电力拖动与控制课后答案 李岚 梅丽凤(3)

Rst2?R2?R1?0.378?0.221?0.157? Rst3?R3?R2?0.646?0.378?0.268?

2-26 一台他励直流电动机，PN=7.5kW，UN=220V， IN=41A， nN=1500r/min，Ra=0.376Ω，拖动恒转矩负载运行，T=TN。当把电源电压降到U=180V时，问：

（1） 降低电源电压瞬间电动机的电枢电流及电磁转矩是多少？ （2） 稳定运行时转速是多少？

解：Ce?N?UN?INRa220?41?0.376??0.316Vr?min?1

nN1500UNRa??T 2Ce?NCeCT(?N)?机械特性 n?（1）当在额定点运行时 EN?Ce?N?nN?0.136?1500?204V

?降压瞬间 180?204?Ia?Ra Ia?180?204??63.8A

0.376T?CT?NIa?9.55?0.136?(?63.8)??82.9N?m

(2) n?1800.376??41?1324?113?1211rmin 0.1360.1362-27上题中的电动机拖动恒转矩负载运行，T=TN ，若把磁通减小到φ=0.8φN,。计算稳定

运行时电动机的转速是多少?电动机能否长期运行?为什么? 解: n?220Ra?T Ce?NCe?NCT?N当T=TN,??0.8?N时

n?2200.376??9.55?0.136?41

0.8?0.1360.8?0.136?0.8?0.136?9.550.376?41?2022??1845rmin

0.64?0.136Ia?TNC??I5?TNN?IN?51.25A

CT?N?0.80.8CT?N4?Ia?IN ?电机不能长期运行

2-28 他励直流电动机的数据为PN=13kW，UN=220V， IN=68.7A， nN=1500r/min，Ra=0.224Ω。采用电枢串电阻调速，要求δ

max

=30%，求：

11

（1） 电动机拖动额定负载时最低转速。 （2） 调速范围。

（3） 电枢需串入的电阻值。

（4） 拖动额定负载在最低转速下运行时电动机电枢回路输入的功率，输出功率（忽略T0）

及外串电阻上的消耗的功率。 解: (1)??n0?n?0.3 ?n?0.7n0?nmin?0.7n0 n0UN?INRa220?68.7?0.224??0.136Vmin?1?r

nN1500Ce?N?n0?2201618rmin ?nmin?0.7?1618?1133rmin Ce?Nnmax1500??1.324 nmin11332200.224?Rn??68.7 0.1360.136(2) D?(3) 1133??解得Rn?0.736?

(4) P1?UNIN?220?68.7?15.1kW

P2?9.55?0.136?68.7?2?3.14?1133?10.6kW

602PRn?INRn?68.72?0.736?3474W

2-29 上题中的电动机，如果采用降低电源电压调速，要求δ

（1） 电动机拖动额定负载运行时的最低转速。 （2） 调速范围。

（3） 电源电压需调到的最低数值。

max

=30%，求：

（4） 电动机拖动额定负载运行在最低转速时，从电源输入的功率及输出功率（不计T0）。

解: (1) ?nN?n0?nN?1618?1500?118rmin

??0.3?118?nN?393rmin?0.3 ?n0min? 0.3n0?nmin?n0min??nN?393?118?275rmin

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(2) D?nmax1500??5.5 nmin275Umin?Umin?53.4V Ce?N(3) n0min?(4) PW 1?UminIN?53.4?68.7?3672P2?TN???9.55?0.136?68.7?6.28?275?2568W

602-30 他励直流电动机PN=29kW，UN=440V，IN=76A， nN=1000r/min，Ra=0.376Ω，采用降低电源电压及弱磁调速，要求最低理想空载转速n0min=250r/min，最高理想空载转速

n0max=1500r/min，试求：

（1） T=TN时的最低转速及此时的静差率。 （2） 拖动恒功率负载P2=PN时的最高转速。 （3） 调速范围。

解: Ce?N?UN?INRa440?76?0.376??0.411Vr?min?1

nN1000n0?440?1071rmin ?nN?1071?1000?71rmin 0.411(1) nmin?n0min??nN?250?71?179rmin

