（1）140A；（2）47A）7.67.6（三相异步电动机）一台三相异步电动机，功率PN10kW，电压UN 380V，电流IN 34.6A，电源频率f1 50Hz，额定转速nN1450r/min，接法。求：（1）这台电动机的极对数p=？同步转速 n1=？（2）这台电动机能采用Y-起动吗？若Ist/IN 6.5，Y-起动时起动电流多大？（3）如果该电动机的功率因数cos 0.87，该电动机在额定输出时，输入的电功率P1是多少千瓦？效率？（答案：（1）2，1500r/min；（2）75A；（3）19.81kW，50.
40、5%）7.77.7（三相异步电动机）一台三相异步电动机，功率PN10kW，额定转速nN1450r/min，起动能力Tst/TN1.2，过载系数1.8。求：（1）该电动机的额定转矩。（2）该电动机的起动转矩。（3）该电动机的最大转矩。（4）如果电动机采用 Y-起动，起动时的转矩Tst?（答案：（1）65.9Nm；（2）79 Nm；（3）118.5 Nm；（4）26.3 Nm）7.87.8(三相异步电动机)已知 Y132S-4 型三相异步电动机的额定技术数据如下：功率转速电压效率 功率因数Ist/INTst/TNTmax/TN5.5kW1440r/min380V85.5%0.8472.22.2电源
41、频率为 50Hz。求额定状态下的转差率sN，电流IN，转矩TN，以及起动电流Ist，起动转矩Tst，最大转矩Tmax。（答案：sN 0.04，IN11.6A，TN 36.5Nm，Ist 81.2A，Tst 80.3Nm，Tmax 80.3Nm）7.97.9(三相异步电动机)某台三相异步电动机的额定功率为15kW，额定转速为970r/min，频率为 50Hz，最大转矩为 295.36Nm。求该电动机的过载系数。（答案：2）7.107.10(三相异步电动机)某 4 极三相异步电动机的额定功率为30kW，额定电压为380V，频率50Hz，三角形接法。在额定负载下运行时，转差率为0.02，效率为90，
42、线电流为 57.5A。求：（1）额定转矩TN；（2）电动机的功率因数。（答案：（1）194.9Nm；（2）0.88）7.117.11(直 流 电 机)一 台 他 励 直 流 电 机，其 额 定 数 据 如 下：PN 2.2kW，UaUf110V，nN1500r/min，效率 0.8，并已知Ra 0.4，Rf 82.7。试求：（1）额定电枢电流；（2）额定励磁电流；（3）额定转矩；（4）额定电枢电流时的反电动势；（5）起动初始瞬间的起动电流；（6）如果使起动电流不超过额定电流的2 倍，电枢线圈中应串入多大的起动电阻？（7）如果保持额定转矩不变，励磁磁通不变，求电枢电压降低20的转速；（8）如果保
43、持额定转矩不变，励磁磁通和电枢电压不变，求电枢线圈中串入一个1.6的电阻时的转速。（答案：（1）25A；（2）1.33A；（3）14Nm；（4）100V；（5）275A；（6）1.8；（7）1170r/min；（8）900r/min）7.127.12(直流电机)一台PN 2.2kW的他励直流电动机，UaN 220V，IaN12A，Ra 0.5，额定转速nN1500r/min。求（1）电动机在负载转矩TL TN/2时，电动机的转速。（2）TL TN/2，电枢中串入电阻R 0.5时，电动机的转速。（3）TL TN/2，磁场减弱 0.9N时，电动机的转速。（答案：（1）1517r/min；（2）14
44、96 r/min；（3）1683 r/min）7.137.13(直流电机)一台他励直流电动机，PN 2.2kW，UaN160V,IaN 20.3A,Ra1.3，nN1490r/min。电动机工作时励磁电流If为额定值且方向不改变。求（1）电动机在负载转矩TL 3TN/4时，电动机的转速n。并大致画出这台电动机的机械特性曲线。（2）负载转矩仍为TL 3TN/4，但电枢中串入R 8.7电阻，求电动机的转速n，并大致画出串入电阻后，电动机的人为机械特性曲线（与自然特性曲线画在同一坐标上）。（答案：（1）1563 r/min；（2）87 r/min）7.147.14(步进电机)一台三相步进电机的转子有
