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“电机与拖动基础（第2版）”习题解答

UN?110V，IN?112A，nN?750r/min，Ra?0.1?，4-13 一台他励直流电动机的PN?10kW，

已知电动机的过载能力??2.2，电动机带反抗性恒转矩负载处于额定运行。求： （1）采用反接制动停车，电枢回路应串入多大的电阻？

（2）如制动结束时，不切断电源，电动机是否会反转？若能反转，试求稳态转速，并说明电动机工作在什么状态？ 解：

（1）额定运行时

Ce?N?UN?INRa110?112?0.1??0.132(V?min/r) nN750TL?TeN?9.55Ce?NIN?9.55?0.132?112?141.2(N?m)

由于反接制动时电枢电流不超过?IN，电枢回路应串入的电阻为

R???UN?Ce?NnN?110?0.132?750?Ra??0.1?0.75(?)

?(?IN)2.2?(?112) （2）如制动结束时，不切断电源，当n?0时的电磁转矩

Te0?9.55Ce?N?UN?110?9.55?0.132???163.1(N?m)

R??Ra0.75?0.1由于Te0?TL，电动机将会反转，最后稳定运行在反向电动状态，其稳态转速为

n2??UNR??Ra?1100.75?0.1?(?T)???141.2??112.1(r/min) LCe?N9.55(Ce?N)20.1329.55?0.1322

4-14 一台他励直流电动机的PN?29kW，UN?440V，IN?76.2A，nN?1050r/min，

Ra?0.393?。

（1）电动机以反向回馈制动运行下放重物，设Ia?60A，电枢回路不串电阻，求电动机的转速与负载转矩各为多少？回馈电源的电功率多大？

（2）若采用能耗制动运行下放同一重物，要求电动机转速n??300r/min，问电枢回路串入多大的电阻？该电阻上消耗的电功率是多大？

（3）若采用倒拉反转下放同一重物，要求电动机转速n??850r/min，问电枢回路串入多大的电阻？该电阻上消耗的电功率是多大？电源送入电动机的电功率多大？ 解：

（1）额定运行时

Ce?N?UN?INRa440?76.2?0.393??0.3905(V?min/r) nN1050 － 24 －

“电机与拖动基础（第2版）”习题解答

反向回馈制动运行下放重物时，电动机的转速为

n??UN?IaRa?440?60?0.393???1187(r/min)

Ce?N0.3905 不计空载转矩，负载转矩为

TL?Te?9.55Ce?NIa?9.55?0.3905?60?223.8(N?m)

回馈电源的电功率为

P1??UNIa??440?60??26.4(kW)

（2）能耗制动运行下放重物时，电枢回路串入的电阻值

R?2??Ce?Nn?0.3905?(?300)?Ra??0.393?1.56(?) Ia60 该电阻上消耗的电功率为

22P?2?IaR?2?60?1.56?5.616(kW)

（3）倒拉反转下放重物时，电枢回路串入的电阻值

R?3?(UN?Ce?Nn)440?0.3905?(?850)?Ra??0.393?12.47(?)

Ia60 该电阻上消耗的电功率为

22P?3?IaR?3?60?12.47?44.892(kW)

电源送入电动机的电功率为

P1?UNIa?440?60?26.4(kW)

UN?440V，IN?76A，nN?1000r/min，Ra?0.377?。4-15 一台他励直流电动机的PN?29kW，

负载转矩TL?0.8TN，最大制动电流Ia?1.8IN。求当该电动机拖动位能负载时，用哪几种方法可使电动机以500r/min的速度下放负载，每种方法电枢回路中所串电阻为多少？并画出相应的机械特性，标出从稳态提升重物到以500r/min速度下放重物的转换过程。 解：

额定运行时

Ce?N?UN?INRa440?76?0.377??0.4413(V?min/r) nN1000 不计空载转矩，负载转矩TL?0.8TN时的电枢电流为

Ia?0.8IN?0.8?76?60.8(A)

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“电机与拖动基础（第2版）”习题解答

以500r/min速度稳态提升重物时的机械特性为

n?UN?Ia(Ra?R?)440?60.8?(0.377?R?)??500

Ce?N0.4113 由此可求得电枢回路串入的电阻值

R??3.48(?)

采用以下两种方法可使电动机以500r/min的速度下放负载： （1）采用转速反向的反接制动，电动机的机械特性为

n?UN?Ia(Ra?R?1)440?60.8?(0.377?R?1)???500

Ce?N0.4113 由此可求得电枢回路串入的电阻值

R?1?10.24(?)

从稳态提升重物到以500r/min速度下放重物的转换过程如下图所示，

（2）采用能耗制动，电动机的机械特性为

n??Ia(Ra?R?2)?60.8?(0.377?R?2)???500

Ce?N0.4113 由此可求得电枢回路串入的电阻值

R?2?3.01(?)

从稳态提升重物到以500r/min速度下放重物的转换过程如下图所示，

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“电机与拖动基础（第2版）”习题解答

4-16 某他励直流电动机的数据为：PN?17kW，UN?110V，IN?185A，nN?1000r/min，

Ra?0.035?，GDe2?30N?m2。拖动恒转矩负载运行，TL?0.85TN。采用能耗制动或反

接制动停车，最大允许电流为1.8IN，求两种停车方法各自最快的制动停车时间是多少（取GD2?1.25GDe2）？ 解：

基本数据计算：

额定运行时电动机的Ce?N

Ce?N?UN?INRa110?185?0.035??0.104(V?min/r) nN1000TL?0.85TN负载正向运行时的感应电动势 Ea?UN?IaRa?110-0.85?185?0.035?104.5(V)

TL?0.85TN负载正向运行时的稳态转速（即制动瞬时转速）

nA?Ea104.5??1005(r/min) Ce?N0.104 （1）能耗制动计算： 电枢回路串入电阻后的总电阻

Ra?Rmin?Ea104.5??0.314(?) 1.8IN1.8?185 能耗制动时的稳态转速

nC?0?Ia(Ra?Rmin)0.85?185?0.314????474.8(r/min)

Ce?N0.104 能耗制动时的时间常数

GD2Ra?Rmin1.25?300.314TM????0.304(s) 23759.55(Ce?N)3759.55?0.1042 最快的制动停车时间

t0?TMlnnA?nC1005?474.8?0.304?ln?0.346(s) ?nC474.8 （2）反接制动计算： 电枢回路串入电阻后的总电阻

Ra?Rmin?UN?Ea110?104.5??0.644(?) 1.8IN1.8?185 能耗制动时的稳态转速

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