《电机与拖动基础》习题解答
第一章 直流电机原理 P33
1-21一台并励直流发电机N P =16kW , N U =230V ,N I =69.6A ,N n =1600r/min,电枢回路电阻a R =0.128Ω,励磁回路电阻f R =150Ω,额定效率N η=85.5%.试求额定工作状态下的励磁电
流、电枢电流、电枢电动势、电枢铜耗、输入功率、电磁功率。 解：fN I =
N f
U R =
230150
=1.53A aN I =N I +fN I =69.6+1.53=71.13A
aN E =N U +aN I a R =230+71.130.128⨯=239.1V cua p =2
aN I a R =2
71.130.128⨯=647.6W aN E aN I =239.171.13⨯=17kW
输出功率1N p =N
N
P η=
1685.5%16
85.5%
=18.7kW
1-29并励直流发电机N P =7.5kW , N U =220V , N I =40.6A , N n =3000r/min,Ra=0.213Ω.额定励磁电流fN I =0.683A,不计附加损耗，求电机工作在额定状态下的电枢电流、额定效率、输出转矩、电枢铜耗、励磁铜耗、空载损耗、电磁功率、电磁转矩及空载转矩。 解： a I =N I -fN I =40.6-0.683=40A
P 1=N U N I =22040.6⨯=8932W
N η=
1
N p p 100%⨯=
75008932100%⨯=84%
2T =9550
N N
p n =95507.5
3000
⨯
=24N ·m
cua p =2a I Ra=2
40⨯0.213=341W 2203220.683
N f fN
U R I =
==Ω
2
cuf fN f p I R =∙=2200.683N fN U I ∙=⨯=150W
0189327500341150941N cua cuf p P P p p =---=---= 189323411508441M cua cuf P p p p =--=--=W
T =9550
M N
p n =9550
8.4413000
=27 N ·m
02T T T =-=27-24=3 N ·m
第二章 电力拖动系统的动力学 P48
2-9 负载的机械特性又哪几种主要类型？各有什么特点？
答：负载的机械特性有：恒转矩负载特性、风机、泵类负载特性以及恒功率负载特性，其中恒转矩负载特性又有反抗性恒转矩负载与位能性恒转矩负载，反抗性负载转矩的特点是它的绝对值大小不变，但作用方向总是与旋转方向相反，是阻碍运动的制动性转矩，而位能性转矩的特点是转矩绝对值大小恒定不变，而作用方向也保持不变。风机、泵类、负载特性的特点是其转矩与转速的二次方成正比即2
L T n ∝，这类生产机械只能单方向旋转。恒功率负载特性的特点是在不同速度下负载转矩L T 与转速n 差不多成反比即L T n ⋅≈常数。
第三章 直流电动机的电力拖动 P96
3-28一台他励直流电动机，铭牌数据为60N P kW =，220N U V =，305N I A =，1000/min N n r =，试求：
（1）固有机械特性并画在坐标纸上。（2）0.75N T T =时的转速。（3）转速1100/min n r =时的电枢电流。 解：（1）a N N a E U I R =-，
33
22
101122030560100.3822305N N N a N U I P R I ⎛⎫⎛⎫-⨯⨯-⨯===Ω ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
， 2203050.038a E =-⨯，2203050.038
0.2081000
a e N
E C n -⨯Φ=
=
=，
02201058/m in 0.208
N e U n r C =
=
=Φ
，
9.559.550.208305606N e N T C I N m =Φ=⨯⨯=∙。
根据（1058，0）和（1000，606）两点可画出机械特性。 （2）当0.75N T T =时的转速：
2
2200.3080.75606105841.81016.2/m in
0.208
9.550.208
N a e e T U R n T r C C C =
-
=
-
⨯⨯=-=Φ
ΦΦ
⨯（3）当1100/min n r =时的a I ：
2200.2081100
2320.038
N a
a a
U E I A R --⨯=
=
=-。
可见当01100/min 1058/min n r n r =>=时电动机运行在回馈制动状态。
3-29电动机的数据同上题。试计算并画出下列机械特性：（1）电枢回路总电阻为0.5N R 时的人为特性。（2）电枢回路总电阻为2N R 的人为机械特性。（3）电源电压为0.5N U ，电枢回路不串入电阻时的人为机械特性。（4）电源电压为N U ,电枢不串入电阻，0.5N Φ=Φ时的人为机械特性。
解：已知3
2
1010.0382N N N a N U I P R I ⎛⎫
-⨯==Ω ⎪⎝⎭
，0.208N N a e N N U I R C n -Φ==， 9.55606N e N N T C I N m =Φ=∙，2200.721305
N N N
U R I =
=
=Ω，
02201058/m in 0.208
N e N
U n r C =
=
=Φ。
（1） 电枢回路总电阻为0.5N R 时： 2
0.50.72110586061058528.7529.3/m in 9.550.208
n r ⨯=-
⨯=-=⨯，10580.873n T =-，
根据（1058，0）和（529.3，606）两点可画出曲线1。 （2） 电枢回路总电阻为2N R 时： 2
20.7211058606105821151057/min 9.550.208
n r ⨯=-
⨯=-=-⨯，10580.761n T =-，
根据（1058，0）和（-1057，606）两点可画出曲线2。 （3） 电源电压为0.5N U ，0c R =时： 0.0380.5105830552956473/min 0.208
n r =⨯-
⨯=-=，5290.092n T =-，
根据（529，0）和（473，606）两点可画出曲线3。 （4） 0.5N Φ=Φ，N U U =，0c R =时：
