《電機(jī)拖動習(xí)題解答 冶金工業(yè)出社嚴(yán)欣平程明莎主編》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《電機(jī)拖動習(xí)題解答 冶金工業(yè)出社嚴(yán)欣平程明莎主編（23頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、電機(jī)拖動習(xí)題解答 冶金工業(yè)出社嚴(yán)欣平 程明莎主編 1.6 圖1.10為龍門刨床主傳動機(jī)構(gòu)圖。齒輪1與電動機(jī)軸直接聯(lián)接，各齒輪有下列數(shù)據(jù)： 齒輪 123456 GD2(N·m) 142751 0 0 0 0 0 30 齒數(shù) 264638 0 0 0 0 0 0 齒輪6與工作臺齒條嚙合其節(jié)距為20mm，工作臺質(zhì)量m1=1500kg，工件質(zhì)量m2=1000kg，電動機(jī)飛輪慣量GD2=200 N·m2，切削力F=10000N，切削速度v=40m/min，總機(jī)械拖動效率η=0.8，工作臺導(dǎo)軌與床身之間的摩擦系數(shù)f=0.1。試計(jì)算： 折算到電動機(jī)軸上的系統(tǒng)總飛輪慣量及負(fù)載轉(zhuǎn)矩；

2、切削時(shí)電動機(jī)應(yīng)輸出的功率。 刨刀 m1 m2 工作臺 1 電動機(jī) 2 3 4 5 6 齒輪 圖1.10 龍門刨床主傳動機(jī)構(gòu)圖 解：齒輪折算到電動機(jī)軸上的飛輪轉(zhuǎn)矩為： (GDM+GD)+ =(200+10)+ 2 2 1 (GD22+GD32) j12(GD42+GD5)2GD62++2 2 j2j3 (40+20)(70+50)130 ++ 2299(12) 2 =223.5N×m2 齒輪6的轉(zhuǎn)速：n6= 40mmin =25rmin 80′0.02m 則電機(jī)的轉(zhuǎn)速為：n=25′12=3

3、00rmin 則平移部件折算到電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量為： ?40? ?v? JL=91.2?÷m=91.2′?60÷′(1500+1000) ?300÷èn? è? =1.1kg×m2 2 2 2 =4gJL=43.1N×m2 折算成飛輪矩為：GDL 折算到電動機(jī)軸上總的飛輪矩為266.6N·m2 折算到電動機(jī)軸上負(fù)載轉(zhuǎn)矩為： TL￠=9.55 Fv =9.55′hn=330.3N×m (10000+2500gf)′ 0.8′300 4060 切削時(shí)電動機(jī)應(yīng)輸出的功率為： 300

4、 P=TL￠W=330.3′?10.4kw 9.55 刨刀 m1 m2 工作臺 1 電動機(jī) 2 3 4 5 6 齒輪 圖1.10 龍門刨床主傳動機(jī)構(gòu)圖 1.7 如圖1.4所示的電機(jī)拖動系統(tǒng)，已知提升重物的質(zhì)量為2kg，提升速度為0.4m/s,拖動齒輪的效率η1=η2=0.98，卷筒的效率ηL=0.96,卷筒直徑DL=0.4m。齒輪減速箱的拖動比j=60，電動機(jī)的GDm2＝20Nm2。試求： (1)電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩； (2)拖動系統(tǒng)折算到電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量。 解：h-=hˉ=h1h2hL?0.92 提升時(shí)：

5、TL￠-nh-=GRnL TL￠-= GR2′9.8′0.2 ==0.071 jh-60′0.92 2GDm =0.51kg×m2 Jm=4g 111 JW2=mv2+JmW2 222 2 ?WR? J=?L÷m+Jm èW? 1.8 圖1.11所示的各種情況下，曲線1為電動機(jī)機(jī)械特性，曲線2為負(fù)載機(jī)械特性，判斷哪些交點(diǎn)上運(yùn)行是穩(wěn)定運(yùn)行？ 2 n n n 2 1 A A 1 1 2 A B T O n n TL (c) T O TL (a) T O T

