电工电子技术习题四.doc

习题十四14-1 当一交流铁芯线圈接在f=50Hz 的正弦电源上时，铁芯中磁通的最大值m =2.25 10-3Wb。在此铁芯上再绕一个200匝的线圈。当此线圈开路时，求其两端电压？解：由公式 V 14-2 将一铁芯线圈接于U=100V, f=50Hz的交流电源上，其电流I1=5A ，COSj =0.7。若将此线圈中的铁芯抽出，再接于上述电源上，则线圈中电流I2=10A ，COSj =0.05。试求此线圈在具有铁芯时的铜损和铁损。解：设有铁心时的铁损为：；有铁心时的铜损为：由于线圈上无外接负载，故有功功率是有铁损和铜损来消耗的 即：=350W当电流由5A变为10A时，由于铁心已被抽去， =0W，但铜损同电流平方成正比，故有： 得=12.5W W14-3有一台10000/230V 的单相变压器，其铁芯截面积S=120cm2，磁感应强度最大值Bm =1T ，电源频率为f=50Hz。求原、副绕组的匝数N1、N2 各为多少？解：由已知：V，V由 得：14-4 有一单相照明变压器，容量为10KVA ，额定电压为3300 /220V 。 （1）求原、副绕组的额定电流？（2）今欲在副边接上220V、40W的白炽灯（可视为纯电阻），如果要求变压器在额定情况下运行，这种电灯最多可接多少盏？解： V，V，得，；每盏灯通过的电流,所以在副边上可以并联的白炽灯数目为:盏.14-5 在图14-10中，将R=8的扬声器接在变压器的副边，已知N1 =300，N2 =100，信号源电动势E=6V，内阻R0=100。试求此时信号源输出的功率是多少。解：由于所以,变比K=3，将R=8折算到原边：则，对“原边”电路进行分析：所以：上所损耗的功率为：mw14-6一台50KVA、6000/230V的变压器，试求：（1）电压变比K及I1N 和 I2N 。 （2）该变压器在满载情况下向COSj=0.85的感性负载供电时，测得副边电压为220V，求此时变压器输出的有功功率。 解：（1） V，V，得， （2）kW14-7 在图示电路中，变压器的同极性端如图所示。当S接通瞬间，试指出电流表是正向偏转还是反向偏转。1234 图14.17 习题14-7的图A+S1.5V解：正向偏转习题十五15-1 已知Y180-6型电动机的电动机额定功率PN =15KW，额定转差率SN=0.03，电源频率f1=50HZ。求同步转速n0，额定转速nN，额定转矩TN。解： 15-2 已知Y112M-4型异步电动机的PN=4KW，UN=380V，nN=1440r/min，cosj = 0.82，N=84.5%，设电源频率f1=50HZ ，接法。试计算额定电流IN，额定转矩TN，额定转差率SN。解：由 得 由nN=1440r/min 得 15-3 某三相异步电动机，PN =30KW，额定转速为1470r/min，Tm/TN =2.0，Tst/TN =2.2。（1）计算额定转矩TN 。（2）根据上述数据，大致画出该电动机的机械特性曲线。解：（1） （2）15-4有一台三相异步电动机，其技术数据如下表。PN（KW）UN（V）N（%）IN（A）COSjIst/INTm/TNTst/TNnNr/min30220/38083511.18/6.470.847.02.01.81430 试求： （1）磁极对数。 （2）在电源线电压为220V和380V两种情况下，定子绕组各应如何连接？ （3）额定转差率SN，额定转矩TN，最大转矩Tm。 （4）直接启动电流Ist，启动转矩Tst。 （5）额定负载时，电动机的输入功率P1N。解：（1）由由nN=1430r/min 知 （2）在电源线电压为220V时，定子绕组应按三角形连接 电源线电压为380V时，定子绕组应按星形连接 （3） （4）定子绕组三角形连接时， 定子绕组星形连接时， （5） kW15-5 有一台三相异步电动机，技术数据如下表所示。