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1、电机拖动习题答案集第一章1.1一台直流电动机的数据为:额定功率PN=25kW,额定电压UN=220V,额定转速nN=1500r/min,额定效率ηN=86.2%。试求:(1)额定电流IN;(2)额定负载时的输入功率P1N。解：（1）直流电动机的:额定功率PN=UNINηNIN=UNηNPN25×103==131.83A220×0.862（2）P1N=PNηN=25=29KW0.8621.2一台直流发电机的数据为:额定功率PN=12kW,额定电压UN=230V,额定转速nN=1450r/min,额定效率ηN=83.5%。试求:(1)额定电流IN;(2)额定负载时的输入功率P1N。解：（1）直流
2、发电机的:额定功率PN=UNININ=PN12×103==52.17AUN230（2）P1N=PNηN=12=14.37KW0.8351.3一台直流电机,已知极对数p=2,槽数Z和换向片数K均等于22,采用单叠绕组。(1)计算绕组各节距;(2)求并联支路数。解：（1）第一节距y1=222Z±ε=?=5,为短距绕组。2p44单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1,即第二节距y2=y1?y=5?1=4(2)并联支路数等于磁极数,为4。y=yK=11.4一台直流电机的数据为:极数2p=4,元件数S=120,每个元件的电阻为0.2Ω。当转速为1000r/min时,每个元件的平均感应电动势为10V,问当
3、电枢绕组为单叠或单波绕组时,电刷间的电动势和电阻各为多少?解：当电枢绕组为单叠绕组时,绕组并联支路数等于磁极数,为4,每一条支路串联的元件数为30,换向器上放置4个电刷,假设一个电刷短路一个元件,每一条支路有一个元件被短路,则电刷间的电动势为Ea=29×10=290V;每一条支路的电阻为R=29×0.2=5.8?,4条并联支路的电阻,即电刷间的电阻为Ra=R5.8==1.45?44当电枢绕组为单波绕组时,绕组并联支路数为2,每一条支路串联的元件数为60,换向器上可以放置4个电刷,至少短路4个元件,则电刷间的电动势为Ea=58×10=580V每一条支路的电阻为R=58×0.2=11.6?电刷间
4、的电阻为Ra=R11.6==5.8?221.5已知一台直流电机的极对数p=2,元件数S=Z=K=21,元件的匝数Nc=10,单波绕组,2试求当每极磁通Φ=1.42×10Wb,转速n=1000r/min时的电枢电动势为多少?解：单波绕组并联支路对数a=1,电枢总导体数N=2SNC=2×21×10=420电枢电动势Ea=pN2×420Φn=×1.42×10?2×1000=198.8V60a60×11.6一台直流电机,极数2p=6,电枢绕组总的导体数N=400,电枢电流Ia=10A,气隙每极磁通Φ=0.21Wb。试求采用单叠绕组时电机的电磁转矩为多大?如把绕组改为单波绕组,保持支路电流ia的数值不
5、变,电磁转矩又为多大?解:电枢绕组为单叠绕组时,并联支路对数a=p=3,电磁转矩T=pN3×400ΦIa=×0.21×10=133.69N?m2πa2×3.1416×3如果把电枢绕组改为单波绕组,保持支路电流ia的数值不变,则电磁转矩也不变,仍为133.69N?m,因为无论是叠绕组还是波绕组,所有导体产生的电磁转矩的方向是一致的,保持支路电流ia不变,就保持了导体电流不变,也就保持了电磁转矩不变。也可以用计算的方法:单叠绕组时并联支路数为6,支路电流ia=改为单波绕组,保持支路电流ia的数值不变,仍为电枢电流Ia=2ia=Ia10=A6610A,而并联支路数为2(a=1),610A33×40
6、010电磁转矩T=×0.21×=133.69N?m。2×3.1416×131.7一台他励直流电机,极对数p=2,并联支路对数a=1,电枢总导体数N=372,电枢回路总电阻Ra=0.208Ω,运行在U=220V,n=1500r/min,Φ=0.011Wb的情况下。PFe=362W,Pmec=204W,试问:(1)该电机运行在发电机状态还是电动机状态?(2)电磁转矩是多大?(3)输入功率、输出功率、效率各是多少?解:(1)Ea=pN2×372Φn=×0.011×1500=204.6V,低于电源电压U=220V,60a60×1所以电机运行在电动机状态。(2)Ia=U?Ea220?204.6==74
7、ARa0.208T=pN2×372ΦIa=×0.011×74=96.39N?m2πa2×3.1416×1(3)输入功率P1=UI=220×74=16280W=16.28KW输出功率P2=P1?Pcua?PFe?Pmec=16280?74×0.208?362?2042=14575W=14.575KW效率η=P214.575==0.895=89.5%P116.281.8如果直流电机的电枢绕组元件的形状如题1.8图
