中国矿业大学(北京) 《电机与拖动》试卷2007(B卷)

中国矿业大学(北京)

《电机与拖动》试卷（B卷）

得分：

题 号 一 二 三 四 五 六 …… ……：……号…线……学线… …… …… …… …… …… ………… …………： …………名……姓…… ………… …… …… …订…… 封… ……………...…： ……级……年…… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …装 密….… …...…： ……院…………学………………………………………得 分 阅卷人

一、填空（每空3分，共30分）。

1．生产机械工作机构的负载转矩与转速之间的关系，称为负载的转矩特性。位能性恒转矩负载的特点是工作机构转矩的绝对值大小恒定不变，其作用方向（ 不变），是 （ 制动 ）性转矩。

2．变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。按照相数分类，变压器分为（ Z ）变压器和（ 1 ）变压器。

3．交流电机的定子槽数为Z,极对数为P,则其三相双层绕组的线圈数为（ 一相 ），其并联支路数最小为（ 三相 ）。

4．他励直流电动机降低电枢电压的人为机械特性与其固有特性相比，理想空载转速（ 变小 ）,斜率（ 不变 ）。

5．三相异步电动机处于制动状态时，电磁转矩与转速相反，为（制动 ）性转矩，机械特性位于第（ 二、四 ）象限。

二、某四极他励直流发电机，UN220V，nN1460r/min，电枢采用单波绕

组，36槽，每槽导体数为12根，电枢回路总电阻Ra0.156，气隙每极磁通

0.011Wb，空载损耗po1000W，忽略附加损耗，额定状况下计算该发电机的铜损耗、电磁功率、电磁转矩、空载转矩、输入转矩、输入功率、输出功率和效率。（16分）

解：单波绕组的并联支路对数a1 感应电势：EaNCeNnNpN2(3612)60aNnN6010.0111460V231.3V

电枢回路方程式为：EaNUNINRa 额定电流：IaNUN220NER231.3a0.156A72.4A

铜损耗：pI22CuNRa(72.4)0.156W817.7W

1

电磁功率：PMEaNIN231.372.4W16746.1W 电磁转矩：T9.55空载转矩：To9.55PMnNponN9.559.5516746.1146010001460N.m109.5N.m

N.m6.5N.m

输入转矩：T1TTO109.56.5N.m116.0N.m 输入功率：P1T1NT12nN60116.02146060W17726.3W

输出功率：P2UNIN22072.4W15928W 发电机的效率：

三、某他励直流电动机的额定数据为: PN22kW ，UN220V ，

IN115A，nN1500r/min ，电枢回路总电阻Ra0.1，电动机带额定负

P2P1100%1592817726.3100%89.8%

载运行时，忽略空载转矩TO，采用电枢回路串电阻的方法将转速降到

1000r/min，计算：(1)应串入得电阻值是多少?(2)电动机的输出功率和调速范

围。（12分） 解：(1) CeNUNINRanN2201150.11500V/r.min10.139V/r.min1

理想空载转速： n0UNCeN2200.139r/min1582.7r/min

r/min82.7r/min额定转速降： nNn0nN1582.71500

电枢串电阻后转速降落：nn0n1582.71000r/min582.7r/min 串入得电阻为R，则：

RRaRRannN

582.782.71)0.60

nnNRaRa0.1((2)忽略空载转矩TOT29550PNnN95502n60，电动机的输出转矩为：

221500N.m140.1N.m

2100060W14663.8W

输出功率：P2T2140.1电动机的调速范围：Dnmaxnmin150010001.5

2

四、画出变压器的“一”型等值电路，列写出其对应基本方程式，并画出感性负载时的相量图。（12分） 解：变压器的“一”型等值电路

-EIz,EIz,UIz,II其对应基本方程式 ： U111110m22L12

感性负载时的相量图：

五、某三相异步电动机的极对数为3，其额定数据为：PN12kW，

UN380V，IN14.4A，定子为Y接，f150HZ，额定运行时，定子铜耗pCu1567W，铁耗pFe288W，转子铜耗 pCu2326W，机械损耗pm86W，附加损耗ps200W。计算该电动机的定子回路电阻R1以及在额定

负载时的电磁功率、机械功率、额定转速、效率、电磁转距、空载转距、输出转距和f2。（18分）

解：由于电机定子绕组采用Y联结，额定负载时定子的相电流为：

I1IN14.4A 则电动机的定子回路电阻：R1pCu13I12567314.420.91

由于机械功率：PmPNpmps 则Pm(1200086200)W12286W 电磁功率：PMPmpCu2(12286326)W12612W

且 PM:pCu21:SN 则SNpCu2PM326126120.026

3

f2SNf10.02650Hz1.13Hz

同步速：n160f1P60503r/min1000r/min

额定转速为：nNn1(1SN)1000(10.026)r/min974r/min 电

动

机

P2P1的

PNP1n1输入

1200013141功率为：

P1PMpCu1PFe(12286567288)W13141W

则效率为：N 电磁转矩为：T100%9.55100%9.55100%91.3%

PM1p0NPNNPM126121000N.m120.4N.m

N.m2.7N.m

空载转矩为：T0 输出转矩为：T29.5509550p0nNPNnN9.5595508620097412974N.m117.7N.m

（或T2TT0(120.42.7)N.m117.7N.m）

六、一台四极三相绕线式异步电动机的技术数据为：PN40kW ，

UN220V， nN1464r/min ，过载倍数2.2 ，kT1.2 ，kI5.5 ，

f150HZ，r20.07，定子绕组为接法，忽略TO，电动机拖动某起重机T

提升208N.m的重物，要求有低速和高速两档，nA为工作固有特性上的转速，

nB0.25nA,工作于转子回路串电阻的特性上。求两档转速及转子应串入的电阻

值。（12分）

解：电动机同步转速： n1额定转差率：sNn1nNn160f1P60502r/min1500r/min

15001464150020.024

2.21)0.1

2临界转差率：smsN(额定转矩：TNPNN1)0.024(2.2PNnN95504014649550N.m261N.m

负载转矩：T1208N.m0.8TN

负载转矩为0.8TN在固有特性上运行时的转差率为s,则：

4

T2Tmsmsssm 0.8TN2TNsmsssm 0.822.20.1ss0.1

解得：s0.019 或：

sNsTN0.8TN,s0.8sN0.80.0240.019

相应的转速降：nsn10.0191500r/min28r/min 高速转速：nAn1n150082r/min1418r/min 低速转速：nB0.25nA0.251418r/min355r/min 相应的转差率：sBn1nBn1sBs15003551500r20.763

每相传入的电阻值R： R(sBsr2R，

1)r2(0.7630.0191)0.072.74

5