《电机原理及拖动基础》习题参考答案

矿大版电机原理及拖动基础答案

教 材

《电机原理及拖动基础》

方荣惠 邓先明 上官璇峰 编著 中国矿业大学出版社，2001，12

习题参考答案

第一章 第二章 第三章 第四章 第五章

第六章 第七章 第八章 第九章

第一章

1-5 解：B A

0.002

1T,H 98A/cm 0.002

（1） F=Hl=98A/cm 30cm=2940A;

I=F/N=2940/1000=2.94A. (2) 此时，F总=H铁l铁+H

其中：H铁l铁=98A/cm 29.9cm=2930.2A; H = B/ 0=0.001/(4 10-7)=795.8A; 所以：F总=2930.2+795.8=3726A

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1-6 解：（1）

100

200 0.5

r1 Z1cos 1 200 0.07 14 ; x1 Z1sin 1 199.5 ;Z1

（2）

100

10 10

r2 Z2cos 1 10 0.5 5 ; x2 Z2sin 1 8.66 ;Z2

1-7 解：每匝电势为：

e1 4.44f m 4.44 50 0.0022 0.4884V;

36

N 74匝

0.4884

第二章

2-13 解：作直线运动的总质量为：

m总

2 (m m1) m2 2 280 1.6 6396Kg2

D2

转动惯量为：JL m m总 6396kg 4

系统折算后总转动惯Jeq

JL 2J Jm

JM 49.74kg m2 2

i

总负载静转矩为：TL (m2 Hq) g D/2 12779Nm 折算后负载转矩为：TL'

TL

710Nm i

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电动机转速加速度等于：

dndnm60dv i i 95.5 dtdt Ddt

由运动方程的启动转矩：

Tk TL'

Jeqdn49.74

710 95.5 1207.4Nm 9.55dt9.55

第三章

Np

n 60

N 2

0.04 60； N=5750。 （1）单叠：a=2；230

60 2N 2

0.04 60； N=2875。 （2）单波：a=1；230

60 1

3-12 解：因为：Ea

3-13 解：

Z

5.5;y1 5;yk 1 2pPN

83.3KW;IN

PN

341A UN

P1

700A UN

3-14 解：P1 3-15 解：P1

TN 9.55

N

PN

N

161.1KW;IN

PN

955Nm nN

260

85 110.5V 200

3-19 解：负载运行时：Ea

电压方程为：110.5 Ia(50 4.3);Ia 2.035A 负载功率为：P2 Ia2RL 207W 3-21 解：If

U

1.53A;Ia IN If 70.8A Rf

Ea UN IaRa 239V

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2

pcua Ia Ra 642W;pcuf I2W f Rf 351

P1

PN

N

18.08KW;Pem EaIa 16921W

p0 P1 Pem 1159W

P1Pem

107.9Nm;Tem 9.55 101Nm

nn

T0 T1 Tem 6.9Nm

P2

3-24 解：P1 UNIN 6666W; 82.5%

P1

PN

TN 9.55 17.5Nm

nNT1 9.55

第四章

4-6 解：（1）额定附加电阻：Rr （2）额定运行电枢电压方程： 220=EaN+630 0.0127; EaN =212V

Pem

1700Nm nP2

额定输出转矩为：T2 9.55 1592Nm

n

UfN

14.3 4.455 IfN

额定电磁转矩为：Tem 9.55

（3）电机的理想空载转速：

n0

UNUN

nN 778rpm Ce NEaN

4-8 解：额定时：

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IaN IN IfN 87.865A;PemN PN p0 17.3KW;EaN

PemN 196.89VIaN

（1）电压方程为：220=196.89+87.865 Ra; Ra=0.263欧

（2）额定电磁转矩：TemN 9.55 （3）P1=19800W； =85.86% （4）T0 9.55

p0T0

1.91Nm;Ia0 IaN 1.524A nTemN

PemN

110.14Nm n

由电压方程得空载电势为：Ea0=219.6V 空载转速为：n0

Ea0

nN 1673rpm EaN

4-9 解：发电机时电枢电压方程为：Eag U IaRa 540V

电动机时电枢电压方程为：Eam U IaRa 160V (1)电动机的转速为：n

Eam

ng 296rpm Eag

(2)由于电枢电流为额定值，所以由电枢电压方程可知，电势E不变；

磁通之比等于转速的反比，即296/1000=0.296； 电磁转矩之比与磁通之比相等。

4-10 解：额定时电枢电压方程为：

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UN EaN IaNRa;EaN 212.68V

(1)TemN 9.55

212.68 305

619.5Nm

1000

T2 9.55 T0 TemN

6000

573Nm1000

T2 46.5Nm

P1 UNIN I2WfNRf 67987

P2

100% 88.3%P1

UNIk

(2):Ik 9166.7A;启动电流倍数:k 30.1

RaIN100Ik'''

(3):Ik 4166.7A;启动电流倍数:k 13.66

0.024IN

4-11 解：提升时电枢电压方程为：

UN EaN IaRa;Ea 208.8V

下放是利用倒拉反转：n=-300rpm; 此时：Ea’=(-300/795) 208.8=-78.79V 由于负载不变，所以Ia不变等于350A。 此时电枢电压方程为：

220 78.79 350 (0.032 Rc)

所以电枢串入电阻为：0.822欧。

4-12 解：空载时电枢铜耗很小，可以忽略，所以空载功率为：

p0=220 0.08=17.6W；

(1)电磁功率为：185+17.6=202.6W;

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电磁转矩为：9.55 202.6/1600=1.21Nm

(2)功率方程:UIa Pem IaRa;Ra 31.31

(3) 由电枢电压方程可计算出空载和额定时E： Ea0=217.5V; EaN=185.9V。 所以，空载转速为：1872rpm。 （4）

T2 0.5TN 0.5 9.55 T0 9.55

185

0.5521Nm1600

17.6

0.105Nm1600

Tem T2 T0 0.6571Nm

Tem

Ia IaN 0.592A

TemN

n=1400rpm时，Ea=185.9 1400/1600=162.7V 由电压方程得：

220=162.7+0.592 (31.31+R); 所以电枢串入电阻为：65.5欧

（5）由于负载转矩额定，所以电枢电流额定=1.09A; 由电压方程得：

220=Ea+1.09 (50+31.31); Ea=131.4V 所以转速为：n=1600 131.4/185.9=1131rpm。 （6）

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n

PN 131W;nN

P1 UNIN 264W

49.6%P2

4-13 解：并励电动机额定时：

P1N IaN

P1N11834

53.79A

NUN220 53.79 1.178 52.61A;EaN 220 52.61 0.354 201.4V

11834W,

IN

PN

制动瞬间转速未变，电势未变，此时电压方程为： 0=201.4+Ia(0.354+0.5); Ia= -235.8A。

TemN

EaNIaN

N

9.55

201.4 52.61

67.46Nm

1500

制动瞬间转矩为：

Tem

Ia 235.8 TemN 67.46 302.3Nm IaN52.61

4-14 解：（1）磁路不饱和时，Tem正比于Ia，负载不变时，Ia也不变为额定的40A。 EaN=220-40 0.55=198V;

串电阻后：Ea=220-40 （0.55+2）=118V; 所以转速变为：n=1000 118/198=596rpm。 （2）转速变为500rpm时：Ea=198 500/1000=99V。 所以电压为：U=99+40 0.55=121V

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4-16 解：IaN IN IfN 39.9A; N

T2 9.55 pcuf

PN

23.9Nm;

nN

UN IfN 150.3W;

P2

84%; P1

2

pcua Ia Ra 339W;

Pem …… 此处隐藏：4829字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……