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1、电机及拖动基础习题电机及拖动基础习题（一）直流电机11 某车床电力拖动系统中，已知车刀切削力某车床电力拖动系统中，已知车刀切削力F=2000N，工件直径，工件直径d=150mm，电动机转速，电动机转速n=1450r/min，传动机构的各级速比，传动机构的各级速比j1=2,j2=1.5,j3=2，各转轴的飞轮矩为：，各转轴的飞轮矩为：GDd22(指电动机轴指电动机轴)，GD12=2 N.m2,GD22=2.7 N.m2,GD32=9 N.m2，各级传，各级传动效率都是动效率都是0.9，求：，求：1）切削功率；）切削功率；2）电动机输出功率；）电动机输出功率；3）系统总飞轮矩；）系统总飞轮矩；4）
2、忽略电动机空载转矩时的电磁转矩；）忽略电动机空载转矩时的电磁转矩；5）车床开车未切削时，若电动机加速度）车床开车未切削时，若电动机加速度dn/dt=800r/（min.s），忽略电动机空载转矩但不忽），忽略电动机空载转矩但不忽略传动机构的转矩损耗，求电动机的电磁转矩。略传动机构的转矩损耗，求电动机的电磁转矩。2解：解：1）切削功率：切削）切削功率：切削线线速度速度为为则则切削功率切削功率为为：2）电动电动机机输输出功率：出功率：3）系）系统总飞轮统总飞轮矩：矩：34）电动电动机机电电磁磁转转矩：矩：或：或：5）开）开车车未切削未切削时电动时电动机机电电磁磁转转矩：矩：42.Z2-71他励直流他
3、励直流电动电动机的机的额额定数据定数据为为：计计算：算：（1）直接起）直接起动电动电流；流；（2）拖）拖动额动额定定负载负载起起动动，若采用，若采用电电枢回路串枢回路串电电阻阻起起动动，应应串入多大串入多大电电阻；若采用降阻；若采用降电压电压起起动动，电电压应压应降到多大？（降到多大？（顺顺利起利起动为动为条件）条件）解：解：1）2）为为使其使其顺顺利起利起动动，需，需满满足：足：则则可令可令5采用串采用串电电阻方式起阻方式起动动：，采用降采用降压压方式起方式起动动：，63.Z2-51他励直流他励直流电动电动机，机，拖拖动动恒恒转转矩矩负载负载运行，运行，把把电电源源电压电压降到降到150V，
4、问问：（1）电电源源电压电压降低了但降低了但电动电动机机转转速速还还来不及来不及变变化的瞬化的瞬间间，电动电动机的机的电电枢枢电电流及流及电电磁磁转转矩各是多大？矩各是多大？电电力拖力拖动动系系统统的的动转动转矩是多少？矩是多少？（2）稳稳定定转转速是多少？速是多少？解：（解：（1）7（2）8型他励直流型他励直流电电机，机，电电枢串枢串电电阻阻调调速，要求速，要求求：求：(1)电动电动机机带额带额定定负载转负载转矩矩时时的最低的最低转转速；速；(2)调调速范速范围围；(3)电电枢需串入枢需串入电电阻最大阻最大值值；(4)运运转转在最低速在最低速带额带额定定负载转负载转矩矩时时，电动电动机的机的
5、输输入功入功率（忽略空率（忽略空载载M0）及外串）及外串电电阻上的阻上的损损耗。耗。49解：根据解：根据题题意得意得（1）求最低）求最低转转速速（2）求）求D103)电枢需串入电阻最大值电枢需串入电阻最大值Rc:4)输入功率、输出功率、损耗：输入功率、输出功率、损耗：115 上上题题中的中的电动电动机降低机降低电电源源电压调电压调速，要求速，要求 ，求：，求：(1)电动电动机机带额带额定定负载转负载转矩矩时时的最低的最低转转速；速；(2)调调速范速范围围；(3)电电源源电压电压需需调调到的最低到的最低值值；(4)电动电动机机带额带额定定负载转负载转矩在最低矩在最低转转速运行速运行时时，电动电动
6、机的机的输输入功率及入功率及输输出功率（忽略空出功率（忽略空载损载损耗）。耗）。解：从上解：从上题题已求得已求得(1)最低最低转转速：由于速：由于从而得从而得12(2)求求D(3)最低最低电压电压(4)输输入功率入功率和和输输出功率出功率136 一台他励直流一台他励直流电动电动机，机，采用降低采用降低电电源源电压电压和减小磁通的方法和减小磁通的方法调调速，要求速，要求最低理想最低理想转转速速，最高理想空，最高理想空载转载转速速试试求：求：(1)该电动该电动机拖机拖动动恒恒转转矩矩负载负载时时的最低的最低转转速及此速及此时时的静差率的静差率 。(2)该电动该电动机拖机拖动动恒功率恒功率负载负载(
