電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)習(xí)題[優(yōu)質(zhì)分析]

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1、電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)習(xí)題電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)習(xí)題（一）直流電機(jī)1嚴(yán)選文書1 某車床電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，已知車刀切削力某車床電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，已知車刀切削力F=2000N，工件直徑，工件直徑d=150mm，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的各級速比，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的各級速比j1=2,j2=1.5,j3=2，各轉(zhuǎn)軸的飛輪矩為：各轉(zhuǎn)軸的飛輪矩為：GDd2=3.5N.m2 (指電動(dòng)機(jī)軸指電動(dòng)機(jī)軸)，GD12=2 N.m2,GD22=2.7 N.m2,GD32=9 N.m2，各級傳，各級傳動(dòng)效率都是動(dòng)效率都是0.9，求：，求：1）切削功率；）切削功率；2）電動(dòng)機(jī)輸出功率；）電動(dòng)機(jī)輸出功率；3）系統(tǒng)總飛輪矩

2、；）系統(tǒng)總飛輪矩；4）忽略電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)矩時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩；）忽略電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)矩時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩；5）車床開車未切削時(shí)，若電動(dòng)機(jī)加速度）車床開車未切削時(shí)，若電動(dòng)機(jī)加速度dn/dt=800r/（min.s），忽略電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)矩但不忽），忽略電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)矩但不忽略傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩?fù)p耗，求電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩。略傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩?fù)p耗，求電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩。2嚴(yán)選文書解：解：1）切削功率：切削線速度為）切削功率：切削線速度為smsmjndndVzz/./.898125121450601506060則切削功率為：則切削功率為：kWWFVPzz796389812000. kWWPPzN2590796333././2）電動(dòng)機(jī)輸

3、出功率：）電動(dòng)機(jī)輸出功率：22222321232212221212j2m4.55NmN2)1.59/(21.5)2.7/(22/43.5)jj(jGD)j(jGDjGDGDGD3）系統(tǒng)總飛輪矩：）系統(tǒng)總飛輪矩：3嚴(yán)選文書mNmNjnPjTTTTTzLL334901450796395505593220././.mNmNnPnPTNNNM334145025955095509550.4）電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩：）電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩：或：或：5）開車未切削時(shí)電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩：）開車未切削時(shí)電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩：mNmNTmNTdtdnGDT1990133479180037555437532).(.)(.4嚴(yán)選文書KWPN

4、17VUN220AIN90min/rnN15001470.aR2. Z2-71他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：計(jì)算：計(jì)算：（1）直接起動(dòng)電流；）直接起動(dòng)電流；（2）拖動(dòng)額定負(fù)載起動(dòng)，若采用電樞回路串電）拖動(dòng)額定負(fù)載起動(dòng)，若采用電樞回路串電阻起動(dòng)，應(yīng)串入多大電阻；若采用降電壓起動(dòng)，阻起動(dòng)，應(yīng)串入多大電阻；若采用降電壓起動(dòng)，電壓應(yīng)降到多大？（順利起動(dòng)為條件）電壓應(yīng)降到多大？（順利起動(dòng)為條件） ARUIaNs614961470220.解：解：1）NsII52.2）為使其順利起動(dòng)，需滿足：）為使其順利起動(dòng)，需滿足：AIINs225905252.則可令則可令5嚴(yán)選文書225147

5、0220ccaNRRRU.830.cR采用串電阻方式起動(dòng)：采用串電阻方式起動(dòng)：，2251470.URUaVU33采用降壓方式起動(dòng)：采用降壓方式起動(dòng)：，6嚴(yán)選文書KWPN57.VUN220AIN41min/rnN15003760.aRNLTT 3. Z2-51他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，把電源電壓降到把電源電壓降到150V，問：，問：（1）電源電壓降低了但電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速還來不及變化的瞬）電源電壓降低了但電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速還來不及變化的瞬間，電動(dòng)機(jī)的電樞電流及電磁轉(zhuǎn)矩各是多大？電力拖間，電動(dòng)機(jī)的電樞電流及電磁轉(zhuǎn)矩各是多大？電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)轉(zhuǎn)矩是多少？動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)轉(zhuǎn)矩是

