电机与拖动基础 作业习题答案

第四章

4-1电动机在什么条件下应采用降压起动?定子绕组为星形接法的笼型异步电动机能否采用星形-三角形起动?为什么?

答:在一般情况下,小容量电动机轻载时可以允许直接起动。只要直接起动时的起动电流在电网中引起的电压降不超过10%~15%(对经常起动的电动机取10%,对不经常起动的电动机取15%),就允许直接起动。否则,就应采用降压起动。

不能。因为星形接法的电动机的绕组额定电压为220V,按星形-三角形起动原理,当电机起动完成后变为三角形接法时,加在绕组上的电压为380V,超过了绕组所能承受的电压值,时间一长绕组将发热而烧毁。 4-3 电动机能耗制动与反接制动控制各有何优、缺点?分别适用于什么场合?

答:能耗制动是在切除三相交流电源之后,定子绕组通入直流电源,在定转子之间的气隙中产生静止磁场,惯性转动导体切割该磁场,形成感应电流,产生与惯性转动方向相反的电磁力矩而制动。制动结束后将直流电源 切除。能耗制动虽然制动准确、平稳,且能量消耗较小,但需附加直流电源装置,制动力较弱,在低速时制动力矩小的缺点。能耗制动一般用于要求制动准确、平稳的场合和起动频繁且容量较大的电动机。

反接制动靠改变定子绕组中三相电源的相序,产生一个与转子惯性转动 方向相反的电磁转矩,使电动机迅速停下来,制动到接近零转速时,再将反相序电源切除。反接制动的优点是制动转矩大,制动效果显著,但制动不平稳,而且能量损耗大。一般适用在铣、镗、中型车床的主轴控制中。

第五章

5-1 换向器在直流电机中起什么作用? 答:

换向器和电刷是直流电机最重要的部件,对于直流发电机,其作用是将电枢绕组元件中的交变电动势转换为电刷间的直流电动势;对于直流电动机,则是将输入的直流电流转换为电枢绕组元件中的交变电流,以产生恒定方向的电磁转矩。

5-4主磁通既交链着电枢绕组又交链着励磁绕组,为什么却只在电枢绕组里感应电动势?

答:励磁绕组与主磁通无相对运动,且直流电机的主磁通也不变化。

5-6他励直流电动机运行在额定状态,负载为恒转矩负载,如果减小磁通,电枢电流是增大、减小还是不变? 答:

根据他励直流电动机的电压平衡方程和转矩平衡方程 Ua?Ea?IaRa?Ce?n?IaRa,Te?TL?CT?Ia

如果减小磁通?,则感应电动势Ea减小,电枢电流Ia将增大,以保持转矩

Te?TL的平衡关系。

5-9一台他励直流电动机的额定数据为:PN?5kW,UN?220V,

nN?1000r/min,ΔpCua?500W,Δp0?395W。计算额定运行时电动机的Te,

TL,T0,P1,?N,Ra。

解:

PN5?103 负载转矩TL?9.55n?9.55?1000?47.75(N?m)

NΔp0395T?9.55?9.55??3.77(N?m) 空载转矩0nN1000 电磁转矩Te?TL?T0?47.75?3.77?51.52(N?m)

输入功率P1?Pem??pCua?PN?Δp0??pCua?5?0.395?0.5?5.895(kW)

PN5额定效率?N?P?100%?5.895?100%?84.8%

1 电枢电阻

Ra??pCua?pCua500???0.696(?)2P58952IN 12()()220UN

5-10 有一他励直流电动机的额定数据为:PN?7.5kW,UN?220V,

IN?40A,nN?1000r/min,Ra?0.5?,TL?0.5TN,求电动机的转速和电枢电流。 解:

额定运行时

Ce?N?UN?INRa220?40?0.5??0.2(V?min/r) nN1000 TeN?9.55Ce?NIN?9.55?0.2?40?76.4(N?m)

PN7.5?103 TN?9.55n?9.55?1000?71.625(N?m)

N 空载转矩和空载损耗为

T0?TeN?TN?76.4?71.625?4.775(N?m) P0?T0nN4.775?1000??500(W) 9.559.55 负载运行时,认为空载损耗保持不变,即有如下关系 Te?TL?9.55P0P?0.5TN?9.550 nn Ce?Nn?UN?IaRa Te?CT?NIa?9.55Ce?NIa 求解上面的三个方程,可得电动机的转速和电枢电流 n?1047.3(r/min) Ia?21.1(A)

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