电机拖动习题解答

图为龙门刨床主传动机构图。齿轮1与电动机轴直接联接，各齿轮有下列数据:

6

1

齿轮6与工作台齿条啮合其节距为20mm工作台质量m=1500kg,工件质量

m=1000kg,电动机飞轮惯量GD=200 N •m2，切削力F=10000N,切削速度

v=40m/min,总机械拖动效率n =，工作台导轨与床身之间的摩擦系数f=。试计算：

(1 )折算到电动机轴上的系统总飞轮惯量及负载转矩；

(2)切削时电动机应输出的功率。

解：(1)齿轮折算到电动机轴上的飞轮转矩为:

223.5N m2

齿轮6的转速：40 m min

& 25r.

则电机的转速为：n 25 12 300 n min

则平移部件折算到电动机轴上的转动惯量为:

2

J L91.2 - m 91.2

n

1.1kg m2

齿轮 1 2 3 4 5

GD(N • m) 1 4 r 2 7

：

5 :

0 0 0 0 0 30

齿数 2 6 r 4 6 : 3 :

0 0 0 0 0 0

(G D2 G D2)(

GD2 GD；)

(GD M GD1 ) ---- 2 --------

j

(GDi GD f)

・2

j

2

GD2

-

j

3

(200 10)

(40 20) (70 50) 130

2

(12)

4060

300 (1500 1000)

8

解:

0.92 提升时：T L

GRn L

T L

GR

2 60 0.92

0.071

GD ； 4g

2

0.51kg m

1 :

mv 2

2 1J m 2 2

折算成飞轮矩为：GD 2 4gJ L 43.1N m 2

折算到电动机轴上总的飞轮矩为• m 折算到电动机轴上负载转矩为：

40

Fv T L

9.55 —— n (10000 2500 gf)

9.55

60

0.8 300 330.3N m

(2)切削时电动机应输出的功率为：

如图所示的电机拖动系统，已知提升重物的质量为 2kg ，提升速度为0.4m/s, 拖动齿轮的效率n 1= n 2=，卷筒的效率n L =,卷筒直径D L =0.4m 。齿轮减速箱的拖 动

比j=60，电动机的GD 2

= 20Nrf 。试求： (1) 电动机的负载转矩； (2) 拖动系统折算到电动机轴上的转动惯量。 P T 330.3 色0

10.4kw

图工作机构运动为升降的拖动系统

L

R

m J m

2

0.53kg m

图所示的各种情况下，曲线1为电动机机械特性，曲线2为负载机械特性, 判断哪些交点上运行是稳定运行

解：a：A稳定；b: A稳定；c : A稳定、B不稳定; d: A稳定；e：A不稳定；

f : A稳定

图稳定运行的判断

有一台Z 2-61型直流他励电动机，其铭牌数据为 P=10kW U N =220V, I N =53.5A , n N =

1 500r/min ，请绘出 （1） 固有机械特性；

（2） 电枢电路中串联Q 电阻时的能耗制动与反接制动的机械特性。

解：1）只要求（T N , n N ） （0, n °）两点坐标。

T N 9550 P N

63.67Nm

n

N

u N C E

N n N 1 N R

a

可解得C E N 0.14

所以：（T N , n N ） （0, n 。）两点坐标分别为（，1500）和（0, 1571）

2） a 、能耗制动的机械特性方程为

C E C T

制动开始瞬间，n 1500 n min ，代入方程可得T 185.9Nm 所以能耗制动特性过（0, 0）和（―，1500）两点。

b 、电压反接制动的机械特性方程为

制动开始瞬间，n 1500 T'min ，代入方程可得T 380.5Nm 所以电压反接制动特性过（0,— 1571 ）和（—，1500）两点

c 、电动势反接制动的机械特性方程为

由于当 T T N

63.67Nm 时，n 1057.2 r min , 可知串入Q 的电阻无法进行电动势反接制动

有一台Z 2-92型直流他励电动机，其铭牌数据为：P N =30kW U=220V, I N =161.5A ,

由R a

1 /U N I N 2(—

P N IN

疋）

0.31

U N

C E N

1571 r.： min

U N

C E N

R a R C E C T

C E N

C E C T

n 尸750r/min ，若轴上负载转T L =T N ,分别求出以下几种情况下的静差度、调速范 围

和稳定运行转速：

(1) 当电枢电路串联电阻 Rd=Q 时； (2) 当电枢电压降为时； (3) 当磁通减弱为额定值的2/3时。 解：

静差率为：

n0 n

0.62 n 。

调速范围：

D 血 2.31

n

min

⑵当电枢电压降为时，由于负载和磁通不变，则有 l a I N

稳定运行转速为n

0.8U N

R

a

— l N 590 r min

C E N C E N

n 0

677 r min

C E N

静差率为： n 0 n — 0.13 n 。

调速范围：

D 亘 1.27

n

mi n

(1)当电枢电路串联电阻 艮d =Q 时，由于负载和磁通不变，则有|a I N

稳定运行转速为n

U N

R a R ad |N 324r min C E N

C E

n

°

U N

C E N

R a

3

U N I N P N 10

0.14

C E N

0.26

n

N

846r / min