电力拖动课后习题.docx
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电力拖动课后习题
3-31一台三相绕线转于异步电动机,已知:
PN=75kW,nN=720r/minI1N=148A,ηN=90.5%,cosφ1N=0.85,λT=2.4,E2N=213V,I2N=220A。
试求:
①电动机的临界转差率sm和最大转矩Tmax;
②用实用表达式计算并绘制固有机械特性。
解:
(1)
(2)(固有特性)
3-32一台笼型异步电动机额定数据为:
U1N=380V,I1N=20A,nN=1450r/min,K1=7,KT=1、4,λT=2。
试求:
①若要保证满载起动,电网电压不得低于多少伏?
②如用Y-D起动,起动电流为多少?
能否带半载起动?
③如用自耦变压器在半载下起动,起动电流为多少?
并确定此时的变化k为多少?
解:
(1)设,
(2)
所以不能带半载起动
(3)
3-33某台绕线转于异步电动机的数据为:
PN=11kW,nN=715r/min,E2N=163V,I2N=47.2A,起动最大转矩与额定转矩之比T1/TN=1.8,负载转矩TL=98N•m。
求三级起动时的每级起动电阻值。
解:
3-34一台三相六极绕线型异步电动机,U1N=380V,nN=950r/min,f1=50Hz,定子和转于绕组均为Y接法,且定于和转子(折算)的电阻、电抗值分别为r1=2Ω,x1=3Ω,r′2=1.5Ω,x′2=4Ω。
①转子电路串电阻起动,为使起动转矩等于最大转矩,转于每相串人的电阻值应为多少(折算到定子侧)?
②转子电路串电阻调速,为使额定输出转矩时的转速调到600r/min,求应串人的电阻值(折算到定子侧的)。
解:
(1)
(2)
当时,
3-35三相笼型异步电动机的额定数据为:
PN=40kW,U1N=380kV,I1N=75.1A,nN=1470r/min,λT=2,定子D接法;拖动系统的飞轮矩GD2=29.4N·m2,电动机空载起动,求:
①全电压起动时的起动时间;
②采用Y-D减压起动时的起动时间。
解:
(1)
(2)
2-36采用题3-2中的电动机数据。
试求:
①用该电动机带动位能负载,如下放负载时要求转速n=300r/min,负载转矩等于额定转矩,转于每相应串人多大电阻?
②电动机在额定状态下运转,为了停车,采用反接制动,若要求制动转矩在起始时为2TN,则转于每相串接的电阻值为多少?
解:
(1)
其中
可得6.414或0.306(舍)
(2)
=3.646或1.058
时,
时,
3-37某异步电动机,UN=380V,定于D接,nN=1460r/min,λT=2,设TL=TN=常数。
问:
①是否可以用降低电压的办法使转速n=1100r/min?
为什么?
②如采用降压调速,转速最低只能调到多少?
③当电压降到多少时,可以使n=1300r/min?
解:
(1)
当时
由于降压调速不改变,此时,所以不能降到1100。
(2)当时,
(3)降电压调速无法使转速降为1300。
3-38某绕线转子异步电动额定值PN=55kW,U1N=380V,I1N=121.1A,nN=580r/min,E2N=212V,I2N=159A,λT=2.3;电动机带一个TL=0.9TN的位能负载,当负载下降时,电动机处于回馈制动状态。
试求:
①转于中未中电阻时电动机的转速。
②当转子中串入0.4Ω的电阻时电动机的转速。
③为快速停车,采用定子两相反接的反接制动,转于中串人0.4Ω,则电动机刚进入制动状态时的制动转矩(设制动前电动机工作在520r/min的电动状态)。
解:
1),
,
整理有
解得或(舍去)
2)
解得或(舍)
3)当时
0
3-39一台笼型异步电动机,PN=7.5kW,U1N=380V,I1N=15.4A,nN=1440r/min,λT=2.2。
该电动机拖动一正反转的生产机械。
设电网电压为额定值,正转时电机带额定负载运行,现采用定于两相反接使电机制动,然后进入反转,反转时电机空载,空载转矩为0.1TN。
试利用机械特性的近似公式计算:
①反接瞬间的制动转矩。
②反转后的稳定转速。
③画出正、反转时的机械特性及负载转矩特性,并标明电动机运行点的变化过程。
解:
(1)
所以反接时的机械特性为
制动瞬间:
(2)代入机械特性
.s=7.3(舍)或0.004
(3)
3-40一台绕线转于异步电动机带动一桥式起重机的主钩,已知:
PN=60kW,nN=577r/min,I1N=133A,I2N=160A,E2N=253V,λT=2.9,cosφ1N=0.77,ηN=89%。
①设电动机转子转35.4转,则主钩上升一米。
如要求额定负载时,重物以8m/min的速度上升,求电动机转于电路应串入的电阻值;
②为消除起重机各机构齿轮间的间隙,使起动时减小机械冲击,转子电路设有预备级电阻。
设计时要求串接预备级电阻后,电动机起动转矩为额定转短的40%,求预备级电阻值;
③预各级电阻一般也作为反接制动用电阻,用以在反接制动状态下下放重物。
如下放时电动机负载转矩TL=0.8TN,求电动机在下放负载时的转速;
④如果电动机在回馈制动状态下下放重物,转子串接电阻为0.06Ω,设重物TL=0.8TN,求此时电动机的转速。
解:
(1)
=2.98或0.094(舍)
(2),
=14.43或0.07(舍)
(3),将代入,整理有
解得(舍)或
(4)
或(舍)
3-41一台双速笼型异步电动机,P=2时,PNl=40kW,nN1=1450r/min,λT1=2;P=1时,PN2=55kW,nN2=2920r/min,λT2=2,已知拖动系统的GD2=44.3N·m2,r1/r′2=1.5,电动机空载。
试求:
①一级起动到最高转速时电动机的能量损耗,
②两级起动到最高转速时电动机的能量损耗,
③由最高转速逐级制动,试计算电动机的能量损耗。
第一级制动(由n12→n11)用回馈制动,第二级制动(由n11→0)用能耗制动。
解:
(1)
(2)第一级:
第二级:
总
3-42有一台四极绕线转子电动机,其额定数据为:
PN=30kw,UN=380V,nN=720r/min,r1=0.143Ω,r’2=0.134Ω,定转子接法均为星形接法。
现要求在额定负载时,转速降到500r/min,试求:
(1)每相绕组中应串入多大电阻?
(2)此时转子电流及电磁功率的数值是否发生变化?
解:
(1)
(2)
所以不变,又亦不变
3-43某一笼型电动机,PN=11kw,UN=380V,fN=50Hz,nN=1460r/min,λT=2,如采用变频调速,当负载转矩TL=0.8TN时,要使nN=1000r/min,则f1及U1应调节到多少?
解:
采用恒控制时:
当时,
设变频后同步转速为
又由得
3-44某台异步电动机UN=380V,nN=1450r/min,λT=2,定子D接法,设TL=TN=const试求:
(1)是否可以用降低电压方法使nN=1100r/min时运行?
(2)如采用降低电压调速,转速最低可以调到多少?
(3)如采用变频调速,使nN=1100r/min运行,此时f1及u1应作如何变化?
解:
(1)
不能降到1100
(2)
(3)降频后的