《电机与拖动基础(第2版)》汤天浩(习题解答)
电机与拖动课后习题答案(第二版)
第一章第一章 21.解:解:NN N N I U P h ´´´=-310N N N N U kw P I h ´´=310)(A9.9085.022*******=´´=KWI U P NNN20109.9022010331=´´=´´=--24.解:.解:1)WI U P N N N 176********=´=´= 2)W P P N N N 1496085.0176001=´=´=h 3)W P P p N N 26401=-=S 4)WR I p aacu6401.08022=´==5)W R U R I p f ff f cuf 05.5458.88220222====6) W P p N ad 6.14901.0=´=7) Wp p p p p ad cu Fe m 1850=--S =+25. 解:解:1)m N r n KW P m N T N N N ×=´==×12.543000969550min)/()(9550)(2)方法一)方法一A R U I f f f 212.15.181220===A I I I f N a 69.87212.19.88=-=-=07.03000114.069.87220=´-=-=F N a a N N e n R I U CmN I C I C T aN eaTem ×=´´=F =F =62.5869.8707.055.955.9方法二方法二W P P p N N 2558170009.882201=-´=-=S =--S =++cuf cu ad Fe m p p P p p p ff a a R I R I p 22--SW 73.14145.181212.1114.069.87255822=´-´-=mN n p p p n p m N T adFe m ×=++==×5.455.955.9)(00m N TT T T T Nem×=+=+=+=62.585.412.54023)%92.86%1009.88220100017%10010)(3=´´´=´´´=N N N N I U kw P h4)min /10802036.02200r C U n E e ==F =28. 解:解:1)m N r n KW P m N T N N N ×=´==×6.1883500969550min)/()(9550)( 2)AI I I fNa2505255=-=-=841.0500078.0250440=´-=-=F N a a N N e n R I U Cm N I C I C T a N e a T em ×=´´=F =F =88.2007250841.055.955.93)min/2.523841.04400r C U n N e N ==F = 4)min/3.470250841.01.0078.02.523r I C R R C U n a N e ad a N e N =´+-=F +-F =第二章第二章15.(1)W =÷÷øöççèæ´-´=÷÷øöççèæ-=571.01.201075.11.201102121232N N N N a I P I U R 068.01450571.01.20110N a N N N e =´-=-=n R I U C f 649.055.9N e N T ==f f C C min/r 1618068.0110N e N 0===f C U nm N 04.131.20649.0N N T emN ×=´==I C T f固有特性两点坐标为:固有特性两点坐标为:A 点(min /r 1618,00em ==n T ) B 点(min /r 1450,m N 04.13N em ==×=n n T ) (2)min /r 15341.205.0068.0571.01618aN e a 0=´´-=-=I C R n n f (3)aN e a0I C R n n f -=A 5.10571.0068.0)15301618()(a N e 0a =-=-=R C n n I f 16.(1)W =÷÷øöççèæ´-´=÷÷øöççèæ-=315.07.5310107.532202121232N NN N a I P I U R0677.03000315.07.53220N a N N N e =´-=-=n R I U C f 6465.055.9N e N T ==f f C Cmin/r 32500677.0220N e N 0===f C U n 197.76465.00677.0315.02N T e a =´==f b C C Rem em 0197.73250T T n n -=-=b(2)9.526465.00677.02315.02N T e ad a '=´+=+=f b C C R Rem em '09.523250T T n n -=-=b(3) min /r 16250677.01102N e NN e a '0====f f C U C U nA5.10571.0068.0)15301618()(a Ne 0a =-=-=R C n n I fem 197.71625T n -=(4)min /r 40638.00677.0220''e a 0=´==f C U n25.118.06466.00677.0315.0''22T e a =´´==f b C C Rem 25.114063T n -=17.(1)N a N aaNst 8.15A 6.3283067.0220I R U R EUI ====-=(2)A 25.3115.2075.15.1N s t =´==I IW=-=-=64.0067.025.311220a st N st R I U R 19.V 8.20612.0110220a N N aN =´-=-=R I U EA 2751105.25.2N max -=´-=-=I IW=---=--=632.012.02758.206a max aN ad R I E R20. (1) aN e a 0I C R n n f --= 172.012008.206N aN N e ===n E C f min/r 12791723.0220N e N 0===f C U nmin/r 135********.012.01279a N e a 0-=´--=--=I C R n n f (2) aNe ada 0I C R R n n f +--=()()W=--´+-=--´+=226.012.01101723.012771500aNNe 0ad R I C n n R f21. (1)294.0685296.064220N a N N N e =´-=-=n R I U C fmin /r 76719748643.0294.0296.0294.0220a Ne aN e N aN e a0-=--=´´--=--=--=I C R C U I C R n n f f f ()()W =-´-´+´-=--´+=837.0296.0643.0294.07486852.1aNN e 0R I C n n R ad f(3) 可用串电阻方法可用串电阻方法r/min5.3425.0N =n7.1793.0803.22935.0296.07485.342ad´´´+-=R W =91.5ad R22 193.010005.054220N a N N N e =´-=-=n R I U C f843.155.9N e N T =´=f f C C m N 522.99emN ×=T(1) n 不能突变,min /r 1000N ==n n AR R n C U I ad a N N e N a 5.135.15.01000193.0220=+´-=+-=f NmI C T a N T em88.24==f(2) L T 保持不变且L em T T =稳定状态时,A 54N ==I I amin /r 580522.99843.1193.0290.1139emN 2N T e ad a N e N =´´-=+-=T C C R R C U n f f(3)原%2.84542201000012N =´==P P h%36.47542205.15410000%10021212=´´-=-=´=N ad a N I U R I P P P h或:%8.481000580%2.84N N =´==n n h h23.