6、L (b) n 1 O A T O A 2 (d) 2 (e) 1 O T 2 A 1 (d) T 圖1.11 穩(wěn)定運(yùn)行的判斷 2.12 有一臺Z2-61型直流并勵電動機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)為PN=10kW，UN=220V， IN=53.5A，nN＝1 500r/min，請繪出 (1)固有機(jī)械特性； (2)電樞電路中串聯(lián)1.2Ω電阻時(shí)的能耗制動與反接制動的機(jī)械特性。 解：1）只要求兩點(diǎn)坐標(biāo)。 TN=9550 PN =63.67Nm nN UN=CEFNnN+INRaì? 由í 1UNIN-

7、PN′103 R==0.31W2?a2IN? 可解得CEFN=0.14 n0= UN =1571rmin CEFN 所以：兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為和 2) a、能耗制動的機(jī)械特性方程為 n=- Ra+R T CECTF2N 制動開始瞬間，n=1500rmin，代入方程可得T=-185.9Nm 所以能耗制動特性過和兩點(diǎn)。 b、電壓反接制動的機(jī)械特性方程為 n= -UNR+R -aT CEFNCECTF2N 制動開始瞬間，n=1500rmin，代入方程可得T=-380.5Nm 所以電壓反接制動特性過和兩點(diǎn)。 c、電動勢反接制動的機(jī)械特性方程為

8、 n= UNR+R -aT 2 CEFNCECTFN 由于當(dāng)T=TN=63.67Nm時(shí)，n=1057.2rmin， 可知串入1.2Ω的電阻無法進(jìn)行電動勢反接制動。 2.13 有一臺Z2-92型直流并勵電動機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)為：PN=30kW，UN=220V，IN=161.5A， nN=750r/min，若軸上負(fù)載轉(zhuǎn)TL=TN，分別求出以下幾種情況下的靜差度、調(diào)速范圍和穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速： (1)當(dāng)電樞電路串聯(lián)電阻Rad=0.7Ω時(shí)； (2)當(dāng)電樞電壓降為0.8UN時(shí)； (3)當(dāng)磁通減弱為額定值的2/3時(shí)。 解： 2UNIN-PN′1

9、03 Ra=′?0.14W 2 3IN CEFN= UN-INRa ?0.26 nN n0= UN ?846r/min CEFN (1)當(dāng)電樞電路串聯(lián)電阻Rad=0.7Ω時(shí)，由于負(fù)載和磁通不變，則有Ia=IN 穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速為 n= UNR+Rad -aIN?324rmin CEFNCEFN 靜差率為：d= n0-n =0.62 n0nmax =2.31 nmin 調(diào)速范圍：D= (2)當(dāng)電樞電壓降為0.8UN時(shí)，由于負(fù)載和磁通不變，則有Ia=IN 穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速為n= 0.8UNRa -IN=590rmin CEFNCEFN 0.8UN ?677

10、rmin CEFN n0= 靜差率為：d= n0-n =0.13 n0 調(diào)速范圍：D= nmax =1.27 nmin (3)當(dāng)磁通減弱為額定值的2/3時(shí)，則有Ia= 穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速 n= UN2 CEFN3UN2 CEFN3 - Ra 3IN 2 3 IN?1073rmin 2 CEFN23 n0= ?1269rmin 靜差率為：d= n0-n =0.15 n0nmax =1.43 nmin 調(diào)速范圍：D= 2.15 上題中的電動機(jī)，降低電壓調(diào)速，要求δmax=30%，求 (1)電動機(jī)帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)的最低轉(zhuǎn)速和調(diào)速范圍； (2)電源電

11、壓需調(diào)到的最低值； (3)電動機(jī)帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩在最低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，電動機(jī)的輸入功率及輸出功率(忽略空載損耗)。 解：CEFN= UN-INRa ?0.14 nN n0= UN ?1571r/min CEFN n0min-nminn0-nN ==30% n0minn0min dmax= n0min?237r/min nmin=n0min-(n0-nN)?166r/min n0min= Umin ?237rmin CEFN V8 Umin=33.1 P1=UminIN?2.3kw 9550PNnmin TnnNPNn P2

