电机计算题.doc

1. 某车床电力拖动系统，传动机构为齿轮组（如图示），经两级减速后拖动车床的主轴，已知 n = 1 440 r/min ，切削力 F = 2 000 N，工件直径 d = 150 mm，各齿轮的齿数为 z1 = 15，z2 = 30，z3 = 30，z4
= 45，各部分的转动惯量 JR = 0.076 5 kg·m2，J1 = 0.051 kg·m2，Jm = 0.063 7 kg·m2 。传动机构的传动效率 ht = 0.9。求：(1) 切削功率 Pm 和切削转矩 Tm ； (2) 折算成单轴系统后的等效 TL、JL 和 GD2 。
解：
n
JR
n1
J1
z1 z4
z2 z3

电动机
车床
nm
Jm

2. 有一大型车床，传动机构如图示。已知：
vm
Fm

4

3

2
n

1

工件 (m)

刨刀
齿条
齿轮
刀架重： Gm = 1 500 N
移动速度：vm= 0.3 m/s
刀架与导轨之间的摩擦系数：
m = 0.1
电动机： n = 500 r/min，
JM = 2.55 kg·m2
齿轮1：z1 = 20，Jz1 = 0.102 kg·m2
齿轮2：z2 = 50，Jz2 = 0.51 kg·m2
齿轮3：z3 = 30，Jz3 = 0.255 kg·m2
齿轮4：z4 = 60，Jz4 = 0.765 kg·m2
传动机构：ht = 0.8
求: 电动机轴上的等效 TL 和 J 。

3. 某起重机的电力拖动系统如图示。各运动部件的的有关数据如下：

d

na

b
a

f
g
c

e

h

vm

传动效率ht = 0.8，提
升速度 vm = 9.42 m/s。
试求电动机的转速 na
以及折算到电动机轴
上的等效 TL 和 J。

4. 一他励直流发电机， PN = 10 kW，UN = 230 V，nN = 1 000 r/min ，Ra = 0.4Ω。如果磁通 Φ 保持不变，求 1 000 r/min 时的空载电压 U0 和 900 r/min 时的满载电压 U 。

5. 上题中的他励发电机，励磁绕组的电阻为 100Ω。转速为 1 000 r/min 时的空载特性如图所示。今将它改作并励发电机运行。问励磁电路内应串联多大的电阻才能获得 230 V 的空载电压和满载电压？

6. 一并励直流发电机，输出电压 U = 230 V，输出电流 I = 100 A ，Ra = 0.2Ω，Rf = 115Ω，n = 1 500 r/min ， T0 =17.32 N·m 。求发电机的输出功率P2 、电磁转矩 T、输入功率 P1 和效率h 。

7. 某并励直流电动机，UN = 220 V，IN = 12.5 A，nN = 3 000 r/min ，Rf = 628 Ω，
Ra = 0.41 Ω。求该电机在额定状态下运行时的：
(1) If ； (2) Ia； (3) E ； (4) T 。

8. 一并励电动机，UN = 110 V， IN =12.5 A， nN = 1 500 r/min ，TL= 6.8 N·m，T0 = 0.9 N·m。 求该电机的 P2 、Pe、P1 、Pal 和 h 。

9. 一台他励直流电动机， PN = 10 kW，UaN = 220 V，IaN = 210 A，nN = 750 r/min ，求 (1) 固有特性；(2) 固有特性的斜率和硬度 。

10. 一台他励电动机， PN = 4 kW，UaN = 160 V，IaN = 34.4 A，nN = 1 450 r/min ，用它拖动通风机负载运行。现采用改变电枢电路电阻调速。试问要使转速降低至 1 200 r/min，需在电枢电路串联多大的电阻 Rr ？

11. 上题中的他励电动机，拖动恒转矩负载运行，TL = TN。现采用改变电枢电压调速。试问要使转速降低至 1 000 r/min，电枢电压应降低到多少 ？

12. 第10题中的他励电动机，拖动恒功率负载运行，现采用改变励磁电流调速。试问要使转速增加至 1 800 r/min， CEΦ 应等于多少 ？

13. 一台他励电动机，PN = 22 kW，UaN = 440 V，IaN = 65.3 A，nN = 600 r/min，Iamax = 2IaN，T0 忽略 不计。试求：(1) 拖动 TL = 0.8 TN 的反抗性恒转矩负载，采用能耗制动实现迅速停机，电枢电路至少应串联多大的制动电阻？ (2) 拖动 TL = 0.8 TN 的位能性恒转矩负载，采用能耗制动以 300 r/min 的速度下放重物，电枢电路应串联多大的制动电阻？

