电机拖动计算题及答案.docx

四、计算题
1. 一台并励直流电动机，，V，，，，
试求：
（1）电动机的额定输出转矩；
（2）在额定电流时的电磁转矩；
（3）当时电机的转速；
（4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入电阻而达稳定时的转速。
答：1）电动机的额定输出转矩

2）在额定电流时的电磁转矩

3）当电机的转速

4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢中串入电阻而达稳定时的转速为：

2. 某三相铝线变压器，，联接。有如下实验数据：
试求：折算到高压侧的变压器形等效电路参数并画出等效电路图（设，不需考虑温度换算）。
试验名称
电压/
电流/
功率/
备注
空载
0.4
60
3.8
电压加在二次侧
负载
0.44
43.3
10.9
电压加在一次侧

解：（1）由空载试验数据求励磁参数

折算到高压侧有：

（2）由短路试验数据求短路参数：

3. 已知一台三相四极异步电动机的额定数据为，定子绕组为接法，额定运行时，。试求（1）额定转速；（2）空载转矩；（3）电磁转矩；（4）电机轴上的输出转矩。
解：（1）额定转速为：
由
则

（2）空载转矩为：

（3）电磁转矩为：

（4）电动机轴上的输出转矩为：

4. 一台并励直流电动机在额定电压=230V和额定电流=85A的情况下运行，电枢回路总电阻，V，励磁回路总电阻，额定负载时的效率，试求：
（1）额定输入功率；
（2）额定输出功率；
（3）总损耗；
（4）电枢回路铜耗；
（5）励磁回路铜耗；
（6）电刷接触损耗；
（7）附加损耗；
（8）机械损耗与铁耗之和。
答：1）额定输入功率

2）额定输出功率

3）总损耗

4）电枢回路铜损耗

5）励磁回路铜耗

6）电刷接触损耗

7）附加损耗

8）机械损耗与铁耗之和

5. 一台的三相四极异步电动机，在某种运行情况下，自定子方面输入的功率为，，求：电动机的效率、转差率、转速、空载转矩和电磁转矩。
解： 输出功率：

效率：
电磁功率：

转差率：
转速：
空载转矩：
输出转矩：
电磁转矩：
6. 一台并励直流电动机,铭牌数据如下：PN=3.5kW，UN=220V，I N=20A，nN=1000r/min,电枢电阻Ra=1Ω，2△U=2V，励磁回路电阻Rf=440Ω，空载实验：当U=220V，n=1000r/min时，I0=2A，试计算当电枢电流Ia=10A时，电机的效率（不计附加损耗）。
7. 一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，励磁回路电阻Rf=57.5Ω，电枢电阻Ra=0.1Ω，不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行，把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源：运行时维持电枢电流为原额定值。求：
（1）转速n；
（2）电磁功率；
（3）电磁转矩。
8. 一台他励直流电动机数据为：PN=7.5kW，UN=110V，I N=82A，nN=1500r/min，电枢回路电阻Ra=0.1014Ω，求：
（1）U=U N，Φ=ΦN条件下，电枢电流Ia=60A时转速是多少？
（2） U=U N条件下，主磁通减少15%，负载转矩为TN不变时，电动机电枢电流与转速是多少？
9. 一台单相变压器额定值为SN=20000kVA，U1N/U2N=127kV/11kV ，f=50Hz。在15℃下进行空载和负载试验，有如下数据：求归算到一次侧的励磁参数和短路参数（考虑温度换算），并画出T型等效电路。 （考虑温度换算）
试验名称
电压/
电流/
功率/
备注
空载
11
45.5
47
电压加在二次侧
负载
9.24
157.5
129
电压加在一次侧

10. 有一台三相电力变压器，，，，连接组标号，，在10℃时的空载和负载试验数据如下：
试验名称
电压/
电流/
功率/
备注
空载
3.15
6.93
2.45
电压加在二次侧
负载
0.45
36.4
7.89
电压加在一次侧
试求：
(1) 归算到一次侧的励磁参数和短路参数（考虑温度换算），并画出T型等效电路；
(2) 阻抗电压的百分值及其有功分量和无功分量；

