电机课后习题答案2014

电力拖动基础部分课后习题答案

1-8 某起重机电力拖动系统如图1-13所示。电动机PN＝20kW,n?950r/min，传动机构转速比j1?3，j2?3.5，j3?4，各级齿轮传递效率?1??2??3?0.95，各轴的飞轮矩

222GD12?125N?m2，GD2?50N?m2，GD3?40N?m2，GD4?460N?m2，卷筒直径

D?0.5m，吊钩重G0?1900N,被吊重物G?49000N,忽略电动机空载转矩、钢丝绳重量

和滑轮传递的损耗，试求：

(1)以速度v?0.3m/s提升重物时，负载(重物及吊钩)转矩、卷筒转速、电动机输出功率及电动机的转速；

(2)负载的飞轮矩及折算到电动轴上的系统总飞轮矩； (3) 以加速度为0.1m/s提升重物时，电动机输出的转矩。

260v60?0.3??11.46r/min2?R2?3.14?0.25'解：（1）卷筒速度：n?nj1j2j3?11.46?3?3.5?4?481r/min

n??T??FR?50900?0.25?12725N?m

折算到电机转矩： TL?9.55?G?G?v?353.6N?m Fv?9.550n?481?0.953（另： TL?G??R?G0?G?R?1900?49000??0.25???353.4N?m） 3j?j?3?3.5?4?0.95TLn353.4?481??17.8kw 955095502电机输出功率： P?22 （2）负载飞轮矩：GLD??G0?G???2R??50900?0.25?12725N?m

折算到电机轴总飞轮矩：

22GD32GD2GD4Gv2??3652 GD?GD?2?22j1n?j1?j2??j1?j2?j3?221

?125?5.55?0.36?46050900?0.09?365 176448122 ?130.91?0.26?7.22?138.4N?m

m/s ∴ （3）∵ a?0.12dv?0.1m/s2 dt 而

dn60dv60?j??0.1?42?159.6 dt2?Rdt2?3.14?0.25GD2dn T?TL?

375dt ∴ T?138.4?159.6?353.4?412N?m 3751-9 某龙门刨床的主传动机构图如图1-14所示。齿轮1与电动机直接联接，各齿轮数据见表1-1所示。

表1-1 传动机构各齿轮数据 序号 1 2 3 4 5 6 G1 G2

刨床的切削力FZ?9800N,切削速度vz?45r/min，传动机构总效率?c?0.8，齿轮6的节

2距t6?20mm，电动机的飞轮矩GDd?230N?m，工作台与床身的摩擦系数??0.1。试求：

名称 齿轮 齿轮 齿轮 齿轮 齿轮 齿轮 工作台 工件 GD2/N?m2 8.30 40.25 19.50 56.80 37.50 137.20 重量/N 14700 9800 齿数 30 55 38 64 30 75 (1)折算到电动机轴上的系统总飞轮矩及负载转矩； (2) 切削时电动机的输出功率；

(3) 空载不切削时当工作台以2m/s加速时，电动机的转矩。 解：

2j1? j3?Z255Z64??1.83；j2?4??1.68Z130Z338Z675??2.5；j?j1?j2?j3?7.686Z530vz45??30r/min?t6?节距，75?齿数??3t6?7520?10?75

n6?∴ 电机转速为 n?n6?j?230r/min

v?Fv??G1?G2????9800???60?9.55（1） TL?9.55 n?c230?0.845???14700?9800??0.1?9800???60 ?9.55?476.85N?m

230?0.8 222222GD?GDGD?GDGDGv22223456 GD?GDd?GD1???2?3652222jj?jjn112

?14700?9800??456040.25?19.556.8?37.5137.2 ?230?8.30????36522221.837.6862301.83?1.68??

