电机学复习题(6)

2019-04-09 12:50

(2)转子电流的频率;

(3)转子铜耗;(4)效率;(5)定子电流。

60f1P60?5031000解:(1) n1???1000r/min

s?n1?nn1??9601000?0.04

(2)

f2?sf1?0.04?50?2Hz

?37.5?45?7582.5W

(3) P??P2?P??pad?7500 pCu(4)

2?s1?sP??315.94W ?pCu1?pFe

P1?P??pCu2 ?7582.5?315.94?474?231?8603.44W ??P2P1?100%?75008603.44?100%?87.17%

(5)I1?P13U1cos?1?8603.443?380?0.824?15.86A

25. 一台三相绕线式异步电动机, PN?7.5kW, nN?1430r/min, R2?0.06?。今 将此电机用在起重装置上,加在电机轴上的静转矩Tc?4kg?m,要求电机以500r/min的转速将重物降落。问此时在转子回路中每相应串入多大电阻(忽略机械损耗和附加损耗)?

解: n1?1500r/min

sN? 额定输入转矩

PN?N1500?14301500?0.0467

TN??7.5?102??3143060N?m?50.1N?m

所以 ,Tc?4kg?m?40N?m 时所对应的转差

TcTN4050.1s?sN??0.0467?0.0373

下放重物时

s??又因为当Tem不变时

1500?5001500?1.333

R2s?R2?Rts?

所以每相串入电阻

Rt?26. 有一台PN?25000kW,Us?sR2?R2?(1.3330.0373?1)?0.06??2.08?

*sN?10.5kV,Y联接,cos??0.8(滞后)的汽轮发电机,X?2.13,电枢电阻略去不计。

?与I?的夹角?。 试求额定负载下励磁电动势E0及E0解

E0?*(U*cos?)2?(U*sin??IXs)**2?0.82?(0.6?1?2.13)2?2.845

?故 E0?E0*10.53?2.845?10.530.8kV?17.25kVtan??IX?Usin?Ucos?NN?1?0.554?1?sin36.87cos36.87??1.4425

因 cos??Ucos?E0?*?2.845?0.281

得 ??73.671.

kW,U?10.5kV,Y接法,cos??0.8(滞后)的水轮发电机,Ra?0,X**d有一台PN?725000NN?1,X*q?0.554,

?与I?的夹角。 试求在额定负载下励磁电动势E0及E0解 cos?N?0.8 ??36.87??

故 ??55.27**

?有 Id?Isin??1?sin55.27*??令 I??1?0 U*?0.822

??1?36.87

?*则 I?d?0.822?55.27?90??0.822??34.73

??又 Iq?Icos??1?cos55.27**?0.57

?*?0.57?55.27? 则 Iq?*?U??jI?*XE0d ?1?36.87?*d?jI?qXq

**??j1?0.822??34.73??j0.57?55.27??0.544

?1.771?55.27 故 E0?E0U*N?1.771?10.5?3kV?10.74kV

???????55.27?36.87?18.4

?d?27. 有一台凸极同步发电机,其直轴和交轴同步电抗标幺值分别等于X定电压,额定容量,cos??0.8(滞后)时发电机励磁电动势E0。

*?1.0,Xq?0.6,电枢电阻可以忽略不计。试计算发电机的额

??*?1.0?0? 解:(方法一) 令 U???cos?10.8?36.87?

*??I??1.0??36.87计算电动势

?*?E?*?jI?*X*?1.0?0??j1.0??36.87??0.6??????j0.48?1.442?19.44? EQq*?*的夹角I?与E0

???????????????????????????19.44?36.87?56.31**?直轴电枢电流 Id?Isin??1?sin56.31?0.832

励磁电动势 E0?EQ?Id(Xd?Xq)?1.442?0.832(1?0.6)?1.775

*****(方法二) ??arctanIX*q?Usin?**U*cos??arctan0.6?0.60.8?arctan1.5?56.31

?直轴电枢电流 Id?Isin??1?sin56.31

E0?U***?励磁电动势

cos(???)?IdX**d?1.0?cos(56.31?36.87)?0.832?1??

