电机学综合习题模拟试卷及答案(包括选择、填空、画图、简答、计(8)

2019-03-29 17:50

(3) T= 50%TN= 0.5?260 = 130N?m>104N?m电动机不能起动

T?=30%TN= 0.3?260 = 78 N?m < 104 N?m电动机能起动

21. 三相绕线式感应电动机,转子开路时,在定子上加额定电压,从转子滑环上测得电压为100V,

转子绕组Y接法,每相电阻R2?0.6?,每相漏抗X子电流的大小和频率、全机械功率。 解 转差率 s?n1?nn1?1500?1450150010032??3.2?,当n?1450r/min时,求转

?0.033

开路时,转子相电势 E2?V?57.74V

当n?1450r/min时,转子电流频率为 f2?sf1?0.033?50Hz?1.67Hz 转子电流 I2?E2?R2?jX2?s?sE22?R2?jsX?E2R2s?jX2?

?57.330.60.033?j3.2A?3.11??9.33A

?全机械功率 P??3I2R221?ss?3?3.11?0.6?21?0.0330.033W?510W

22. 一台直流并励电动机UN?220V,IaN?75A,nN?1000r/min,电枢绕组电阻ra?0.157?,

励磁回路电阻Rf?91?,一对电刷压降2ΔUb=2V,额定负载时的铁耗pFe?600W,机械损耗pm?198W,附加损耗p??145W,试求额定负载时的:电枢电势EaN;励磁电流IfN;电磁功率PM。

解:电动机额定负载时各数据计算如下:

电枢电势EaN?UN?IaNra?2?Ub?220?75?0.157?2?206.23V 励磁电流IfN?UNRf?22091?2.4176A

电磁功率PM?EaNIaN?206.23?75?15467W?15.467KW

2. 一台异步电动机,额定电压380伏,频率50赫兹,额定功率10千瓦,额定转速1460转/分,定

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子绕组为三角形连接。额定负载时,功率因数为0.85,定子铜耗为474瓦,铁耗231瓦,机械损耗42.5瓦,附加损耗40瓦。计算额定负载时的以下数据:总机械功率;电磁功率;效率;电磁转矩;定子相电流。

解:Pmec?P2?pm?p??10000?42.5?40?10082.5(W)

sN?n1?nn1Pmec1?sN?1500?1460150010082.51?0.027?0.027

Pem???10362.3(W)

P1?PM?(pCu1?pFe)?10362.3?474?231?11067.3(W) ??P2P1?90.4%

Tem?9550Pemn0P1?9.55?10362.3150011067.3?65.97(Nm)

I1?3U1cos?N?3?380?0.85?19.78(A) I1??I13?11.42A( )

23. 一台三相六极绕线式异步电动机,PN?100kW,nN=980r/min,pm+p?=1kW,

f1=50Hz,UN=380V,△接。试求:f2,sN,T2N,TN,pCu2

60f1p60?503解:n1???1000r/min

sN?n1?nNn1?1000?9001000?0.02

f2?sf1?0.02?50?1Hz

P2NnN100980T2N?9550?9550?974.5N?m

P??PN?pm?p??100?1?101kW

Pm1?s1011?0.021011?0.02PM??;pCu2?sPM?0.02101980?2.06kW

TN?9550P?nN?9550?984(N?m)

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24. 一台并励直流电动机,额定数据为:PN?17kW,UN?230V,nN?1500r/min,电枢回路

Ra?0.156W,励磁回路Rf?73.3?,请确定输入功率为20kW时各绕组的铜损耗和电磁功率。

解:IN=PNUN=20000230=86.96A

If?URNf?23073.3?3.14(A)

Ia?IN?I2f?86.96?3.14?83.82(A)

2pCua?IaRa?83.82?0.156?1096W

pCuf?IfRf?3.14Ea?U22?73.3?723W

N?IaRa?230?83.82?0.156?216.9(V)

PM?EaIa?216.9?83.82?18182W

25. 有一台并励直流电动机,其数据如下:PN?2.6kW,UN?110V,IN=28A(线路电流),

nN?1470r/min,电枢回路电阻Ra?0.15?,励磁回路电阻Rf?138W。额定负载下,在电

枢回路中串入0.5?的电阻,若不计电枢反应的影响,试计算:

?、电枢电流Ia?和电磁转矩T?; (1) 接入电阻瞬间的感应电动势Ea(2) 若负载转矩不变,求稳态时的电动机的转速n??。 解:(1)额定负载时,电枢电流为

IaN=IN-IfN?IN?UNRf=28-110138=27.2A

接入电枢电阻瞬间,由于存在惯性,电动机的转速来不及变化,故感应电动势不变,即

Ea??UN?IaNRa?2?Ub?(110?27.2?0.1?52)?V 103.9V电枢电流为

Ia??UN?Ea??2?UbRa?Rc?110?103.9?20.15?0.5A?6.308A

电磁转矩为T??PM?N?Ea?Ia??N?103.9?6.3082πnN60N?m=4.258N?m

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因为负载转矩不变,故调速前后电磁转矩不变。由T?CT??a可知,调速前后电枢电流的稳态值不变。从Ea?Ce?n可知

n??nN?Ea??EaN

所以调速后电动机的稳态转速为

n???nNUN?IaN(Ra?Rc)?2?UbEaN?1470?110?27.2?0.65?2103.9r/min?1278r/min

UN?380V,cos??0.88,p?226. 一台三相式异步电动机,PN?7.0kW,△接法,f?50Hz,

且,pCu2=450W,pFe?300W,pm+p??90W。试计算额定运行时的以下数据:(1)同步转速n1;(2)转差率sN;(3)转子转速nN;(4)输出转矩T2N;(5)电磁功率PM;(6)输入功率P1;(7)效率ηN;(8)定子电流I1N(线电流)。 解:(1)同步转速n1?60f1ppCu2PM?60?502?1500r/min

(2)转差率sN??0.457.54?0.059682

(3)转子转速nN?(1?sN)n1?(1?0.059682)?1500?1410.5r/min (4)输出转矩T2N?PN?N?PN2πnN60=60?70002?3.14?1410.5?47.415N?m

(5)电磁功率PM=PN+pm+p?+pCu2=(7+0.09+0.45)kW=7.54kW (6)输入功率P1=PM+pCu1+pFe=(7.54+0.45+0.3)kW=8.29kW (7)效率ηN=PNP1?100%=78.29?100%=84.439%

(8)定子电流I1N=PN3UNcos?NηN=P13UNcos?N=8.293?380?0.84439=14.917A

U27. 一台三相式异步电动机,PN?2kW,2p?4,f?50Hz,

N?380V, nN?1455转/分,

定子绕组Y接,额定功率因数cos?N?0.85,?N?0.82,额定电磁转矩15N?m。试求:电

39

磁功率PM,转子铜耗pCu2。 解:T?Pm??PM?1

PM?T?1?15?2??150060?2356kW

n1?60f1p?60?502?1500转/分

sN?n1?nNn1?1500?14551500?0.03

pCu2?sNPM?0.03?2356?71W

28. 仍采用例2.4变压器的参数,当高压侧加额定电压,低压侧负载电流为953.5A,负载功率因数

cos?2?0.9(滞后),求电压变化率,低压侧电压,效率。

I2I2N953.520000/3?10.5解:负载系数 ????0.867

负载功率因数 cos?2?0.9,sin?2?0.435 由例2.4 Rk?0.0052,Xk?0.105

?U%??(Rkcos?2?Xksin?2)?100%

****?0.867?(0.0052?0.9?0.105?0.435)?100%?0.044

(1?0.044)?10500?10038V 低压侧线电压 U2L?(1??U%)?U2N?P0??PkN2??(1??SNcos?2?P0??PkN23.7?0.86722)?100%

?(1??10420.867?20000?0.9?23.7?0.867?104)?100%

?99.4). 他励直流电动机,额定数据为:PN=96kW,UN=440V,IN=250A,nN=500r/min,Ra=0.078?,请

确定额定输出转矩和额定电磁转矩。 解:TN?9550PNnN?9550?96500?1833.6(Nm)

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