(1)a e ae N N I C R C U nf f -=A 2.1315.01000193.08.0220a N e N a=´´-=-=R n C U I f m N 5.1932.131193.055.98.08.0a N T em ×=´´´==I C T f(2)A5.678.0548.08.0N N T N T N a =====I C T C T I f fmin /r 12065.678.0193.05.08.0193.0220a e ae N =´´-´=-=I C R C U n ff(3) 12P P =h kW06.1210003.120610N N 2=´==n n P PkW 8514W 14850567220a N 1==´==I U P %2.81%10085.1406.12%10012=´=´=P P h24. (1) aN e aN e N I C R C Un f f -=A 345.01000193.0176a N N e a -=´-=-=R n C U I f m N 67.62)34(193.055.955.9a N e em ×-=-´´==I C T f(2) 稳态时稳态时A 54N a ==I Imin/r 772193.0545.0176ae a e N =´-=-=I C R C U n ff(3) W 950454176N 1=´==UI P W7.77166077214.325.9522=´´´=W ×=T P%2.8195047.7716%10012==´=P P h第三章第三章 4.N 2N 2N 1N 1N 33750I U I U S === A34.425.10310750A37.12353107503N231N =´´==´´=I I5. (1)此时,V 110,V 220ax A X ==U U 由于加于绕组两端的电压不变,所以m m F =F ¢不变不变磁势不变磁势不变设原边匝数为N 1 0'0'1'0101322·····=+=I I I N I N I N (2),V 110,V 220ax A X ==U U m m F =F ¢不变不变磁势不变磁势不变0'0'01'010122·····=-=I I I N I N I N8.空载变比43.144.0310==kW===42.2219365400320202m k I U k ZW =÷øöçèæ=÷øöçèæ=35.182********33222002m k I P kRW =-=91.22112m 2m m R Z XW ===42.7353450shsh sh I U ZW===W ===02.12104.235375003sh '2122sh shsh R R R I P R W =-===57.321212sh2sh sh '2σ1σR Z X X X9.(1)W =W =´+=+=W =´÷øöçèæ+=+=+=1.604.60137.096.2872.000194.023********.0sh 2221sh 2221sh 2sh2shsh Z k X k X X R k R R RXZ(3) ()()()%97.1%10034506.004.68.0872.0188.23%),(8.0cos %9.2%10034506.004.68.0872.0188.23%),(8.0cos %586.0%1003450872.0188.23%,1cos A188.2334501080%100sin cos %2223N11N 2sh 2sh N1-=´´-´´=D ==´´+´´=D ==´´=D ==´=´+=D u u u I U X R I u 超前滞后时j j j j j b10.(1) ()W Ð=+=+=W+===´´=´==== 58.28735.315.636A47.1151000310200100035.2340031000'L sh L 2'L 3N1N 2N 1N j Z Z Z j Z k Z S I U U k W -Ð=ÐÐ==··58.2848.8258.2870310001N 1Z U I V3.38307.12.20633A2.206A48.82L 22L 121=´´=====Z I U kI I I (2) ()kW5.12558.28cos 48.8210003cos 31111=-´´´==j I U P878.0)58.28cos(cos1=-= j(3) ()()%100sin cos %100sin cos %N 12sh 2sh 1N 1221´+=´+=D U X R I U X R I u K K N j j j j b 894.096.048.0cos cos cos 12=÷øöçèæ==-tg L j j ()%2.4%10031000449.035.0894.015.048.82%=´´+´´=D u7143.047.11548.82==b %5.97%100105.125894.02.2063.3833%100cos 33122212=´´´´´=´==P I U P P j h11.(1) 66.840036000==k96.30746.85.45.7L 2'L Ð=+==j z k ZW =´´==064.09.538310563232shshN sh I p RA9.5386000310560033N 1N N 1sh =´´==U S I IW ===3.09.53832803shshsh I U ZW=-=293.02sh 2sh sh R z XW Ð=W +=+= 36.32955.8793.4564.7'L s h j Z Z Z36.328.38636.32955.8036000311-Ð=ÐÐ==··zU I NA 8.3861=I A 5802312==kI I V6.3901166.0325.58023L 22L =´=×=Z I U96.301166.006.01.0L Ð=+=j Z(2) shN 202N 0shN 2cos 1p p S p p b j b b h +++-=718.09.5388.386N 11===I I b858.096.30cos cos2==j%66.9810181056718.0858.010*******.010*********.013323332=´+´´+´´´´+´´-=h567.010561018,33shN 0m max =´´==p p b h 时%7.9810181056567.0858.010*******.010*********.013323332max=´+´´+´´´´+´´-=h或%7.982cos 2102N 0max=+-=p S p j b h第四章第四章24. 解:05.0100095010001N 1N =-=-=n n n sem N cu2P s p = ∴5%的电磁功率消耗在转子电阻上。