11. 一台三相异步电动机，额定数据如下：，，，，定子绕组为三角形联结，，，，，，。试求额定负载时的：
(1) 转差率；
(2) 转子电流频率；
(3) 转子铜耗；
(4) 效率；
(5) 定子电流。

12. 一台的三相异步电动机有关数据如下：，，，，，，，，，定子绕组为三角形联结，试求：
(1) 画出三相异步电动机T型等效电路；
(2) 以T型电路计算额定负载时的定子电流、转子电流、励磁电流、功率因数、输入功率和效率。
13、一台并励直流电动机,铭牌数据如下:PN=3.5kW，UN=220V，I N=20A，nN=1000r/min,电枢电阻Ra=1Ω，△Ub=1V，励磁回路电阻R1=440Ω，空载实验：当U=220V,n=1000r/min时，I0=2A，试计算当电枢电流I a=10A时,电机的效率（不计杂散损耗）。
解：励磁电流：
励磁损耗：
空载时：
输入功率：
励磁功率：
电枢铜损耗：
电刷接触损耗：
附加损耗：
则：
当时，
输入功率：

输出功率：
效率：
14、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=6kW，UN=230V，nN=1450r/min，Ra=0.57Ω（包括电刷接触电阻），励磁回路总电阻Rf=177Ω，额定负载时的电枢铁损PFe=234W，机械损耗为Pmec=61W，求：（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩。（2）额定负载时的效率。
解：（1）

所以

（2）

15、一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，励磁回路电阻Rf=57.5Ω，电枢电阻Ra=0.1Ω,不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行，把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源：运行时维持电枢电流为原额定值。求（1）转速n；（2）电磁功率；(3)电磁转矩。
解：

（1）

电动机运行：

（2）
（3）
16、一台他励直流电动机数据为：PN=7.5kW，UN=110V，I N=79.84A，nN=1500r/min，电枢回路电阻Ra=0.1014Ω，求：（1）U=U N，Φ=ΦN条件下，电枢电流Ia=60A时转速是多少？（2） U=U N条件下，主磁通减少15%，负载转矩为TN不变时，电动机电枢电流与转速是多少？（3）U=U N，Φ=ΦN条件下，负载转矩为0.8TN，转速为（—800）r/min，电枢回路应串入多大电阻？
解：（1）

（2）不变时，不变，即

（3）不计空载转矩时，，故：
,
解得：
17、三相变压器额定容量为20kV·A，额定电压为10/0.4 kV，额定频率为50HZ，Y，y0联结，高压绕组匝数为3300。试求：（1）变压器高压侧和低压侧的额定电流；（2）高压和低压绕组的额定电压；（3）绘出变压器Y，y0的接线图。
解：（1）,
（2）,
18、一台SN=100kV·A，U1N /U2N=6/0.4 kV，Y，y0联结的三相变压器，I0%=6.5%，P0=600W，us=5%，PSN=1800W，试求：（1）近似等效电路参数标么值；（2）满载及cosφ2=0.8（滞后）时的二次端电压和效率；（3）产生最大效率时的负载电流及cosφ2=0.8(φ2>0°)时的最大效率。
解：（1）由空载试验数据求励磁参数

由短路试验数据求短路参数

（2）
（3）

19、已知一台三相四极异步电动机的额定数据为：PN=10kW，UN=380V，IN=11.6A，定子为Y联结，额定运行时，定子铜损耗PCu1=560W,转子铜损耗PCu2=310W，机械损耗Pmec=70W，附加损耗Pad=200W，试计算该电动机在额定负载时的：（1）额定转速；（2）空载转矩；（3）转轴上的输出转矩；（4）电磁转矩。
解：（1）
（2） （3） （4）
20、已知一台三相异步电动机，额定频率为150kW，额定电压为380V，额定转速为1460r/min，过载倍数为2.4，试求：（1）转矩的实用表达式；（2）问电动机能否带动额定负载起动。
解：（1）

a

转子不串电阻的实用表达式为：

（2）电机开始起动时，s=1，T=Ts，代入实用表达式得：

因为，故电动机不能拖动额定负载起动。

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