6、多少？（2）穩(wěn)定轉(zhuǎn)速是多少？）穩(wěn)定轉(zhuǎn)速是多少？136401500376041220.NaNNenRIUCVnCeENa6204150013640.解：（解：（1）7嚴(yán)選文書AREUIaaa214537606204150.3026113640559559.eTCCmNICTaTem14189.mNICTTNTNL41534130261.mNTTTLem73135415314189.動(dòng)轉(zhuǎn)矩rpmCRIUneaN98713640376041150.（2） 8嚴(yán)選文書622ZKWPN13VUN220AIN7 .68min/1500rnN224. 0aR%30max型他勵(lì)直流電機(jī)，型他勵(lì)直流電機(jī)，電樞串

7、電阻調(diào)速，要求電樞串電阻調(diào)速，要求求：求：(1)電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)的最低轉(zhuǎn)速；電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)的最低轉(zhuǎn)速；(2)調(diào)速范圍；調(diào)速范圍；(3)電樞需串入電阻最大值；電樞需串入電阻最大值；(4)運(yùn)轉(zhuǎn)在最低速帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸入功運(yùn)轉(zhuǎn)在最低速帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸入功率（忽略空載率（忽略空載M0）及外串電阻上的損耗。）及外串電阻上的損耗。49嚴(yán)選文書min/min/)(min/min/).(.rrnnnrrCUnnRIUCNNeNNaaNe11315001613161313640220136401500224076822000解：根據(jù)題意得解：根據(jù)題意得minnmin/min

8、/).()(minrrnn1129301161310（1）求最低轉(zhuǎn)速）求最低轉(zhuǎn)速（2）求）求D33111291500.minmaxnnD10嚴(yán)選文書3)電樞需串入電阻最大值電樞需串入電阻最大值Rc:7402240768112913640220.minaNaNcRIEUR4)輸入功率、輸出功率、損耗：輸入功率、輸出功率、損耗：KWIUPNN114157682201.WInCIEPpPPaeaaemem5791076811291364002.minKWRIca49374076822.11嚴(yán)選文書%30max5 上題中的電動(dòng)機(jī)降低電源電壓調(diào)速，要求上題中的電動(dòng)機(jī)降低電源電壓調(diào)速，要求 ，求：，求：(

9、1)電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)的最低轉(zhuǎn)速；電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)的最低轉(zhuǎn)速；(2)調(diào)速范圍；調(diào)速范圍；(3)電源電壓需調(diào)到的最低值；電源電壓需調(diào)到的最低值；(4)電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩在最低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩在最低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸入功率及輸出功率（忽略空載損耗）。機(jī)的輸入功率及輸出功率（忽略空載損耗）。13640.Ce解：從上題已求得解：從上題已求得rpmnN113%nnn)n(nnnNN3000minminminmin(1)最低轉(zhuǎn)速：由于最低轉(zhuǎn)速：由于從而得從而得minminminr/r/./.)/(nnN26430301113112嚴(yán)選文書68. 5264/1500min

10、maxnnD(2)求求DminUVnnCUNe45111326413640.)(.minmin(3)最低電壓最低電壓1P2PkWWIEPPPkWWIUPaaMN474. 27 .682641364. 053. 37 .684 .51min02min1(4)輸入功率輸入功率和輸出功率和輸出功率13嚴(yán)選文書kWPN29VUN440AI76min/1000rnN376. 0aRmin/250min0rnmin/1500max0rnNLTT maxNZPP 6 一臺他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，一臺他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，采用降低電源電壓和減小磁通的方法調(diào)速，要求采用降低電源電壓和減小磁通的方法調(diào)速，要求最低理想轉(zhuǎn)速最低理

