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1、电机及拖动(第二版)计算A卷答案一、计算分析题(每题1分)1.Rj57.5/=R=23x0:AINUN2301.=n+,=(100+4)=104APQJH=ii042=1081.6w(1)转速nEa=Un+凡1.=(230+0.1X104)=240,4VC=-=0.1603JnN150()电动机运行：及二UN-R=(220F1x104)=209.6VC=C=-01603=0.15331.AV2301.e230Ea209.6.n=J=1367rminCt01533(2)电磁功率P=FI=209.6104=21.798W.ema/a.a(3)电磁转矩2.解：(1)原来高压绕组的匝数UJUinp=N
2、JN1因为630,卢=M,所以n=630匝。4003402v,(2)新的高压绕组匝数因为100003_TVrl43-40所以N=0匝_U,v-R/n_220-0.1x158.511N1000=0.204V(rmin)n_URJn_U108RJnlCCv220-0.8x0.1x158.5=1016r/m.n0.2042.UScO8(R+Rs儿=22O-O.8x(O.I+O.3)x158.5=83(WminCv0.2043 .降压瞬间n不突变，Ea不突变，电流突变为:188-0.204x1016=_193A稳态后电流Ia恢复到原来值(0.8In),稳态后转速为:0.204，一R/J88-。.8x0
3、.1x158.5=859“tnin4。根据r,=C丁N1.=G1。得，=/=-o.8/=/=158.5A1 a,1.a0.8,vu-E“u-c/RaNIN=1251rminUbR/.220-01x158.5Cl,0.80.2044 .解：（1）折算到高压侧的变压器“T”形等效电路参数并画出等效电路图（设RI=R2,X=X2,）由空载试验数据求励磁参数R1.曾吃。%CXn=Z2tn-R2,n=3.852-0.352=383Q折算到高压侧有：9-77一）?Zm=kZm=253.85=240625,Rn,=kRlt,=25035=218.75xJ=2X.=2523.83=2393,75由短路试验数据
4、求短路参数=UOM=WOl逐S-八.43.3=587C,RS=岭噢“94CIs43.3?R=R产；RS=gxl94=097则Xs=JzMK=5/5.87=1.94=5.540x1=x=Xs=554=277折算到高压侧的变压器T”形等效电路如图JS0307所示：（2）额定负载且cos62=0.8（滞后）时的二次端电压Z=JOoOo/G=i33.3,R*=旦=1=0.0146乙I.43.3KSZJI33.3密封线*=X1.=也I=OO4I6Q,ASZm133.3AU=X*scos*ssin9Ji00%=1(0.01460.8+0.04160.6)100%=3.664%U、=(1-M)U,N=(1-
5、003664)x400=385.3V5.起动电流比为：=工二J=1.7J1R1V285.20.13各级起动电阻为：Hm=(万一DR”=(1.7-I)XO.13=0.09ICHm=/RM=I7xOO91=O.155CR,3二/Rn=1.7X0.155=0.263C6.解：（1）额定电流j=PNJXIo1NUN230=73.91A(2)电枢电动势F=CZ7v=-11M=l31021500=241V口UJ6()4N60lIU7.在固有特性曲线上:=0.41lV(rmin)UbRJN_440-0.38x76一1500Mo=UN.440C.v。411=1070rmin=%=1070-1000=70r/m
6、in在降压人为特性曲线上：11n,n=。一=250-70=180rminn7()静差率为：%=l.23Xs*=0.039Rs*=0.0225(C)(2)u=h*(Rk*cos+Xk*sin)100%=4.14%U2=(1-u)U2N=383.44V15.解：(1)p2=pN=GkWIr力=竺4Rf177=1.3AP=A=177x1.3W=299WIn6000230A=26.IA乙=八-/=(26.1+1.3)A=27.4APQta=RE=057X27.42W=427.9W所以：Pel=P2Pcua+P/=(6000427,9299)W=6726.9WP67269T=2_-=_777=M3N77
