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1、第九章作业9-1 他励电动机的铭牌数据：PN=1.75kW , Un=110V ,1 n=20.1A , nN=1450r/min ,试计算:(1) 固有特性曲线，并且在坐标纸上画出；(2) 50%额定负载时的转速；(3) 转速为1500r/min时的电枢电流值。解：设电枢铜耗占电机总损耗的一半，则Ra=0.5 出3 = 0.5 JgW03 =0.57 QiN20.12CeNUN-hRa10-2。1 XO.57 =0.068 nN1450CT On = 9.55CeN = 9.55 X0.068 = 0.65n0 =£=1 =1620 r/minCe 0.068Tn = Ct n I
2、 n = 065 X20.1 = 13.065Nm(1) 固有特性方程n = £_5t =1620 -057 T =1620 - 12.9TCe CeCT N0.068 X0.65当 n = nN =1450，代入上式得Tn = (1450- 1620) X0.068 X0.65/- 0.57 F3.18N.m亠U n,0.57 ,或 n= -I =1620- I =1620- 8.38ICe Ce N0.068当 T =Tn 时，I =IN =20.1A，代入上式得nN =1620 - 8.38 X20.1 胡452r/mi n固有特性是一个直线方程，确定出两点(0, n°
3、;)和(Tn, nn)后，即可画出特性曲线如图。 50%额定负载时，即 T =0.5Tn 时，I = 0.5I N =0.5 X20.1 =10.05A则 n =1620 - 8.38I =1620 - 8.38 X10.05 胡536r/min(3)当转速 n=1500r/min 时1620 - n 1620 - 1500I =胡4.32A8.388.389-6 某他励电动机的数据为：PN=29kW , Un=440V , I n=76A , nN=1000r/min , Ra=0.065RN，若忽略空载损耗，(1)电动机以转速500r/min吊起负载，Tz=0.8Tn，求这时串接在电枢电路
4、内的电阻Rq ;用哪几种方法可以使负载(0.8 T n)以500r/min的转速下放，求每种方法电枢电路内的串接电阻值；(3)在500r/min时吊起负载，Tz=0.8T n，忽然将电枢反接，井使电流不超过In，求最后稳定下降的转速。U N440解：Ra=0.065RN=0.065X- = 0.065X_ g .UN-|NRa= 440- 76 心8 心讪1000(1) 当 T = 0.8Tn 时，I = 0.81 N = 0.8 X76 = 60.8A,由 n = UN - Ia(Ra + %)Ce得志=UN-CeONn-Ra=440-Q.4114500- 0.38"3.47 Ql
5、a6Q83)Rq 'Ce “口 - Ra =0"440- 0.4114500)-讼2 Qla60.8能耗制动，即U=0的情况。 可有4种方法，在不改变磁通量时，当T = 0.8Tn , l =0.8In = 0.8 X76 = 60.8A。1)在额定电压下，电枢电路串接电阻:60.8"七"I Ra =440-。4114 心00)-削岔 Q1 a2)降低电枢端电压，并且电枢电路串电阻。如U=0.5U n的情况。60.8Rq =e - Ra =0-0.4114% 500)- 0.38 "3 Q la4)电枢电压为电枢电压降低且反接，即回馈制动，此时电
6、枢回路不串电阻。U = Cen + IaR =0.4114 X(-500)+ 60.8 X0.38 = - 182.6 V 在n=500r/min时，如果忽然将电枢反接 (U=-440V)并使电流不超过In,在电枢电路中的总电阻60.8R=U-Ce nJ- 440-。4114®0 p.5 q laCe则最后稳定转速n = U - IaR = - 440- 6°8 X&5 "-2326 r / min0.41149-7 某他励直流电动机的数据为：PN=29kW , Un=440V , l n=76.2A , nN=1050r/min , Ra=0.068RN
7、。(1) 电动机在回馈制动下工作，la=60A，电枢电路不串电阻，求电动机的转速；(2) 电动机在能耗制动下工作，转速n=500r/min，电枢电流为额定值，求电枢电路内串接电阻值和电动机轴上的转矩；(3) 电动机在转速反向的反接制动下工作，转速n=-600r/min，电枢电流la =50A，求电枢电路内的串接电阻、电动机轴上的转矩、电网供给的功率、从轴上输入的功率、在电枢电路内电阻上所消耗的功率。U N440解：Ra =0.068Rn =0.065X" =0.0680").393 Ql n76.2Ce N = UN- INRa= 440- 76.2 XO.393 739n
8、N1050U=-440V。(1)回馈制动，电枢电压必反接，即U - I aR - 440 - 60 X0.393n =-1189 r / minCe0.39电枢电路内串接电阻Rq = U - Ce°NnI a-Ra=0-°.3950°)- 0.393辺17 Q76.2当Ia=lN时，T=Tn，电动机轴上的转矩T =Tn = 955匹=9550-29 264 N.m nN1050能耗制动，即U=0。且能耗制动的稳态工作点在 IV象限，即n应为负值。(3)转速反向的反接制动，电枢电压不变。电枢电路内串接电阻叫=UTNn-Ra=440- 0.3590600)- 0.39
