整理《电机与拖动基础》习题选.docx
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整理《电机与拖动基础》习题选
《电机与拖动基础》习题选
电力拖动
（1）
5-1他励直流电动机的铭牌数据：
PN=1.75千瓦,UN=110伏,IN=20.1安,nN=1450转/分，试计算：
（1） 固有特性曲线，并用坐标纸画出；
（2） 50%额定负载时的转速；
（3） 转速为1500转/分时的电枢电流值。
5-2他励直流电动机的铭牌数据同上，试计算磁通为80%额定值、电枢电压为50%UN时的人为特性，并用坐标纸画出。
5-3他励直流电动机的数据：
PN=10千瓦;UN=220伏;IN=53.7安,nN=3000转/分；试计算：
（1） 固有特性；
（2） 当电枢电路总电阻为50%RN（RN=UN/IN）时的人为特性；
（3） 当电枢电路总电阻为150%RN时的人为特性；
（4） 当电枢电路端电压U=50%UN时的人为特性；
（5） 当磁通为80%额定值时的人为特性。
并作出其机械特性图。
5-4一台他励电动机数据如下：
PN=21千瓦,UN=220伏,IN=112安,nN=950转/分
（1）若负载转矩为0.8TN时，求电动机转速；
（2）若负载转矩为0.8TN时，在电枢电路中串联30%RN附加电阻，求电阻接入瞬间和转入新的稳态时的转速、电枢电流和电磁转矩；
（3）若将电枢电压降低至额定电压的20%，磁通为额定磁通的70%，求额定负载时电机的转速。
5-5一直流电动机有下列数据：
UN=220伏,IN=40安,nN=1000转/分，电枢电路总电阻Ra=0.5欧，当电压降到180伏，负载为额定负载时，求：
（1）电机接成他励时（励磁电流不变）的转速和电枢电流；
（2）电机接成并励时（励磁电流随电压正比变化）的转速和电枢电流（设铁心不饱和）。
5-6他励电动机铭牌数据：
PN=2.5千瓦，UN=220伏，IN=12.5安，nN=1500转/分，Ra=0.8欧。
（1） 运行中在n=1200转/分时使系统转入能耗制动停车，问保证起始制动电流为2IN时，电枢应串入多大电阻？
如电枢不接入制动电阻，则制动电流为多大？
（2） 若负载转矩为位能转矩，要求在T2=0.9TN时保证电机以120转/分的转速能耗制动稳速下放重物，问所需制动电阻为多大？
（3） 绘出上述两种情况的机械特性。
5-7有一他励直流电动机PN=13千瓦，UN=110伏，IN=137安，nN=680转/分，Ra=0.08欧。
现在将该电机用在起重装置上下放重物，负载转矩为0.3TN，电机运转于回馈制动状态。
求
（1）在固有特性上下放重物时电机的转速。
（2）负载转矩不变，电机运转与1.2nN的转速下，求电枢电路串入的电阻。
并画出相应的机械特性。
（3）如要求从1.2nN的下降转速开始提升载荷，提升转速要求达到0.5nN，则电枢电路需要接入多大电阻，并画出相应的机械特性。
题解
5-8题（5-1）中的电动机用于起吊和下放重物的起重机。
（1） 当额定负载时，电枢电路串有50%RN（RN=UN/IN）或150%RN时的电动机稳定运转转速为多少？
各处于何种运转状态？
（2） 在快速下放重物时，如采用电枢加反向额定电压，当负载为30%额定负载，计算电动机的下放转速；此时电动机在何种状态下运行？
（3） 当负载为额定负载时，如电枢无外加电压，电枢并联电阻0.5RN，电动机稳定转速为多少？
电动机处于何种运转状态？
题解
5-9他励直流电动机的数据为：
PN=29千瓦，UN=440伏，IN=76.2安，nN=1050转/分，Ra=0.068RN。
