《电机与拖动》参考答案 2-1（1） 切削功率:WFV P s m d n V r j j j n n L f f 38009.1*2000/9.1215.0*6067.241*22*602min/67.2412*5.1*21450321=========ππ （2）电动机输出功率：W P P L6.52129.0*9.0*9.038003212===ηηη（3） 系统总飞轮转矩：222222223222122221221222.55.425.03.05.05.32*5.1*295.1*27.2225.3mN j j j GD j j GD j GD GD GD d c b a =+++=+++=+++=（4） 电动机电磁转矩：M N j j j FD T T L.29.349.0*9.0*9.0*2*5.1*22/15.0*20002/3213213212====ηηηηηη（5） 不切削时的电动机电磁转矩： 忽略损耗时的电动机电磁转矩M N j j j FD T .252*5.1*22/15.0*20002/'3212===传动机构阻转矩：M N T T T .29.92529.34'220=-=-=加速时电动机转矩：M N dt dn GD T T .19800*37555.429.937520=+=+=2-2（a ） 减速dt dnGD T T L 3752=-（b ） 减速dtdnGD T T L 3752=--（c ） 加速dtdnGD T T L 3752=+（d ） 减速dtdnGD T T L 3752=--（e ）匀速dtdnGD T T L 3752=+-2-3(a) 稳定 ；（b ）稳定；(c) 稳定； (d) 稳定； (e) 不稳定； 第三章3-1 直流发电机通过电刷和换向器将导体中的交流电势整流成直流输出。

如果没有换向器输出的将是交流电势。

3-2 直流电动机通过电刷和换向器将外部输入直流电压，逆变成导体中的交流电压和电流。

3-3 略3-4 电枢反映是指电枢绕组流过电流时产生的磁场对主极磁场的影响。

电枢反应的影响为：（1） 使气隙磁场发生畸变，半个磁极下磁场消弱，另半个磁极下磁场加强。

（2）磁路不饱和时，增加的和减弱的相同，每极磁通量不变；磁路饱和时，半个磁极下增加的磁通小于另半个磁极下减弱的磁通，每极磁通量略有减少。

3-5W P P AU P I N N NN N NN 29002862.025000)2(83.131862.0*22025000)1(1======ηη3-6W P P A U P I N N NN N N 3.14371835.012000)2(17.5223012000)1(1======η3-7 略3-8 当绕组为单叠形式时：每条支路并联元件匝数=304120=， Ω========5.142.0*30*30010*30*并联支路数元件电阻支路元件数并联支路数支路电阻电刷间电阻元件电势支路元件数支路电势电刷间电势V当绕组为单波形式时：每条支路并联元件匝数=602120= Ω========622.0*60*60010*60*并联支路数元件电阻支路元件数并联支路数支路电阻电刷间电阻元件电势支路元件数支路电势电刷间电势V3-9 V n a S PNc n a PN E a 7.491000*0142.0*2*6021*10*260*60==Φ=Φ=3-10 采用单叠绕组时：Aa Ia I M N I a PN T y a 6102:.7.13310*21.0*3*2400*32====Φ=单叠形式时的支路电流ππ采用单波绕组时：MN I a PN T A aIy Ia a a .7.13333.3*21.0*1*2400*3233.3610*22,1==Φ=====ππ3-11 V n a PN Ea 6.2041500*011.0*1*60372*260==Φ=(1) 因为U Ea >，所以运行在发电机状态； (2) A Ra U Ea Ia 12.22208.02006.204=-=-=M N Ia a PN T .8.2812.22*011.0*1*2372*22==Φ=ππ (3) %9.86869.077.5091442477.509136220477.10144244424200*12.2277.101208.0*12.221221222=====+++=+++=======P P W p p p P P WU I P W R I p Fe m cu a a a cu η3-12 略3-13 （1） W UI P 1840092*2001=== （2） W P P 1582486.0*1840012===η （3）W P P p 2576158241840021=-=-=∑ 对于并励电动机而言，AI I I AR U I I I I f a f N f fa 75.8925.29225.27.88200=-=-====+= (4) W R I p a a cu 3.64408.0*75.8922===(5) W R I p f f f 4497.88*25.222===(6) W p p p p p f cu Fe m 7.14824493.6442576=--=--=+∑ 3-14 （1）%84220*921700012===N N P P η (2) VR I U E AR U I I I I a a a f f a 8.21208.0*902209011022092=-=-==-=-=-= (3) MN n P P T WE I P M M a a M .9.12160/1500*21915260/2191528.212*90===Ω====ππ3-15 (1) WI E P W UI P V R I U E AI I I AR U I A R U I a a M L a a a f L a f f L L 1410060*2351210055*22023525.0*60220605555442205542202=======+=+==+=++=======第四章4-1 直流电动机起动要求：（1）起动电流要小，一般在（1.5~2）I N （2）起动转矩要大，T st ＞T L ，； （3）起动设备要简单便可靠。