PN（KW）nNr/minUN（V）N（%）接法COSjIst/INTst/TNf1(Hz)11014603808800.847.0250试求： （1）TN和IN。 （2）用Y-启动时的启动电流和启动转矩。 （3）通过计算说明，当负载转矩为额定转矩的70%和25%时，能否采用Y-启动？解：（1）由 得 （2） 用Y-启动时： （3）当 故无法启动 当 故可以启动习题十六16-1某机床主轴由一台鼠笼式电动机M1带动，润滑油泵由另一台鼠笼式电动机M2带动。今要求： （1）主轴必须在油泵启动后，才能启动；（2）主轴要求能用电器实现正反转，并能单独停车； （3）有短路、零压及过载保护。试绘出主电路和控制线路图。解：（b）控制电路KMF M3 M13 KMRKH1KM2 M3 M23 KH2QFU1SB1SB3SB2KH1 KH2FU2KM2KM2KMRKMFSBFSBRKMFKMRKMRKMF（a）主电路16-2图16.20电路是能在两处控制一台电动机启、停、点动的控制电路。 (1) 说明在各处启、停、点动电动机的操作方法。 (2) 该控制电路有无零压保护？ (3) 该图作怎样的修改，可以在三处控制一台电动机？SB6SB5SB4SB3SB2SB1KMKM 图16.20 习题16.2的电路 解：（1）甲处：按SB2，控制电路电流经过线圈KM常开触点KM闭合SB1SB3SB5SB6构成通路，线圈KM通电，电机启动。松开SB2，触点KM已经闭合。按下SB1，电机停。按点动按钮SB3，其常闭触点先断开、常开触点后闭合，电动机启动；当松开按钮时，其常开触点先断开、常闭触点后闭合，电动机停转。乙处：按SB4，控制电路电流经过线圈KM常开触点KM闭合SB1SB3SB5SB6构成通路，线圈KM通电，电机启动。松开SB4，触点KM已经闭合。按下SB5，电机停。按点动按钮SB6，其常闭触点先断开、常开触点后闭合，电动机启动；当松开按钮时，其常开触点先断开、常闭触点后闭合，电动机停转。（2）有零压保护：KMSB4SB3SB2SB1KMKMSB6SB5SB9SB8SB7（3）16-3在图16.21中，运动部件A由电动机M拖动，主电路同正、反转控制电路。原位和终点各设计行程开关ST1 和ST2。试回答下列问题： （1）简述控制电路的控制过程。 （2）电路对A实现何种控制？MST1ST2AA (a) 图16.21 习题16.3的电路 ( b)FUSB1KMFSB2KTKMRST2ST1KMRKMFKMRKTKMFKH （3）电路有哪些保护措施，各由何种电器实现？解：（1）按下启动按钮SB2，正转接触器线圈KMF通电，使电动机正转并带动A前进。运动到终点后，A压下终点行程开关ST2，使串接在正转控制电路中的常闭触点ST2断开，正转接触器线圈KMF断电，电动机停转，A停在终点，常开触点ST2闭合，时间继电器线圈KT通电，延时一段时间后，使反转接触器线圈KMR得以通电，电动机反转并带动A后退，KT断电。A退回原位，压下ST1，使串接在反转控制电路中的常闭触点ST1断开，反转接触器线圈KMR断电，电动机停止转动，A自动停在原位。（2）电路对A可以实施如下控制：A在原位时，启动后只能前进不能后退；A前进到终点后停止一段时间，后自动退回原位自停；在A前进或后退途中均可停，再启动时只能前进不能后退；若暂时停电后再复电时，A不会自行启动；若A运行途中受阻，在一定时间内拖动电机应自行断电。（3） 熔断器短路保护交流接触器零压保护热继电器过载保护16 -4根据下列要求，分别绘出主电路和控制电路（M1和M2都是三相异步电动机）： （1）M1启动后M2才能启动，M2并能点动； （2）M1先启动，经过一定延时后M2能自行启动。