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1、习题十四习题十四14-114-1 当一交流铁芯线圈接在当一交流铁芯线圈接在 f f=50Hz=50Hz 的正弦电源上时，铁芯中磁通的最大值的正弦电源上时，铁芯中磁通的最大值mm=2.25=2.25 1010-3-3WbWb。在此铁芯上再绕一个。在此铁芯上再绕一个 200200匝的线圈。当此线圈开路时，求其两端电压？匝的线圈。当此线圈开路时，求其两端电压？解：由公式解：由公式U E 4.44 fNmU 4.44502002.25103 99.9V V14-214-2 将一铁芯线圈接于将一铁芯线圈接于 U U=100V=100V,f f=50Hz=50Hz 的交流电源上，其电流的交流电源上，其电流
2、 I I1 1=5A=5A，COSCOS =0.7=0.7。若将此线圈中的铁芯抽出，再接于上述。若将此线圈中的铁芯抽出，再接于上述电源上，则线圈中电流电源上，则线圈中电流 I I2 2=10A=10A，COSCOS=0.05=0.05。试求此线圈在具有铁芯时的铜损和铁损。试求此线圈在具有铁芯时的铜损和铁损。解：设有铁心时的铁损为：解：设有铁心时的铁损为：PFe；有铁心时的铜损为：；有铁心时的铜损为：PCu由于线圈上无外接负载，故有功功率是有铁损和铜损来消耗的由于线圈上无外接负载，故有功功率是有铁损和铜损来消耗的P 5 0.7PF ePC u=350W=350W1U1I1cos1 PFePCu即
3、：即：100当当 电电 流流 由由 5A5A 变变 为为 10A10A 时时，由由 于于 铁铁 心心 已已 被被 抽抽 去去，2PFe=0W=0W，但但 铜铜 损损 同同 电电 流流 平平 方方 成成 正正 比比，故故 有有：10PCuU2I2cos505得得PCu=12.5W=12.5WPFe 35012.5 337.5WW14-314-3 有一台有一台 10000/230V10000/230V 的单相变压器，其铁芯截面积的单相变压器，其铁芯截面积 S S=120cm=120cm2 2，磁感应强度最大值，磁感应强度最大值 B Bmm=1T=1T，电源频率为，电源频率为 f f=50Hz=50
4、Hz。求原、。求原、副绕组的匝数副绕组的匝数 N N1 1、N N2 2各为多少？各为多少？解：由已知：解：由已知：U110000V V，U2 230V VU E 4.44 fNm 4.44 fNBmS 4.4450 N 1120104 N1 3754由由U1N1U2N2得：得：N28714-414-4 有一单相照明变压器，容量为有一单相照明变压器，容量为 10KV10KVA A，额定电压为，额定电压为 3300/220V3300/220V。（1 1）求原、副绕组的额定电流？）求原、副绕组的额定电流？（2 2）今欲在副边接上）今欲在副边接上 220V220V、40W40W 的白炽灯（可视为纯电
5、阻）的白炽灯（可视为纯电阻），如果要求变压器在额定情况下运行，这种电灯最多可接多少，如果要求变压器在额定情况下运行，这种电灯最多可接多少盏？盏？解：解：SNUNINU1N 3300V V，U2N 220V V，得，得I1N 3.03A，I2N 45.45 A；每盏灯通过的电流每盏灯通过的电流I灯I45.4540 252盏盏.0.18A,所以在副边上可以并联的白炽灯数目为所以在副边上可以并联的白炽灯数目为:2NI灯0.1822014-514-5 在图在图 14-1014-10 中，将中，将 R R=8=8的扬声器接在变压器的副边，已知的扬声器接在变压器的副边，已知 N N1 1=300=300，