电机及拖动基础习题解
《电机与拖动基础》习题解答第一章 直流电机原理 P331-21一台并励直流发电机N P =16kW , N U =230V ,N I =69.6A ,N n =1600r/min,电枢回路电阻a R =0.128Ω,励磁回路电阻f R =150Ω,额定效率N η=85.5%.试求额定工作状态下的励磁电流、电枢电流、电枢电动势、电枢铜耗、输入功率、电磁功率。
解:fN I =N fU R =230150=1.53A aN I =N I +fN I =69.6+1.53=71.13AaN E =N U +aN I a R =230+71.130.128⨯=239.1V cua p =2aN I a R =271.130.128⨯=647.6W aN E aN I =239.171.13⨯=17kW输出功率1N p =NNP η=1685.5%1685.5%=18.7kW1-29并励直流发电机N P =7.5kW , N U =220V , N I =40.6A , N n =3000r/min,Ra=0.213Ω.额定励磁电流fN I =0.683A,不计附加损耗,求电机工作在额定状态下的电枢电流、额定效率、输出转矩、电枢铜耗、励磁铜耗、空载损耗、电磁功率、电磁转矩及空载转矩。
解: a I =N I -fN I =40.6-0.683=40AP 1=N U N I =22040.6⨯=8932W N η=1N p p 100%⨯=75008932100%⨯=84%2T =9550N Np n =95507.53000⨯=24N ·mcua p =2a I Ra=240⨯0.213=341W2203220.683N f fNU R I ===Ω2cuf fN f p I R =∙=2200.683N fN U I ∙=⨯=150W0189327500341150941N cua cuf p P P p p =---=---= 189323411508441M cua cuf P p p p =--=--=WT =9550M Np n =95508.4413000=27 N ·m02T T T =-=27-24=3 N ·m第二章 电力拖动系统的动力学 P482-9 负载的机械特性又哪几种主要类型?各有什么特点?答:负载的机械特性有:恒转矩负载特性、风机、泵类负载特性以及恒功率负载特性,其中恒转矩负载特性又有反抗性恒转矩负载与位能性恒转矩负载,反抗性负载转矩的特点是它的绝对值大小不变,但作用方向总是与旋转方向相反,是阻碍运动的制动性转矩,而位能性转矩的特点是转矩绝对值大小恒定不变,而作用方向也保持不变。
电机与拖动学习辅导与习题解答第二版课程设计 (2)
电机与拖动学习辅导与习题解答第二版课程设计一、课程概述本课程旨在帮助学生深入了解电机和拖动的基本原理和应用,包括电磁感应、转子的构造和工作原理、电机性能以及拖动系统等方面的内容。
通过本课程的学习,学生将能够掌握电机和拖动的基本原理和应用,学会进行拖动系统的设计和优化,为今后从事相关行业的研究和工作打下坚实的基础。
二、教学目标1.掌握电机和拖动的基础理论;2.理解电机和拖动的应用场景和工作原理;3.学会进行拖动系统的设计和优化;4.培养学生的实际动手能力和解决问题的能力。
三、教学内容3.1 电机基础知识1.电磁感应2.磁场和电场的基本概念3.电机的构造和工作原理4.电机的性能指标3.2 拖动系统1.拖动系统的基本原理2.拖动系统的分类3.怎样做好拖动系统的设计?4.拖动系统的优化3.3 案例分析通过对实际案例的分析,掌握理论知识的应用,学会解决实际问题。
四、教学方法本课程采用多种教学方法,包括讲授、案例分析、实验教学等。
教师将根据学生的不同能力和情况,灵活选择教学方法,力求充分调动学生的积极性,激发学生的学习兴趣。
五、教材和参考书目5.1 教材《电机与拖动学习辅导与习题解答第二版》5.2 参考书目1.《电机与拖动学》,作者:陈坚2.《现代电气技术基础》,作者:骆承忠六、学习要求1.基础物理、数学、电子电路等专业基础知识扎实;2.具备探究问题、解决问题的能力;3.积极参与课堂、实验教学等活动,认真完成作业和实验报告。
七、考核方式本课程的考核方式包括平时成绩、课堂表现、实验报告、期末综合考试等。
具体考核方式以教师要求为准。
八、教学进度安排教学内容学时数电机基础知识10拖动系统10案例分析 5教学总计25九、实验教学1.电机性能测试实验2.拖动系统设计案例实验十、教学团队本课程由拥有多年教学和科研经验的老师担任主讲教师,同时还有一批资深行业专家作为辅导教师,为学生提供全方位、多层次的教学支持。
十一、结语通过本课程的学习,学生将能够深入了解电机和拖动的基本原理和应用,并学会进行拖动系统的设计和优化,有助于今后从事相关行业的研究和工作。
电机与拖动基础第版汤天浩习题解答
电机与拖动基础第版汤天浩习题解答WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】电机与拖动基础第一章 电机的基本原理1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系,并列出其基本物理规律与数学公式。
1-2 答:1-3 电与磁存在三个基本关系,分别是1-4 (1)电磁感应定律:如果在闭合磁路中磁通随时间而变化,那么将在线圈中感应出电动势。
感应电动势的大小与磁通的变化率成正比,即1-5 tΦN e d d -= 1-6 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定,式中的负号表示感应电动势试图阻止闭合磁路中磁通的变化。
1-7 (2)导体在磁场中的感应电动势:如果磁场固定不变,而让导体在磁场中运动,这时相对于导体来说,磁场仍是变化的,同样会在导体中产生感应电动势。
这种导体在磁场中运动产生的感应电动势的大小由下式给出 1-8 Blv e =1-9 而感应电动势的方向由右手定则确定。
1-10 (3)载流导体在磁场中的电磁力:如果在固定磁场中放置一个通有电流的导体,则会在载流导体上产生一个电磁力。
载流导体受力的大小与导体在磁场中的位置有关,当导体与磁力线方向垂直时,所受的力最大,这时电磁力F 与磁通密度B 、导体长度l 以及通电电流i 成正比,即1-11 Bli F =1-12 电磁力的方向可由左手定则确定。
1-131-14通过电路与磁路的比较,总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系(如电阻与磁阻),请列表说明。
1-15答:1-16磁路是指在电工设备中,用磁性材料做成一定形状的铁心,铁心的磁导率比其他物质的磁导率高得多,铁心线圈中的电流所产生的磁通绝大部分将经过铁心闭合,这种人为造成的磁通闭合路径就称为磁路。
而电路是由金属导线和电气或电子部件组成的导电回路,也可以说电路是电流所流经的路径。
1-17磁路与电路之间有许多相似性,两者所遵循的基本定律相似,即KCL:在任一节点处都遵守基尔霍夫第一定律约束;KVL:在任一回路中都遵守基尔霍夫第二定律;另外,磁路与电路都有各自的欧姆定律。
电机与拖动(第二版)习题解答