M2启动后M1立即停车。 解：主电路QQKM1 M13 KM2 KH23 KH1 M23 FU1FU2SB1SB3SB4SB2KM2KH1 KH2FU3KM1（1）控制电路KM1KM2SB5SB1SB2KM1KTKM2KM2KH1 KH2KM1KTKM2（2）控制电路16-5 图16.22所示电路的主电路与图16.18相同。试回答下列问题： （1）简述控制电路的控制过程。 （2）电路对电动机实现何种控制？ 图16.22 习题16.5的电路FUSB1KM3SB2KTKM2KTKM2KM1KM1KTKM3KHKM2 （3）与图16.18比较，图16.22所示电路有何缺点？解：（1）：延时 KM3通电 KM1断电 按SB2 KT 通电 KM3通电 KM1通电 KM2通电 KM3通电 KM2断电 （Y启动） （Y -换接） （运行） （2）电路能够实现Y -换接启动。（3）图16.22的控制电路是在KM3通电的情况下进行Y-换接，与图16.18比较有两个缺点：在KM3通电的情况下KM1和KM2换接时可能引起电源短路；在KM3通电的情况下进行Y-换接，触点间可能会产生电弧。16-6 对图16.23的控制电路，试回答下列问题： （1）简述电路的控制过程。（2）指出其控制功能。（3）说明电路有哪些保护措施，并指出各由何种电器实现的。 图16.23 习题16.6的电路KHKM1 M3 QFU1QKM2RKM1KTSB2SB1KM2KTKTKM1KHFU2 KM1通电 KM1断电 按SB2 KT 通电 KM2通电 （电动机限流启动） （电动机正常转动） 延时解：（1）（2）启动时加限流电阻限制启动电流，延时一段时间，自动正常运转。（3） 熔断器短路保护交流接触器零压保护热继电器过载保护16-7 图16.24是电动葫芦的控制线路。电动葫芦是一种小起重设备，它可以方便地移动到需要的场所。全部按钮装在一个按钮盒中，操作人员手持按钮盒进行操作。试回答下列问题：（1） 提升、下放、前移、后移各怎样操作？（2） 该电路完全采用点动控制，从实际操作的角度考虑有何好处？（3） 图中的几个行程开关起什么作用？（4） 两个热继电器的常闭触点串联使用有何作用？ 图16.24 习题16.7的电路KM1KM1KM3KM2前限位KM2FU2KH1KH2ST1SB2SB4上限位KM4ST2ST3KM3后移SB3KM444SB1后限位前移下放提升KM1 M3 M13 KM2KH1KM3 M3 M23 KM4KH2QFU1升降电动机 前后移电动机解：（1）按下SB1，KM1线圈得电，电动机M1正转，提升重物，上升终端有限位开关ST1,故可避免发生事故。M1上升期间，若按SB2,则M1停止正转。按下SB2，电动机M1反转，下放重物。按下SB3，KM3线圈得电，电动机M2正转，电葫芦前移，前方有限位开关ST3保护，在电葫芦前移过程中，按下SB4，或在电葫芦后移过程中，按下SB3,均可使电动机M2停止。避免发生事故。M1上升期间，若按SB2,则M1停止正转。按下SB2，电动机M1反转，下放重物。（2）提升、下放、前移、后移都是采用点动控制，短时运行，可用最大转矩工作，可以不加过载保护用的热继电器。（3）行程开关起限位保护作用。（4）如果有一个电动机过载，使控制电路中的KH断开，电动机停转，另一台电动机也停转。16-8 试指出图16.25正反转控制电路的错误之处。 图16.25 习题16.8的图（a）主电路QKMF M3 KMRQ（b）控制电路FUSBSBFKMRKHSBRKMFKMFKMRKMRKMF解：主电路反转接触器电源线接错，电动机不能反转。停车按钮不起作用。两个常闭互锁触点接错，正转接触器KMF的常闭辅助触点应与反转接触器KMR的线圈串联，而反转接触器的常闭辅助触点应正转接触器的线圈电路串联。10