1、1.2圖1.9a所示磁路由電工鋼片疊成，其磁化曲線如圖1.19b所示。圖中尺寸單位是mm,勵磁線圈的匝數(shù)為1000匝。試求當鐵心中的磁通為Wb時，勵磁線圈的電流應為多少？解：忽略鐵心的疊片系數(shù)，則鐵心的截面積為:-1=-41=：-鐵心磁路的平均長度為:叟二1_二1.WA0.8xl0_:，I=2x(100+80)-fi=3=0.354?h鐵心內(nèi)部的平均磁密為：查圖所示的磁化曲線得相應的磁場強度為:H=400A/m,于是磁路所需的勵磁安匝為:F：=Jf?=400x0.354=141.6忽略氣隙處的邊緣效應,則氣隙內(nèi)的磁通與鐵心相同，于是有：血20xl0-3x40xW3_1,25扯4xl07=Q.9

2、47k105J機=9.947x10xSxlO=5968.2/N沖比勵磁線圈中所需的勵磁電流為：由上述數(shù)值可見,，即大部分磁勢集中在氣隙中。在計算電機磁路時，即使忽略鐵心內(nèi)部的損耗，也不會帶來多大誤差。2.1一臺四極并勵直流電機接在220V的電網(wǎng)上運行，已知電樞表面的總導體數(shù)根，N=372根,n=1500min/r,=1.1x10負二次方，單波繞組，電樞回路的總電阻,Ra=0.208歐,PFe=362W,Pmec=240W,試問：（1）此電機是發(fā)電機還是電動機？（2）電磁轉(zhuǎn)矩與輸出功率各為多少？解：（1）要判斷直流電機是工作在發(fā)電機還是電動機運行狀態(tài)，只需比較一下端部電壓U和電刷兩端感應電勢Ea

3、的大小即可。當EaU時，直流電機工作在發(fā)電機狀態(tài)；當EaU時，直流電機工作在電動機狀態(tài)?？紤]到單波a=1,根據(jù)題意，E=X2xl5OOxl.lxlO-2=204.6K250=420.5K電磕轉(zhuǎn)矩.Tf7欝=2(3)很據(jù)電壓平衝方程得叫5D0U至于直流電動機的實際空載轉(zhuǎn)速，將比n0略下一點，計算如下：9.55x0.841是，理想空載轉(zhuǎn)速為-=523J9r/min0.841空載電流宀.俟如竺心詡沏仆in實際空載轉(zhuǎn)速0,841(1)額定角速度為：。川=警=竺壬型=5236佗曲/2.3某臺他勵直流電動機的銘牌數(shù)據(jù)為：kWPN22=,VUN220=AIaN115=min/1500rnN=，電樞回路的總電

4、阻為0.1Q，忽略空載轉(zhuǎn)矩，電動機帶額定負載運行時，要求轉(zhuǎn)速降到1000r/min。問：（1）采用電樞回路串電阻降速時應串入多大的電阻值？（2）采用降低電源電壓降速時，外加電壓應降為多少？（3）上述兩種情況下，電動機的輸入功率與輸出功率各為多少？（不計勵磁回路的功率）解：根據(jù)電壓平衡方程式得220-0,1x1151500=0.139（1）當采用電樞凹路外串電阻降速時,由于負載轉(zhuǎn)矩保持（額定）不變，根據(jù)口-知，此時電樞電樞電流匕訂心卜足根據(jù)屯壓平衡方程式荷U,-E&+爲=220-0.139xlQ0(J115=0.7040&=0.7040.1=0.604fl于是電樞回路的外串電阻應為=f（2）當采

5、用降壓降速時，同樣，由于負載轉(zhuǎn)矩保持不變，。于是根據(jù)電壓平衡方程式有Uf=Ef+Ri=Cw+RJ.39x1000+0.1x115=150.5/difcrtJ%1dUrf（3）當采用電樞回路外串電阻降速時，電動機的輸入與輸出功率分別為P=220x115=25300/f=25J由忽略宇載轉(zhuǎn)矩即忽賂空載損耗，是有P2=Pim-EJa=q巧-0.l39xl000xI15=159K5Jr=55kW同樣，目采用降壓降速時，電動機的輸入與輸出功率分別為=U7a=1505X15=17307=17308AWP；二驗=EfJa=3卅=0,1391000x115=15985=15.9X5W或肓接根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速相