7、71 em2145060(2)P.=P,+P陪+PFe=(6726.9+234+61)W=7021.9W=100%=-100%=85.45%P17021.916.解：Z；=0.063=渭厂但X；=依一辰2=。056Z/=1/0.045=22.222R11=Po*Io*2=(1000/180000)0.0452=2.743Xm*=Jzf-2=22.05(2) AU=R；Cosq+X；sin/)=2220.8+0.0560.6=5.136%密封线(3)=1Q-SV,100%(=1-I-SNCoS化+Po+PsN,X100%1000+05240000.5X180X1030.8+1OOO+0.5240
8、0()/=97.3%17.解：(1)输出功率：(小心+&+吃+匕。=6.32-(0.0290.045+0.2375+0.1675+0.341)=5.5%W效率：7=oo%=-100%=87.03%Pi6.32(2)电磁功率：Pem=P2+Pad+Pmec+Pcu2=5.5+0.029+0.045+0.2375=5.8115&W转差率：SN=当30.041Pem5811.5(3)转速：n=(1-s)n.=(1-5)=(1-0.041)x50=1438.5r/minP2(4)空载损耗：E)=Ptnec+Pad=0.045+0.029=0.074kWP74空载转矩：=9550=9550=0.49Nm
9、n1438.5P55(5)输出转矩：7；=9550-=9550:=36.5INmn1438.5(6)电磁转矩：Tm=T2E=36.51+0.49=37Nm18.解:一=3二2,0二2pImp233pX360_33603630考号K、=Si畔90)=sin(90)=0.966,Kih.qa.230sin二一sin2=2.r30sm-2sin0.966Kw=KvKa=0.966X0.966=0.93360/6050.nA-nni=1OOOr/min,Sn=-P3%.XlO55l()3100q-97q0.03100oN一石U7nCOS0n-石X380x0.915X0.88NP33=1O3.8A19.
10、解：（1）额定转差率:6=60x50=1000r/ninn.-n100O-950=0.05I(XX)（2）转子铜损:PMEC=Pn+PmeC+=28103+800+50=28850WPC“2_SNPMEC1一$Pcu2=JJPYEC=0528850=1518AWSN1-0.05（3）定子电流:P1=Pn+Prnec+Pcu2+Pre+Peul=28IO3+800+1518.4+500+1000=31868AW6也UNCOS必31868.43233800.88二55AP28000(4)效率：/XlOO%=100%=87.86%R31868.4(5)转子电流频率:f2=SNyi=00550=2.5
11、Hz20 .解：(1)高压侧额定电流：SN20=1.16A低压侧额定电流：,SN二20”疯AN30.4=28.87A(2)求电压高压侧额定相电压:TT=UIN_J_9_UNP-33=5.774匹低压侧额定相电压:02NP=1.=231BZ(3)求匝数低压侧绕组的匝数:因为U*Uj8二NU2npUJMN2所以N?=U2，Y=04x3300=132匝1N2Un1。21 .解：（1）额定负载时的输入功率:P17P=J=20.48&WCZ1.O.83（2）额定电流：22 .1.直接起动电流和起动电流倍数分别为:2.IstUNR2200.067A=3283.6A1.=3283.6=15.8倍R=2201
12、.5x207.5-0.067=0.6423.（1）直接起动时，电源容量对电动机的起动电流倍数要求应满足下式:3klf3三电动机容量J4（55）=5.3而电动机的k=75.3,故不能采用直接起动方法。2）当采用Y降压起动时，起动转矩为：Tfl=Txl=IKTN=*TN=。67TN即TJTN,所以也不能采用丫一降压起动方法。（3）若采用自耦变压器降压起动则：起动转矩：n=vz=v为了使Tl7，自耦变压器的变比应为女-!=70.72%,取1.=73%k2k此时电动机的起动电流为：几=3乙=；左/=0.727/“=3.73人KK起动电流与额定电流比为：女3=3.735()=1455.5r/minP2(
13、2)额定运行时的电磁转矩、输出转矩和空载转矩输出转矩：T、=9550%=9550当”=65.6INmn1455.5P+p77+2(X)空载转矩：Tli=9550*”=9550=.S2NmnN1455.5电磁转矩：=65.61+1.82=67.43MTZ30.解:电磁功率:P=p+pem1.N1.necPad+PM=10+0.175+0.102+0.314=10.59MW转差率：5=p42ptw=0.341/10.591=0.0296额定转速：为=(1S)甩=(I-0.0296)1500=1455.5rmin额定电磁转矩：TJ1.en10.591x1()3211150067.4Ntn6031 .