11、想轉(zhuǎn)速，最高理想空載轉(zhuǎn)速，最高理想空載轉(zhuǎn)速試求：試求：(1)該電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載該電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)的最低轉(zhuǎn)速及此時(shí)的靜差率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速及此時(shí)的靜差率 。(2)該電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒功率負(fù)載該電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒功率負(fù)載(3)系統(tǒng)的調(diào)速范圍。系統(tǒng)的調(diào)速范圍。 時(shí)的最高轉(zhuǎn)速；時(shí)的最高轉(zhuǎn)速；eC411401000376076440.NaaNenRIUC解：根據(jù)題意，在額定時(shí)的解：根據(jù)題意，在額定時(shí)的為：為：14嚴(yán)選文書NLTT minnmax(1)在在時(shí)的最低轉(zhuǎn)速時(shí)的最低轉(zhuǎn)速及及eC%.%.%min/.min/.minminminmaxminmin827100250518025010051807641140

12、3760250000nnnrrICRnnaea由于在恒轉(zhuǎn)矩時(shí)的最低轉(zhuǎn)速是采用降壓方法由于在恒轉(zhuǎn)矩時(shí)的最低轉(zhuǎn)速是采用降壓方法來實(shí)現(xiàn)，故來實(shí)現(xiàn)，故不變。則不變。則maxneCeC293. 01500/440/max0nUCNe(2)在恒功率時(shí)最高轉(zhuǎn)速在恒功率時(shí)最高轉(zhuǎn)速由于在恒功率時(shí)最高轉(zhuǎn)速是采用弱磁調(diào)速來實(shí)現(xiàn)，故由于在恒功率時(shí)最高轉(zhuǎn)速是采用弱磁調(diào)速來實(shí)現(xiàn)，故變?yōu)樽優(yōu)椋?5嚴(yán)選文書min/min/.maxmaxrrICRnICRCUnaeaaeaeN1403762930376015000則則8 . 75 .180/5 .1402/minmaxnnD(3)求求D：16嚴(yán)選文書kWPN17VUN110A

13、IN185min/1000rnNNaII8 . 1maxNLTT80.0n7 一臺他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，一臺他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，。已知電動(dòng)機(jī)最大允許電流。已知電動(dòng)機(jī)最大允許電流，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載電動(dòng)運(yùn)行。試求：負(fù)載電動(dòng)運(yùn)行。試求：(1)若采用能耗制動(dòng)停車，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？若采用能耗制動(dòng)停車，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？(2)若采用反接制動(dòng)停車，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？若采用反接制動(dòng)停車，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？(3)兩種制動(dòng)方法在制動(dòng)開始瞬間的電磁轉(zhuǎn)矩各是多大？兩種制動(dòng)方法在制動(dòng)開始瞬間的電磁轉(zhuǎn)矩各是多大？(4)兩種制動(dòng)方法在制動(dòng)到兩種制動(dòng)方法在制動(dòng)到時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩各是多大？時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩各是

14、多大？ aReC解：根據(jù)題意，先估計(jì)解：根據(jù)題意，先估計(jì)和和： 17嚴(yán)選文書10101000185048901100489018517000185110212122.NaaNeNNNNanIRUCIPIURR26. 00489. 01858 . 10489. 01858 . 01108 . 18 . 0aNaaNRIRIURR(1)采用能耗制動(dòng)停車，電樞串入電阻采用能耗制動(dòng)停車，電樞串入電阻：59. 00489. 018520489. 01858 . 011028 . 18 .80. 08 . 1aNaaNNaNaNRIRIUURIEUR(2)采用反接制動(dòng)停車，電樞串入電阻：采用反接制動(dòng)停車，

