电机学考试

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第1章

1.9 某直流电机，PN=4kW，UN=110V，nN=1000r/min，ηN=0.8。若此直流电机是直流电动机，试计算额定电流IN；如果是直流发电机，再计算IN。

【解】

电动机时，根据PN= UNINηN 有IN= =45.46 A

发电机时，根据PN= UNIN 有IN= =36.36 A

1.10 一台直流电动机，PN =17kW，UN=220V，ηN=0.83，nN=1500r/min。求：额定电流和额定负载时的输入功率。

【解】

根据PN= UNINηN有IN= =93.1A

输入功率：P1= UNIN =220×93.1=20.48 kW

1.12 一台直流电机，p=3，单叠绕组，电枢绕组总导体数N=398，一极下磁通Φ为

2.1×10-2Wb。当转速n=1500r/min和转速n=500r/min时，分别求电枢绕组的感应电动势Ea。

【解】

∵p=a=3∴n=1500r/min时，

208.95V

n=500r/min时，

69.65V

1.13 一台直流发电机的额定容量PN=17kW，额定电压UN=230V，额定转速nN=1500r/min，极对数p=2，电枢总导体数N=468，连成单波绕组，气隙每极磁通Φ=1.03×10-2 Wb，求：(1)额定电流；(2)电枢电动势。

【解】

(1)额定电流：根据PN= UNIN 有IN= =73.91A

(2)电枢电动势

∵单波绕组的a=1

∴241.02V

1.14 一台他励直流电动机接在220V的电网上运行，已知a=1，p=2，N=372，Φ=1.1×10-2Wb，Ra=0.208Ω，pFe=362W，pm=204W，nN=1500r/min，忽略附加损耗。求：

(1)此电机是发电机运行还是电动机运行？

(2)输入功率、电磁功率和效率；

(3)电磁转矩、输出转矩和空载阻转矩。

【解】

(1) ∵204.6V

204.6V＜220V ∴是电动机运行

(2)输入功率、电磁功率和效率；

输入功率：P1= UNIN ，根据U=Ea+IaRa 得

74.04A

∴P1= UNIN =220×74.04=16.29kW

电磁功率：Pem= EaIa=204.6×74.04=15.15 kW

输出功率：P2= Pem－pFe－pm=15.15－0.362－0.204=14.58 kW

效率：

(3)电磁转矩、输出转矩和空载阻转矩：

电磁转矩：N?m

输出转矩：N?m

空载阻转矩：T0= Tem－T2=96.46－92.83=3.63 N?m

1.15 一台他励直流电动机，UN=220V。PN=10kW，ηN =0.88，nN=1200 r/min，Ra=0.44Ω。求：

(1)额定负载时的电枢电动势和电磁功率；

(2)额定负载时的电磁转矩、输出转矩和空载转矩。

【解】

(1) 额定负载时的电枢电动势和电磁功率：

额定负载时的电枢电动势：根据PN= UNINηN 得

IN= =51.65 A

根据UN= EaN ＋IN Ra得

EaN= UN－IN Ra=220－51.65×0.44=197.27V

额定负载时的电磁功率：

Pem= EaIa=197.27×51.65=10.19 kW

(2)额定负载时的电磁转矩、输出转矩和空载转矩

额定负载时的电磁转矩：

N?m

额定负载时的输出转矩：

N?m

额定负载时的空载转矩：T0= Tem－T2=81.1－79.58=1.52 N?m

1.16 一台并励直流电动机，UN=220V，IN=80A，Ra=0.1Ω，励磁绕组电阻Rf=88.8Ω，附加损耗ps为额定功率的1％，ηN =0.85。试求：

(1)电动机的额定输入功率和额定输出功率；

(2)电动机的总损耗；

(3)电动机的励磁绕组铜损耗、机械损

耗和铁损耗之和。

【解】

(1) 电动机的额定输入功率和额定输出功率：

额定输入功率：P1= UNIN=220×80=17.6 kW

额定输出功率：P2= P1ηN =17.6×0.85=14.96 kW

(2)电动机的总损耗：

Σp= P1－P2=17.6－14.96=2.64 kW

(3)电动机的励磁绕组铜损耗、机械损耗和铁损耗之和：电路如图

Ia=IN－If= IN－=80－=77.52 A

PCuf＋pm＋pFe

=P1－pCua－pS－P2

= P1－Ra－P2×1％－P2

=17.6－77.522×0.1×10-3－14.96×1％－14.96

=1.89kW

1.17 一台并励直流发电机的数据为：额定电压UN=230V，额定电枢电流，IN=15.7A，额定转速，nN=2000r/min，电枢回路电阻Ra=1Ω(包括电刷接触电阻)。励磁回路总电阻Rf=610Ω。将这台发电机改为电动机运行，并联在220V的直流电源上，求当电动机电枢电流与发电机额定电枢电流相同时，电动机的转速为多少(不考虑电枢反应及磁路饱和的影响)？

【解】

并励直流发电机的电路如图，励磁电流为

A

因此，Ia= IN＋If=15.7＋0.377=16.077 A

根据EaN = UN＋Ia Ra=CeΦNnN得

若改为电动机运行，其电路如图所示，励磁电流为

A

依题意，电枢电流仍为Ia= 16.077 A

但此时的

所以

r/min

第2章

2．13 一台他励直流电动机，PN=40kW，UN=220V，IN=207.5A，Ra=0.067Ω。

(1)若电枢回路不串电阻直接启动，则启动电流为额定电流的几倍?

(2)若将启动电流限制为1.5 IN ，求电枢回路应串入的电阻大小。

【解】

(1) A

即15.82倍。

(2)

2．14 一台他励直流电动机，PN=17kW，UN=220V，IN=92.5A，Ra=0.16Ω，nN=1000r/min，电动机允许的最大电流Iamax=1.8IN，电动机拖动负载TL=0.8TN电动运行。求：

(1)若采用能耗制动停车，电枢回路应串入多大电阻?

(2)若采用反接制动停车，电枢回路应串入多大电阻?

【解】

(1) 能耗制动停车：特性曲线如图所示，

工作转速

r/min

根据得

(2)反接制动停车：特性曲线如图所示，