1、1.2 圖1.9a所示磁路由電工鋼片疊成，其磁化曲線如圖1.19b所示。圖中尺寸單位是mm，勵磁線圈的匝數為1000匝。試求當鐵心中的磁通為Wb時，勵磁線圈的電流應為多少？ 解：忽略鐵心的疊片系數,則鐵心的截面積為:鐵心磁路的平均長度為:鐵心內部的平均磁密為:查圖所示的磁化曲線得相應的磁場強度為:H=400A/m,于是磁路所需的勵磁安匝為: 忽略氣隙處的邊緣效應，則氣隙內的磁通與鐵心相同，于是有：勵磁線圈中所需的勵磁電流為:由上述數值可見，即大部分磁勢集中在氣隙中。在計算電機磁路時，即使忽略鐵心內部的損耗，也不會帶來多大誤差。2.1 一臺四極并勵直流電機接在220V的電網上運行，已知電樞表面的

2、總導體數根，N=372根，n=1500min/r，=1.1x10負二次方，單波繞組，電樞回路的總電阻，Ra=0.208歐，PFe=362W，Pmec=240W，試問： （1）此電機是發電機還是電動機？ （2）電磁轉矩與輸出功率各為多少？解：(1) 要判斷直流電機是工作在發電機還是電動機運行狀態，只需比較一下端部電壓U和電刷兩端感應電勢Ea的大小即可。當Ea>U時，直流電機工作在發電機狀態；當Ea<U時，直流電機工作在電動機狀態。 考慮到單波a=1，根據題意，顯然，該電機運行在電動機狀態。2） 根據直流電動機的電壓平衡方程式，得:于是電磁轉矩：電磁功率：輸出功率：2.4 一臺并勵直流

3、電動機在一定負載轉矩下的轉速為 1000r/min ，電樞電流為40A ，電樞回路的總電阻為 0.045 ，電網電壓為 110V 。當負載轉矩增大到原來的 4 倍時，電樞電流及轉速各為多少？（忽略電樞反應）解：由于忽略電樞反應的作用，則每極磁通保持不變。不計空載轉矩時，電磁轉矩等于負載轉矩。于是，當負載轉矩增大至原來的 4 倍時，電樞電流變為：原來的電樞電勢為負載增加后，電樞電勢變為于是，轉速變為2.2、一臺96kW的并勵直流電動機，額定電壓為440V，額定電流為255A，額定勵磁電流為5A，額定轉速為500r/min，電樞回路的總電阻為0.078，不計電樞反應，試求： （1）電動機的額定輸出

4、轉矩； （2）額定電流時的電磁轉矩； （3）電動機的空載轉速。 解：并勵直流電動機的接線如圖 2.52 所示至于直流電動機的實際空載轉速，將比n0 略下一點，計算如下：空載電流2.3 某臺他勵直流電動機的銘牌數據為： kW P N 22 = ， ， ，V U N 220 =A I aN 115 = min / 1500r n N = ，電樞回路的總電阻為 0.1 ，忽略空載轉矩，電動機帶額定負載運行時，要求轉速降到 1000r/min 。問：（ 1 ）采用電樞回路串電阻降速時應串入多大的電阻值？（ 2 ）采用降低電源電壓降速時，外加電壓應降為多少？（ 3 ）上述兩種情況下，電動機的輸入功率與輸

5、出功率各為多少？（不計勵磁回路的功率）解：根據電壓平衡方程式得于是電樞回路的外串電阻應為（2）當采用降壓降速時，同樣，由于負載轉矩保持不變，。于是根據電壓平衡方程式有（3） 當采用電樞回路外串電阻降速時，電動機的輸入與輸出功率分別為3.1 下圖中箭頭表示轉矩與轉速的實際方向，試利用電力拖動系統的動力學方程式說明在附圖所示的幾種情況下，系統可能的運行狀態（加速、減速或勻速）。3.9 采用弱磁升速的他勵直流電動機，為什么在負載轉矩較大時不但不能實現弱磁升速，而且還出現弱磁降速的現象，試說明理由。答：根據他勵直流電動機改變勵磁時的人工機械特性繪出弱磁時他勵直流電動機典型的人工機械特性曲線如圖3.54

