《电机与拖动》作业。
1-13 已知直流电机的极对数p=2，槽数z=22，元件数及换向片数s=k=22，试画出单迭绕组展开图、磁极和电刷位置，并画出并联支路图。
解：（1）计算绕组数据： 为短距绕组。
2）绕组展开图。
3）并联支路图。
1-19 某四极直流电机，电枢槽数z=36,单迭绕组，每槽导体数为6，每极磁通2.2×10-2［wb］、电枢电流ia=800［a］，问此时电磁转矩为多少？如改为单波绕组，保持支路电流不变，其电磁转矩为多少？
解：极对数p=2，单迭绕组时，支路对数a=2,电枢绕组总导体数n=36×6=216
单波绕组a=1，支路电流。
电枢电流 电磁转矩
1-21 某他励直流电动机额定电压un =220［v］，额定电流in =10［a］，额定转速nn =1500［r/min］，电枢回路总电阻ra =0.5［ω］试求：
1） 额定负载时的电磁功率和电磁转矩；
2） 保持额定时励磁电流及总负载转矩不变而端电压降为190［v］，则稳定后的电枢电流与转速为多少？（电枢反应忽略不计）。
解：（1）由于他励， 所以。
2）由于不变且电枢反应忽略不计，则有；又因tz不变，所以有。
由于，所以
1-22 某并励直流电动机额定电压un =220［v］，额定电流in =75［a］，额定转速nn =1000［r/min］，电枢回路总电阻ra =0.26［ω］额定时励磁回路总电阻rfn =91［ω］铁耗及附加损耗pfe+ p△=600［w］，机械损耗pω=198［w］，电枢反应去磁作用不计。试求：
1） 额定运行时的电磁转矩t与输出转矩tn ;
2） 理想空载**；
3） 实际空载电流i0及实际空载转速。
解：（1）对于并励，2）由于电枢反应去磁作用不计且u=un不变，所以，则。
1-31 两台完全相同的并励直流电动机，电枢回路总电阻均为ra=0.1［ω］两机在1000［r/min］时的空载特性均为。
先将两机在机械上同轴联结，电路上并联于同一个230［v］的直流电源，轴上不带其他负载，电枢反应及附加损耗均忽略不计。已知当甲机励磁电流为1.4［a］，乙机的励磁电流为1.
3［a］时，机组的转速为n=1200［r/min］。试问：
1） 此时哪一台为发电机？哪一台为电动机？
2） 机组总的机械损耗和铁耗为多少？
3） 只调节励磁电流能否改变两机的运行状态**速不变）？
解：（1）根据数据可得。
因为，故甲为发电机，乙为电动机。
2） 据项（1）有：
电动机： 发电机：
由于电动机乙与发电机甲同轴联结，乙机的轴上输出功率p2乙即为甲机的输入功率，即。
则：，得。3) 调节励磁电流可以改变两机的运行状态。例如：将if甲↓使得ea甲2-10 他励直流电动机额定数据同题2-5，试问：
1）如果将该机直接起动，则起动电流为多少？
（2）为使起动电流限制在2in，应在电枢回路串入多大电阻？
（3）如果采用降压起动且使起动电流限制为2in，端电压应将为多少？
解：（1）估算ra,
2) 据可得： r
3)据可得：u=2x350x0.0694=48.58(v)
2-15 某他励直流电动机额定数据如下：pn =3［kw］，un =220［v］，in =18［a］，nn =1000［r/min］电枢回路总电阻ra =0.8［ω］试求：
1）为使该机在额定状态下进行能耗制动停机，要求最大制动电流不超过2 in，求制动电阻值；
2）在项（1）的制动电阻时，如负载为tz=0.8tn位能转矩，求电机在能耗制动后的稳定速度；
3）设该机带动tz=tn位能负载运行于额定状态，采用能耗制动使之最终以500［r/min］的速度下放重物，求制动电阻及该电阻所对应的最大制动电流；
4） 若该机采用能耗制动将tz=tn位能负载稳速下放时，所能达到的最低下放转速为多少？
5）若该机在额定工况下采用能耗制动停机而不接制动电阻，则制动电流为额定电流多少倍？
解：(1)
最大制动电流 据可得：
负号代表电机反转，将重物下放。
稳定后： 负号代表制动时电流反向。
4） 不串电阻时，下放速度最低。所以
2-17 他励直流电动机额定数据为：pn =29［kw］，un =440［v］，in =76［a］，nn =1000［r/min］电枢回路总电阻ra =0.377［ω］试求：
1）该机以500［r/min］的速度吊起tz=0.8tn负载转矩，在电枢回路应串多大电阻？
2）用哪几种方法可使tz=0.8tn的位能负载以500［r/min］的速度稳速下放？求每种方法的电枢回路串联的电阻值。
解：（1）设额定运行点为下图（a）的a点，对应：
设tz=0.8tn且串电阻时，对应图（a）的b点，有：据
2) 有两种办法：
) 采用能耗制动，对应图（b）特性①的b点，) 采用电动势反向的反接制动，对应图（b）特性②的b点，440=-205.5+60.8(0.377+
3-12 一台单相变压器，sn =100［kva］，u1n / u2n =6000/230［v］，fn =50［hz］，原、副边绕组的电阻和漏抗分别为：r1 =4.32［ω］r1σ=8.