15、電樞串入電阻：18嚴(yán)選文書mNICTNe232118581101155981559.(3)求電磁轉(zhuǎn)矩求電磁轉(zhuǎn)矩T：由于他勵(lì)電機(jī)勵(lì)磁不變，電：由于他勵(lì)電機(jī)勵(lì)磁不變，電樞電流相同，故兩種方法的樞電流相同，故兩種方法的T一樣，即一樣，即0n0nAARRUIaN1720489. 059. 0110mNICTe1661721010559559.(4)在在時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩T：對于反接制動(dòng)。則電樞電流對于反接制動(dòng)。則電樞電流I為：為：則則對于能耗制動(dòng)時(shí)，當(dāng)對于能耗制動(dòng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩也為零；時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩也為零；19嚴(yán)選文書（二）變壓器（二）變壓器20嚴(yán)選文書時(shí)容性和感性).)(.cos8(0cos(-

16、80221、一臺、一臺S750/10型三相變壓器，型三相變壓器，U1N/U2N=10/0.4kV，Y/連接。在低壓側(cè)做空連接。在低壓側(cè)做空在試驗(yàn)數(shù)據(jù)為：電壓在試驗(yàn)數(shù)據(jù)為：電壓U20=400V，電流，電流I0=65A，空載損耗空載損耗p0=3.7kW。在高壓側(cè)做短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)。在高壓側(cè)做短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)為：電壓為：電壓U1k=450V，電流，電流I1k=35A，短路損耗，短路損耗pk=7.5kW。室溫為。室溫為30。求：。求： (1)變壓器參數(shù)，并畫出變壓器參數(shù)，并畫出T型等值電路圖。假定型等值電路圖。假定r1r2，X1X2。(2)在額定負(fù)載時(shí)，在額定負(fù)載時(shí)，分別計(jì)算電壓變化率、副邊電壓和效率。分別計(jì)

17、算電壓變化率、副邊電壓和效率。 當(dāng)當(dāng)21嚴(yán)選文書43.144003100021NNUUK解：解：(1)求參數(shù)并畫出求參數(shù)并畫出T型圖：型圖：876. 06537003366.106540033220020IprrIUzzomoom空載試驗(yàn)從低壓側(cè)得空載試驗(yàn)從低壓側(cè)得22嚴(yán)選文書5 .22124 .18222204 .182876. 043.14222066.1043.1422222222mmmrmmmmrzXrKrzKz折算到高壓側(cè)：折算到高壓側(cè)：5227X14704242738620423023575235r235752350423537500342735345032752752222752

18、2.kkkkkkkkkkkkkkrzrzXrIprIUz短路試驗(yàn)從高壓側(cè)得：短路試驗(yàn)從高壓側(cè)得：23嚴(yán)選文書193. 1386. 2212157. 314. 72121573147212175112122kkkrrrXrr.XXX則則 從而得從而得T型等值電路圖（略）。型等值電路圖（略）。 2uu%、(2)求求和和： 變壓器帶感性額定負(fù)載時(shí)，其關(guān)系式為：變壓器帶感性額定負(fù)載時(shí)，其關(guān)系式為： NkNkNUXIrIu%12121sincos24嚴(yán)選文書AUSINNN343100003750000311.由于由于 VUuUuN4 .381400046. 01%1%6 . 43/100006 . 01

19、4. 78 . 0386. 23 .431%22所以所以 KWrIpCkNkN421338623433327521.kNp求效率時(shí)要特別注意：本題短路試驗(yàn)計(jì)算不是在額定求效率時(shí)要特別注意：本題短路試驗(yàn)計(jì)算不是在額定電流下，故短路損耗不是額定短路損耗。為此，首先電流下，故短路損耗不是額定短路損耗。為此，首先要求取額定短路損耗要求取額定短路損耗，然后才能求取效率。即，然后才能求取效率。即 %.cos229702770142131738075014213173112220220kNNkNppSpp25嚴(yán)選文書97.22%2V40740001801UU1U2N2.%.sincos81310000601

