电拖习题

直流机小测验试卷（20110930）

一、简答题：

1、直流电机由哪些主要部件组成？其作用如何？ 答： 一、定子

1、主磁极：建立主磁通，包括： 铁心：由低碳钢片叠成

绕组：由铜线绕成

2、换向磁极：改善换向，包括： 铁心： 中大型由低碳钢片叠成。

小型由整块锻钢制成。 绕组：由铜线绕成。

3、机座：固定主磁极、换向磁极、端盖等，同时构成主磁路的一部分，用铸铁、铸钢或钢板卷成。

4、电刷装置：引出（或引入）电流，电刷由石墨等材料制成。 二．转子

1． 电枢铁心：构成主磁路，嵌放电枢绕组。由电工钢片叠成。

2． 电枢绕组：产生感应电动势和电磁转矩，实现机—电能量转换。由铜线绕成。 3． 换向片：换向用，由铜线围叠而成。 2、一台他励发电机的转速提高20％，空载电压会提高多少（设励磁电流保持不变）？(20%)若为并励发电机，则电压升高的百分值比他励发动机多还是少（设励磁电阻不变）？( 多 )为什么？

3、一台他励电动机拖动一台他励发电机，当发电机电枢电流增加时，问：（1）电动机的电枢电流会如何变化？分析其变化过程。（2）发电机的转速如何变化？若想保持转速不变，如何调节？

4、直流发电机和直流电动机的电枢电动势的性质有何区别，它们是怎样产生的？直流发电机和直流电动机的电磁转矩的性质有何区别，它们又是怎样产生的？ 二、选择题

一台他励直流电动机，拖动生产机械工作时，采用电压反接制动 （1）在电压反接瞬间，电磁转矩为（ ）

a.拖动性质 b.制动性质 c.0 d.不确定

（2）若想让电机实现制动停车，在电机速度接近于零时需将反向电压变为（ ）

a.正向电压 b. 维持反向电压 c.0 d.不确定

（3）若电机的负载为反抗性负载，电机制动运行时最终稳定在（ ）

a.第一象限 b.第二象限 c.第三象限 d.第四象限 e.不确定

（4）若电机的负载为位能性负载，电机制动运行时最终稳定在（ ）

a.第一象限 b.第二象限 c.第三象限 d.第四象限 e.不确定

三、一台并励直流电动机，

PN?17kW,UN?220V,nN?3000r/min,IN?88.9A，电

R?181.5?枢回路总电阻a，励磁回路电阻f，忽略电枢反应的影响，求： （1）电动机的额定输出转矩？ （2）额定负载时的电磁转矩； （3）额定负载时的效率； （4）在理想空载时的转速； （5）当电枢回路中串入一电阻R=0.15Ω时，在额定转矩下的转速。

R?0.114?TN?9550解： ①额定输出转矩 ②额定负载时电磁转矩：

PN17?9550??54.1NmnN3000

1

If?励磁电流 电枢电流

UN220??1.21ARf181.5

Ia?IN?If?88.9?1.21?87.7ACe?N?TemNUN?IaRa220?87.7?0.114??0.07nN3000

?CT?NIa?9.55Ce?NIa?9.55?0.07?87.7?58.63Nm

??③额定负载时效率

PNPN17000???0.869P1UNIN220?88.9

UN220??3143r/minCe?N0.07④

T⑤当电枢回路串入R?0.15?，在N时转速： n0?n?

UN?Ia(Ra?R)220?87.7(0.114?0.15)??2812r/minCe?N0.07

Rf?44?,负载电阻RL?4?，电枢回路电阻

四、一台并励直流发电机，励磁回路电阻

Ra?0.25?，端电压U=220V。 试求：

（1）励磁电流

If和负载电流I；

（2）电枢电流Ia和电动势Ea（忽略电刷电阻压降）； （3）输出功率P2和电磁功率Pem。

If?解：①励磁电流

U220??5ARf44

I?负载电流 ②电枢电流 电枢电动势

U220??55ARL4

Ia?I?If?55?5?60AEa?U?IaRa?220?60?0.25?235V Pem?EaIa?235?60?14100W

③输出功率 P2?UI?220?55?12100W 电磁功率 或

222Pem?P2?IaRa?I2R?12100?60?0.25?5?44?14100Wff2

五、一台直流并励电动机的数据为：额定功率PN=2.5KW，额定电压UN=220V，额定电枢电流IaN=13.7A、额定转速nN=500 r/min、电枢电路总电阻(包括电刷压降) Ra=1.4Ω，并励绕组电阻Rf=134Ω。负载力矩为额定力矩，不考虑电枢反应情况变化对电枢磁通的影响，求：