14、解：(1)额定负载时电枢电动势：Ed-RJaN=(220-0.2675)V=200.5V因为额定负载时电磁功率：儿=E/.=200.5X75W=15037.5W所以额定负载时输出功率:=(15037.5-2589冲=12448.5W所以额定负载时输出转矩为:T2=B=“448.5Nm=Io(X)X24纵/60118.93Nm(1)励磁电流因为所以输入功率:P1=Uk+1.n)=22。X(75+2.42)OZ=17,03KW所以额定效率：=PjP1=12.45/17.03=0.73=73%32 .解：当B=I时，U2=U2N,U=0,则:4cos2*ssin)=0XSNS而短路参数为：Z=以=2
15、616=6.33乙，lsp92.3RsPs_530003/r3x92.3?=2.07X5=7Zs-s=716.332-2.072=i6.2所以2.07216=-0.128夕,=-7.3为阻容性负载33 .解：额定电流，“去M=3额定励磁电流也3加Rf20.1=5.72A额定电枢电流Io=In+I3435+572=310.7A额定电枢电动势EUN=UN+RfIaN2(7z,=115+310.70.0243+2=124.5V额定电磁功率pn=EjN=124.5x310.7=38682.15W额定电磁转矩=254.75Nm，=P*38682.15加一区一27x1450/6034 .解：电动机的输入功
16、率:720P=80（WC0.9母线上总有功功率：P1=2000+800=2800W同步电动机补偿有无功功率：PvCoS0=f-Jp-Q=PTano=2(XX)Xtan53.=2666.67kvar0.8=2800728002+(2666.67-t.)2解上式得：Q=566.67%Var同步电动机的功率因数：CoSe=/80=0.816（超前）8002+566.672同步电动机的定子电流:P1800邪UNCGS(PV360.816=94.3A35 .解：（1）额定电流In600106网UNCoSJV3201030.9=19245A额定功率因数角n=arccos0.9=25.840（2）有功功率P
17、N=600MW无功功率Q=PNtann=6000.4843=2906Mvar(3) Eo=U+JInx1=1.0+Jl1.946Z-25.840=2.55Z43.460功角：Sn=43.4636.过载能力：A=SinbNsin43.46=1.454=ZJqq0-97q=0.Q311l0+0.03-1=0.11532zv6x210=0.02转子回路串入0.8Q电阻时，人为机械特性上的临界转差率为:_R+R0.02+0.80.020.115=4.715将Tem=TN，S%=4.715,Tm=入TTN代入机械特性实用表达式：T=TN=-Om可以解出转子回路串入电阻R=0.8Q电阻时运行点的转差率为：
18、s=，a7IFi)=4.715x(2.05+73i)=4.715x(2.051.79)解得：S=I8.1,52=,226两个解中，52=1.226ym=4.715是处在非线性段上的不稳定运行点的转差率。所以取s=1.226对应的转速为：11=(l-5)21=(l-1.226)1000=-226rmin电动机处于倒拉反转运行状态，即匀速下放负载。37.解：SN=3Xl=3kV-AUIN=6220=380VU2N=IioVI1N=Sn3Uin=31073x380=4.56A12N=Sn3u2n=31q73110=15.75A4.5103=10.68A38.解：(1)定子电流：Y接时：Un=380V
19、JNrINCoS皿V53800.80.8接时：Un=220V1N=18.45APN_4.5x103ViaVNCOS必V338OO.80.8(2)因为nNnlP60/6050K145()=2.07取P=260/6()5()1.n11./1,=1500r/mnP2(3)额定转差率：SN=勺二曳=5001450=0.0333nl15(X)39.T=95502=9550-=146.9Nm1N%715Tl=I.8TN=I.8X146.9=264.4Nm_nr11NSN=Hl750-715r=0.047750146.9二2220.047x264.4校验T22(l.l1.2)T1.=(1.l1.2)X98=