14. 上题中的他励电动机，迅速停机和下放重物的要求不变，但改用反接制动来实现，试求电枢电路应串联的制动电阻值。

15 13题中的他励电动机，迅速停机和下放重物的要求不变，但改用反接制动来实现，试求电枢电路应串联的制动电阻值。

16. 某三相变压器，Y,d 联结。向某对称三相负载供电。已知一次绕组的线电压 U1L = 66 kV，线电流 I1L= 15.76 A；二次绕组的线电压 U2L = 10 kV，线电流 I2L= 104 A。负载的功率因数 l2 = cosj2 = 0.8。 求该变压器一、二次绕组的相电压和相电流以及变压器输出的视在功率、有功功率和无功功率。

17. 某三相变压器，YN,d 联结，容量SN = 500 kV·A 额定电压 U1N / U2N = 35/11 kV。求该变压器在额定状态下运行时，高、低压绕组的线电流和相电流。

18. 一台单相变压器，U1N /U2N = 380/190 V，Z1 = ( 0.4＋j0.8 ) W ，Z2 = ( 0.15＋j0.3 ) W，
Zm = ( 600＋j1 200 ) W ，ZL = ( 7.5＋j4.75 ) W，当一次绕组加上额定电压 380 V 时，试分别用T 型等效电路和简化等效电路求负载电流和电压的实际值。

19. 一台三相变压器， SN = 1 000 kV·A， U1N / U2N = 10 000/231 V，I1N / I2N = 43.3 / 1 874 A。Y,d 联结。室温为 20o C，绕组为铜线，试验数据如下表：

求折算至高压侧的 |Zm|、Rm、Xm 和 |ZS| 、RS、XS。

20. Y180M－2 型三相异步电动机， PN = 22 kW，UN = 380 V，三角形联结，IN = 42.2 A， cosjN = 0.89，fN = 50 Hz，nN = 2 940 r/min。求额定运行时的：
(1) 转差率； (2) 定子绕组的相电流； (3) 输入有功功率； (4) 效率。

21. 有一三相双层绕组， z = 36 ， p = 2，y = 8t /9， N = 96。(1) 分析该绕组的类型； (2) 若旋转磁场磁通最大值 Fm = 0.011 Wb，转速 n0 = 1 500 r/min，则每相绕组中产生的电动势的有效值是多少？ (3) 若通过每相绕组的电流有效值为 I = 2.04 A，该三相绕组产生的转磁通势的幅值是多少？

22. 某绕线型三相异步电动机， nN = 2 880r/min，fN = 50 Hz，转子绕组开路时的额定线电压 U2N =254 V。求该电动机在额定状态下运行时转子每相绕组的电动势E2s 和转子频率 f2 。
23. 一台三相 4 极笼型异步电动机，UN = 380 V，三角形联结，fN = 50 Hz，nN = 1 452 r/min，R1 = 1.33 W，X1 = 2.43 W， R2' = 1.12 W，X2' = 4.4 W，Rm = 7 W，Xm = 90 W。试用 T 型和简化等效电路计算额定状态下运行时的定子相电流 、转子相电流 和励磁电流 。

24. 一台三相异步电动机，UN = 380 V，Y 形联结。在拖动 TL = 140 N·m 的负载运行时，定子电流 I1 = 42 A，转速 n = 1 440 r/min。铁损耗 PFe = 800 W，铜损耗 PCu 1 200 W，空载损耗 P0 = 750 W。求：(1) 转矩T2、T0 和 T ；(2) 功率 P2、Pe、Pm 和 P1 ； (3) 效率h 和功率因数 cosj

25. Y132M－4 型三相异步电动机带某负载运行，转速 n = 1 455 r/min，试问该电动机的负载转矩 TL 是多少？若负载转矩 TL = 45 N·m，则电动机的转速 n 是多少？

26.一台Y225M－2 型三相异步电动机，若 TL = 200 N·m，试问能否带此负载：
(1) 长期运行；(2) 短时运行；
(3) 直接起动（设 Ist 在允许范围内）。

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