12、=Nmin== 95509550nN min ?1.44kW 2.17 一臺他勵直流電動機(jī)的PN=29kW，UN=440V，IN=76A，nN=1 000r/min， Ra=0.376Ω。采用降低電源電壓和減小磁通的方法調(diào)速，要求最低理想轉(zhuǎn)速n0min=250r/min，最高理想空載轉(zhuǎn)速n0max=1 500r/min，試求： (1)該電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載TL=TN時(shí)的最低轉(zhuǎn)速； (2)該電動機(jī)拖動恒功率負(fù)載PL=PN時(shí)的最高轉(zhuǎn)速。 解：CEFN= UN-INRa ?0.41 nN n0= UN ?1073r/min CEFN nmin=n0min-(n0-nN)=17

13、7r/min CEF= UN =0.29 n0max UN-INRa ?1419r/min CEF a：nmax= b：nmax= 9550PN9550PN =?1316r/min T9.55′0.29′76 2.19 一臺他勵直流電動機(jī)PN=13kW，UN=220V，IN=68.7A，nN=1500r/min，Ra=0.195Ω。若提升某重物時(shí)，需要用電動機(jī)把重物停在空中不動，已知重物的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=TN，問此時(shí)電動機(jī)電樞回路應(yīng)串入多大電阻? 解：由題意可知，串電阻使重物停在空中不動， 電動機(jī)的機(jī)械特性線必然經(jīng)過和兩點(diǎn)， 0= UNR+

14、R -aTN 2 CEFNCECTFNUNCTFN -Ra TN UN-INRa ?1.34 nN R= 而CTFN=9.55CEFN=9.55′ PN ?82.77Nm nN TN=9550′ 則：R= UNCTFN -Ra=3.37W TN 2.20 某卷揚(yáng)機(jī)由他勵直流電動機(jī)拖動，電動機(jī)的數(shù)據(jù)為PN=11kW，UN=440V， IN=29.5A， nN=730r/min，Ra=1.05Ω，下放某重物時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=0.8TN。 (1)若電源電壓反接，電樞回路不串電阻，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速多少? (2)若用能耗制動下放重物，電動機(jī)轉(zhuǎn)速絕對值最小是多少? (3)若下放重物

15、要求轉(zhuǎn)速為－380r/min，可采用幾種方法?電樞回路里需串入電阻是多少? 解：由題意a：n= -UNRa -′0.8TN CEFNCECTF2N n= -UNRa -′0.8IN CEFNCEFN -UN-0.8RaIN CEFN UN-INRa ?0.56 nN b：n= 而 CEFN= 則n?-830r/min 此時(shí)電動機(jī)工作在反向回饋制動狀態(tài)。 n=- Ra ′0.8IN?-4r4/m inCEFN

16、 下放重物可以采用能耗制動停止后未采取機(jī)械剎車措施進(jìn)入反向回饋 制動，電源反接制動停止后未斷開電源及采取機(jī)械剎車措施進(jìn)入反向回饋制動，以及電動勢反接制動和三種方式，其中電源反接制動進(jìn)入反向回饋制動的最低轉(zhuǎn)速為-830r/min，不符合題意。 a：能耗制動進(jìn)入反向回饋 -380=- Ra+R ′0.8IN CEFN R= 380CEFN -Ra 0.8IN b：電動勢反接制動 = -380 UNR+R -a′0I.N8 CEFNCEFN R= UN+380CEFN -Ra 0.8IN

17、 2.21 一臺他勵直流電動機(jī)拖動某起重機(jī)提升機(jī)械，他勵直流電動機(jī)的PN=30kW，UN=220V，IN=158A，nN=1000r/min，Ra=0.069Ω。當(dāng)放下某一重物時(shí)，已知負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=0.7TN，若欲使重物在電動機(jī)電源電壓不變時(shí)以n=－550r/min下放，問電動機(jī)可能運(yùn)行在什么狀態(tài)?計(jì)算該狀態(tài)下電樞回路應(yīng)串入的電阻值是多少? 解：根據(jù)題意，電動機(jī)運(yùn)行在電動勢反接制動狀態(tài) -550= UNR+R -a′0.7TN 2 CEFNCECTFN UNR+R -a′0I.N7 CEFNCEFN -550= 而 CEFN= UN