6、N N2 2=100=100，信号源电动势，信号源电动势 E E=6V=6V，内阻，内阻 R R0 0=100=100。试求此时信号源输出的功率是多少。试求此时信号源输出的功率是多少。1解：由于解：由于N1 300,N2100,所以所以,变比变比 K=3K=3，将将 R=8R=8折算到原边：则折算到原边：则R K2R 72，E6 0.035AR0 R100722对“原边”电路进行分析：对“原边”电路进行分析：IR所以：所以：R上所损耗的功率为：上所损耗的功率为：PR IR2R0.03572 87.6mwmw14-614-6 一台一台 50KV50KVA A、6000/230V6000/230V
7、 的变压器，试求：的变压器，试求：（1 1）电压变比）电压变比 K K 及及 I I1N1N和和 I I2N2N。（2 2）该变压器在满载情况下向）该变压器在满载情况下向 COSCOS=0.85=0.85 的感性负载供电时，测得副边电压为的感性负载供电时，测得副边电压为220V220V，求此时变压器输出的有功功率。，求此时变压器输出的有功功率。解：解：（1 1）K U16000 26U2230SNUNINU1N 6000V V，U2N 230V V，得，得I1N8.33A，I2N 217.4AU2I2Ncos 220217.40.85 40.65kWkW（2 2）P14-714-7 在图示电路
8、中，变压器的同极性端如图所示。当在图示电路中，变压器的同极性端如图所示。当S S 接通瞬间，试指出电流表是正向偏转还是反向偏转。接通瞬间，试指出电流表是正向偏转还是反向偏转。解：正向偏转解：正向偏转习题十五习题十五15-115-1 已知已知 Y180-6Y180-6 型电动机的电动机额定功率型电动机的电动机额定功率 P PN N=15KW=15KW，额定转差率，额定转差率 S SN N=0.03=0.03，电源频率，电源频率 f f1 1=50HZ=50HZ。求同步转速。求同步转速 n n0 0，额定，额定转速转速 n nN N，额定转矩，额定转矩 T TN N。解：解：no+AS1.5V12
9、34图 14.17习题 14-7 的图60f60501000r/minP3n (1 s)no 970r/min2TN9550P2N159550147.7N mn97015-215-2 已知已知 Y112M-4Y112M-4型异步电动机的型异步电动机的 P PN N=4KW=4KW，U UN N=380V=380V，n nN N=1440r/min=1440r/min，coscos =0.82=0.82，N N=84.5%=84.5%，设电源频率，设电源频率f f1 1=50H=50HZ Z，接法。试计算额定电流接法。试计算额定电流 I IN N，额定转矩，额定转矩 T TN N，额定转差率，额
10、定转差率 S SN N。解：由解：由P2N3UNINcosN得得INP2N40008.77A3UNcosN33800.8284.5%TN9550P2Nn955041440 26.5N m由由 n nN N=1440r/min=1440r/min 得得nnono1500r/minsNn 4%o15-315-3 某三相异步电动机，某三相异步电动机，P PN N=30KW=30KW，额定转速为，额定转速为 1470r/min1470r/min，T Tmm/T TN N=2.0=2.0，T Tst st/T TN N=2.2=2.2。（1 1）计算额定转矩）计算额定转矩 T TN N。（2 2）根据上
11、述数据，大致画出该电动机的机械特性曲线。）根据上述数据，大致画出该电动机的机械特性曲线。解：解：（1 1）TNN9550P2n9550301470194.9N m（2 2）15-415-4 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表。有一台三相异步电动机，其技术数据如下表。P PN NU UN N N NI IN N（KWKW）（V V）（%）（A A）COSCOS I IT Tn nN Nst st/I IN Nmm/T TN NT Tst st/T TN Nr/minr/min3 30 0220/380220/38083835 511.18/6.4711.18/6.470.840.847.07