2.1.2解:(1) E 1=4.44N 1f Фm =4.44×783×50×0.0575≈9995(V) E 2=4.44N 2f Фm =4.44×18×50×0.0575≈229.77(V) (2)设.999501E =∠ ,则.110000180.01U =∠ ...11110000180.019995000.6j2.45U E Z I ︒︒+∠+∠==+ 100009995 1.991042.5276︒︒-+≈=∠∠ I 0=1.99A(3)..222229.7704185.2515.630.0029j0.001+0.05-j0.016L E I Z Z ︒︒∠==≈∠++ I 2=4185.25Ak=N 1/N 2=783/18=43.5I 1=I 2/k=4185.25/43.5=96.21(A)2.3.1解:12 6.3k=15.750.4NP NP U U === U 1NP =U 1N'2Z =k 2Z 2=15.752(0.024+j0.04)=5.59+j9.92'L Z =k 2Z L =15.752(2.4+j1.2)=595.35+j297.68'2Z +'L Z =5.59+j9.92+595.35+j297.68=601.3+j307.6=675.41∠27.09°(Ω) ''m 2e 1''m 2()=+L LZ Z Z Z Z Z Z Z +++=6+j8+(1500+j6000)675.4127.091500+j6000+601.3+j307.6︒⨯∠ =637.61∠31.8(Ω) ..11e 3641.620=637.6131.8NP U I Z ︒︒∠=∠=5.71∠-31.8°(A)...'2111NP E E U Z ==-=(6+j8)×5.71∠-31.8°-3641.62∠0° =3588.49∠-180.33°(V) .'.'22''23588.49180.33675.4127.03L I E Z Z ︒︒∠-==∠+=5.31∠-207.42°(A) =5.31∠152.58°A'22kI I ==15.75×5.31=83.63(A)I 2NP =I 2N363101.73400⨯=⨯=91(A) 由于I 2﹤I 2NP ,所以未过载。
电机与拖动基础习题解答第二章
电机与拖动基础习题解答第二武汉纺织大学第二章2 . 1变压器能改变交流电的电压和电流,能不能改变直流电的电压和电流?为什么?答:变压器能改变交流电的电压和电流,但不能改变直流电的电压和电流。
因为变压器是应用电磁感应原理而工作的,只有当一次绕组接交流电源时,一次绕组才会流过交流电流,在铁心中产生变化的磁通,从而在二次绕组中产生感应电动势;如果一次绕组接直流电源,则一次绕组流过的是直流电流,在铁心中产生的磁通是恒定不变的,不能在二次绕组中产生感应电动势,所以变压器只能改变交流电的电压和电流,不能改变直流电的电压和电流。
2 . 2变压器的铁心为什么要用硅钢片叠成而不用整块钢制成?答:变压器的绕组流过交流电流时会在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗,统称为铁损耗。
磁滞损耗与铁磁材料的磁滞回线面积有关,硅钢片的磁滞回线较窄,磁滞损耗较小。
涡流损耗与铁磁材料的电阻成反比,与钢片厚度的平方成正比,硅钢片是在电工钢中加入少量的硅而制成,电阻率较大,用硅钢片叠成的铁心,铁损耗较小,所以变压器的铁心要用硅钢片叠成而不用整块钢制成。
2 .3 一台变压器额定电压为220 /110 V ,若把二次绕组(110 V )接在220 V交流电源上,主磁通和励磁电流将如何变化?答:若忽略变压器绕组漏阻抗压降,则绕组的端电压与感应电动势相等。
正常工作时铁心磁路处于饱和状态。
若把额定电压为110 V的二次绕组接在220 V交流电源上,二次绕组感应电动势将增大一倍,感应电动势与铁心磁通成正比,所以铁心磁通也将增大一倍,由于铁心磁路处于饱和状态,励磁电流将不只是增大一倍而将增大许多倍。
2 . 4 一台变压器一次绕组额定电压为220 V,不小心把一次绕组接在220 V的直流电源上,会出现什么情况?答:若把额定电压为交流220 V的变压器一次绕组接在220 V直流电源上时,铁心中产生的磁通将是恒定不变的,不会在一次绕组中产生感应电动势,一次绕组电流h=U,由于绕组电R i阻R i比较小,则一次绕组电流会很大,大大超过其 额定电流,很快会将变压器烧坏。
《电机与拖动基础第版》汤天浩习题解答
电机与拖动基础第一章电机的基本原理 (1)第二章电力拖动系统的动力学基础 (7)第三章直流电机原理 (15)第四章直流电机拖动基础 (18)第五章变压器 (37)第六章交流电机的旋转磁场理论 (55)第七章异步电机原理 (57)第八章同步电机原理 (66)第九章交流电机拖动基础 (78)第十章电力拖动系统电动机的选择 (95)第一章 电机的基本原理1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系,并列出其基本物理规律与数学公式。
1-2 答:1-3 电与磁存在三个基本关系,分别是1-4 (1)电磁感应定律:如果在闭合磁路中磁通随时间而变化,那么将在线圈中感应出电动势。
感应电动势的大小与磁通的变化率成正比,即1-5 tΦNe d d -= 1-6 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定,式中的负号表示感应电动势试图阻止闭合磁路中磁通的变化。
1-7 (2)导体在磁场中的感应电动势:如果磁场固定不变,而让导体在磁场中运动,这时相对于导体来说,磁场仍是变化的,同样会在导体中产生感应电动势。
这种导体在磁场中运动产生的感应电动势的大小由下式给出 1-8 Blv e = 1-9 而感应电动势的方向由右手定则确定。
1-10(3)载流导体在磁场中的电磁力:如果在固定磁场中放置一个通有电流的导体,则会在载流导体上产生一个电磁力。
载流导体受力的大小与导体在磁场中的位置有关,当导体与磁力线方向垂直时,所受的力最大,这时电磁力F 与磁通密度B 、导体长度l 以及通电电流i 成正比,即 1-11 Bli F = 1-12 电磁力的方向可由左手定则确定。
1-131-14通过电路与磁路的比较,总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系(如电阻与磁阻),请列表说明。
1-15答:1-16磁路是指在电工设备中,用磁性材料做成一定形状的铁心,铁心的磁导率比其他物质的磁导率高得多,铁心线圈中的电流所产生的磁通绝大部分将经过铁心闭合,这种人为造成的磁通闭合路径就称为磁路。
电机与拖动第二版思考题及答案
电机与拖动第二版思考题及答案
1、什么叫变压器的并联运行?变压器并联运行必须满足哪些条件?
答:变压器并联运行是指儿台三相变压器的高压绕组及低压绕组分别连接到高压电源及低压电源母线上,共同向负载供电的运行方式。
并联条件为:变压器变比相同,即一、二次电压分别相等。
连接
组别相同。
短路阻抗应相等。
各变压器容量比不超过三比一。
2、自耦变压器的结构特点是什么?使用自耦变压器的注意事项有哪些?
答:自耦变压器把一二次绕组合二为一,使二次绕组成为一次绕组的一部分,一二次绕组之间除了有磁的耦合外还有电的联系。
使用自耦变压器的注意事项:一二次绕组公共端要接中性线,不能用作照明安全变压器或其他要求安全隔离的电源。
3、电流互感器的作用是什么。
能否在直流电路中使用,为什么?
答:电流互感器的作用是将交流大电流按比例变换为小电流便于
测量与控制。
交流电流互感器不能在直流电路中使用,因为设计的工作状态不同,阻抗也不同。
4、电压互感器的作用是什么?能否在测最直流电压时使用?