（1）电动机在回馈制动下工作，设Ia=60安，电枢电路不串电阻，求电机的转速；
（2）电动机在能耗制动下工作，转速n=500转/分，电枢电流为额定值，求电枢电路内串接电阻值和电机轴上的转矩；
（3）电动机在转速反向的反接制动下工作，转速n=-600转/分，电枢电流Ia=50安，求电枢电路内的串接电阻、电机轴上的转矩、电网供给的功率、从轴上输入的功率、在电枢电路内的电阻上消耗功率。
题解
5-10一台他励直流电动机的数据如下：
PN=29千瓦，UN=440伏，IN=76安，nN=1000转/分，Ra=0.065RN,若忽略空载损耗，采用调压及调磁的方法进行调速，要求最低理想空载转速为250转/分，最高理想空载转速为1500转/分，求出在额定转矩时的最高转速和最低转速，并比较最高转速机械特性和最低转速机械特性的静差率。
题解
5-11某一生产机械采用他励直流电动机作其拖动电机，该电机用弱磁调速，其数据为PN=18.5千瓦，UN=220伏，IN=103安，nN=500转/分，最高转速nmax=1500转/分，Ra=0.18欧。
（1）若电机带动恒转矩负载（Tz=TN）,当减弱磁通Φ=33.3%ΦN，求电动机稳定转速和电枢电流。
能否长期运行？
为什么？
（2）若电机恒功率负载（PZ=PN）,求Φ=33.3%ΦN时电动机稳定转速和转矩。
此时能否长期运行？
为什么？
题解
5-12一台他励直流电动机，PN=10千瓦，UN=220伏，IN=53安，nN=1100转/分，Ra=0.328欧，用可控硅整流器供电。
电源内阻为0.1欧，求：
（1）在额定负载下，达到1000转/分的转速时，电源电压应调至多大？
（2）如果电源电压可以连续调节，起动时最大电流限制在2IN，问起动开始允许加上的端电压为多少？
题解
电机与拖动基础》习题选
电力拖动
（2）
6-1三相异步电动机，PN=100千瓦,nN=725转/分，KT=2.8，E2N=304伏，I2N=206安。
（1）试绘制固有机械特性。
（2）设负载转矩Tz=0.8TN,求转速n=0.3n0时，转子电路中的附加电阻？
6-2一绕线转子异步电动机其技术数据为PN=75千瓦，nN=720转/分，I1N=148安，ηN=90.5%，cosφ=0.85，KT=2.4，E2N=213伏，I2N=220安。
（1）用实用表达式绘制电动机的固有特性。
（2）用该电动机带动位能负载，如下放负载时要求转速n=300转/分，负载转矩Tz=TN时转子每相应串接多大电阻？
（3）电动机在额定状态下运转，为了停车采用反接制动，如要求制动转矩在起始时为2TN，求转子每相串接的电阻值。
（4）用工程计算法计算异步电动机的下列参数：
TN,Tm,k,r’2,r1,sm,x1,x’2,x2,Io及xo等
6-3一桥式起重机主钩电动机为绕线式异步电动机，有关数据为：
PN=22千瓦，nN=723转/分，E2=197伏，I2N=70.5安，KT=3，作用到电动机轴上的位能负载转矩，Tz=100牛·米，求：
（1）在固有特性上提升负载时，电动机的转速是多少？
（2）在固有特性上利用回馈制动稳定下降负载时，电机的转速是多少？
（3）如果要使电动机以800转/分的转速回馈制动下降负载，则转子内应接入多大的附加电阻？
6-4习题6-3之电机，重物作用到电动机轴上的位能负载转矩Tz=100牛·米。
求：
（1）电动机以758转/分的转速下降重物，转子每相应串入多大的附加电阻？
（接线不改变）
（2）当转子每相中接入附加电阻Rf=119r2,重物下降时电机的转速是多少？
（3）当转子每相接入附加电阻Rf=49r2,电动机转速为多少？
重物上升还是下降？