6、所示。由圖3.54可見，一般情況下，即負載轉矩低于一定程度（如圖中的TL1）時，隨著勵磁電流的減小，轉速升高，即弱磁升速。但當當負載轉矩大于一定程度（如圖中的）時，則隨著勵磁電流的減小，轉速不但不升高，反而降低。3.8 一臺并勵直流電動機的數據為：PN=2.2KW，UN=220V，nN=1500r/min，N=81%，電樞回路的總電阻為1.813，額定勵磁電流IfN=0.414A。當電動機運行在1200r/min時，系統轉入能耗制動狀態自動停車。（1）試問若保證起始制動電流不超過2IN，電樞回路應串入的電阻值為多少？ （2）當負載為位能性負載，若負載的總阻力轉矩為額定轉矩的0.9倍。現采用能耗

7、制動方法使電動機以n=220r/min的轉速勻速下放重物，試問所需制動電阻為多少？解：(1) 額定電流額定電樞電流由電壓平衡方程式可得根據題意，繪出直流電機的機械特性如圖3.58所示。圖3.58中,現已知B點的數值為:(2IN, nA)。其中, nA=1200r/ min。將B點的數據代入能耗制動時的機械特性得即 R=4.83（2）當拖動位能性負載時，由題意知：TL=0.9TN又根據得：Tem=CT Ia，得根據能耗制動時的機械特性得于是得能耗制動時所需制動電阻為：R=0.8935.3 變壓器出廠前要進行“極性”實驗，其接線如圖5.43所示。在AX端外加電壓，若將X-x相連，用電壓表測量Aa之

8、間的電壓。設變壓器的額定電壓為220/110V，若A、a為同名端（或同極性端），電壓表的讀數為多少？若兩者不為同名端，電壓表的讀數又為多少？解：（1）若A、a為同名端，則一次側線圈AX與與二次側線圈ax反向串聯，則電壓表的讀數為（2）若A、a為非同名端，則一次側線圈AX與與二次側線圈ax順向串聯，則電壓表的讀數為5.8 用相量圖判別圖 5.44 所示三相變壓器的聯結組號。解：畫出對應于圖 5.44 (a) 、 (b) 、 (c) 、 (d) 的相量圖分別如圖圖 5.45 (a) 、 (b) 、 (c) 、(d) 所示。(a) Y,y10（b）Y,d5 (c) Y,d9 (d) D,y96.2

9、一臺三相六極異步電動機，試求額定負載時的（1）轉差率；（2）轉子電流的頻率；（3）轉子銅耗；（4）效率；（5）定子電流。解：（1）同步速為額定轉差率為（2）轉子電流的頻率為轉差頻率，即（3）由功率流程圖得于是轉子銅耗為 （4）輸入電功率為于是，電動機的效率為定子相電流為7.1 某三相鼠籠式異步電動機的額定數據如下PN=300kW，UN=380V，IN=527A，nN=1450r/min，起動電流倍數Kst=7.6（定義為起動電流與額定電流之比），起動轉矩倍數st=5.1，過載能力M=2.5。定子繞組采用接法。試求： （1）直接起動時的電流與轉矩； （2）如果采用Y起動，能帶動1000Nm的恒轉

10、矩負載起動嗎？為什么？ （3）為使得起動時的最大電流不超過1800A且起動轉矩不超過1000Nm，采用自耦變壓降壓起動。已知起動用自耦變壓器的抽頭分別為55%、64%、73%三檔；試問應取哪一檔抽頭電壓？在所取的這一檔抽頭電壓下起動時的起動轉矩和起動電流各為多少？解：（1）直接起動時定子繞組中的電流為額定轉矩為直接起動時的起動轉矩為（2）若采用Y起動，則起動轉矩為因此，采用Y起動不能帶動1000Nm的恒轉矩負載起動。 （3）若采用自耦變壓器起動，則電網側的起動電流和起動轉矩分別為當抽頭為55%時，當抽頭為64%時，當抽頭為73%時，由此可見，只有抽頭為64%時的一檔才能滿足要求。此檔的起動電流

11、為1446.26A，起動轉矩為1213.97Nm。7.2 某三相繞線式異步電動機的額定數據如下PN=30kW,UN=380V,nN= 720r/ minr2=0.15,Ke=Ki=1.5,現用轉子回路串電阻的方法使TL=TN時的轉速降為n=500r/min。試求：（1）試求應在每相轉子繞組內串入的電阻值； （2）定子每相繞組的電流（忽略激磁電流）為多少？ （3）試計算電磁功率以及總機械功率。（4）試用MATLAB編程，繪出異步電動機轉子繞組串入電阻前、后的固有機械特性和人工機械特性。解：（1）額定轉差率為轉速為500r/min時的轉差率為（1）根據三相異步電動機機械特性的參數表達式由于電磁轉矩保持額定不變，因此，只有r2'/s保持不變，才能滿足要求。于是有轉子