答:电压互感器的作用是将交流高电压按比例变换为低电压便于
测量与控制。
电压互感器不能在直流电路中使用,因为电压互感器也是变压器,x=2nfL,直流电f=O,x=0,阻抗很小,电流将很大,电压互感器会
烧毁。
《电机与拖动基础第版》汤天浩习题解答
电机与拖动基础第一章电机的基本原理............................................ 第二章电力拖动系统的动力学基础.................................. 第三章直流电机原理.............................................. 第四章直流电机拖动基础.......................................... 第五章变压器.................................................... 第六章交流电机的旋转磁场理论.................................... 第七章异步电机原理.............................................. 第八章同步电机原理.............................................. 第九章交流电机拖动基础.......................................... 第十章电力拖动系统电动机的选择..................................第一章 电机的基本原理1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系,并列出其基本物理规律与数学公式。
1-2 答:1-3 电与磁存在三个基本关系,分别是1-4 (1)电磁感应定律:如果在闭合磁路中磁通随时间而变化,那么将在线圈中感应出电动势。
感应电动势的大小与磁通的变化率成正比,即1-5 tΦN e d d -= 1-6 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定,式中的负号表示感应电动势试图阻止闭合磁路中磁通的变化。
1-7 (2)导体在磁场中的感应电动势:如果磁场固定不变,而让导体在磁场中运动,这时相对于导体来说,磁场仍是变化的,同样会在导体中产生感应电动势。
电机拖动课后题答案《电机与拖动》习题解答.docx
变压器部分习題与鮮答1、为了得到正弦感应电势,当铁心不饱和吋,空载电流各成何种波形?为什么?答:为了得到正弦感应电势,根据E = -W业知,就必须使磁通也是正弦量,当铁心dt不饱和时0*/(),故,此时空载电流也是正弦变化量,即呈正弦波。
当铁心饱和时,空载电流比磁通变化大,此时空载电流呈尖顶波形。
2、为什么对以把变压器的空载损耗近似看成是铁耗,而把短路损耗看成是铜耗?变压器实际负载时实际的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无区别?为什么?答:因为空载时电流很小,在空载损耗屮铁耗占绝大多数,所以空载损耗近似看成铁耗。
而短路吋,短路电压很低,因而磁通很小,铁耗也很小,短路损耗中铜耗占绝大多数,所以近似把短路损耗看成铜耗。
实际负载时铁耗和铜耗与空载时的铁耗和铜耗有差别,因为后一个是包含有其它损耗。
3、变压器的其它条件不变,仅将原、副边线圈匝数变化±10%,试问对兀”和无川的影响怎样?如果仅将外施电压变化±10%,其影响怎样?如果仅将频率变化±10%,其影响又怎样?答:因为心=2〃w2 » £ = 4.44用0” - U ,所以当原、副边匝数变化土10% 吋,兀w变化±20%。
由于w变化±10%,而U不变,使0”变化不10%。
又因为Xm = 2/tf w2磁通0”变化±10%时于饱和影响,A加变化土k%,所以兀”的变化大于±20%。
将外施电压变化± 10%时,0”也将变化干10%,使兀⑹不变,Xm的变化大于刁10%。
这是因为0〃”变化+10%,由于磁路饱和影响,变化大于+10%0如果将频率变化±10%, oc /,所以兀2变化±10%,而f变化±10%,则因为U不变,使0,”变化+10%o同样使兀加的变化大于±10%。
4、一台变压器,原设计频率为50赫兹,现将它接到60赫兹的电网上运行,额定电压不变。
电机与拖动基础第版》汤天浩习题解答
电机与拖动基础第一章电机的基本原理 (1)第二章电力拖动系统的动力学基础 (6)第三章直流电机原理 (13)第四章直流电机拖动基础 (16)第五章变压器 (30)第六章交流电机的旋转磁场理论 (46)第七章异步电机原理 (47)第八章同步电机原理 (55)第九章交流电机拖动基础 (65)第十章电力拖动系统电动机的选择 (78)第一章 电机的基本原理1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系,并列出其基本物理规律与数学公式。
1-2 答:1-3 电与磁存在三个基本关系,分别是1-4 (1)电磁感应定律:如果在闭合磁路中磁通随时间而变化,那么将在线圈中感应出电动势。
感应电动势的大小与磁通的变化率成正比,即 1-5 tΦNe d d -= 1-6 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定,式中的负号表示感应电动势试图阻止闭合磁路中磁通的变化。
1-7 (2)导体在磁场中的感应电动势:如果磁场固定不变,而让导体在磁场中运动,这时相对于导体来说,磁场仍是变化的,同样会在导体中产生感应电动势。
这种导体在磁场中运动产生的感应电动势的大小由下式给出 1-8 Blv e = 1-9 而感应电动势的方向由右手定则确定。
1-10(3)载流导体在磁场中的电磁力:如果在固定磁场中放置一个通有电流的导体,则会在载流导体上产生一个电磁力。
载流导体受力的大小与导体在磁场中的位置有关,当导体与磁力线方向垂直时,所受的力最大,这时电磁力F 与磁通密度B 、导体长度l 以及通电电流i 成正比,即 1-11 Bli F = 1-12 电磁力的方向可由左手定则确定。
1-131-14通过电路与磁路的比较,总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系(如电阻与磁阻),请列表说明。
1-15 答:1-16磁路是指在电工设备中,用磁性材料做成一定形状的铁心,铁心的磁导率比其他物质的磁导率高得多,铁心线圈中的电流所产生的磁通绝大部分将经过铁心闭合,这种人为造成的磁通闭合路径就称为磁路。
《电机与拖动基础》习题解答.docx
《电机与抱助基珊》习题解答第一章直流电机原理P33 1-21-台并励肓流发电机P V = 16W, S=230V,/厂69.6A,g=1600r/min,电枢冋路电阻R 厂0.128Q,励磁冋路电阻心=1500,额定效率仏=85.5%. 试求额定T 作状态下的励磁电流、电枢电流、电枢电动势、电枢铜耗、输入功率、电磁功率。