6-5习题6-3之电机，原在向上提升重物Tz=100牛·米，现采用电源相序反接的反接制动，反接制动转矩不超过2TN，试求：
（1）反接制动时，转子应串多大的附加电阻？
（2）在Tz=100牛·米的位能负载时，电动机一直串入这么大的附加电阻最终电机将运转在什么状态？
电动机的转速为多少？
6-6一台三相四级线绕式异步电动机，PN=40千瓦，nN=1470转/分，r2=0.08欧，KT=2.6，带动位能性负载。
（考虑机械特性为直线）
（1）将该电机用来提升重物，要求起动初瞬具有2TN的起动转矩，转子每相应串入多大电阻？
（2）若起动电阻不切除，当负载转矩为0.8TN时，电机转速为多少？
若负载转矩不变（仍为0.8TN），要求电机进入倒拉反接制动状态，此时转子总电阻至少应大于什么数值？
（3）负载转矩仍为0.8TN，电机在固有特性上利用回馈制动下放重物时，电机的转速为多少？
《电机与拖动基础》习题选
交流电动机
（1）
3-1一台三相异步电动机PN＝60千瓦，nN＝577转/分，cosΦN＝0.77，ηN＝88.5%,试求在额定线电压为380伏时的额定电流。
3-2八极异步电动机电源频率f＝50赫，额定转差率sN＝0.04，试求：
（1）额定转速；
（2）在额定工作时，将电源相序改变，求反接瞬时的转差率。
3-3一台三相异步电动机铭牌上标明了f＝50赫，额定转速nN＝960转/分，该电动机的极数是多少？
3-4异步电动机的定、转子铁芯如用非磁性材料制成，会出现什么后果？
3-5如果将绕线转子三相异步电动机的定子绕组短接，而把转子绕组联接于电压为转子额定电压，频率为50赫的对称三相交流电源会发生什么现象？
3-6异步电动机中的空气隙为什么必须做得很小？
3-7电势的频率与旋转磁场的极数及转速有什么关系？
在异步电机中，为什么旋转磁场切割定子绕组的感应电势的频率总是等于电网频率？
3-8有一个三相同心式绕组，极数2p＝4，定子槽数Z1＝36，支路数a＝1，画出绕组展开图。
并计算绕组系数。
3-9有一个三相双层迭绕组，极数2p＝6，定子槽数Z1＝36，节距y1＝5/6τ，支路数a＝2，试画出绕组展开图。
3-10试比较单相交流绕组、三相交流绕组所产生的磁势有何区别，与直流绕组磁势又有何区别？
3-11一台三相异步电动机，如果把转子抽掉，而在定子绕组上加三相额定电压，会产生什么后果？
3-12拆换异步电动机的定子绕组时，若把每相的匝数减少，当定子绕组加额定电压时气隙中每极磁通及磁密数值将怎样变化？
3-13一台三相异步电动机接于电网工作时，其每相感应电势为350伏，定子绕组的每相串联匝数N1＝312匝，绕组系数kw1＝0.96，试问每相磁通为多大？
《电机与拖动基础》习题选
交流电动机
（2）
4-1异步电动机为什么又称为感应电动机？
4-2异步电动机处于不同的运行状态时，转子电流产生的磁势对定子的转速是否变化？
为什么？
4-3说明异步电动机的机械负载增加时电动机定、转子各物理量的变化过程怎样？
4-4与同容量的变压器相比较，异步电动机的空载电流大，还是变压器的空载电流大？
为什么？
4-5在分析异步电动机时，转子边要进行哪些折算？
为什么要进行这些折算？
折算的条件是什么？
4-6异步电动机的等值电路与变压器的等值电路有无差别？
异步电动机的等值电路中的（1-s）r2/s代表什么？
能不能不用电阻而用电感和电容代替，为什么？
4-7异步电动机的等值电路中的Zm反映什么物理量？
Zm是否是一个变量？
在额定电压下电动机由空载到满载，Zm的大小是否变化？
如果是变化的，是怎样变化？
4-8电磁功率与转差率的乘积叫转差功率，这部
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