12、.02.02.01.81.814301430试求：试求：（1 1）磁极对数。）磁极对数。（2 2）在电源线电压为）在电源线电压为 220V220V 和和 380V380V 两种情况下，定子绕组各应如何连接？两种情况下，定子绕组各应如何连接？（3 3）额定转差率）额定转差率 S SN N，额定转矩，额定转矩 T TN N，最大转矩，最大转矩 T Tmm。3（4 4）直接启动电流）直接启动电流 I Ist st，启动转矩，启动转矩 T Tst st。（5 5）额定负载时，电动机的输入功率）额定负载时，电动机的输入功率 P P1N1N。解：解：（1 1）由由）由由 n nN N=1430r/min=
13、1430r/min 知知no1500r/minno60fPP 60 f6050 2no1500（2 2）在电源线电压为）在电源线电压为 220V220V 时，定子绕组应按三角形连接时，定子绕组应按三角形连接电源线电压为电源线电压为 380V380V 时，定子绕组应按星形连接时，定子绕组应按星形连接（3 3）sNnon15001430 4.67%no1500TN9550P2N39550 20N mTm 2TN 40N mn1430 7IN 711.18 78.26A（4 4）定子绕组三角形连接时，）定子绕组三角形连接时，Ist定子绕组星形连接时，定子绕组星形连接时，Ist 7IN 76.47 4
14、5.29ATst1.8TN1.820 36N m P1NNP1N PN/N 3/0.835 3.59kWkW（5 5）P2N15-515-5 有一台三相异步电动机，技术数据如下表所示。有一台三相异步电动机，技术数据如下表所示。P PN N（KWKW）11110 0试求：试求：（1 1）T TN N和和 I IN N。（2 2）用）用 Y-Y-启动时的启动电流和启动转矩。启动时的启动电流和启动转矩。（3 3）通过计算说明，当负载转矩为额定转矩的）通过计算说明，当负载转矩为额定转矩的70%70%和和 25%25%时，能否采用时，能否采用 Y-Y-启动？启动？n nN Nr/minr/min1460
15、1460U UN N（V V）380380N N接法接法COSCOS 0.840.84I Ist st/I IN N7.07.0T Tst st/T/TN N2 2f f1 1(Hz)(Hz)5050（%）88880 04解：解：（1 1）TN9550P2N11955071.95N mn1460得得由由P2N3UNINcosNINP2N3UNcosN1100033800.84 88%22.6A（2 2）Ist7IN722.6 158.2ATst2TN271.95 143.9N m用用 Y-Y-启动时：启动时：IstTstY11Ist158.2 52.73A3311TST143.9 47.97N
16、 m33（3 3）当）当T270%T2N0.7 71.95 50.37N mTstY47.97N m T2故可以启动故可以启动习题十六习题十六16-116-1某机床主轴由一台鼠笼式电动机某机床主轴由一台鼠笼式电动机 M M1 1带动，润滑油泵由另一台鼠笼式电动机带动，润滑油泵由另一台鼠笼式电动机M M2 2带动。今要求：带动。今要求：（1 1）主轴必须在油泵启动后，才能启动；）主轴必须在油泵启动后，才能启动；（2 2）主轴要求能用电器实现正反转，并能单独停车；）主轴要求能用电器实现正反转，并能单独停车；（3 3）有短路、零压及过载保护。）有短路、零压及过载保护。试绘出主电路和控制线路图。试绘出