解:/炉=字=瞥R.53A仃厂/斗+/外=69.6+1.53=71.13/1K ( 1J\J E (I N =U N + I aN R a =230+ 71.13x0.128 =239.1 VPcua = /^2 /?a = 71.132 x0.128=647.6WE aN 7,jV = 239.1 x 71.13 = 17kW1-29并励有流发电机P N =7.5kW, U N =220V, I n =40.GA, n N =3000r/min,Ra=0.213定励磁电流/刖=0.683A,不计附加损耗,求电机工作在额定 状态下的电枢电流、额定效率、输出转矩、电枢铜耗、励磁铜耗、空载损耗、电磁功率、电磁转矩及空载转矩。
解:I a = I N ・ /刖=40.6-0.683=40/1Pi=U N g = 220 X 40.6 =8932W^=7X 100%=^X ,00%=84% p (^=//Ra=402 x0.213=341 IVp cuf =[建• R 『=U “= 220 x 0.683 =1501^ P O = P\—P N — %厂 P 呵=8932 - 7500-341-150 = 941P 厂 P\— P cua 一 Pc U f = 8932 - 341 -150 = 8441 WC9550 也~=9550 冬丝=27N -m zz v 30007; =T-T 2 =27-24=3 N • m第二章电力拖动系统的动力学P482-9负载的机械特性又哪几种主要类型?各有什么特点?答:负载的机械特性有:恒转矩负载特性、风机、泵类负载特性以及恒功率负载特性,其中恒转矩负载特性又有反抗性恒转矩负载与位能性恒转 矩负载,反抗性负载转矩的特点是它的绝对值大小不变,但作用方向总是与旋转方向相反,是阻碍运动的制动性转矩,而位能性转矩的特点是转输出功率p 1N = ^L16 16 85.5% 85.5%7; =9550厶 5 =9550x^-=24/V •加 3000 R f 220 -0.683= 322Q矩绝对值大小恒定不变,而作用方向也保持不变。
电机与拖动基础(第2版)汤天浩(习题解答)
电机与拖动基础第一章电机的基本原理 (1)第二章电力拖动系统的动力学基础 (6)第三章直流电机原理 (12)第四章直流电机拖动基础 (14)第五章变压器 (29)第六章交流电机的旋转磁场理论 (43)第七章异步电机原理 (44)第八章同步电机原理 (51)第九章交流电机拖动基础 (61)第十章电力拖动系统电动机的选择 (73)第一章 电机的基本原理1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系,并列出其基本物理规律与数学公式。
答:电与磁存在三个基本关系,分别是(1)电磁感应定律:如果在闭合磁路中磁通随时间而变化,那么将在线圈中感应出电动势。
感应电动势的大小与磁通的变化率成正比,即tΦN e d d -= 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定,式中的负号表示感应电动势试图阻止闭合磁路中磁通的变化。
(2)导体在磁场中的感应电动势:如果磁场固定不变,而让导体在磁场中运动,这时相对于导体来说,磁场仍是变化的,同样会在导体中产生感应电动势。
这种导体在磁场中运动产生的感应电动势的大小由下式给出Blv e =而感应电动势的方向由右手定则确定。
(3)载流导体在磁场中的电磁力:如果在固定磁场中放置一个通有电流的导体,则会在载流导体上产生一个电磁力。
载流导体受力的大小与导体在磁场中的位置有关,当导体与磁力线方向垂直时,所受的力最大,这时电磁力F 与磁通密度B 、导体长度l以及通电电流i 成正比,即Bli F =电磁力的方向可由左手定则确定。
1-2 通过电路与磁路的比较,总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系(如电阻与磁阻),请列表说明。
答:磁路是指在电工设备中,用磁性材料做成一定形状的铁心,铁心的磁导率比其他物质的磁导率高得多,铁心线圈中的电流所产生的磁通绝大部分将经过铁心闭合,这种人为造成的磁通闭合路径就称为磁路。
而电路是由金属导线和电气或电子部件组成的导电回路,也可以说电路是电流所流经的路径。
磁路与电路之间有许多相似性,两者所遵循的基本定律相似,即KCL:在任一节点处都遵守基尔霍夫第一定律约束;KVL:在任一回路中都遵守基尔霍夫第二定律;另外,磁路与电路都有各自的欧姆定律。
电机与拖动 汤天浩第九章 习题解答
9-20解:(1)N 1p 606050750(r/min)4f n n ⨯=== 1N N 17507220.0373750n n s n --==≈ (2)N N N 2609.559.55 3.44(kN m)722P T n ==⨯≈⋅ (3)em N 2.13 3.447.33(kN m)T T λ==⨯≈⋅(4)22m N (1)0.0373(2.13 2.131)0.1496s s λλ=+-=⨯+-≈(5)em e m m 227.33 1.93(kN m)//0.02/0.14960.1496/0.02T T s s s s ⨯==≈⋅++ 9-23解:直接起动时起动电流与起动转矩分别是st I N 6.75273530.9(A)I K I ==⨯=3st T N 300101.59.552413.6(N m)1475T K T ⨯==⨯⨯≈⋅ (1)不能用Y-Δ换接起动,因为正常运行时定子绕组不是Δ联结。
(2)定子串电抗起动时18000.513530.9k =≈ '22st st 0.512913.6757.8(N m)1000N m T k T ==⨯≈⋅<⋅ 'st T 达不到要求,不行。
(3)对于自耦变压器起动218000.513530.9k =≈ '2st st 0.512913.61485.9(N m)1000N m T k T ==⨯≈⋅>⋅ 'st T 达到要求,可以采用。
此时自耦变压器的变比为0.510.714k =≈9-24解: 额定转差率1N N 1150014550.031500n n s n --=== 额定相电流(采用简化等效电路计算)()()()()N N 22''s r N s r022/3800.0720.072/0.030.20.2151.7(A)U I R R s X X Φ=+++=+++≈额定转矩()()()()2'p N r NN 22''1s r N s r02223/2π/323800.072/0.032π500.0720.072/0.030.20.21061.9(N m)n U R s T f R R s X X =⎡⎤+++⎢⎥⎣⎦⨯⨯⨯=⎡⎤⨯+++⎣⎦≈⋅ (1)在额定电压下直接起动时,起动电流()()()()N st 22''s r s r0223800.0720.0720.20.2893.8(A)U I R R X X =+++=+++≈起动电流倍数st I N 893.8 5.89151.7I K I Φ==≈ 起动转矩()()()()2'p N r N 22''1s r s r022232π323800.0722π500.0720.0720.20.21105.3(N m)n U R T f R R X X =⎡⎤+++⎢⎥⎣⎦⨯⨯⨯=⎡⎤⨯+++⎣⎦≈⋅ 