9［ω］r2 =0.0063［ω］r2σ=0.018［ω］求：
1) 折算到高压方的短路电阻、短路电抗和短路阻抗？
2）折算到低压方的短路电阻、短路电抗和短路阻抗？
3）短路电阻、短路电抗和短路阻抗标么值？
4）用百分值表示的短路电压及其分量？
5）满载及cosφ2=1、cosφ2=0.8（滞后）和cosφ2=0.8（超前）三种情况下的电压变化率？并对计算结果进行比较和讨论。
解： 1) 折算到高压方有：
2) 折算到低压方：
3）采用高压边的量计算标么值：
基值为 则标么值为：
z*k= zk/z1n =23.23/360 =0.0645。
4） uk=z*k=0.0645, ukr=r*k=0.0267, ukx=x*k=0.0588
5) 满载是 i*2=1, 则据△u= r*k cosφ2+ x*k sinφ2可知：
当cosφ2=1 时，sinφ2=0， 则：△u=0.0267×1+0=0.0267=2.67%；
当cosφ2=0.8滞后时，sinφ2=0.6， 则：△u=0.0267×0.8+0.0588×0.6=0.0566=5.66%；
当cosφ2=0.8超前时，sinφ2=-0.6， 则：△u=0.0267×0.8-0.0588×0.6= -0.0139=-1.39%。
由上计算结果可知，由于变压器存在漏阻抗（即zk=rk+jxk≠0）,则当负载变化时，其副边电压会发生变化（即△u≠0），副边电压随负载变化的程度（即△u大小）与zk大小、负载大小及负载性质有关。当纯电阻负载即cosφ2=1 时，负载增加时u2虽然也下降但下降不多；当感性负载（即cosφ2滞后）时，负载增加时u2下降较多；当容性负载（即cosφ2导前）时，负载增加时u2不仅比纯电阻负载时下降更多，而且有可能升高，容性负载时u2随负载而升高（即△u＜0﹚的情况发生在x*k sinφ2＞r*k cosφ2时。
3-15 一台三相变压器，原、副边绕组的12个端点和各相绕组的极性如图所示。试将此三相变压器连接成y/△-7和y/y-4，并画出连接图、相量图和标出各相绕组的端点标志。
a) 相量图b）联接图。
解：(1) y/△-7，见图（a）、(b
2）y/y-4，见图（c）、(d)
c) 相量图d）联接图。
3-16 画出下图所示各种联接法的相量图，根据相量图标出联接组号。
解：（a）b)c)d)
4-4 某三相感应电动机的额定数据如下：
试求：（1）该机的级数；（2）额定转差率；（3）额定电流。
解：（1）由于nn=1450(r/min) 与n1=1500(r/min) 较接近，所以 n1=1500(r/min),p=60f/n1=3000/1500=2, 为4极电机。
3）由。得
4-6 已知某三相交流电机的极对数p=3,定子槽数z1=36,线圈节距，并联支路数a=1,采用双层分布短距迭绕组。试求：
1）用三种不同颜色画出三相绕组展开图，并将之连结成△接法。
2）该绕组可以接成哪几种并联支路数？
解 （1）①计算绕组数据。
划分相带（只划分每槽上层边的相属，下层边的位置由y1决定，与相带划分无关）
画绕组展开图，并连成△接法（a=1）,如下图所示。
2）由于每相有2p=6个线圈组，所以若将每相的线圈全部并联，可得每相最大并联支路数amax=2p=6；若全部串联，可得每相最少支路数amin=1；也可以三个串联后再两个并联，得每相有a=2条并联支路；或者两串再三并，每相有a=3条并联支路数。
4-10 某三相交流电机定子槽数z1=36，极距τ=9槽，绕组跨距y1=7槽，定子三相双层绕组y接法。每个线圈匝数ny=2，并联支路数a=1，气隙每极基波磁通φ1=0.74wb，气隙谐波磁密与基波磁密的幅值之比为，基波及各次谐波磁场转速相等，均为1500r/min。
试求：（1）基波、五次谐波和七次谐波的绕组系数；
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