如果起动时直接将额定电压加至电枢两端，称为直接起动。

由于起动初始时，电动机因机械惯性而未能旋转起来，转速为零，电枢电动势0=Φ=n C E e a ，忽略电枢回路电感的作用时，电动机的起动电流为aNa a N st R U R E U I =-=一般电动机的电枢绕组电阻R a 很小，若直接加上额定电压起动，I st 可达到额定电流的10～20倍。

这样大的起动过流将导致转向困难，换向器表面产生强烈的火花式环火；电枢绕组产生过大的电磁力，引起绕组损坏；而且产生过大的起动转矩，对传动机构产生强烈冲击，可能损坏机械传动部件。

另外，过大的起动电流将引起电网电压的波动，影响同一电网上其他电气设备的正常运行。

一般直流电动机是不允许直接起动.一般直流电动机的最大允许电流为（1.5~2）I N ，为了限制过大的起动电流，由aNst R U I =可以看出，可以采用两种办法：一种办法是降低电源电压，另一种办法是电枢回路串电阻。

4-2 速度调节是用改变电动机参数的方法，使电力拖动系统运行于不同的人为机械特性上，从而在相同的负载下，得到不同的运行速度。

是人为的有目的行为；速度变化是由于负载的变化，使电动机在同一条机械特性上发生的转速变化。

4-3 在额定负载下，电机可能运行的最高转速n max 与最低转速n min 之比称为调速范围。

用D 表示，即：NT T n n D ==minmax在同一条机械特性上，额定负载时的转速降Δn N 与理想空载转速n 0之比称为静差率，用δ表示，即00n n n n n NN ∆=-=δ调速范围D 与静差率δ是相互制约的两项性能指标，由图4-4（b ）可以推断出D 与δ之间的关系式为)1('max max 0max min max δδδ-∆=∆-∆=∆-==N NN N n n n n n n n n n n D4-4 电动机调速时的容许输出是指电动机电枢电流保持额定值I=I N 的条件下，在调速过程中轴上所能输出的功率和转矩。

恒转矩调速是指在不同转速下保持I a =I N ，电动机容许输出的转矩不变。

恒功率调速是指在调速范围内，保持I a =I N ，电动机容许输出的电磁功率保持不变。

如果以恒转矩调速方式配以恒功率负载时，为确保低速时电动机的转矩满足要求，只有在最低速时，电动机允许输出转矩与负载转矩相等；在高速运行时，电动机的转矩就得不到充分利用。

如果以恒功率调速方式配以恒转矩负载时为确保高速时电动机的转矩仍满足要求，只有在n max 时电动机允许输出转矩才等于负载转矩；而在低速时，电动机转矩都得不到充分利用，造成投资和运行费用的浪费。