20、(107.8U7.6)Nm7岂=空I=U5.96N71.17122.28ll凡=*=*察=94C各级转子回路电阻:Rp=0R=2.28X0.094=0.214Rp2=O?R?=2.282X0.094=0.489Rp1.卢R1=2.2830.094=1.114各级起动电阻：RM=RPrR?=0.214-0.094=0.12Rm=Rp2-R,=0489-0.214=0.275R“3=火尸3R/，2=1.114-0.489=0.62540.解：该厂电力设备从电源取得的有功、无功及视在功率:jp=1200ZrWS=P1CoS夕1200_0.65一1846.2ZVAQ=SlSin夕=1846.2x0.7
21、6=1402.99Zvar同步电动机从电源取得的功率:P=-=526.32&Wr20.95P2526.32cos/,0.8=657.9WA=S2sin=657.9X0.6=394.74kvar装设同步电动机后的全厂负荷及功率因数：P=P1+P2=1200+526.32=1126.32kWQrQcQ.=1402.99-394.74=1008.25&varS=帆+Q；=1726.322+1008.252=1999.19kVACOS=窄=0.864（滞后）单位姓名考场号考号密封线所以，全厂的功率因数为0.864（滞后），变压器不过载。41.1.Ea=Un-RJa=220-0.453.4=198.64
22、VPem=EaIa=198.6453.4=10607.4WTem=9.55塌=9.55X比。7=6753Nme,nnN1500P10IO3Ty=9.55上=9.55X=63.67TVmnN1500T0=Tem-T2=67.53-63.67=3.86Nm2.GY=鬻=。侬4UNGQN220=1662min0.1324,R“TI,”0.43.86-CznQ=%s-或=16627=1653rminCeCr%9.550.132423.%-05ZA=220-05x534x04=58gmE0.13244.“-纥=UN-G/=220-01324xl600=24Ra0.442.解：(1)磁极对数：n4=现P6
23、0/6050o1,由Op匕=3.16取p=395()同步转速：=x=100Or/minP3户y1000_950_额定转差率：=一=.、=0.05nlI(XX)(2)总机械功率：Pmec=Pn+Pmec=28+1.1=29kW转子铜损：与空=/一PMEC1-$Npcu2=PYEC=005X291=1.532Wcu2If1-0.05(3)输入功率：P=Pn+Pmec+Pcu2+PiPcu=28+1.1+1.532+2.2=32.832kW定子电流：Ixn=-r-=1.S?.?_=56.684KUNCOS必338OO.88(4)效率：=殳100%=3100%=85.3%Pi32.832(5)转子电动
24、势频率：=Z=0.0550=2.5ffi43.(1)_750720SN=一750=0.04(%+MT)=0.04(2.4+2,42-l)=0.183P75T=955Oa=9550X=994.8NmiN11n720T111=%Tn=24x994.8=2387.5Nm（2）实用表达式为:2x2387.547750=50.1830.183、S（绘制特性曲线略）一见一外，_1500147044.1500起动时，尸1,尸2人，代入上式可求出转子串电阻人为机械特性上的临界转差率为：S,n=16=0.02=2%：TNXlSm机械特性近似公式为：T转子每相应串入的起动电阻为：Rl=-1j0.08=20.1)(
25、Sr-1R2=S145.解：(1)n1=60f1p=6050/3=1000rminSn=(11i-11n)/n=0.038f=Sn11i-1.9HzPQ=P2+pp=7500+45+80=7625WPcu2=301.2WPlN=P2Pcul+PFC+Pcu2pQ+p=8630.2Wn=75008630.2=87%(3) In=15.85(4) T=Pm/=75.73Nm46.解：（1）电枢绕组为单叠绕组a=3密封线Tem=C忐I2.1121O=13.317Vzz23.143u(2)电枢绕组为单波绕组a=lT=CJ=里I=3X3982.11210=39.937Vz7z1 em5la211ala2
26、3.141v47.解：电磁功率：pm=p-pcul-Pf=60-0.6-0.4=59W总机械功率：PMK=(I-S)PM=(I-0.03)x59=57.23ZW转子铜损耗：Pe=SP=0.03X59=1.77RV-CuZem48.1.Cv220-0.91x22.311N1000=0.2UNRa+RbTCV-cC代入已知数据：1000=-2200.2()91+99.550.221CmB可以解出制动瞬间电磁转矩为：T4-0.81NmentD-220091+92 .由O=-Tr得n=0时的电磁转矩：T=-42AN-m0.29.550,221emclemc3TN=G/n=955Cv/n=9.55x0.
