电机与拖动课后习题答案

电机与拖动课后习题答案

《电机与拖动》参考答案 2-1

n1450??241.67r/minj1j2j32*1.5*22?nfd2?*241.670.15V?*?*?1.9m/s （1） 切削功率:

602602PL?FV?2000*1.9?3800Wnf?（2）

电动机输出功率：P2?PL?1?2?3?3800?5212.6W

0.9*0.9*0.9（3） 系统总飞轮转矩：

GD2?GDa?2GDb2j12j12j22j3222.792?3.5?2?2??3.5?0.5?0.3?0.25?4.55N.m22*1.5222*1.52*22j1j2?GDc222?GDd2

（4） 电动机电磁转矩：

T2?TL?1?2?3?FD/22000*0.15/2??34.29N.M

j1j2j3?1?2?32*1.5*2*0.9*0.9*0.9（5） 不切削时的电动机电磁转矩： 忽略损耗时的电动机电磁转矩

T2'?FD/22000*0.15/2??25N.M

j1j2j32*1.5*2传动机构阻转矩：T0?T2?T2'?34.29?25?9.29N.M

GD2dn4.55加速时电动机转矩：T?T0??9.29?*800?19N.M

375dt375 2-2

GD2dn（a） T?TL?375dtGD2dn（b） ?T?TL?375dt减速

减速

GD2dn（c） T?TL?375dt加速

GD2dn（d） ?T?TL?375dt减速

电机与拖动课后习题答案

（e）

2-3

GD2dn?T?TL?375dt匀速

(a) 稳定 ；（b）稳定；(c) 稳定； (d) 稳定； (e) 不稳定； 第三章

3-1 直流发电机通过电刷和换向器将导体中的交流电势整流成直流输出。如果没有换向器输出的将是交流电势。

3-2 直流电动机通过电刷和换向器将外部输入直流电压，逆变成导体中的交流电压和电流。 3-3 略

3-4 电枢反映是指电枢绕组流过电流时产生的磁场对主极磁场的影响。电枢反应的影响为：（1） 使气隙磁场发生畸变，半个磁极下磁场消弱，另半个磁极下磁场加强。

（2）磁路不饱和时，增加的和减弱的相同，每极磁通量不变；磁路饱和时，半个磁极下增加的磁通小于另半个磁极下减弱的磁通，每极磁通量略有减少。

(1)3-5

IN?P1N(2)25000?131.83AUN?N220*0.862

PN25000???29002W?N0.862?PN12000??52.17AUN230

PN12000???14371.3W?N0.835120?30， 4PN(1)3-6

IN?P1N(2)3-7 略

3-8 当绕组为单叠形式时：每条支路并联元件匝数=

电刷间电势?支路电势?支路元件数*元件电势?30*10?300V支路电阻支路元件数*元件电阻30*0.2

电刷间电阻????1.5?并联支路数并联支路数4当绕组为单波形式时：每条支路并联元件匝数=

120?60 2电刷间电势?支路电势?支路元件数*元件电势?60*10?600V支路电阻支路元件数*元件电阻60*0.2

电刷间电阻????6?并联支路数并联支路数23-9 Ea?PNPNc*S2*10*21?n??n?*0.0142*1000?49.7V 60a60a60*2T?PN3*400?Ia?*0.21*10?133.7N.M2?a2?*33-10 采用单叠绕组时：

Ia10单叠形式时的支路电流:Iy??A2a610?3.33A6采用单波绕组时：

PN3*400T??Ia?*0.21*3.33?133.7N.M2?a2?*1a?1,Ia?2aIy?2*电机与拖动课后习题答案

PN2*372?n?*0.011*1500?204.6V 60a60*13-11 Ea?(1) 因为Ea?U，所以运行在发电机状态； (2) Ia?Ea?U204.6?200??22.12A Ra0.208PN2*372?Ia?*0.011*22.12?28.8N.M 2?a2?*1T?pcu?Ia2Ra?22.122*0.208?101.77WP2?IaU?22.12*200?4424W(3) P1?P2?pcu?pm?pFe?4424?101.77?204?362?5091.77W