9、3羽3.09 Q5050当=50=In(50/In)时，电动机轴上的转矩，T=Tn(-) = 264X-皿电网供给的功率即输入功率p =UN I a = 44050 = 22000W = 22 kW从轴上输入的功率Tn173X(-60C)“P2 =*10.9 kW95509550(负号表示电动机轴上是输入而不是输出功率)电枢电路内电阻所消耗的功率2AP = Ia(Ra +Rq ) =502 X0.393+13.09) =337075W 33.7 kW9-8 一台他励直流电动机的铭牌数据为：PN=10kW , Un=220V ,1 n=53A ,nN=1100r/min，测得Ra=0.3Q。采用
10、能耗制动及反接制动试计算两种情况下电枢各应该串联的电阻值。(两种情况下的电枢电流不应超过2In)解:CeNUN-INRa= 220- 53 X0.3 7.18551100(1)能耗制动时,U=0 ,且是在开始制动时(n=nN)电流最大，其应串接的电阻值Rq =U-Ce 叽 Ra = 0-°.1855X100- 0.3 7625 Qla2X53反接制动时，U=-Un, la反向，也是在开始制动时(n=nN)电流最大，应串接的电阻值2 X- 53)Rq =上沁-Ra = -220-°.1855X100- 0.3 P.7 Q la9-10 他励电动机的数据同习题9-7，即：PN=
11、29kW , Un=440V , I n=76.2A , nN=1050r/min ,Ra=0.068RN=0.393 Q。分三级起动，其最大电流不得超过额定电流的两倍，求各段的电阻值。解：m=3 , I1=2In=2X 76.2=152.4A, Rm=R3=UN/11=440/152.4=2.887 QRqi = ( B - 1)Ra = (1.944 - 1)0.393 7371 QRq2 = BRQ1 = 1.944 X0.371 7.721 QRq3 = Rq2 = 1.944 X0.721 胡.402 Q9-14某一生产机械采用他励直流电动机作其拖动电动机，该电动机用弱磁调速，其数据
12、为：PN=18.5kW， Un=220V， IN=103A， nN=500r/min，最高转速 nmax=1500r/min，Ra=0.18 Q。1(1)若电动机带动恒转矩负载(T=Tn),当减弱磁通，二-N时，求电动机稳定转速和电枢电3流。此时电动机能否长期运行？为什么？(2)若电动机带动恒功率负载1(Pz=Pn),求二一N时电动机的稳定转速和转矩。此时电动机能否3长期运行？为什么？N - l N Ra 1nN3(1)当电动机带动恒转矩负载时 (T=Tn不变)，根据T=Ctla,如果磁通减弱为额定值的1/3，则电枢电流增加到额定值的 3倍，即la=3lN=3 X103=309A解：Ce =1
13、CeN = 133X220- 103XO8 f.1343500电动机的稳定转速为n = U= 220- 309 XO.18 七24r/minCe0.1343电动机不能长期运行，因为电枢电流远大于电动机的额定电流，长期运行将烧毁电动机。(2)当电动机带动恒功率负载时 (Pz=Pn不变)，若磁通减弱为额定值的1/3,Tn 由Pz = 9550整理得Tn n n1/3 xCt l an得95509550Ct I n nn9550lan = 3I N nN = 3 X103 X500 =154500又 n = U - laR = 220- la x°.18代入上式，即0.1343CeI =
14、1545000.1343整理得11 - 1222I +115274 = 0解得：la=103 A , (Ia=1119 A不合理，舍去)电动机的稳定转速n = U - la R = 220 - 103 x。18七。r/minCe 0.1343电动机的转矩T = 9.55Ce la =9.55 X0.1343 X103 胡32 N.m电动机能够长期运行，因为电枢电流没有超过电动机的额定电流。9-15 一直流电动机的额定数值为：PN=74kW , Un=220V , I n=378A , nN=1430r/min。采用降压调速。已知电枢电阻 Ra=0.023 Q,整流电源内阻(在发电机-电动机组中
15、是发电机的电枢电阻)Ro=0.022Q。当生产机械要求静差率为20%时，求系统的调速范围。如果静差率为30%，则系统的调速范围应为多少？解:Ce©N=UN-220- 378 g°23 7.1478nN1430AnN=n0-n = -UN-IN(Ra +忠)=心)二 378"023022)W5r/minCeNCeNCeN0.1478(1)当静差率为3 =20%时，调速范围为(降压调速，AnN不变，额定转速即为最高转速nmax)nmax 31430 X0.2D =71AnN (1- 3)115 X(1 - 0.2)或 降压调速时，AnN不变，则最低转速对应的机械特性的理想空载转速:AnN115n°min =575 r/min贝V 门皿山=n。皿山-Ain =575- 115=460 r/min30.2D = = 3dn min460(2)当静差率为3 =30 %时，调速范围为n max 31430 X0.3D =5.33AnN (1- 3)115 X(1 - 0.3)或n0min = = 115 383 r/min30.3则 nmin = n°min - A1n = 383- 115= 268 r/minD =贬=迴违33n min 268