27、2x22.3=42.6M根因为ITz;/-,2=15.382-1.422=15.31由短路试验数据求短路参数：短路阻抗：Z；=U；=05短路电阻：R=尸;V=A=18003=0.018SSSN10010短路电抗：X；.=Zs2-Rs2=0.052-0.0182=0.467(2)AU=从R*SCoS2+X*sinOJX100%=1(0.0180.8+0.467X0.6)=4.24%0,=(1-ASU2N=(l-00424)400=383V=1Po+PSN,100%BSNsS?+Po+Psn,(l600fX1800)八l100100.8+600+l2l800/=0.57710030.4=83.3A
28、=97.1%100%额定转差率：SN1_1(X)0-960(KSNCGS%+2Pq)=flx100%0.5771001030.8+2600j=97.5%50.解：Pad+Pmec=pn2%=10XlO32%=200WPmec=Pn+P+Pad=10+2OO=10200W同步转速：nx三=x50=100OrZminpcu2=SnPem=OQX10625=425WpI(W=9550A=9550=101.46Mnnl100O511.C,aUN-RjN_220-0.812,5=0.14V(r/min)当转速n=1200rmin时，电动势为：Ea=C“=014x1200=16W21N此时进行能耗制动时，
29、应串入制动电阻为：凡=2-R=3-0.8=5.92。密封线2.TI=O.NP25IO3=0.99.55口=0.9X9.55X=14.3NmIIN1500当忽略空载转矩时，Tem=T1.将已知数据代入能耗制动机械特性:Ra+RbCC:-120=一一08-14.3解得：9.550,U2RB=OmQ当考虑空载转矩时，Tem=T1.+To。额定电磁功率：p#ElN=Cnnn=14x1500x125=2625W空载转矩：Tn=TTZ=9.55PMPN=9.5526252500=86yvm制动时电l0WIN%1500磁转矩：Tem=Tl+TO=09J+TO=09X955X+0.86=15.2N加AOiO由
30、能耗制动机械特性：-120=-“l5.2解得：?=0.689.550.142八852.解：励磁电流：=0.5ARf440励磁损耗：尸W=RJj=*=端=IlOW空载时输入功率：P=U0=220X2=440W励磁功率：P,=IlOW电枢铜损耗：PcuaRaIa-Ra0/)=IxlS=2.25W电刷接触损耗：PCUh=2fJz=2l1.5=3.0W附加损耗：Pud=O则.Pmec=PFePPfPCuaPCubPad=440-110-2.25-3.0=324.75W当la=1OA时，I=Ia+If10+0.5=10.5Ap=W=220x10.5=23IOWP=R72=n2=oow输入功率：rcuaKalaiuPy=IlOlVPCJ2AU=2xlxlO=2OWP?=Pl*=Pl-Pclta-Pf-PCHPM+PFeJ输出功率：=2310-100-110-20-324.75二1755.25WP175525效率：7=S100%=X100%=75.98%P1231053. CN=UIRJN=