起动转矩倍数st T N 1105.3 1.041061.9T K T ==≈ 功率因数's r '22s r s r022cos ()(')0.0720.072(0.0720.072)(0.20.2)0.339R R R R X X ϕ+=++++=+++≈(2)应用Y-△换接起动时,起动电流倍数'I I 11 5.89 1.9633K K ==⨯≈ 起动转矩倍数'T T 11 1.040.3533K K ==⨯≈ 功率因数保持不变cos 'cos 0.339ϕϕ== 9-26解: 额定转差率1N N 110009800.021000n n s n --=== 根据异步电动机转子串电阻调速的基本关系式 r c r N R R R s s+= 当c 0.73R =Ω时,转差率和转速为r c N r 0.0730.730.020.220.073R R s s R ++==⨯= N (1)(10.22)1000780(r /min)n s n =-=-⨯= 当c 1.7R =Ω时,转差率和转速为r c N r 0.073 1.70.020.4860.073R R s s R ++==⨯≈ N (1)(10.486)1000514(r /min)n s n =-=-⨯≈。
电机与拖动基础第版》汤天浩习题解答
电机与拖动基础第一章电机的基本原理 (1)第二章电力拖动系统的动力学基础 (8)第三章直流电机原理 (15)第四章直流电机拖动基础 (19)第五章变压器 (34)第六章交流电机的旋转磁场理论 (51)第七章异步电机原理 (53)第八章同步电机原理 (61)第九章交流电机拖动基础 (73)第十章电力拖动系统电动机的选择 (90)第一章 电机的基本原理1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系,并列出其基本物理规律与数学公式。
1-2 答:1-3 电与磁存在三个基本关系,分别是1-4 (1)电磁感应定律:如果在闭合磁路中磁通随时间而变化,那么将在线圈中感应出电动势。
感应电动势的大小与磁通的变化率成正比,即1-5 tΦN e d d -= 1-6 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定,式中的负号表示感应电动势试图阻止闭合磁路中磁通的变化。
1-7 (2)导体在磁场中的感应电动势:如果磁场固定不变,而让导体在磁场中运动,这时相对于导体来说,磁场仍是变化的,同样会在导体中产生感应电动势。
这种导体在磁场中运动产生的感应电动势的大小由下式给出1-8 Blv e =1-9 而感应电动势的方向由右手定则确定。
1-10 (3)载流导体在磁场中的电磁力:如果在固定磁场中放置一个通有电流的导体,则会在载流导体上产生一个电磁力。
载流导体受力的大小与导体在磁场中的位置有关,当导体与磁力线方向垂直时,所受的力最大,这时电磁力F 与磁通密度B 、导体长度l 以及通电电流i 成正比,即F1-11Bli1-12电磁力的方向可由左手定则确定。
1-131-14通过电路与磁路的比较,总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系(如电阻与磁阻),请列表说明。
1-15答:1-16磁路是指在电工设备中,用磁性材料做成一定形状的铁心,铁心的磁导率比其他物质的磁导率高得多,铁心线圈中的电流所产生的磁通绝大部分将经过铁心闭合,这种人为造成的磁通闭合路径就称为磁路。
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电机与拖动基础第一章电机的基本原理 (1)第二章电力拖动系统的动力学基础 (7)第三章直流电机原理 (14)第四章直流电机拖动基础 (17)第五章变压器 (36)第六章交流电机的旋转磁场理论 (54)第七章异步电机原理 (55)第八章同步电机原理 (64)第九章交流电机拖动基础 (76)第十章电力拖动系统电动机的选择 (91)第一章 电机的基本原理1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系,并列出其基本物理规律与数学公式。
1-2 答:1-3 电与磁存在三个基本关系,分别是1-4 (1)电磁感应定律:如果在闭合磁路中磁通随时间而变化,那么将在线圈中感应出电动势。
感应电动势的大小与磁通的变化率成正比,即1-5 tΦN e d d -= 1-6 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定,式中的负号表示感应电动势试图阻止闭合磁路中磁通的变化。
1-7 (2)导体在磁场中的感应电动势:如果磁场固定不变,而让导体在磁场中运动,这时相对于导体来说,磁场仍是变化的,同样会在导体中产生感应电动势。
这种导体在磁场中运动产生的感应电动势的大小由下式给出1-8 Blv e =1-9 而感应电动势的方向由右手定则确定。
1-10 (3)载流导体在磁场中的电磁力:如果在固定磁场中放置一个通有电流的导体,则会在载流导体上产生一个电磁力。
载流导体受力的大小与导体在磁场中的位置有关,当导体与磁力线方向垂直时,所受的力最大,这时电磁力F 与磁通密度B 、导体长度l 以及通电电流i 成正比,即1-11 Bli F =1-12 电磁力的方向可由左手定则确定。
1-131-14 通过电路与磁路的比较,总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系(如电阻与磁阻),请列表说明。
1-15答:1-16磁路是指在电工设备中,用磁性材料做成一定形状的铁心,铁心的磁导率比其他物质的磁导率高得多,铁心线圈中的电流所产生的磁通绝大部分将经过铁心闭合,这种人为造成的磁通闭合路径就称为磁路。
而电路是由金属导线和电气或电子部件组成的导电回路,也可以说电路是电流所流经的路径。
1-17磁路与电路之间有许多相似性,两者所遵循的基本定律相似,即KCL:在任一节点处都遵守基尔霍夫第一定律约束;KVL:在任一回路中都遵守基尔霍夫第二定律;另外,磁路与电路都有各自的欧姆定律。
两者之间相似的物理量主要有:电路中传输的是电流,磁路中相应的为磁通;电路中的电动势、电压与磁路中的磁动势、磁压降类似。
电路中的电阻或电导与磁路中的磁阻或磁导相似。
这些对应关系如下表所示:1-18当然两者之间也有一些不同之处,比如磁通只是描述磁场的物理量,并不像电流那样表示带电质点的运动,磁通通过磁阻时,也不像电流通过电阻那样要消耗功率,因而也不存在与电路中的焦耳定律类似的磁路定律;分析电路时一般不涉及电场问题,不考虑漏电流,而分析磁路时离不开磁场的概念,要考虑漏磁现象;在电路中电动势为零时,电流也为零,但在磁路中往往有剩磁,磁动势为零时,磁通不一定为零;磁路的欧姆定律与电路的欧姆定律也只是形式上的相似,由于铁心的磁导率不是常数,它随励磁电流而变化,因而磁路计算不能应用叠加原理。
1-191-20如何理解机电能量转换原理?根据这个原理可以解决什么问题?1-21答:1-22从能量转换的观点,可以把依靠电磁感应原理运行的机电设备看作是一类机电转换装置,比如,变压器是一种静止的电能转换装置,而旋转电机是一种将机械能转换成电能(发电机)或将电能转换成机械能(电动机)的运动装置。
