并励绕组每极有78.5匝，四极串励绕组总电阻Rf?22.8?，额定负载时，并励回路串入3.5Ω的调节电阻，电刷压降为2V，基本铁耗及机械损耗pFe?p??2.3kW，附加损耗p??0.005PN，试求额定负载时发电机的输入功率，电磁功率，电磁转矩和效率。 解：电机的额定电流
IN＝
PN?82000356.5A
UN230?励磁绕组中通过的电流
IUNf?R?230j?Rf3.5?22.8?8.75A
电枢电流Ia为
Ia＝IN+If＝356.5+8.75＝365.25 A
电机中电枢绕组感应电势
E?UN?IaRa?2
?230?365.?250.0?2?241.4V6 5 以在额定负载时，发电机的输入功率
P1?Pe?pFe?p??p?
?241.4?6365?.25?0.0?01?90.8kW9电机的电磁功率
Pe?EIa?241.46?365.25?10?3?88.19kW
电机的电磁转矩
TPee???88.19?103?866N?970?2?m 60发电机的效率
??PN?82P190.89?90.3%
16
2.?3 0 所
11. 并励直流电动机PN=96kW, UN=440V, IN=255A, IfN=5A，nN=500r/min，已知电枢电阻
Ra=0.078Ω，求额定运行时的输出转矩和电磁转矩。
解：额定输出转矩 TN?9550PNnNfN?9550?96500?1833.6(Nm)
额定电流输出 IaN?IN?I?255?5?250(A)
电枢电动势 Ea?UN?IaNRa?440?250?0.078?420.5(V)
Ean420.5500 有Ea?Ce?Nn得 Ce?N???0.841
CT?N?9.55?Ce?N?9.55?0.841?8.03
电磁转矩 T?CT?NIaN?8.03?250?2007.5(Nm) 或电磁功率 PM=EaIaN=420.5?250=105125(W)
PM?N1051252?50060 电磁转矩 T???2007.8(Nm)
12. 一台他励直流电动机，已知：PN=1.75KW，UN=110V，ηN=79%，Ra=0.57Ω，
nN=1450r/min，试求：
（1）自然特性方程表达式，并计算理想空载点和额定运行点的转速和电枢电流； （2）50%负载时的转速；
（3）转速为1500r/min时的电枢电流值。 解答：IN?PNUN?NUN?1750110?0.79?20.14 （A）
Ce?N??INRanN?110?20.14?0.5714501100.067940.570.06794?0.06794
（1）n?UNCe?N?RaCe?NIa???Ia?1619?8.39Ia
理想空载点：n0?1619额定运行点：nN?1450
r/min，Ia?0（A） r/min，Ia?1619?14508.3917
?20.14（A）
（2）50%负载时的转速：
n?1619?8.39Ia?1619?8.39?20.142?1619?84.5?1534.5r/min
（3）转速为1500r/min时的电枢电流值
Ia?1619?15008.39?14.18（A）
13. 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
14. 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=PNUNN=2000023023073.3=86.96A
If?URf??3.14(A)
Ia?IN?I2f?86.96?3.14?83.82(A)
2pCua?IaRa?83.82?0.156?1096W
pCuf?IfRf?3.14?73.3?723W
Ea?UN22?IaRa?230?83.82?0.156?216.9(V)
PM?EaIa?216.9?83.82?18182W
15. 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），
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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?IaNR?2a?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
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
16. 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)
EaN?UN?INRa?440?250?0.078?420.5(V)
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Tem?9.55EaNINnN?9.55?420.5?250500?2007.9(Nm)
17. 一台直流电动机，额定数据为：PN=100kW，UN=440V，IN=255A，nN=600r/min，Ra=0.07?，励
磁绕组有独立电源，确定额定输出转矩和额定电磁转矩。 解：TN?9550PNnN?9550?100600?1591.7(Nm)
EaN?UN?INRa?440?255?0.07?422.15(V)
Tem?9.55EaNINnN?9.55?422.15?255600?1713.4(Nm)
18. 一台并励直流发电机，额定数据为：PN=20kW，UN=230V，nN=1500r/min，电枢回路Ra=0.156?，
励磁回路Rf=73.3?，请确定额定负载下各绕组的铜损耗和电磁功率。 解：IN?PNUUN?2000023023073.3?86.96(A)
If?NRf??3.14(A)
Ia?IN?I2f?86.96?3.14?90.1(A)
2pCua?IaRa?90.1?0.156?1266W pCuf?IfRf?3.14?73.3?723W
22PM?pCua?pCuf?P2?1266?723?20000?21989W
19. 有一台他励直流电动机：额定电压UN=220V，额定电流IN=12.5A，额定转速nN=1500r/min。
Ra=0.8?。试求：当?=?N，n=1000r/min时，将电枢反接而使系统快速制动停车，要求起始制动电流为2IN，应在电枢回路中串入多大的制动电阻RT？设该机原来运行于额定运行状态，如将端电压突然降到190V，其起始电流为多少？ 解：（1）Ce?N?UN?INRanN?220?12.5?0.81500?0.14
当n=1000r/min，将电枢反接时，有：
Ia??UN?EaRa?RT??UN?Ce?NnRa?RT
取最大电流为2IN，则为Ia=23A。
所以，RT=13.16?
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