17、主电路和控制线路图。解：解：FU1FU2SB1SB2KM2KMRKMFSBFKMFSBRKMFKMRQKH1KH2KM2KMFKMRKM2SB3516-216-2 图图 16.2016.20 电路是能在两处控制一台电动机启、停、点动的控制电路。电路是能在两处控制一台电动机启、停、点动的控制电路。(1)(1)说明在各处启、停、点动电动机的操作方法。说明在各处启、停、点动电动机的操作方法。SB4SB2SB6SB5SB3SB1KMKM(2)(2)该控制电路有无零压保护？该控制电路有无零压保护？(3)(3)该图作怎样的修改，可以在三处控制一台电动机？该图作怎样的修改，可以在三处控制一台电动机？图 16
18、.20习题 16.2 的电路解：解：（1 1）甲处：按）甲处：按SBSB2 2，控制电路电流经过线圈，控制电路电流经过线圈KMKM常开触点常开触点 KMKM 闭合闭合SBSB1 1SBSB3 3SBSB5 5SBSB6 6构成通路，线圈构成通路，线圈KMKM 通电，通电，电机启动。松开电机启动。松开 SBSB2 2，触点，触点 KMKM 已经闭合。按下已经闭合。按下 SBSB1 1，电机停。按点动按钮，电机停。按点动按钮SBSB3 3，其常闭触点先断开、常开触点后闭合，电动机启，其常闭触点先断开、常开触点后闭合，电动机启动；当松开按钮时，其常开触点先断开、常闭触点后闭合，电动机停转。动；当松开
19、按钮时，其常开触点先断开、常闭触点后闭合，电动机停转。乙处：按乙处：按 SBSB4 4，控制电路电流经过线圈，控制电路电流经过线圈 KMKM常开触点常开触点 KMKM 闭合闭合SBSB1 1SBSB3 3SBSB5 5SBSB6 6构成通路，线圈构成通路，线圈 KMKM 通电，电机启通电，电机启动。松开动。松开 SBSB4 4，触点，触点 KMKM 已经闭合。按下已经闭合。按下 SBSB5 5，电机停。按点动按钮，电机停。按点动按钮 SBSB6 6，其常闭触点先断开、常开触点后闭合，电动机启动；当，其常闭触点先断开、常开触点后闭合，电动机启动；当松开按钮时，其常开触点先断开、常闭触点后闭合，电
20、动机停转。松开按钮时，其常开触点先断开、常闭触点后闭合，电动机停转。（2 2）有零压保护：）有零压保护：KMKM（3 3）16-316-3 在图在图 16.2116.21 中，运动部件中，运动部件 A A 由电动机由电动机 MM 拖动，主电路同正、反转控制电路。原位和终点各设计行程开关拖动，主电路同正、反转控制电路。原位和终点各设计行程开关STST1 1和和 STST2 2。试。试回答下列问题：回答下列问题：SB7SB4SB2SB9SB8SB6SB5SB3SB1KMKM6（1 1）简述控制电路的控制过程。）简述控制电路的控制过程。（2 2）电路对）电路对 A A 实现何种控制？实现何种控制？（
21、3 3）电路有哪些保护措施，各由何种电器实现？）电路有哪些保护措施，各由何种电器实现？ST2ST1KMRAAMKTST1KMFKMRKMFKTFUSB1ST2KMRKMFKHSB2(a)图 16.21习题 16.3 的电路(b)解：解：（1 1）按下启动按钮）按下启动按钮 SBSB2 2，正转接触器线圈，正转接触器线圈 KMKMF F通电，使电动机正转并带动通电，使电动机正转并带动 A A 前进。运动到终点后，前进。运动到终点后，A A 压下终点行程开压下终点行程开关关 STST2 2，使串接在正转控制电路中的常闭触点，使串接在正转控制电路中的常闭触点 STST2 2断开，正转接触器线圈断开，
22、正转接触器线圈 KMKMF F断电，电动机停转，断电，电动机停转，A A 停在终点，常开触点停在终点，常开触点 STST2 2闭闭合，时间继电器线圈合，时间继电器线圈 KTKT 通电，延时一段时间后，使反转接触器线圈通电，延时一段时间后，使反转接触器线圈 KMKMR R得以通电，电动机反转并带动得以通电，电动机反转并带动 A A 后退，后退，KTKT 断电。断电。A A 退退回原位，压下回原位，压下 STST1 1，使串接在反转控制电路中的常闭触点，使串接在反转控制电路中的常闭触点 STST1 1断开，反转接触器线圈断开，反转接触器线圈 KMKMR R断电，电动机停止转动，断电，电动机停止转动
