电力拖动基础部分课后习题答案1-8 某起重机电力拖动系统如图1-13所示。

电动机kW P N 20＝,950/min n r =，传动机构转速比13j =，2 3.5j =，34j =，各级齿轮传递效率1230.95ηηη===，各轴的飞轮矩221125GD N m =∙，22250GD N m =∙，22340GD N m =∙，224460GD N m =∙，卷筒直径0.5D m =，吊钩重01900G N =,被吊重物49000G N =,忽略电动机空载转矩、钢丝绳重量和滑轮传递的损耗，试求：(1)以速度0.3/v m s =提升重物时，负载(重物及吊钩)转矩、卷筒转速、电动机输出功率及电动机的转速；(2)负载的飞轮矩及折算到电动轴上的系统总飞轮矩； (3) 以加速度为20.1/m s 提升重物时，电动机输出的转矩。

解：（1）卷筒速度：'12360600.3n 11.46/min 22 3.140.2511.463 3.54481/min v r R n n j j j r ⨯'===∏⨯⨯==⨯⨯⨯=509000.2512725T FR N m '==⨯=折算到电机转矩： ()039.559.55353.64810.95L G G v FvT N m n η+===* （另： ()()031900490000.25353.43 3.540.95L G G R G R T N m j j ηη++⨯'*====⋅⨯⨯⨯） 电机输出功率： 353.448117.895509550L T n P kw ⨯=== （2）负载飞轮矩：()()22202509000.2512725L G D G G R N m =+*=⨯=⋅ 折算到电机轴总飞轮矩：()()22222232412222112123365GD GD GD Gv GD GD j n j j j j j =++++***2460509000.09125 5.550.363651764481⨯=++++ 2130.910.267.22138.4N m =++=⋅ （3）∵ 20.1/a m s = ∴20.1/dvm s dt=而6060j 0.142159.622 3.140.25dn dv dt R dt π==⨯⨯=⨯⨯ 2375L GD dnT T dt-=∴ 138.4159.6353.4412375T N m =⨯+=⋅ 1-9 某龙门刨床的主传动机构图如图1-14所示。

齿轮1与电动机直接联接，各齿轮数据见表1-1所示。

表1-1 传动机构各齿轮数据刨床的切削力9800Z F N =,切削速度45/min z v r =，传动机构总效率0.8c η=，齿轮6的节距620t mm =，电动机的飞轮矩2230d GD N m =∙，工作台与床身的摩擦系数0.1μ=。

试求：(1)折算到电动机轴上的系统总飞轮矩及负载转矩； (2) 切削时电动机的输出功率；(3) 空载不切削时当工作台以22/m s 加速时，电动机的转矩。

解：()241213631235663655641.83 1.68303875 2.57.686304530/min 7575201075z Z Z j j Z Z Z j j j j j Z v n r t t -==========**====--*⨯⨯；；节距，齿数∴ 电机转速为 6230/min n n j r =*=（1） ()129800609.559.552300.8L c v G G Fv T n μη+*+*⎡⎤⎣⎦==⨯()451470098000.19800609.55476.852300.8N m +⨯+⨯⎡⎤⎣⎦==⋅⨯（2） 476.8523011.4895509550L T nP KW *⨯===（3）()2221222660j375375609.5595.37354.486027.68658195.37676.3737575L L cL GD dn GD dvT T dt D dt v G G T N m n T T N m t πμη-==*⨯+**=*=⋅=**⨯+=+=⋅⨯2－9 他励直流电动机的额定数据为: N N 5.6U =220V I =28A N P KW =，，，N n =1000r/min 。

测得a R =0.35Ω。

是计算并画出下列机械特性：（1） 固有机械特；（2） 电枢电路串入电阻50%NN N NU R R R I Ω⎛⎫==⎪⎝⎭时的人为机械特性； （3） 电枢电压50%N U U =时的人为机械特性； （4） 磁通80%N φφ=时的人为机械特性。

解：（1）固有特性： 0.21N N a e N N U I R C n φ-== 210480.831N ae N e N TU R n T T C C C φφ=-*=- （2）22050%50%50% 3.9328N N N U R R I Ω====Ω ()20.35 3.93104810.169.55N e N e N U n T T C C φφ+=-=- ()()()222222222234561222221122222223654514700980040.2519.556.837.5137.2602308.303651.837.6862301.83 1.682308.38.8810 2.395354.48d GD GD GD GD GD Gv GD GD GD j j j j n N m ++=+++++*+*++=+++++⨯=+++++=⋅（3）5240.83n T =- （4）1310 1.3n T =-2－10他励直流电动机的铭牌数据如下为: N N 21U =220V I =115A N P KW =，，，N n =1000r/min ，电枢总电阻a R =0.18Ω。