7、3)系系统统的的调调速范速范围围。时的最高转速；时的最高转速；解：根据解：根据题题意，在意，在额额定定时时的的为为：14(1)在在时时的最低的最低转转速速及及由于在恒由于在恒转转矩矩时时的最低的最低转转速是采用降速是采用降压压方法方法来来实现实现，故，故不不变变。则则(2)在恒功率在恒功率时时最高最高转转速速由于在恒功率由于在恒功率时时最高最高转转速是采用弱磁速是采用弱磁调调速来速来实现实现，故，故变为变为：15则则(3)求求D：167 一台他励直流一台他励直流电动电动机，机，。已知。已知电动电动机最大允机最大允许电许电流流，电动电动机拖机拖动动负载电动负载电动运行。运行。试试求：求：(1)若
8、采用能耗制若采用能耗制动动停停车车，电电枢回路枢回路应应串入多大串入多大电电阻？阻？(2)若采用反接制若采用反接制动动停停车车，电电枢回路枢回路应应串入多大串入多大电电阻？阻？(3)两种制两种制动动方法在制方法在制动动开始瞬开始瞬间间的的电电磁磁转转矩各是多大？矩各是多大？(4)两种制两种制动动方法在制方法在制动动到到时时的的电电磁磁转转矩各是多大？矩各是多大？解：根据解：根据题题意，先估意，先估计计和和：17(1)采用能耗制采用能耗制动动停停车车，电电枢串入枢串入电电阻阻：(2)采用反接制采用反接制动动停停车车，电电枢串入枢串入电电阻：阻：18(3)求求电电磁磁转转矩矩T：由于他励：由于他励
9、电电机励磁不机励磁不变变，电电枢枢电电流相同，故两种方法的流相同，故两种方法的T一一样样，即，即(4)在在时电时电磁磁转转矩矩T：对对于反接制于反接制动动。则电则电枢枢电电流流I为为：则则对于能耗制动时，当对于能耗制动时，当时，电磁转矩也为零；时，电磁转矩也为零；19（二）变压器（二）变压器201、一台、一台S750/10型三相型三相变压变压器，器，U1N/U2N=10/0.4kV，Y/连连接。在低接。在低压侧压侧做空做空在在试验试验数据数据为为：电压电压U20=400V，电电流流I0=65A，空空载损载损耗耗p0=3.7kW。在高。在高压侧压侧做短路做短路试验试验数据数据为为：电压电压U1k
10、=450V，电电流流I1k=35A，短路，短路损损耗耗pk=7.5kW。室温。室温为为30。求：。求：(1)变压变压器参数，并画出器参数，并画出T型等型等值电值电路路图图。假定。假定r1r2，X1X2。(2)在在额额定定负载时负载时，分分别计别计算算电压变电压变化率、副化率、副边电压边电压和效率。和效率。当当21解：解：(1)求参数并画出求参数并画出T型型图图：空空载试验载试验从低从低压侧压侧得得22折算到高折算到高压侧压侧：短路短路试验试验从高从高压侧压侧得：得：23则则 从而得从而得T型等值电路图（略）。型等值电路图（略）。(2)求求和和：变压变压器器带带感性感性额额定定负载时负载时，其关
11、系式，其关系式为为：24由于由于 所以所以 求效率求效率时时要特要特别别注意：本注意：本题题短路短路试验计试验计算不是在算不是在额额定定电电流下，故短路流下，故短路损损耗不是耗不是额额定短路定短路损损耗。耗。为为此，首先此，首先要求取要求取额额定短路定短路损损耗耗，然后才能求取效率。即，然后才能求取效率。即 25变压变压器器带带容性容性额额定定负载时负载时：26（二）交流电机（二）交流电机27一台三相四极一台三相四极绕线绕线式异步式异步电动电动机，机，当不当不计电计电机及机及传动传动机构的机构的损损耗，耗，则则求：求：1）该电该电机提升重物机提升重物时时，要求启，要求启动动瞬瞬间间具有具有的启
12、的启动转动转矩，矩，转转子每相子每相应传应传入多大入多大电电阻？阻？电电机机转转速速为为多少？若多少？若负载转负载转矩不矩不变变，要求，要求电电机机进进入到拉反接制入到拉反接制动动状状态态，此，此时转时转子子总电总电阻至少阻至少为为多多大？大？电电机机转转速速为为多大？多大？，带位能负载，带位能负载，2）若启动电阻不切除，当负载转矩为若启动电阻不切除，当负载转矩为时，时，3）若将若将负载在固有特性上回馈下放，负载在固有特性上回馈下放，28解：据解：据题题意得：意得：1）求）求的启的启动转动转矩矩时转时转子串入子串入电电阻：阻：，在启动时，在启动时，则则 29则则由于由于转转子串入子串入电电阻阻为题为题1）值值，故与，故与题题1）共有一）共有一条机械特性，只是工作点不同而已。那么它条机械特性，只是工作点不同而已。那么它们们最最大大转转矩矩对应转对应转差率是相同的，即差率是相同的，即2）转转子串入子串入时时在在下的转速以及刚开始下的转速以及刚开始倒拉时转子串入电阻值：倒拉时转子串入电阻值：30则则所以所以在在刚刚开始倒拉开始倒拉时时，电电机机处处于停于停转转状状态态将开始反将开始反转转，故，故，则则 31那么那么则转则转子子总电总电阻至少阻至少应应大于大于3）求）求负载负载在固有特性上回在固有特性上回馈馈下放速度：下放速度：32所以所以则则下放下放转转速速为为33