電力拖動(dòng)作業(yè)

1、2-2 一臺四極并勵(lì)直流電機(jī)接在220V的電網(wǎng)上運(yùn)行，為單波繞組，已知電樞表面的總導(dǎo)體數(shù)N=381，n=1500r/min,=0.0105wb,電樞回路的總電阻Ra=0.205,勵(lì)磁電流IfN=1.73A,鐵損耗PFe=362W,機(jī)械損耗Pmec=240w(忽略附加損耗)，試問：1）該電機(jī)運(yùn)行在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，還是電動(dòng)機(jī)狀態(tài)？2）電磁轉(zhuǎn)矩是多少？3）輸入功率和效率各是多少？解：1）Ea=N*p/(60a)*n*=381×2÷（60×1）×1500×0.0105=200.025V<U=220V 當(dāng)Ea<U時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，該

2、電機(jī)工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)2）根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)的電壓平衡方程式，得Ia=(U1-Ea)/Ra=(220-200.025)/0.205=97.439A電磁轉(zhuǎn)矩：Tem=CTIa=NP/(2a)* Ia=(381×2) ÷(2×1) ×0.0105×97.439=124.14N·m電磁功率：Pem=EaIa=200.025×97.439=19490.24W輸入功率：P1=U1I1=U1(IaIf)=220×97.439+1.73=21817.18W輸出功率：P2=PemPFePmec=19490.24362240=18888.

3、24W效率：= P2P1×100= 18888.2421817.18×100=86.58題2-4：某臺他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)為：P N =22kW，U N =220V, I N =115A,nN=1500r/min,電樞電阻Ra=0.1,忽略空載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，要求轉(zhuǎn)速降到1000r/min。試求：1） 采用電樞回路串電阻降速時(shí)，應(yīng)串入多大的電阻值？2） 采用降低電源電壓降速時(shí)，外加電壓應(yīng)降為多少？3） 上述兩種情況下，電動(dòng)機(jī)的輸入功率與輸出功率各為多少（不計(jì)勵(lì)磁回路的功率）？（1) 解：根據(jù)電壓平衡方程得： CeN = UN - Ra IN = 0.139

4、 nN 當(dāng)采用電樞回路串電阻降速時(shí)，電路穩(wěn)定后由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，根據(jù) TN = Ct N IN 可知 Ia = IN 由此可得： R + Ra = aUN -CeN n I a 解得 R =0.604 - （2）解：由（1)可得 Ia = IN U= CeN n + Ra Ia = 150.4 V (n=1000r/ min) (3)解：當(dāng)采用串電阻降壓時(shí) 輸入功率： P1 = UN Ia = 25.3 kW 輸出功率：P2=CeN n × Ia = 15.985 kW 當(dāng)采用降壓降速時(shí) 輸入功率：P1=U × Ia =150.5×115=17.308 kW 輸出

5、功率：P2=CeN n × Ia = 15.985 kW題 2-7 一臺他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)如下: P N =96kW，U N =440V, I N =250A,nN=500r/min, Ra=0.078,試求：1） 固有機(jī)械特性上的理想空載點(diǎn)和額定負(fù)載點(diǎn)的數(shù)據(jù)。2） 當(dāng)電樞回路的總電阻為50%RN(RN=UN/IN)時(shí)的人為機(jī)械特性。3） 當(dāng)電樞回路的端電壓U1=50%UN時(shí)的人為機(jī)械特性。4） 當(dāng)=80%N時(shí)的人為機(jī)械特性。（1）解： CeN = UN - Ra IN = 0.841 nN 理想空載點(diǎn)：Tem= 0；n0= UN CeN =523.187r/ min 額定負(fù)載點(diǎn)：

6、TN = Ct N IN =2007.888 N·mn =500 r/ min (2)解：由（1)可知 n0 =523.187r/ min Ra= 0.5RN =0.88 在UN=Ua , N= 的情況下，TemTN= (PN× 9550)/ nN =1833.6 N·mFn = UN - Ra × Tem =284.23 r/ min Ce N Ce NCt N(3) 解： 根據(jù)電壓平衡方程得 UN - 0.5UN =Ra Ia 得：Ia =2820.5 A Tem=CeN Ia =22652.987 A n0= UN = 523.187 r/min