20、4780386234311221NkkNUXrIu%變壓器帶容性額定負(fù)載時(shí)：變壓器帶容性額定負(fù)載時(shí)：26嚴(yán)選文書（二）交流電機(jī)（二）交流電機(jī)27嚴(yán)選文書kWPN40min/1470rnN08. 02r6 . 2mNT2NT80.NT80.一臺三相四極繞線式異步電動(dòng)機(jī)，一臺三相四極繞線式異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)不計(jì)電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的損耗，則求：當(dāng)不計(jì)電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的損耗，則求：1）該電機(jī)提升重物時(shí)，要求啟動(dòng)瞬間具有）該電機(jī)提升重物時(shí)，要求啟動(dòng)瞬間具有的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子每相應(yīng)傳入多大電阻？的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子每相應(yīng)傳入多大電阻？電機(jī)轉(zhuǎn)速為多少？若負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，要求電機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速為多少？若負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，要求電機(jī)進(jìn)入到拉

21、反接制動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)轉(zhuǎn)子總電阻至少進(jìn)入到拉反接制動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)轉(zhuǎn)子總電阻至少為多大？為多大？電機(jī)轉(zhuǎn)速為多大？電機(jī)轉(zhuǎn)速為多大？，帶位能負(fù)載，帶位能負(fù)載，2）若啟動(dòng)電阻不切除，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為若啟動(dòng)電阻不切除，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為時(shí)，時(shí)，3）若將若將負(fù)載在固有特性上回饋下放，負(fù)載在固有特性上回饋下放，28嚴(yán)選文書08. 01 . 016 . 26 . 202. 0102. 01500147015002220rSSnnnSmmNmNN解：據(jù)題意得：解：據(jù)題意得：NT21）求）求的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)轉(zhuǎn)子串入電阻：的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)轉(zhuǎn)子串入電阻：1SNQT2T ， 在啟動(dòng)時(shí)，在啟動(dòng)時(shí)，則則 舍去或0.4713283031112TTT

22、2T2.mNNmNNmSS29嚴(yán)選文書0932531806280621TTTT222222.SSSSmLNmLNm.rSSRmmQ62108011013212則則由于轉(zhuǎn)子串入電阻為題由于轉(zhuǎn)子串入電阻為題1）值，故與題）值，故與題1）共有一）共有一條機(jī)械特性，只是工作點(diǎn)不同而已。那么它們最條機(jī)械特性，只是工作點(diǎn)不同而已。那么它們最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)轉(zhuǎn)差率是相同的，即大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)轉(zhuǎn)差率是相同的，即.621N. T802）轉(zhuǎn)子串入）轉(zhuǎn)子串入時(shí)在時(shí)在下的轉(zhuǎn)速以及剛開始下的轉(zhuǎn)速以及剛開始倒拉時(shí)轉(zhuǎn)子串入電阻值：倒拉時(shí)轉(zhuǎn)子串入電阻值：30嚴(yán)選文書舍去或13.3336. 009. 325. 313. 209. 325.

23、 322mSS則則min996min3360115001202r/r/.Snn所以所以1SNQ. T80T在剛開始倒拉時(shí)，電機(jī)處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)將開始反轉(zhuǎn)，故在剛開始倒拉時(shí)，電機(jī)處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)將開始反轉(zhuǎn)，故，則，則舍去或0.1634618062806211T80TT80T222.mNNmNNm.SS 31嚴(yán)選文書.rSSRmm994080110346122Q那么那么07. 599. 408. 02QRr則轉(zhuǎn)子總電阻至少應(yīng)大于則轉(zhuǎn)子總電阻至少應(yīng)大于N. T801009325312532531253T80T62TT323233.S.-S.SSS.mmmNNLNmm.3）求）求負(fù)載在固有特性上回饋下放速度：負(fù)載在固有特性上回饋下放速度：32嚴(yán)選文書舍去625001570093253103.或./.S所以所以 minr/.Snn152401570115001303則下放轉(zhuǎn)速為則下放轉(zhuǎn)速為33嚴(yán)選文書