23、，A A 自动停在原自动停在原位。位。（2 2）电路对）电路对 A A 可以实施如下控制：可以实施如下控制：A A 在原位时，启动后只能前进不能后退；在原位时，启动后只能前进不能后退；A A 前进到终点后停止一段时间，后自动退回原位自停；前进到终点后停止一段时间，后自动退回原位自停；在在 A A 前进或后退途中均可停，再启动时只能前进不能后退；前进或后退途中均可停，再启动时只能前进不能后退；若暂时停电后再复电时，若暂时停电后再复电时，A A 不会自行启动；不会自行启动；若若 A A 运行途中受阻，在一定时间内拖动电机应自行断电。运行途中受阻，在一定时间内拖动电机应自行断电。（3 3）熔断器短路
24、保护熔断器短路保护交流接触器零压保护交流接触器零压保护热继电器过载保护热继电器过载保护16-416-4 根据下列要求，分别绘出主电路和控制电路（根据下列要求，分别绘出主电路和控制电路（MM1 1和和 MM2 2都是三相异步电动机）都是三相异步电动机）：（1 1）MM1 1启动后启动后 MM2 2才能启动，才能启动，MM2 2并能点动；并能点动；（2 2）MM1 1先启动，经过一定延时后先启动，经过一定延时后 MM2 2能自行启动。能自行启动。MM2 2启动后启动后 MM1 1立即停车。立即停车。解：解：M13 主电路M23（1）控制电路FU1KM1KH1FU2KM2KM1SB3SB4KM2SB
25、5QQFU3SB1SB2KM1KH1KH2KM2KH27KM2（2）控制电路KM1KTSB1SB2KM2KM1KTKM2KH1KH216-516-5 图图 16.2216.22 所示电路的主电路与图所示电路的主电路与图 16.1816.18 相同。试回答下列问题：相同。试回答下列问题：（1 1）简述控制电路的控制过程。）简述控制电路的控制过程。（2 2）电路对电动机实现何种控制？）电路对电动机实现何种控制？（3 3）与图）与图 16.1816.18 比较，图比较，图 16.2216.22 所示电路有何缺点？所示电路有何缺点？解：解：（1 1）：KMKM3 3通电通电KMKM1 1断电断电按按
26、SBSB2 2KTKT 通电通电KMKM3 3通电通电KMKM1 1通电通电KMKM2 2通电通电KMKM3 3通电通电KMKM2 2断电断电（Y Y 启动）启动）（Y-Y-换接）换接）（运行）（运行）（2 2）电路能够实现）电路能够实现 Y-Y-换接启动。换接启动。（3 3）图）图 16.2216.22 的控制电路是在的控制电路是在 KMKM3 3通电的情况下进行通电的情况下进行 Y-Y-换接，与图换接，与图 16.1816.18 比较有两个缺点：在比较有两个缺点：在 KMKM3 3通电的情况下通电的情况下 KMKM1 1和和 KMKM2 2换接时可能引起电源短路；在换接时可能引起电源短路；
27、在 KMKM3 3通电的情况下进行通电的情况下进行 Y-Y-换接，触点间可能会产生电弧。换接，触点间可能会产生电弧。16-616-6 对图对图 16.2316.23 的控制电路，试回答下列问题：的控制电路，试回答下列问题：（1 1）简述电路的控制过程。）简述电路的控制过程。（2 2）指出其控制功能。）指出其控制功能。（3 3）说明电路有哪些保护措施，并指出各由何种电器实现的。）说明电路有哪些保护措施，并指出各由何种电器实现的。QKM2KTKM1KM2KM3KTKM2KHFUSB1SB2KM3KTKM1图 16.22习题 16.5 的电路延时QFU2SB1SB2KTKM1KHFU1KM1RKM1