?230?8.3?8.88?10?2.3?95 ?354.48N?m2

??2（2） P?（3）

TL?n9550?476.85?2309550?11.48KW

GD2dnGD260dvT?TL2????j375dt375?Ddt?G1?G2????v60 TL2?9.55??95.37N?mn?cT?354.4860??2?7.686?TL2?581?95.37?676.37N?m375t6?75

2－9 他励直流电动机的额定数据为: P N?5.6KW，UN=220V，IN=28A，测得Ra=0.35?。是计算并画出下列机械特性： nN=1000r/min。（1） 固有机械特；

（2） 电枢电路串入电阻R??50%RN?RN???UNIN??时的人为机械特性； ?（3） 电枢电压U?50%UN时的人为机械特性； （4） 磁通??80%?N时的人为机械特性。 解：（1）固有特性： Ce?N?UN?INRaURa?0.21 n?N??T?1048?0.831T 2nNCe?NCe?NCTUN220?50%?3.93? IN28（2）R??50%RN?50%? n?UN0.3?53.93 6?T?104?810.T12Ce?N9.5?5Ce?N?（3）n?524?0.83T （4）n?1310?1.3T

2－10他励直流电动机的铭牌数据如下为: P N?21KW，UN=220V，IN=115A，电枢总电阻Ra=0.18?。 nN=1000r/min，（1） 计算并绘制固有机械特性；

（2） 转速为1100 r/min时的电枢电流是多少？

（3） 电压降至200V，电枢电流Ia?IN时的转速是多少？

220?115?0.18?0.1993

10002200.18?T?1104?0.47T n?20.19939.55?0.1993解：（1）固有特性：Ce?N? （2）Ia? （3）n?UN?Ce?Nn220?0.1993?1100??4.28A

Ra0.182000.18??IN?1004?104?900r/min

0.19930.1993 2－11一台他励直流电动机的额定数据为： P N?1.75KW，UN=110V，IN=18.5A，nN=1500r/min，Ra?0.5?。

（1） 直接起动的起动电流是多少？

（2） 如果要求起动电流限制为2IN，采用降低电源电压起动，最低电压是多少？若采

用电枢串电阻起动，应串入多大电阻？

110?18.5?0.5?0.067

15001100.5?Ia?Ia?220A n?0时, 0=0.0670.067解：（1） Ce?N? （2）降压起动：U?2INRa?2?18.5?0.5?18.5V 串电阻： R?2

－

12

一

台

UN110?Ra??0.5?2.47? 2IN2?18.5他

励

直

流

电

动

机

，

其

名

牌

数

据

：

PN?10KW，UN=220V，IN=53A，Ra?0.394?

nN=1000r/min。采用电枢串电阻分级起动，其最大起动电流I1?2IN，起动级数m?3，

求各段起动电阻值，并计算分段电阻切除时的瞬时速度。 解：Ra?0.394?，Ce?N?0.199V?min/r

串入最大电阻：Rm=UN220R2.08==2.08???=mm?3?1.74 I12?53Ra0.394I1?106=60.9A?1.74 1.1IN=58.3A， 1.2IN=63.6AI2? 校验：

R1??Ra?0.687?R2??2Ra?1.195?

R3??3Ra?2.081?Rst1?R1?Ra=0.292?Rst2?R2?R1?0.508?Rst3?R3?R2?0.886?

第一次切换：

n?UNR2202.08?3I2=-?60.9=1105.5-636.5=469r/minr/min Ce?NCe?N0.1990.199UNR?2I2=1105.5-365.7=739.8r/minr/min Ce?NCe?NUNR?1I2=1105.52-210.24=895r/minr/mmin Ce?NCe?N 第二次切换： n?第三次切换： n?2－14一台他励直流电动机的铭牌数据为: P N?96KW，UN=440V，IN=250A，电枢总电阻Ra=0.078?。电动机运行于额定工况。若最大制动电流不允nN=500r/min，许超过2IN，则：

（1） 若采用能耗制动，求电枢应串入的最小电阻值；

（2） 若采用电压反接制动，求电枢应串入的最小电阻值。 解：（1）Ce?N?440?250?0.078?0.841

500??Ra?R??C?n0.841?500 nN??2IN?R??eNN?Ra??0.078?0.763?

Ce?N2IN2?250（2）Rmin?Ce?n?UN?Ra?1.721?0.078?1.643?

2IN2－15一台他励直流电动机，铭牌数据为: P N?17KW，UN=220V，IN=95A，

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