6、同.故尺二巴-15.9S5AJF對見，降壓降速可以比電樞刈路外串電磯降速匚有較少的輸入功率.即戌效率較高.3.1下圖中箭頭表示轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的實際方向，試利用電力拖動系統(tǒng)的動力學方程式說明在附3.9采用弱磁升速的他勵直流電動機，為什么在負載轉(zhuǎn)矩較大時不但不能實現(xiàn)弱磁升速,而且還出現(xiàn)弱磁降速的現(xiàn)象，試說明理由。答：根據(jù)他勵直流電動機改變勵磁時的人工機械特性n=5T繪出弱磁時他勵直流電動機典型的人工機械特性曲線如圖3.54所示。由圖3.54可見，一般情況下，即負載轉(zhuǎn)矩低于一定程度（如圖中的TL1）時，隨著勵磁電流的減小，轉(zhuǎn)速升高，即弱磁升速。但當當負載轉(zhuǎn)矩大于一定程度（如圖中的）時，則隨著勵磁電流的減

7、小，轉(zhuǎn)速不但不升高，反而降低。3.8一臺并勵直流電動機的數(shù)據(jù)為：PN=2.2KW,UN=220V,nN=1500r/min,nN=81%，電樞回路的總電阻為1.813Q,額定勵磁電流IfN=0.414A。當電動機運行在1200r/min時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入能耗制動狀態(tài)自動停車。(1) 試問若保證起始制動電流不超過2IN,電樞回路應串入的電阻值為多少？(2) 當負載為位能性負載，若負載的總阻力轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的).9倍?，F(xiàn)采用能耗制動方法使電動機以n=220r/min的轉(zhuǎn)速勻速下放重物，試問所需制動電阻為多少？解：(1)額定電流2200-220=額定電樞電流Iv-g=12.35-0.414=11.$4由電

8、壓平衡方程式可得C皿=5-5=333=0_13221500根據(jù)題意，繪出直流電機的機械特性如圖3.58所示。圖3.58中，現(xiàn)已知B點的數(shù)值為：(2IN,nA)。其中,nA=1200r/min。將B點的數(shù)據(jù)代入能耗制動時的機械特性0-(&-九心1200=得Q主13+左0.1322即RQ=4.83Q(2) 當拖動位能性負載時，由題意知:TL=0.9TN又根據(jù)得：Tem=CTIa,得=0=09x11.94=10.746根據(jù)能耗制動時的機械特性得0-(1.813+)x10.7460.1322于是得能耗制動時所需制動電阻為：RQ=0.893Q5.3變壓器出廠前要進行“極性”實驗，其接線如圖5.43所示。

9、在AX端外加電壓，若將X-x相連，用電壓表測量Aa之間的電壓。設(shè)變壓器的額定電壓為220/110V,若A、a為同名端（或同極性端），電壓表的讀數(shù)為多少？若兩者不為同名端，電壓表的讀數(shù)又為多少？解：（1）若A、a為同名端，貝9一次側(cè)線圈AX與與二次側(cè)線圈ax反向串聯(lián)，貝電壓表的讀數(shù)為=JU=220-110=1107左苗TA（2）若A、a為非同名端，貝9一次側(cè)線圈AX與與二次側(cè)線圈ax順向串聯(lián)，貝電壓表的讀數(shù)為r+=220+110=330K比A-rft-&a)Y；yto乂dsc)7926.2=301.2IF(4) 輸入電功率為片二底+=7926.2-234+470=863O.2FT于是，電動機的效