7、CeN n = UN - Ra × Tem =261.595 r/ min Ce N Ce NCt N （4)解： n0= UN = 653.984r/min 0.8CeN F n = UN - Ra × Tem =620.877 r/ min 0.8 Ce N 0.8 Ce NCt N3-2某他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：PN=1.75KW,UN=110V，IN=20.1A , nN=1450r/min ，Ra=0.57,若采用三級起動(dòng)，起動(dòng)電流最大值不超過2IN ，試求： 1）各段的電阻值2）各段電阻切除時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速解：（1)取I1=2IN =2*20.1=40.2A已知

8、m=3故末級電阻為Rm=R3=UN/ I1=110/40.2=2.736=3(R3/Ra)=3(2.736/0.57)=1.687切換電流：I2=I1/=2IN/1.687=1.186IN各級電阻：R1=Ra=1.687*0.57=0.96 R2=R1=²Ra=1.687²*0.57=1.622 R3=R2=³Ra=1.687³*0.57=2.737各分段電阻：R1=R1-Ra=（0.962-0.57）=0.392 R2=R2-R1=(1.622-0.962)=0.660 R3=R3-R2=(2.737-1.622)=1.115(2) CeN=(UN-I

9、aRa)/nN=0.068E1=UN-I2R1= CeN n1n1= UN-I2R1/ CeN =(110-1.186*0.962)/0.068=1433 r/minn2= UN-I2R2/ CeN =(110-1.186*1.622)/0.688=1422 r/minn3= UN-I2R3/ CeN=(110-1.186*2.737)/0.688=1405 r/min3-6某他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)如下：PN=18.5KW,UN=220V，IN=103A , Ra=0.18,nN=500r/min,最高轉(zhuǎn)速應(yīng)限制nN=1500r/min電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)負(fù)載進(jìn)行弱磁調(diào)速，試分析：1）若電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒功

10、率負(fù)載（Pl=Pn）;當(dāng)磁通減少至=1/3N時(shí)，求電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的轉(zhuǎn)速和電樞電流，并說明電動(dòng)機(jī)能否長期運(yùn)行？2）若電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載（Tl=TN）;當(dāng)磁通減少至=1/3N時(shí)，求電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的轉(zhuǎn)速和電樞電流，并說明電動(dòng)機(jī)能否長期運(yùn)行？解：1)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒功率負(fù)載運(yùn)行減弱磁通時(shí)，電樞電流大小不變,因而UN-Ia.Ra=Ea=常數(shù) 而Ea = Ce N nN = Ce n 則NnN = *n減弱磁通后的轉(zhuǎn)速n=(N/)*nN, 而=1/3N 所以n=3* nN =3*500r/min=1500r/min電樞電流I= IN =103A,恰好在允許范圍內(nèi)且n=1500r/min,所以電動(dòng)機(jī)能長期運(yùn)行

11、。2)由機(jī)械特性知CeN =（UN IN * Ra）/ CeN =(220-103*0.18)/500 =0.403電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行減弱磁通時(shí)，有Tl=TN = CeN IN = Ce Ia當(dāng)=1/3N 時(shí)電樞電流Ia=(N/)* IN =3*103A=309A.轉(zhuǎn)速n=（UN-Ia.Ra）/Ce=(220-309*0.18)/(0.403*1/3)=1225r/min雖然n<n（max）.但電流Ia=3 IN , 會造成不能換向及電機(jī)過熱而燒壞的結(jié)果，因此不能長期運(yùn)行。3-8已知他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)如下：PN=30KW,UN=220V，IN=156.9A , nN=1500

12、r/min,Ra=0.082,忽略空載損耗，試求：1）電動(dòng)機(jī)帶位能性額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩，以800r/min的速度下放時(shí)，可用那些方法？電樞回路分別應(yīng)串入多大電阻？2）電動(dòng)機(jī)帶抗性額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩運(yùn)行時(shí)進(jìn)行電壓反接制動(dòng)停車，欲使起始制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為2 TN ，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？3）電動(dòng)機(jī)帶位能性負(fù)載，Tl=0,8TN ,欲以1800r/min的速度下放時(shí)，應(yīng)采用什么方法？電樞回路應(yīng)串入多大電阻？解：1）第一種：能耗制動(dòng)時(shí)能耗制動(dòng)的機(jī)械特性n= (Ra+R)/ CeN *Ia機(jī)械特性: CeN =（UN IN * Ra）/ CeN ,代入數(shù)據(jù)得：CeN =0.138把CeN =0.138代入 n=-(Ra+R)/ CeN *Ia得R=0.622第二種：轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)機(jī)械特性 n=( UN/ C