电机与拖动基础习题解答（第二版） - - 许建国

2?P?INR?762?4.496?25968W?25.968KW

6 .12 一台他励直流电动机额定电压UN=440 V , IN=76 A , nN= 1 000 r /min,

Ra=0 . 377 Ω,拖动位能性恒转矩负载,大小为TL=0. 8 TN。忽略空载转矩与传动机构损耗,

计算:

( 1 )在电枢回路中串入电阻R1=3 . 48 Ω时电动机的稳定转速;

( 2 )若采用电枢回路串电阻的方法下放负载,下放时电机的转速n=500 r /min,求电枢回路应串入的电阻值;

( 3 )若采用能耗制动运行下放重物,转速仍为n=500 r /min,求电枢回路应串入的电阻值。

解: ( 1 ) Ce?N?

UN?RaIN440?0.377?76??0.411V/r.min?1

nN1000n0?

UN440 ??1070r/min ?nN?n0?nN?1070?1000?70r/minCe?N0.411设在电枢回路中串入电阻R1=3 . 48 Ω时电动机的转速降为?n,转速降与电阻成正比, 与

转矩成正比,则 ?n??nN?

R1?RaTL3.48?0.377??70??0.8?573r/min RaTN0.377n?n0??n?1070?573?497r/min

( 2 ) n??500r/min ?n?n0?n?1070?(?500)?1570r/min

设电枢回路应串入的电阻值为R2,则有

R?RaTL?n ?2?nNRaTNR2=(

1570?nTN?1)?0.377?10.19Ω ?1)Ra=(70?0.8?nNTL( 3 )能耗制动运行时 U?0 n0?0 ?n?n0?n=0?(?500)?500r/min

设电枢回路应串入的电阻值为R3

R3=(

500?nTN?1)?0.377?2.99Ω ?1)Ra=(70?0.8?nNTL6 . 13 一台他励直流电动机的铭牌数据如下:额定功率PN=40 kW , UN=220 V ,

生产工艺要求最大静差率?max=20 %,现采用降IN =200 A , nN=1 000 r /min, Ra=0. 1 Ω。低电源电压调速,计算:

( 1 )系统能达到的调速范围是多少?

( 2 )上述调速范围内电源电压最小值与最大值是多少?

解: ( 1 ) Ce?N?

UN?RaIN220-0.1?200?0.2V/r.min?1 =

1000nNn0?

UN220?1100r/min ?nN?n0?nN=1100-1000=100r/min =

Ce?N0.2D?nmax?max1000?0.2?2.5 =

?nN(1??max)100?(1?0.2)

( 2 ) nmin?

nmax1000?400r/min n0min?nmin??nN=400+100=500r/min =

2.5Dn0minn500U?100V 则U?UN0min=220??1100n0UNn0

所以在调速范围内电源电压最小值是100V,最大值是220V。

6 . 14 一台他励直流电动机额定功率PN=10 kW , UN=220 V , IN=53 A , nN= 1 100 r/min, Ra=0 . 3 Ω,拖动反抗性恒转矩负载运行于额定运行状态。若进行反接制动,电枢回路串入电阻R=3 . 5 Ω。请计算制动开始瞬间与制动到转速n=0时电磁转矩的大小,并说明电动机会不会反转。

解: Ce?N?

UN?RaIN220-0.3?53204.1??0.186V/r.min?1 =

11001100nNn0?

UN220?1183r/min ?nN?n0?nN=1183-1100=83r/min =0.186Ce?NTN?CT?NIN=9.55Ce?NIN=9.55?0.186?53?94N.m

反接制动开始瞬间,n=nN ,Ea=EaN?UN?RaIN=220?0.3?53?204.1V

电枢电流 Ia?

U?Ea?220?204.1??111.6A =

3.5?0.3R?RaT1=CT?NIa=9.55Ce?NIa=9.55?0.186?(?111.6)??198N.m

当n=0时 Ea=0 Ia=

U?220???58A

R?Ra3.8T2?9.55?0.186?(?58)??103N.m

由于T2?TN,所以拖动反抗性恒转矩负载时电动机会反转。

6 . 15 他励直流电动机, PN=18 . 5 kW , UN=220 V , IN=103 A , nN=500 r /min,

nmax=1 500 r /min, Ra=0 . 18 Ω。采用弱磁调速,问:

( 1 )电动机拖动额定恒转矩负载,若磁通减至?=为多少?能否长期运行?为什么?

( 2 )电动机拖动恒功率负载PL=PN,若磁通减至?=为多少?此时能否长期运行?为什么?

解: ( 1 ) Ce?N?

1?,电动机的稳定转速和电枢电流各3N1?时,电动机的稳态转速和转矩各3NUN?RaIN220-0.18?103?0.403V/r.min?1 =

500nNn0?

UN220?546 r /min, ?nN?n0?nN=546-500=46 r /min =

Ce?N0.403磁通减至?= 由?n?1?=3n0=3?546=1638 r /min ?时,理想空载转速n03NRT 可知其对应的转速降是额定磁通的9倍,

CeCT?2