28、KM2KTKT8KM2解：解：（1 1）KM1通电KM1断电延时按 SB2KT 通电KM2通电（电动机限流启动）（电动机正常转动）（2 2）启动时加限流电阻限制启动电流，延时一段时间，自动正常运转。）启动时加限流电阻限制启动电流，延时一段时间，自动正常运转。（3 3）熔断器短路保护熔断器短路保护交流接触器零压保护交流接触器零压保护热继电器过载保护热继电器过载保护16-716-7 图图 16.2416.24 是电动葫芦的控制线路。电动葫芦是一种小起重设备，它可以方便地移动到需要的场所。全部按钮装在一个按是电动葫芦的控制线路。电动葫芦是一种小起重设备，它可以方便地移动到需要的场所。全部按钮装在一个
29、按钮盒中，操作人员手持按钮盒进行操作。试回答下列问题：钮盒中，操作人员手持按钮盒进行操作。试回答下列问题：（1 1）提升、下放、前移、后移各怎样操作？提升、下放、前移、后移各怎样操作？（2 2）该电路完全采用点动控制，从实际操作的角度考虑有何好处？该电路完全采用点动控制，从实际操作的角度考虑有何好处？（3 3）图中的几个行程开关起什么作用？图中的几个行程开关起什么作用？（4 4）两个热继电器的常闭触点串联使用有何作用？两个热继电器的常闭触点串联使用有何作用？KH1SB3KM1KM2KM3KM4SB2FU1SB1ST1上限位KM1KM2下放ST2前限位KMKM3前移KM4后移KM2KM1提升QF
30、U2KH1KH2M13 升降电动机KH2M23 SB4ST3后限位KM前后移电动机图 16.24习题 16.7 的电路9解：解：（1 1）按下）按下 SBSB1 1，KMKM1 1线圈得电，电动机线圈得电，电动机 MM1 1正转，提升重物，上升终端有限位开关正转，提升重物，上升终端有限位开关STST1 1,故可避免发生事故。故可避免发生事故。MM1 1上升期间，若按上升期间，若按 SBSB2 2,则则 MM1 1停止正转。按下停止正转。按下 SBSB2 2，电动机，电动机 MM1 1反转，下放重物。按下反转，下放重物。按下 SBSB3 3，KMKM3 3线圈得电，线圈得电，电动机电动机 MM2
31、 2正转，电葫芦前移，前方有限位开关正转，电葫芦前移，前方有限位开关STST3 3保护，在电葫芦前移过程中，按下保护，在电葫芦前移过程中，按下 SBSB4 4，或在电葫芦后移过程中，按下，或在电葫芦后移过程中，按下 SBSB3 3,均均可使电动机可使电动机 MM2 2停止。停止。避免发生事故。避免发生事故。MM1 1上升期间，若按上升期间，若按 SBSB2 2,则则 MM1 1停止正转。按下停止正转。按下 SBSB2 2，电动机，电动机 MM1 1反转，下放重物。反转，下放重物。（2 2）提升、下放、前移、后移都是采用点动控制，短时运行，可用最大转矩工作，可以不加过载保护用的热继电器。）提升、
32、下放、前移、后移都是采用点动控制，短时运行，可用最大转矩工作，可以不加过载保护用的热继电器。（3 3）行程开关起限位保护作用。）行程开关起限位保护作用。（4 4）如果有一个电动机过载，使控制电路中的）如果有一个电动机过载，使控制电路中的KHKH 断开，电动机停转，另一台电动机也停转。断开，电动机停转，另一台电动机也停转。16-816-8 试指出图试指出图 16.2516.25 正反转控制电路的错误之处。正反转控制电路的错误之处。（b）控制电路（a）主电路解：主电路反转接触器电源线接错，电动机不能反转。停车按钮不起作用。两个常闭互锁触点接错，正转接触器解：主电路反转接触器电源线接错，电动机不能反转。停车按钮不起作用。两个常闭互锁触点接错，正转接触器KMKMF F的的M3 SBRKMRKMFKMRQQFUSBKMFKMFSBFKMFKMRKMRKH图 16.25习题 16.8 的图常闭辅助触点应与反转接触器常闭辅助触点应与反转接触器 KMKMR R的线圈串联，而反转接触器的常闭辅助触点应正转接触器的线圈电路串联。的线圈串联，而反转接触器的常闭辅助触点应正转接触器的线圈电路串联。10