45、40 个齿，齿宽、齿槽相等。（1）该电机以双三拍工作时步角距？以三相六拍方式工作时步角距？（2）若步进电机用齿轮、齿条拖动工作台直线运动，步进电机以三相六拍方式工作，每来一个电脉冲工作台移动 0.01mm。如果要求工作台以每分钟 240mm 速度作直线运动，问该步进电机的电脉冲速率f=?步进电机的每分钟转速是多少转？（答案：（1）3，1.5；（2）400 拍/秒，100r/min）7.157.15(步进电机)一台四相步进电机，转子齿数为 50，试求该电机以四相单四拍和四相八拍方式工作时的步距角。（答案：1.8，0.9）7.167.16(步进电机)一台五相步进电机，采用五相十拍通电工作方式时，步
46、距角为 0.36。试求输入电脉冲速率为 2000 拍/秒时，电机的转速。（答案：120r/min）第第 8 8 章继电器控制习题（章继电器控制习题（1515 题）题）清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编 2008.1.238.18.1(正反转控制，两地点控制)设计能在两地点对一台电动机进行正反转控制的电路，要求有短路保护和过载保护。画出主电路图和控制电路图。8.28.2（正反转控制，点动控制）小型电动葫芦由一台三相异步电动机拖动，要求能正反转和点动，并有过载保护，画出控制电路图，要求采用中间继电器方案的点动控制。8.38.3（行程控制，改错题）工作台示意图如图8.3(a)所示，控制要求是按下起
47、动按钮后，工作台能在 A、B 之间自动往复运动。有人画出的错误主电路图和控制电路图如图8.3(b)所示，请找出其中的错误并说明其错误的原因。(接触器线圈额定电压是 380V)反转正转ABSTBSTA工作台图 8.3(a)A B CFU1FRFU2KMFSTBKMFSB1SB2QS符号说明KMFKMF正转接触器KMRKMFKMR反转接触器STBFR热继电器KMRKMRSTASTAA 点行程开关SB3FRSTBB 点行程开关KMRSB1停止按钮MSB2正转起动按钮STA3SB3反转起动按钮图 8.3(b)8.48.4（互锁控制）有三台三相异步电动机，起动按钮SB1、SB2、SB3分别用于起动这三台
48、电动机，停止按钮 SB4用于停止三台电动机。要求其中一台电动机起动后其它二台都不能起动。要求有过载保护。用三个220V、15W 的灯泡分别指示三台电机的运行。设接触器线圈额定电压是 380V。设计控制电路图。8.58.5（顺序控制）两台三相异步电动机 M1、M2按顺序起停控制，要求起动时先起动M1，M1起动后 M2才能起动；停止时先停止 M1，M1停止后才能停止 M2。要求有过载保护。注意两台电机都是手动起动和停止，设计控制电路图。8.68.6（正反转控制，顺序控制）某机床主轴由一台三相异步电动机带动，油泵由一台单相异步电动机带动。要求：单相异步电动机起动后才能起动三相异步电动机，若油泵电机因
49、故障停止主轴电机也立即停止。主轴电机能正反转，能单独停车，要求有短路保护和过载保护。停车时主轴电机先停车（油泵电机不能先停车），主轴电机停车后，油泵电机才能停车。设计主电路图和控制电路图。8.78.7（行程控制，定时控制）如图 8.7 所示，一台运料小车由三相异步电动机拖动，按起动按钮后，由 A 地向 B 地前进，到达 B 地后自动停止，在 B 地停留 30 秒后自动返回 A地，到达 A 地后自动停止，在 A 地停留 40 秒后自动返回 B 地，如此自动往复运行，按下停止按钮可以随时停车（特别在 A、B 两地碰触行程开关时也能停车）。要求有短路保护和过载保护。设计主电路图和控制电路图。ABST
50、BSTA运料车图 8.78.88.8（顺序时间控制设计）两台三相异步电动机 M1、M2按时间顺序起停控制，控制要求是：按起动按钮 M1先起动，M1起动 20 秒后 M2自动起动，M2起动 30 秒后 M1自动停止，M2再继续运行 40 秒后自动停止。若按停止按钮时，两台电机都停止。两台电动机都停止后，所有电器都处于断电状态。要求两台电动机都有过载保护。用二个220V、15W 的灯泡分别指示两台电机的运行。设计控制电路图。设继电器、接触器的线圈额定电压为220V。8.98.9（顺序时间控制设计）两台三相异步电动机，按起动按钮则第一台先起动，第一台起动 30 秒后第二台自动起动。按停止按钮时第二台