（1） 计算并绘制固有机械特性；（2） 转速为1100 r/min 时的电枢电流是多少？（3） 电压降至200V ，电枢电流a N I I =时的转速是多少？解：（1）固有特性：2201150.180.19931000e N C φ-⨯==22200.1811040.470.19939.550.1993n T T =-=-⨯ （2）2200.199311004.280.18N e N a a U C n I A R φ--⨯===（3）2000.181004104900/min 0.19930.1993N n I r =-⨯=-=2－11一台他励直流电动机的额定数据为： N N 1.75U =110V I =18.5A N P KW =，，，N n =1500r/min 0.5a =Ω，R 。

（1） 直接起动的起动电流是多少？（2） 如果要求起动电流限制为2N I ，采用降低电源电压起动，最低电压是多少？若采用电枢串电阻起动，应串入多大电阻？解：（1） 11018.50.50.0671500e N C φ-⨯==0n =时, 1100.50=2200.0670.067a a I I A -⇒=（2）降压起动：2218.50.518.5N a U I R V ==⨯⨯= 串电阻： 1100.5 2.472218.5N a N U R R I =-=-=Ω⨯ 2－12一台他励直流电动机，其名牌数据：N N 10U =220V I =53A N P KW =，，，0.394a R =Ω N n =1000r/min 。

采用电枢串电阻分级起动，其最大起动电流12N I I =，起动级数3m =，求各段起动电阻值，并计算分段电阻切除时的瞬时速度。

解：0.3940.199min/a e N R C V r φ=Ω=，串入最大电阻：N m 1U 220R ===2.08 1.74I 253βΩ⇒==⨯ 12N N 106=60.9A1.741.1I =58.3A 1.2I =63.6AI I β==， 校验：12233112213320.6871.1952.081=0.2920.5080.886a a a st a st st R R R R R R R R R R R R R R R βββ==Ω==Ω==Ω=-Ω=-=Ω=-=Ω第一次切换：32220 2.08=-60.9=1105.5-636.5=469r/min 0.1990.199N e N e N U R n I C C φφ=-⨯r/min 第二次切换： 22=1105.5-365.7=739.8r/min N e N e NU Rn I C C φφ=-r/min 第三次切换： 12=1105.52-210.24=895r/min N e N e NU Rn I C C φφ=-r/mmin 2－14一台他励直流电动机的铭牌数据为: N N 96U =440V I =250A N P KW =，，，N n =500r/min ，电枢总电阻a R =0.078Ω。

电动机运行于额定工况。

若最大制动电流不允许超过2N I ，则：（1） 若采用能耗制动，求电枢应串入的最小电阻值；（2） 若采用电压反接制动，求电枢应串入的最小电阻值。

解：（1）4402500.0780.841500e N C φ-⨯==()0.84150020.0780.76322250a e N N N N a e N N R R C n n I R R C I φφ+ΩΩ-⨯=*⇒=-=-=Ω⨯（2）min 1.7210.078 1.6432e Na NC n U R R I Φ+=-=-=Ω2－15一台他励直流电动机，铭牌数据为: N N 17U =220V I =95A N P KW =，，，N n =1000r/min ， a R =0.18Ω。

拖动起重机的提升机构，L N T T =，忽略空载转矩0T ：（1） 若要求电动机以800 r/min 的转速起吊重物，求电枢电路应串入多大电阻？ （2） 断开电源，同时在电枢电路内串入20Ω电阻，问电动机稳定转速是多少？ （3） 若要求电动机以1200 r/min 的转速下放重物，有哪几种方法可以实现？试计算说明。

解： （1）220950.180.20291000e N C φ-⨯==2200.20298000.180.7995N e N a N U C n R R I φΩ--⨯=-=-=Ω（2）20 2.189543.3/min 0.2029a N e N R n I r C φ+=-=-⨯=-（3）① 电势反向反接制动：1200 4.7N a N e N e NU R R I R C C φφΩΩ+-=-⇒=Ω ② 能耗制动：243.481200 2.3895a N a e N R R I R R C φΩΩ+-=-⇒=-=Ω③ 回馈制动：1200N a N e N e NU R R I C C φφΩ+-=-- 115.70.20290.06795a R R Ω-⨯=-=Ω-2－16 一台他励直流电动机，其额定值为：N N 18.5U =220V I =103A N P KW =，，，N n =500r/min ，测得a R =0.2Ω。