4-5 电动机制动运行的主要特点是电磁转矩与转速方向相反，不再从电源吸收电功率。

制动运行的作用包括：快速或准确停车、限制高速。

能耗、电压反接、倒拉反转、回馈等四种形式。

4-74-8Ω=-=-=Ω=====038.030560000305*2202121036.0305220*05.005.0,05.0,95.022N N N N N N N N N aN I P I U Ra I U Ra U Ra I U E 或(1) 直接起动时N a N st I R U I 2011.6111036.0220====(2) 如果需要将起动电流限制在2倍额定电流，则Ω=-=-=Ω===+324.0036.036.036.036.0305*22202a st N N st a R R I U R R(3) 如果需要将起动电流限制在2倍额定电流，则VR I U a N 96.21036.0*305*22===4-9Ω=-=Ω=-=Ω=-=Ω===Ω===Ω=========Ω======Ω=-=-=Ω=====ΩΩΩ415.1722.0369.089.2384.0*96.1475.1384.0*96.1753.0384.0*96.156.7796.115296.1384.089.289.276*2440152*23384.0762900076*4402121289.076440*05.005.0,05.0,95.02331221133122211231122R R R R R R Ra R R R R R R R R AI I R R I U R AI I m I P I U Ra I U Ra U Ra I U E a a a m a m N m N N N N N N N N N N aN βββββ起动级数或4-10278.025053.69233.0411.0*55.9376.0)4(09.015008.13631500'''4577.02933.0*55.9376.0)3(min/8.13632933.0376.0*4.106440''15002933.0440'',4.10676*714.01''714.0411.02933.0'2933.01500440'')2(min/47.18053.69250min,/250)1(min/1070411.044053.69411.0376.0*7693.355.9411.01000220022000====Φ==-=-===Φ==-=Φ-===Φ===ΦΦ=Φ=Φ=Φ===Φ=-==Φ===Φ=∆=Φ=Φ===Φ=‘’’率与静差率：最低转速机械特性的斜‘’’率与静差率：最高转速机械特性的斜’额定转矩时的转速为：弱磁后的电流为：对于恒转矩负载而言，转速为：弱磁时的最高理想空载速为：相应的额定转矩最低转载转速为降压调速的最低理想空δβδβT e a N T e a e a N N e N N N e e N e a N e T N a N N e c c R n n n c c R r c R I U n c U n I I n U c r r r c U n c R I n c c n c4-11mimr c R I U n I I I I V R I n c U R I n c U R c c n R I U c e a N N N N a N e a N e N e T N a N N e /4.73985.0*327.0044.0*85.0/280220'',*85.01'')3(8.175044.0*280500*327.02158.0044.0280500*327.0220)1(12.355.9327.0635044.0*280220=-=Φ-=>=ΦΦ==+=+Φ=Ω=--=-Φ-==Φ=Φ=-=-=Φ不能长期运行）降压调速（电枢串电阻：4-12 mimr c R I U n I I I mimr c R I U n V r c R R I U n r c R I U n c c n c e a N N NN a e a N e a N N e a N N e T N a N N e /12518.0*204.01.0*5.158*220'8.0*8.018.04/820204.01.0*5.158*8.01808.08.0180)3(min/830204.0)3.01.0(*5.158*8.0220)8.08.03.02min/3.1016204.01.0*5.158*8.02208.01(8.095.155.9204.01000=-=Φ-====-=Φ-==+-=Φ+-=Ω=-=Φ-==Φ=Φ===Φ矩不变，倍额定磁通时，负载转）磁通减弱到（倍额定电流不变时，电枢电流同样维持电枢电压为（倍额定电流不变：电阻时，电枢电流维持）电枢回路串入（）倍额定负载时带上4-13显然效率较低外串电阻上的损耗输出功率电动机输入功率拖动额定负载转矩时（电枢回路串入电阻值：电动机调速范围为）带上额定负载时W R I p WP n n P WI U P R r R c R R I U n n n D r n n n n n r c U n c c n R I U c N cu N N N N e a N N e N e T N a N N e 4.3478981413000*15004.1132151147.68*220)4(737.0min/4.1132136.0)224.0(*7.68220))3(325.14.11321500)2(min/4.11326.1617*7.0)1(3.01(min/6.1617136.02203.155.9136.01500224.0*7.682202min 21min min max 0min 0min00========Ω==+-=Φ+-======-==-===Φ==Φ=Φ=-=-=Φδδ4-14不起负载。