P4424??2??0.869?86.9%P15091.77 3-12 略

3-13 （1） PW 1?UI?200*92?18400（2） P2?PW 1??18400*0.86?15824（3）?p?PW 1?P2?18400?15824?2576I?Ia?IfU200对于并励电动机而言，If?N? ?2.25ARf88.7Ia?I?If?92?2.25?89.75A2(4) pcu?IaRa?89.75*0.08?644.3W

2(5) pf?IfRf?2.252*88.7?449W

(6) pm?pFe??p?pcu?pf?2576?644.3?449?1482.7W 3-14 （1）??2P2N17000??84% P1N92*220U220?92??90A(2) Rf110Ea?U?IaRa?220?90*0.08?212.8VIa?I?If?I?PM?IaEa?90*212.8?19152WPPM19152(3) T?M???121.9N.M?2?n/602?*1500/60

U220??55ARL4U220If???5AR44f3-15 (1) Ia?IL?If??55?5?60AEa?U?IaRa?220?60*0.25?235VP2?UIL?220*55?12100WPM?EaIa?235*60?14100WIL?

电机与拖动课后习题答案

第四章

4-1 直流电动机起动要求：（1）起动电流要小，一般在（1.5~2）IN （2）起动转矩要大，Tst＞TL，； （3）起动设备要简单便可靠。

如果起动时直接将额定电压加至电枢两端，称为直接起动。由于起动初始时，电动机因机械惯性而未能旋转起来，转速为零，电枢电动势Ea?Ce?n?0，忽略电枢回路电感的作用时，电动机的起动电流为

Ist?UN?EaUN?RaRa

一般电动机的电枢绕组电阻Ra很小，若直接加上额定电压起动，Ist可达到额定电流的10～20倍。这样大的起动过流将导致转向困难，换向器表面产生强烈的火花式环火；电枢绕组产生过大的电磁力，引起绕组损坏；而且产生过大的起动转矩，对传动机构产生强烈冲击，可能损坏机械传动部件。另外，过大的起动电流将引起电网电压的波动，影响同一电网上其他电气设备的正常运行。一般直流电动机是不允许直接起动.

一般直流电动机的最大允许电流为（1.5~2）IN，为了限制过大的起动电流，由Ist?UN可以看出，Ra可以采用两种办法：一种办法是降低电源电压，另一种办法是电枢回路串电阻。

4-2 速度调节是用改变电动机参数的方法，使电力拖动系统运行于不同的人为机械特性上，从而在相同的负载下，得到不同的运行速度。是人为的有目的行为；速度变化是由于负载的变化，使电动机在同一条机械特性上发生的转速变化。

4-3 在额定负载下，电机可能运行的最高转速nmax与最低转速nmin之比称为调速范围。用D表示，即：

D?nmaxnmin

T?TN在同一条机械特性上，额定负载时的转速降ΔnN与理想空载转速n0之比称为静差率，用δ表示，即

??为

n0?nN?nN?n0n0

调速范围D与静差率δ是相互制约的两项性能指标，由图4-4（b）可以推断出D与δ之间的关系式

D?nmaxnmaxnmaxnmax????

?nNnminn0'??nN?nN(1??)??nN?4-4 电动机调速时的容许输出是指电动机电枢电流保持额定值I=IN的条件下，在调速过程中轴上所能输出的功率和转矩。恒转矩调速是指在不同转速下保持Ia=IN，电动机容许输出的转矩不变。恒功率调速是指在调速范围内，保持Ia=IN，电动机容许输出的电磁功率保持不变。

如果以恒转矩调速方式配以恒功率负载时，为确保低速时电动机的转矩满足要求，只有在最低速时，电动机允许输出转矩与负载转矩相等；在高速运行时，电动机的转矩就得不到充分利用。如果以恒功率调速方式配以恒转矩负载时为确保高速时电动机的转矩仍满足要求，只有在nmax时电动机允许输出转矩才等于负载转矩；而在低速时，电动机转矩都得不到充分利用，造成投资和运行费用的浪费。

4-5 电动机制动运行的主要特点是电磁转矩与转速方向相反，不再从电源吸收电功率。

制动运行的作用包括：快速或准确停车、限制高速。能耗、电压反接、倒拉反转、回馈等四种形式。 4-7

4-8

0.05UN0.05*220??0.036?IN3051UNIN?PN1220*305?60000

或Ra???0.038?223052IN2EaN?0.95UN,INRa?0.05UN,Ra?