????????????????????????????????????????????????????????1.77528. 一台直流发电机数据:2p?6,总导体数N=720,2a??6,运行角速度??40?rad/s,每极磁通Φ=0.0392Wb。试计算:

(1)发电机的感应电动势;

(2)当转速n=900r/min,但磁通不变时的感应电动势; (3)当磁通Φ=0.0435Wb,n=900r/min时的感应电动势。 解 (1)

Ce?pN60a??3?78060?3?13

转速

n?感应电动势

30???30??40?r/min?1200r/min

E?Ce?n?13?0.0392?1200V?611.5V

(2)当Ce?不变时,E?n。因此n?900r/min时的感应电动势为

E?9001200?611.5V?458.6V

(3)当Ce和n不变时,E??。因此??0.0435Wb时的感应电动势为

E?0.04350.0392?458.6V?508.9V

29. 一台四极、82kW、230V、971r/min的他励直流发电机,如果每极的合成磁通等于空载额定转速下具有额定电压时每极磁通,试求当电机输出额定电流时的电磁转矩。

解 额定电流

IN?他励电机,额定电枢电流

PNUN?82?102303A?356.5A

IaN?IN?356.5A

依题意有

E?Ce?n?UN

Ce??CT??电磁转矩

UNn?230970?0.2371

30?Ce??30??0.2371?2.2643

Te?CT?IaN?2.2643?356.5N?m?807.2N?m

30. 一台并励直流发电机,额定功率4.6kW,额定电压230V,每极励磁绕组匝数为500匝,已知在额定转速下空载时产生额定电压的励磁电流为0.8A,而在额定负载时产生额定电压的励磁电流需1.2A,今欲将该电机改为差复励直流发电机,问每极应加入多少匝串励绕组? 解 额定电流

IN?PNUN?4.6?102303A?20A

设每极串励绕组匝数为Ns,依题意为差复励

NsI?I?(I?I)NNf0fNf0f

Ns?(IfN?If0)IN?INf?(1.2?0.8)20?0.8?500匝/极

f0 ?10匝/极

31. 一台直流电动机,电枢电流为15.4A,2p=4,单波绕组,S=27,每元件匝数Wy=3,每极磁通量等于0.025Wb,问电机的电磁转矩为多少?若同样元件数,绕组改为单迭,极数于励磁不变,电磁转矩又为多少? 解:单波,CM?PZ2?aTem?2?(27?3?2)2?M?51.57

?C?Ia?51.57?0.025?15.4?198.54(N·m)

?PZ2?a?2?(27?3?2)2??2?25.785

单迭,a=2 ,CT?CMemM?Ia?99.27 (N·m)

32. 并励直流发电机,额定电压为230V,现需要将额定负载运行时的端电压提高到250V,试问:(1)若用增加转速的方法,则转速必须增加多少?(2)若用调节励磁的方法,则励磁电流增加多少倍?

解:(1)n应增加到

25232523倍,因为U=Ea=CeΦn?n

2 (2)If应增加到倍。(不计饱和)

33. 已知某直流电动机铭牌数据如下,额定功率PN?75kW,额定电压UN?220V,额定转速nN?1500(r/m),额定效率

?N?88.5%,试求该电机的额定电流。

?I?? 解:对于直流电动机, PN?U故该电机的额定电流

NNN

IN?UPNN???N75000220?88.5%?385(A)

34. 一台直流发电机,2p=4,a=1,Qu=35,每槽内有10根导体,如要在1450r/min下产生230V电势,则每极磁通应为多少? 解:电机的总导体数Za?10?Qu?10?35?350根 根据直流电机感应电势系数

Ce?Zap60a??350?260?11.67

由E?Ce???n得每极磁通

ECe?n23011.67?1450???=0.0136(Wb)

故需每极磁通为0.0136韦。

35. 一台直流发电机,2p=4,a==1,S=21,每元件匝数W解:整个直流机的总导体数 Za=2 W S=126根

126?260y=3,当Φ=0.01825Wb,n=1500r/min时,试求正,负电刷间得电压。

y 根据直流电机感应电势系数 Ce?Zap60a???4.2

故正、负电刷间的感应电势 E?Ce???n?4.2?0.01825?1500?115V

36. 一台两极发电机,空载时每极磁通为0.3Wb,每极励磁磁势为3000AT。现设电枢圆周上共有电流8400A并作均匀分布,已知电枢外径为0.42m,若电刷自几何中性线前移20机械角度。

试求:(1)每对极的交轴电枢磁势和直轴电枢磁势;

(2)当略去交轴电枢反应的去磁作用并假定磁路不饱和时,每对极的合成磁势及每极下的合成磁通。 解:(1)产生的直轴电枢反应磁势起去磁作用

0Fad?84003600?2?200?933.3AT/Dp

(将8400A的电流在圆周上平分)

?84003600Faq?(1800?2?20)?3266.7AT/Dp

0(1) 总磁势 F=Ff?Fad?6000?933.3?5066.7AT/DP

合成磁通 ???0Ff?F?0.36000?506.7?0.2533Wb


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