电机学习题及答案.doc

直流电机 1-1 一台长复励直流发电机PN＝11kW，UN=230V，nN＝1450r/min，2p＝4，换向片数K＝93，元件匝数Ny＝3，单波绕组，电枢外径Da＝0.195m，额定励磁电流IfN＝0.956A，电机磁路有一定的饱和程度。 （1）为改善换向，电刷前移9机械角。试求直轴与交轴电枢反应磁势Fad和Faq。 （2）电刷顺电枢旋转方向移动时，Fad和Faq各起什么作用？ 解： 额定电流 IN==A=47.83A 额定电枢电流 IaN=IN+IfN=(47.83+0.956)A=48.79A 支路电流 ia==A=24.40A 极距 ==m=0.153m 元件数 S=K=93 总导体数 N=2SNy=2=620 电枢线负荷 A==A/m=24694A/m 电刷在电枢表面移过的距离 ===0.0153m 交轴电枢反应 Faq=A(-b)=24694A/极 =1511A/极 直轴电枢反应 Fad=A=24694=377.8A/极 （2）电刷顺电枢旋转方向移动了角，因为是发电机，故Fad起去磁作用。Faq使气隙磁场发生畸变，因为磁路饱和，故 Faq还有去磁作用。 1-2一台四极82kW、230V、970r/min的并励发电机，电枢电路各绕组总电阻,并励绕组每极有78.5匝，四极串联后的总电阻，额定负载时，并励电路串入3.7的调节电阻，一对电刷压降2Ub=2V，基本铁耗及机械损耗PFe＋Pmec=4.3kW，附加损耗Pad=0.005PN。试求额定负载时发电机的输入功率、电磁功率、电磁转距和效率。 解：额定电流 IN＝＝A＝356.5A 励磁电流 IN==A=8.68A 额定电枢电流 IaN=IN+IfN=(356.5+8.68)A=365.2A 感应电动势 EN=UN+IaN+2=(230+365.2=241.5V 电磁功率 Pem=ENIaN=241.5365.2W=88.2kW 电磁转矩 Tem==N=868.1N 输入功率 P1＝Pem+PFe+Pmec+Pad=(88.18+4.3+82)kW=92.89kW 效率 1-3一台并励直流发电机额定数据为：PN’=82kW,=970r/min,UN’=230V，极数2p=2,电枢绕组电阻ra=0.026,一对电刷接触电压降为2=2V，励磁回路电阻RfN=32。如果将此发电机作为电动机运行，2=2V，所加电源电压为UN=220V，试求： （1）电动机电枢电流与发电机额定电枢电流大小相同时，电动机转速为多少（假定磁路不饱和）？ （2）当电动机电压U=UN=220V时，电动机空载运行，此时空载转矩T0为（1）中额定运行时电磁转矩的1.2%，求空载转速n0。 解：作发电机额定运行时 额定电流 IN’===356.5A 励磁电流 IN’===7.19A 电枢电流 IaN’=IN’+IfN’=(356.5+7.19)A=363.7A 感应电动势 EN’=UN’+IaN’ra+2=(230+363.70.026+2)V=241.5V 作为电动机运行时，依题意有 电枢电流 Ia=IaN’=363.7A 感应电动势 E=UN-IaRa-2=(220-363.70.026-2)=208.5V 励磁电流 It== 由于磁路不饱和，因此，故有 ＝＝ 电动机转速 n===875.2r/min 依题意，空载时电磁转矩 Tem0=T0=1.2%Tem 即 CT=0.012CTIa 空载电枢电流Ia0=0.012I0=0.012363.7A=4.36A 空载感应电动势E0=UN-Ia0ra-2=(220-4.360.026-2)V=217.8V 由 空载转速 n0= 1-4两台完全相同的并励直流电机，机械上用同一轴联在一起，并联接于230V的电网上，轴上不带其他负载，在1000r/min时，空载特性如下： It/A 1.3 1.4 E0/V 186.67 195.83 现电机A的励磁电流为1.4A，电机B的为1.3A，电枢电路总电阻（包括电刷接触电阻）为0.1，转速为1200r/min，如忽略电枢反应的影响，试问： 哪台是发电机？哪台是电动机？ 两机的总的机械损耗于铁耗是多少？ 只调节励磁电流（例如对调两机的励磁电流值），是否能改变两机的运行状态（保持转速不变）？ 是否可以在1200r/min时，两机都从电网吸取功率或向电网送出功率？ 解：（1）从n=1000r/min的空载特性折算到n=1200r/min时的空载特性如下： It/A 1.3 1.4 E0/V 224 235 今电机A的电枢电动势Ek=235Uk=230V,电机B的电枢电动势EB=224UN=230V，所以电机A是发电机，电机B是电动机