10、率為p7xlOO%=x100%=8&.S%P.8630.2(5)根據(jù)&=也U品wcos弘張得定子電流為二十Z七迪!CCS平帀畀V3X380X0.827：0.869定子相電流為7.1某三相鼠籠式異步電動機的額定數(shù)據(jù)如下PN=300kW,UN=380V,IN=527A,nN=1450r/min，起動電流倍數(shù)Kst=7.6(定義為起動電流與額定電流之比)，起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)入st=5.1,過載能力入M=2.5。定子繞組采用A接法。試求：(1) 直接起動時的電流與轉(zhuǎn)矩；(2) 如果采用Y-A起動，能帶動lOOONm的恒轉(zhuǎn)矩負載起動嗎？為什么？(3) 為使得起動時的最大電流不超過1800A且起動轉(zhuǎn)矩不超過lO

11、OONm,采用自耦變壓降壓起動。已知起動用自耦變壓器的抽頭分別為55%、64%、73%三檔；試問應取哪一檔抽頭電壓？在所取的這一檔抽頭電壓下起動時的起動轉(zhuǎn)矩和起動電流各為多少？解：(1)直接起動時定子繞組中的電流為厶=K:rIy=6.7x527=3530.9A額定轉(zhuǎn)矩為%=9550=9550x=1975.86Mh力1450直接起動時的起動轉(zhuǎn)矩為匚二右=1.51975.56二2963.79Nm(2) 若采用Y-A起動，則起動轉(zhuǎn)矩為T：t二豈乙=|x2963.79=lOOO.Vm因此，采用Y-A起動不能帶動lOOONm的恒轉(zhuǎn)矩負載起動。(3) 若采用自耦變壓器起動，則電網(wǎng)側(cè)的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩分別

12、為當抽頭為55%時，I.=0.552x3530.9=1068.10J1800J7；=0.552X2963.79=96.51000伽當抽頭為64%時，7；=0.041x5530.?=14466A1000Nm當抽頭為73%時，/=0.73-x3530.9=1881.52.41800T=0.73-x2963.79=L579.40MHWOONm由此可見，只有抽頭為64%時的一檔才能滿足要求。此檔的起動電流為1446.26A，起動轉(zhuǎn)矩為1213.97Nm?？倷C械功率為vf7.2某三相繞線式異步電動機的額定數(shù)據(jù)如下PN=30kW,UN=380V,nN=720r/minr2=0.15Q,Ke=Ki=1.5Q

13、,現(xiàn)用轉(zhuǎn)子回路串電阻的方法使TL=TN時的轉(zhuǎn)速降為n=500r/min。試求：(1) 試求應在每相轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)串入的電阻值；(2) 定子每相繞組的電流(忽略激磁電流)為多少？(3) 試計算電磁功率以及總機械功率。(4) 試用MATLAB編程，繪出異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入電阻前、后的固有機械特性和人工機械特性。解：(1)額定轉(zhuǎn)差率為町一750-72=0750轉(zhuǎn)速為500r/min時的轉(zhuǎn)差率為75(1)根據(jù)三相異步電動機機械特性的參數(shù)表達式firrTr由于電磁轉(zhuǎn)矩保持額定不變，因此，只有r2/s保持不變，才能滿足要求。于是有Jf2-氏%$轉(zhuǎn)子回路外串電阻折算到定子側(cè)的值為y-n需外串電阻的實際值為pr

14、11耳=-=:=0.4S9Q匕上1.5x1_5Tn二9550邑(2)額定轉(zhuǎn)矩為=9550=397.2Nm720忽略激磁電流，則11=12。又根據(jù)ni2郷丿百02卿/60由于珀=心且一十島因而定子電瀟為j60x0.15P刊=斤上厶片(3) 此時電磁功率為13.2某繞線式.異步血動機用于起重機負我，以丨血擰/mii】的速度提升重煬G=2CiK)0/V至髙屢為H=20w.然后將空鉤G=1000/V丁方匕提升與下敘速度相等*提升后停止1=2(后再下放，而節(jié)赦后也停止f；=20$后再提卄提升與下鍛時傳動機構(gòu)的損耗相等，各為提升時有功功率的5%、電動機允許的過載能力為兀=2,試求：標準負我持續(xù)率時斷續(xù)周期工作制電動機的功率解：重物提升時的負載功率為1-0.05)/1150/60巴=9+3J20000+1000)x150/60=55253護=55.263咖重物提升時間為空鉤下放時的