(1)在电枢回路串入0.6Ω电阻后的转速、电枢电流、电磁功率、电枢铜耗、轴上输出转矩、电磁转矩和电机效率。(2)假定磁路不饱和，在励磁回路串入24Ω磁场调节电阻后的转速。

(3)将电源电压降到180V后的转速。

解：EaN?220?13.7?1.4?200.82V(1)Ea?220?13.7?(1.4?0.6)?193.2Vn?Ea193.2?nN??500?481rpmEaN200.82??2?n481?2??50.37rad/s6060Pem?EaIa?193.2?13.7?2646.84WIa?IaN?13.7A,2pcna?IaRa?13.7?1.4?262.766WT2?TN?9550Tem?9550IfNPN2.5?9550?47.75N.mnN5002Pem2.64684?9550?52.55N.mn481U220?N??1.64ARf134P2T??100%?2?100%?71.27%P13374.8UN220??1.39A,Rf134?24IfIfN?1.37?0.851.64P1?UN(Ia?If)?220(13.7?1.64)?3374.8W??(2)If?Ia?IaN13.7??16.12A0.850.85Ea?220?16.12?1.4?197.43Vn?Ea?197.43?nN??500?578.3rpmEaN0.85?200.82?0.85URf?180?1.343A,134IfIfN?1.343?0.8191.64(3)If?Ia?IaN13.7??16.726A0.8190.819U?Ea?Ia(Ra?Rc)180?Ea?16.726?1.4?Ea?156.58VE?156.58n?a?nN??500?476rpmEaN0.819?200.82?0.819

3

六、一台并励直流电动机，铭牌数据如下：PN=5.5KW，UN=110V， Ra=0.17Ω（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻Rf=137Ω。今将电动机装在起动机上，当使重物上升时电动机的数据为U=UN，IN=58A，n=1470 r/min。问：

（1）保持电动机的电压和励磁电流不变，以转速n’=100 r/min将重物下放时，求接入电枢回路的电阻，电动机轴上的转矩，电网供给的功率，电枢回路消耗的功率，从轴上输入的机械功率，电磁功率。

（2）保持励磁电流不变，在电枢回路串电阻的情况下，如欲采用能耗制动办法，将重物以300 r/min的速度下放，求接入电枢回路的电阻和电动机轴上的转矩。

（3）电动机在发电回馈状态下工作。设Ia=－50A，附加电阻Rc=0Ω，求电动机的转速。

解：If?UN110??0.823ARf137IaN?IN?If?58?0.832?57.197AEaN?110?57.197?0.17?100.276V(1)Ea?Ce?n?EaN100.276n?(?100)??6.822VnN1470U?Ea?Ia(Ra?Rc)110??6.822?57.197?(0.17?Rc)?Rc?1.872?T2?TN?9550PN5.5?9550?35.73N.mnN14702P1?UNIN?110?58?6380Wpcna?Ia(Ra?Rc)?57.197?(0.17?1.872)?6680.4W100?374.16W60Pem?EaIa??6.822?57.197??390.2WP2?T2??35.73?2?(2)Ea?Ce?n?EaN100.276n?(?300)??20.466VnN14702U?Ea?Ia(Ra?Rc)0??20.466?57.197?(0.17?Rc)?Rc?0.188?T2?TN?9550(3)Ia??50AU?Ea?IaRa110?Ea?50?0.17?Ea?118.5Vn?

4

PN5.5?9550?35.73N.mnN1470

Ea118.5?nN??1470?1737rpmEaN100.276