电机与拖动作业
浙江大学远程教育学院 《电机与拖动》课程作业
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1-13 已知直流电机的极对数p=2，槽数z=22，元件数及换向片数s=k=22，试画出单迭绕
组展开图、磁极和电刷位置，并画出并联支路图。 解：（1）计算绕组数据：y?yk?1,y1?（2）绕组展开图
z221?????5 为短距绕组。 2p42
（3）并联支路图
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电机与拖动作业
1-19 某四极直流电机，电枢槽数z=36,单迭绕组，每槽导体数为6，每极磁通2.2×10-2［Wb］、
电枢电流Ia=800［A］，问此时电磁转矩为多少？如改为单波绕组，保持支路电流不变，其电磁转矩为多少？
解：极对数p=2，单迭绕组时，支路对数a=2,电枢绕组总导体数N=36×6=216
Mem?CM???Ia?pN2?216???Ia??2.2?10?2?800?605.35(N?M) 2?a2???2Ia800??200(A) 2a2?2单波绕组a=1，支路电流ia?电枢电流 Ia?2a?ia?2?200?400(A) 电磁转矩 Mem?CM???Ia??pN???Ia?605.35(N?M) 2?a
1-21 某他励直流电动机额定电压UN =220［V］，额定电流IN =10［A］，额定转速nN =1500
［r/min］，电枢回路总电阻Ra =0.5［Ω］，试求： （1） 额定负载时的电磁功率和电磁转矩；
（2） 保持额定时励磁电流及总负载转矩不变而端电压降为190［V］，则稳定后的电枢电
流与转速为多少？（电枢反应忽略不计）。 解：（1）由于他励 IaN?IN, 所以
EaN?UN?INRa?220?10?0.5?215(V) PM?EaIa?215?10?2150(W)
T?PMP?602150?60?M??13.7(N?m) ?N2?nN2??1500（2）由于If?IfN不变且电枢反应忽略不计，则有???N；又因TZ不变，所以有
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电机与拖动作业
Ia?TZNTZ??IaN?IN?10(A) CM?CM?NEa?U?IaRa?190?10?0.5?185(V)
由于 ???N，所以
EaNnN?EaE?nN185?1500?n?a??1291(r/min) nEaN215
1-22 某并励直流电动机额定电压UN =220［V］，额定电流IN =75［A］，额定转速nN =1000
［r/min］，电枢回路总电阻Ra =0.26［Ω］，额定时励磁回路总电阻RfN =91［Ω］,铁耗及附加损耗pFe+ p△=600［W］，机械损耗pΩ=198［W］，电枢反应去磁作用不计。试求： （1） 额定运行时的电磁转矩T与输出转矩TN ; （2） 理想空载转载；
（3） 实际空载电流I0及实际空载转速。 解：（1）对于并励，
IaN?IN?IfN?75?UN220?75??72.6(A) RfN91EaN?UN?IaNRa?220?72.6?0.26?201.1(V)
Ce?N?EaN201.1??0.201 nN1000T?CM?NIaN?9.55Ce?NIaN?9.55?0.201?72.6?139.4(N?m)
（2）由于电枢反应去磁作用不计且U=UN不变，所以?0??N，则
n0?UNUN220???1094.5(r/min)
Ce?0Ce?N0.201T07.62??3.97(A)
CM?N9.55?0.201（3） Ia0?n?0?
UN?Ia0Ra220?3.97?0.26??1089.4(r/min)
Ce?N0.2011-31 两台完全相同的并励直流电动机，电枢回路总电阻均为Ra=0.1［Ω］，两机在1000［r/min］时的空载特性均为
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I1 (A) U0 (V) 1.3 186.7 1.4 195.9 先将两机在机械上同轴联结，电路上并联于同一个230［V］的直流电源，轴上不带其他负载，电枢反应及附加损耗均忽略不计。已知当甲机励磁电流为1.4［A］，乙机的励磁电流为1.3［A］时，机组的转速为n=1200［r/min］。试问： （1） 此时哪一台为发电机？哪一台为电动机？ （2） 机组总的机械损耗和铁耗为多少？
（3） 只调节励磁电流能否改变两机的运行状态（转速不变）？
解：（1）根据数据可得
1200Ea甲?195.9??235（V)?230(V)
10001200Ea乙?186.7??224（V)?230(V)
1000因为Ea甲?UN,Ea乙?UN，故甲为发电机，乙为电动机。 （2） 据项（1）有： 电动机：Ia乙?U?Ea乙230?224??60(A) Ra0.1PM乙?Ea乙Ia乙?224?60?13440（W)?P2乙?p0乙?P2乙?（p??pFe） 乙，发电机：Ia甲?Ea甲?URa?235?230?50(A)
0.1PM甲?Ea甲Ia甲?235?50?11750（W)?P1甲?p0甲?P1甲?（p??pFe）甲
由于电动机乙与发电机甲同轴联结，乙机的轴上输出功率P2乙即为甲机的输入功率，
（p??pFe）即P2乙?P1甲?PM甲?甲0
（p??pFe）（p??pFe）（则：PM乙?PM甲?乙?P甲0?M甲????p???pFe），得
?p???pFe?PM乙?PM甲?13440?11750?1690（W）
(3) 调节励磁电流可以改变两机的运行状态。例如：将If甲↓使得Ea甲
2-10 他励直流电动机额定数据同题2-5，试问： （1）如果将该机直接起动，则起动电流为多少？
（2）为使起动电流限制在2IN，应在电枢回路串入多大电阻？
（3）如果采用降压起动且使起动电流限制为2IN，端电压应将为多少？
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电机与拖动作业
解：（1）估算Ra,Ra?1UNIN?PN?0.0694(?) 22INIQ?UN220??3170(A) Ra0.0694UN220?2IN 可得： RRQ??0.0694?0.245(?)
Ra?RQ2?350(2) 据
(3)据
U?2?IN 可得：U=2x350x0.0694=48.58(V) Ra
2-15 某他励直流电动机额定数据如下：PN =3［kW］，UN =220［V］，IN =18［A］，nN =1000［r/min］电枢回路总电阻Ra =0.8［Ω］。试求：
（1）为使该机在额定状态下进行能耗制动停机，要求最大制动电流不超过2 IN，求制动电阻值；
（2）在项（1）的制动电阻时，如负载为TZ=0.8TN位能转矩，求电机在能耗制动后的稳定速度；
（3）设该机带动TZ=TN位能负载运行于额定状态，采用能耗制动使之最终以500［r/min］的速度下放重物，求制动电阻及该电阻所对应的最大制动电流；
（4） 若该机采用能耗制动将TZ=TN位能负载稳速下放时，所能达到的最低下放转速为多少？
（5）若该机在额定工况下采用能耗制动停机而不接制动电阻，则制动电流为额定电流多少倍？
解：(1) EaN?UN?INRa?220?18?0.8?205.6(V)
Ce?N?EaN?0.2056 nN最大制动电流 I1??2IN??2?18??36(A) 据 0?EaN?I1(Ra?R乙) 可得：R乙?（2） Ia?0.8IN?0.8?18?14.4(A)
?205.6 ?0.8?4.91（?）?36Ea??Ia(Ra?RZ)??14.4(0.8?4.91)??82.22(V)
n?Ea??400(r/min) 负号代表电机反转，将重物下放。
Ce?N（3）Ea??500?0.2056??102.8(V)
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