18、-INRa ?0.2 1nN 則 R= UN+550CEFN -Ra=2.96W 0.7IN 3.18 有一臺異步電動機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)為：PN=20kw，UN=380V，nN=1450r/min，ηN=0.85， cosφN=0.8，起動電流倍數(shù)ksc =6，起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)kst=2，過載倍數(shù)kM =2，采用△接法，試求： (1)當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為125N·m時(shí)，在U1=UN和U1=0.8UN時(shí)，電動機(jī)能否起動？ (2)采用Y-△起動，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.45 TN，0.35 TN時(shí)，電動機(jī)能否起動？ 解：1）TN=9550′ PN ?131.72Nm nN

19、U1=UN時(shí)，Tst= kstTN=263.44N·m>1.1TL，可以起動； U1=0.8UN時(shí)，Tst′= 0.64 Tst =168.60N·m>1.1TL，可以起動； 2）Y-△起動，Tst′= 1/3 Tst =87.81N·m<1.1TL，不能起動； 3.19一臺三相繞線式異步電動機(jī)的數(shù)據(jù)為：PN=22kW，nN=1 460r/min，，I1N＝43.9A， E2N=355V，I2N＝40A，KM＝2。要使電動機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速調(diào)到1 050r/min，轉(zhuǎn)子每相應(yīng)接多大的電阻？ 解：sN= n0-nN ?0.027 n0 R2= sNE2N3I2

20、N = 0.027′355 ?0.14W 3′40 轉(zhuǎn)速調(diào)到1 050r/min時(shí)，s= 1500-1050 =0.3 1500 R2+Rs = R2sN R?1.42W 3.20一臺三相籠型異步電動機(jī)的數(shù)據(jù)為PN =11kW，nN＝1460r/min，UN=380V，KM＝2。如 果采用變頻調(diào)速，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.8TN時(shí)，要使n＝1000r/min，則f1及U1應(yīng)為多少？ 解：基頻以下變頻調(diào)速，同步轉(zhuǎn)速正比下降，且認(rèn)為機(jī)械特性向下平移，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩 不變時(shí)，可以認(rèn)為轉(zhuǎn)速降△n不變。 調(diào)速前：sN= n0-nN ?0.027 n0

21、 0.8TNs = TNsN s?0.022 n=(1-s)n0=1467r/min △n=33 r/min 調(diào)速后：n0=1000+33=1033r/min f1￠= pn0 =34.43Hz?0.69f1 60 U1=0.69UN=262.2V 3. 21一臺繞線式異步電動機(jī)，PN＝40kW，U1N＝380V，I1N＝76.3A，nN＝1440r/min，E2N=335V，

22、I2N＝76.6A，KM＝2.5，求： (1)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載TL=0.5TN，運(yùn)行于n＝750r/min，轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串入的電阻； (2)額定狀態(tài)下進(jìn)行反接制動，要求起始制動轉(zhuǎn)矩為2.5TN，轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串入的電阻。 解：1）sN= n0-nN =0.04 n0sNE2N3I2N = 0.04′335 ?0.10W 3′76.6 R2= 調(diào)速前： 0.5TNs =1解得s1=0.02 TNsN 調(diào)速后：s2=則： 1500-750 =0.5 1500 R2+Rs2 =解得R=2.4W R2s1 2） 2 sM=sN[kM+kM-

23、1] =0.19 電源反接制動：T= ￠sMs +￠ssM 2TM 起始制動時(shí)刻：T=－2.5TN s= 由-2.5TN= -n0-nN =1.96 -n0 -5TN ￠=1.96 解得：sM ￠sM1.96+ ￠1.96sM 由 ￠R2+RsM 解得R?0.93W = R2sM 3.22 一橋式起重機(jī)主鉤電動機(jī)為繞線式異步電動機(jī)，PN =22kW，nN =723 r/min，E2N=197V， I2N =70.5A，KM =3，作用到電動機(jī)軸上的位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩，TL=100N·m，求： (1) 在固有特性上提升負(fù)載時(shí)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是多少？ (2) 在固有特性上利用回饋制動穩(wěn)定下降負(fù)載時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速是多少？ (3) 用回饋制動下放負(fù)載，要求n=800 r/min，轉(zhuǎn)子應(yīng)接入多大電阻？ 解：TN=9550′ PN ?290.59Nm nN sN= n0-nN =0.036 n0 R2= sNE2N3I2N = 0.036′197 ?0.058W 3′70.5 1） 由 TLs =1，解得s1?0.012，n1?741r/min TNsN 2）n2=-750-9=-759r/min