因此,机电能量转换原理是学习和研究电机理论的一个重要工具。
根据这个原理,可以求得电机(发电机、电动机)和变压器中的关键物理量感应电动势和电磁转矩的大小,进而分析电机和变压器的运行特性。
1-231-24旋转电机模型的基本结构由哪些部分组成,其各自有什么作用?气隙又有何作用?1-25答:1-26旋转电机模型的基本结构由定子、转子和气隙三个部分组成:定子是固定不动的,转子是运动的,它们之间隔着一层薄薄的气隙。
在定子和转子上分别按需要安装若干线圈,其目的是在气隙中产生磁场。
往往要求气隙磁场按一定的形式分布,例如正弦分布磁场。
电机作为一种机电能量转换装置,能够将电能转换为机械能,也能将机械能转换为电能。
由于机械系统和电气系统是两种不同的系统,其能量转换必须有一个中间媒介,这个任务就是由气隙构成的耦合磁场来完成的。
1-271-28以两极原型电机作为旋转电机的物理模型,有何应用意义?1-29答:1-30两极原型电机结构简单,原理清晰,易于扩展,可作为旋转电机的物理模型。
通过对该模型的研究和分析,便于学习和掌握一般旋转电机的基本原理。
1-311-32通过模型电机,是如何建立电机的基本电动势和转矩方程的?又怎样将两极电机的方程推广到多极电机?1-33答:1-34通过模型电机,根据电磁感应定律,可以求得旋转电机电动势的通用计算公式t sin cos d d ωωωN Φt tΦN e +-=。
利用该公式可以推导出具体电机的电动势,比如同步电机、异步电机或直流电机。
再根据机电能量转换原理,可得两极电机的电磁转矩公式0f e s r sr sr πsin 2μDl W T F F gφφ'∂==-∂。
由于电机的磁极总是成对设置的,常用极对数p n 来表示电机的磁极数,则多极电机的电磁转矩为sr r s 0pe sin 2πϕF F g Dl μn T -=。
1-351-36 电机中存在哪些能量损耗?有哪些因素会影响电机发热?电动机与发电机的功率传递有何不同?1-37 答:1-38 电机进行机电能量转换时总是存在能量损耗的,能量损耗将引起电机发热和效率降低。
一般来说,电机的能量损耗可分为两大类:1-39 (1)机械损耗:由电机的运动部件的机械磨擦和空气阻力产生的损耗,这类损耗与电机的机械构造和转速有关。
1-40 (2)电气损耗:主要包括导体损耗、电刷损耗和铁耗等。
导体损耗是由于电机的线圈电阻产生的损耗,有时又称为铜耗,通常在电机的定子和转子上都会产生铜耗;电刷损耗是由于电刷的接触电压降引起的能量损耗,因为只有在直流电机中安装电刷,所以电刷损耗仅仅出现在直流电机中;铁耗是由于电机铁磁材料的磁滞效应和涡流效应产生的一种损耗,主要取决于磁通密度、转速和铁磁材料的特性。
1-41 电动机与发电机的功率传递过程如下图所示:电动机是将电能转换为机械能,而发动机是将机械能转换为电能。
1-42电功率电磁功率机械功率P1机械功率电磁功率电功率电动机与发电机的功率传递过程a) 电动机 b) 发电机a)b)1-431-44用硅钢作为导磁材料,现已知T6.1=B,试根据图1-3所示的HB-曲线求取在此磁场条件下硅钢的磁导率rμ。
1-45解:1-46根据图1-3所示的硅钢HB-曲线,查得T6.1=B时,2200A/mH=1-4741.67.2710(H/m)220BHμ-==≈⨯1-484r77.2710578.84π10μμμ--⨯==≈⨯1-491-50有一导体,长度m3=l,通以电流A200=i,放在T5.0=B的磁场中,试求:1-51(1)导体与磁场方向垂直时的电磁力;1-52(2)导体与磁场方向平行时的电磁力;1-53(3)导体与磁场方向为30º时的电磁力。
1-54解:1-55载流导体在磁场中电磁力的一般计算公式为1-56 sin F Bli θ=1-57 (1)导体与磁场方向垂直时,o 90θ=,0.53200300(N)F =⨯⨯=1-58 (2)导体与磁场方向平行时,0θ=,0F =1-59 (3)导体与磁场方向为30º时,o0.53200sin 30150(N)F =⨯⨯⨯=1-601-61 有一磁路的铁心形状如图1-20所示,铁心各边的尺寸为:A 、B 两边相等,长度为17cm ,截面积为7cm 2;C 边长5.5cm ,截面积为14cm 2;气隙长度cm 4.0=g 。
两边各有一个线圈,其匝数为10021==N N ,分别通以电流1i 和2i ,所产生的磁动势由A 、B 两边汇入中间的C 边,且方向一致。
试求:在气隙中产生T 2.1=B 时所需的电流值,及此时气隙中储存的能量f W ,并计算电感L 。
1-62图1-20 习题1-10图1-63 解: 1-64 设12i i i ==,12100N N N ===,1-65 由m1m2g mg F F R Φ+=,得g 0c2g Ni S Φμ=⋅ 1-66 所以,所需的电流值2g 70c 0 1.20.41019.1(A)222100410g Bg i N S N Φμμ--⨯⨯===≈⨯⨯π⨯1-67 气隙磁通4g c 1.214100.00168(Wb)BS Φ-==⨯⨯= 1-68 根据电感的定义,1000.50.001680.0044(H)19.1N L i i ψΦ⨯⨯===≈ 1-69 气隙中储存的能量22f L 1220.004419.1 1.61(J)2W W Li ==⋅=⨯≈第二章 电力拖动系统的动力学基础2-1 什么是电力拖动系统?它包括哪些部分?2-2 答:2-3 拖动就是由原动机带动生产机械产生运动,以电动机作为原动机拖动生产机械运动的拖动方式,称为电力拖动。
如图2-1所示,电力拖动系统一般由电动机、生产机械的传动机构、工作机构、控制设备和电源组成,通常又把传动机构和工作机构称为电动机的机械负载。
2-4图2-1 电力拖动系统组成2-5 2-6 电力拖动系统旋转运动方程式中各量的物理意义是什么?它们的正负号如何确定? 2-7 答:2-8 电力拖动系统经过化简,都可视为如图2-2a 所示的电动机转轴与生产机械的工作机构直接相连的单轴电力拖动系统,各物理量的方向(正负号)标示如图2-2b 所示。
2-9T e T L生产机械 电动机 a)b)图2-2 单轴电力拖动系统a) 单轴电力拖动系统 b) 系统各物理量的方向标示2-10 根据牛顿力学定律,该系统的运动方程为2-11 tJ T T d d L e ω=- 2-12 式中,各量的物理意义分别是:e T ——电动机的电磁转矩(N ·m ),L T ——生产机械的阻转矩(N ·m ),J ——电动机轴上的总转动惯量(kg ·m 2),ω——电动机的角速度(rad / s )。
2-132-14 转矩的动态平衡关系与静态平衡关系有什么不同?2-15 答:2-16 转矩的静态平衡是指电力拖动系统稳定运行时,电动机的电磁转矩e T 与生产机械的阻转矩L T 相平衡,即e L T T =。
而转矩的动态平衡是指电力拖动系统在扰动作用下,从原来的平衡状态达到新的平衡状态的过渡过程中,电动机的电磁转矩e T 与生产机械的阻转矩L T 以及加速度转矩d d J t ω相平衡,即tJ T T d d L e ω=-。