??n0min?nminn0min?250?179?0.284

250(2) n0max?440?1500(设x为弱磁系数)

x?0.4111071x??0.714

1500?n?1500?RaT

0.714Ce?N?0.714CT?N当P2?PN时,设电机转速为nx,转矩为Tx

?Tx?22?nx60PN?PN ? Tx? 代入机械特性n中,整理有 602?nxnx?1500nx?126675.9?0

解得 nx?1410rmin或90rmin

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?拖动恒功率P2?PN时最高转速为1410rmin.

(3) 弱磁时拖动T?TN恒转矩负载的转速

n?1500?0.376?76?1364rmin

0.714?0.411?0.714?D?1364?7.62 1792-31 一台他励直流电动机PN=3KW，UN=110V，IN=35.2A，nN=750r/min，Ra=0.35Ω。电动机原工作在额定电动状态下，已知最大允许电枢电流为Iamax=2IN，试问：

（1） 采用能耗制动停车，电枢中应串入多大电阻？ （2） 采用电压反接制动停车，电枢中应串入多大电阻？ （3） 两种制动方法在制动到n=0时，电磁转矩各是多大？

（4） 要使电动机以-500r/min的转速下放位能负载，TL=TN，采用能耗制动运行时电枢应

串入多大电阻？ 解: Ce?N?UN?INRa?0.1304Vr?min?1

nN（1）EN?Ce?NnN?0.13024?750?97.68V

能耗制动：0?EN?Ia(Ra?Rn) 代入数据，可解得 Rn?1.0375?

（2）?UN?EN?Ia(Ra?Rn) ?Rn?2.6? （3）能耗制动时：n=0 则T=0；

反接制动时：n?UCe?N?Ra?Rn?T

Ce?NCT?N将U=?110V，R?2.6?代入： 得T??46.3N?m （4）n??2Rn?T ?Rn?1.5?

Ce?NCT?N2-32 一台他励直流电动机，PN=13KW，UN=220V，IN=68.7A，nN=1500r/min，Ra=0.195Ω，拖动一台起重机的提升机构。已知重物的负载转矩TL=TN，为了不用机械闸而由电动机的电磁转矩把重物吊在空中不动，问此时电枢回路中应串入多大电阻？

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解：Ce?N?UN?INRa220?68.7?0.195??0.138Vr?min?1

nN1500n0?UN220??1594rmin Ce?N0.138Ra?T

Ce?NCT?N固有机械特性n?1594?若使重物吊在空中不动，即n?0时T?TN

?n?1594?Ra?Rn0.195?Rn?TN?1594??68.7

Ce?NCT?N0.138解得 Rn?3?

2-33 他励直流电动机的技术数据为PN=29KW，UN=440V，IN=76A，nN=1000r/min，Ra=0.377Ω，Iamax=1.8IN，TL=TN。问电动机拖动位能负载以-500r/min的转速下放重物时可能工作在什么状态？每种运行状态电枢回路中应串入多大电阻（不计传动机构中的损耗转矩和电动机的空载转矩）？要求画出相应的机械特性，标出从稳态提升重物到以500r/min速度下放重物的转换过程。

解：若只可进行一次变换则有可能的工作状态：

能耗制动，转速反向的反接制动。 i） 能耗制动

EN?UN?INRa

Ce?N?ENR?Rc?0.4113 ?n??a?Ia nNCe?NRa?Rc?IN

Ce?N若-500下放，则?500??则Ra?Rc?2.706?，Rc?2.706?0.377?2.33? 此时校核制动瞬间的电流

1000??2.706Ia ?Ia??152A

0.4113

Iamax?1.8IN?136.8A

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