三相異步電動機的部分習題及答案

1、 5.1 有一臺四極三相異步電動機，電源電壓的頻率為50HZ，滿載時電動機的轉(zhuǎn)差率為0.02求電動機的同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子電流頻率。 n0=60f/p S=(n0-n)/ n0 =60*50/2 0.02=(1500-n)/1500 =1500r/min n=1470r/min 電動機的同步轉(zhuǎn)速1500r/min.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速1470 r/min, 轉(zhuǎn)子電流頻率.f2=Sf1=0.02*50=1 HZ 5.2將三相異步電動機接三相電源的三根引線中的兩根對調(diào)，此電動機是否會反轉(zhuǎn)？為什么？ 如果將定子繞組接至電源的三相導線中的任意兩根線對調(diào),例如將B,C兩根線對調(diào),即使B相遇C相繞組中電流的相位對

2、調(diào),此時A相繞組內(nèi)的電流導前于C相繞組的電流2/3因此旋轉(zhuǎn)方向也將變?yōu)锳-C-B向逆時針方向旋轉(zhuǎn),與未對調(diào)的旋轉(zhuǎn)方向相反. 5.3 有一臺三相異步電動機，其nN=1470r/min,電源頻率為50HZ。設在額定負載下運行，試求： 定子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速； 1500 r/min 定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速； 30 r/min 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速； 30 r/min 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速； 1500 r/min 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。 0 r/min 5.4當三相異步電動機的負載增加時，為什么定子電流會隨轉(zhuǎn)子電流的增加而增加？ 因為負載增加n減小,轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對轉(zhuǎn)速(

3、 n0-n)增加,轉(zhuǎn)子導體被磁感線切割的速度提高,于是轉(zhuǎn)子的感應電動勢增加,轉(zhuǎn)子電流特增加,.定子的感應電動使因為轉(zhuǎn)子的電流增加而變大,所以定子的電流也隨之提高. 5.5 三相異步電動機帶動一定的負載運行時，若電源電壓降低了，此時電動機的轉(zhuǎn)矩、電流及轉(zhuǎn)速有無變化？如何變化？ 若電源電壓降低, 電動機的轉(zhuǎn)矩減小, 電流也減小. 轉(zhuǎn)速不變. 5.6 有一臺三相異步電動機，其技術數(shù)據(jù)如下表所示。 試求：線電壓為380V時，三相定子繞組應如何接法？ 求n0,p,SN,TN,Tst,Tmax和Ist； 額定負載時電動機的輸入功率是多少？ 線電壓為380V時，三相定子繞組應為Y型接法. TN=9.55PN

4、/nN=9.55*3000/960=29.8Nm Tst/ TN=2 Tst=2*29.8=59.6 Nm Tmax/ TN=2.0 Tmax=59.6 Nm Ist/IN=6.5 Ist=46.8A 一般nN=(0.94-0.98)n0 n0=nN/0.96=1000 r/min SN= (n0-nN)/ n0=(1000-960)/1000=0.04 P=60f/ n0=60*50/1000=3 =PN/P輸入 P輸入=3/0.83=3.61 5.7 三相異步電動機正在運行時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，這時電動機的電流會如何變化？對電動機有何影響？ 電動機的電流會迅速增加,如果時間稍長電機有可能會燒

5、毀. 型號 PN/kW UN/V 滿載時 Ist/IN Tst/TN Tmax/TN nN/rmin-1 IN/A N100 cos Y132S-6 3 220/380 960 12.8/7.2 83 0.75 6.5 2.0 2.0 5.8 三相異步電動機斷了一根電源線后，為什么不能啟動？而在運行時斷了一線，為什么仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動？這兩種情況對電動機將產(chǎn)生什么影響？ 三相異步電動機斷了一根電源線后，轉(zhuǎn)子的兩個旋轉(zhuǎn)磁場分別作用于轉(zhuǎn)子而產(chǎn)生兩個方向相反的轉(zhuǎn)矩，而且轉(zhuǎn)矩大小相等。故其作用相互抵消，合轉(zhuǎn)矩為零，因而轉(zhuǎn)子不能自行啟動，而在運行時斷了一線，仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動方向的轉(zhuǎn)矩大于反向轉(zhuǎn)矩，這兩種情況都

6、會使電動機的電流增加。 5.9 三相異步電動機在相同電源電壓下，滿載和空載啟動時，啟動電流是否相同？啟動轉(zhuǎn)矩是否相同？ 三相異步電動機在相同電源電壓下，滿載和空載啟動時，啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩都相同。Tst=KR2u2/(R22+X220) I=4.44f1N2/R 與U，R2，X20有關 5.11有一臺三相異步電動機，其銘牌數(shù)據(jù)如下： PN/kW 40 nN/rmin-11470 UN/V 380 N100 cosN Ist/IN Tst/TN Tmax/TN 2.0 接法 90 0.9 6.5 1.2 當負載轉(zhuǎn)矩為250Nm時，試問在U=UN和U=0.8UN兩種情況下電動機能否啟動？ TN=9

7、.55 PN/ nN =9.55*40000/1470 =260Nm Tst/TN=1.2 Tst=312Nm Tst=KR2U2/（R22+X202） =312 Nm 312 Nm250 Nm 所以U=UN時電動機能啟動。 當U=0.8U時 Tst=（0.82）KR2U2/（R22+X202） =0.64*312 =199 Nm Tstn0時一部電動機處于發(fā)電狀態(tài).這時轉(zhuǎn)子導體切割旋轉(zhuǎn)磁場的方向與電動機狀態(tài)時的方向相反.電流改變了方向,電磁轉(zhuǎn)矩也隨之改變方向. 反接制動 電源反接改變電動機的三相電源的相序,這就改變了旋轉(zhuǎn)磁場的方向,電磁轉(zhuǎn)矩由正變到負,這種方法容易造成反轉(zhuǎn).倒拉制動出現(xiàn)在位能

8、負載轉(zhuǎn)矩超過電磁轉(zhuǎn)矩時候,例如起重機放下重物時,機械特性曲線如下圖,特性曲線由a到b,在降速最后電動機反轉(zhuǎn)當?shù)竭_d時,T=TL系統(tǒng)到達穩(wěn)定狀態(tài) 能耗制動首先將三項交流電源斷開,接著立即將一個低壓直流電圓通入定子繞組.直流通過定子繞組后,在電動機內(nèi)部建立了一個固定的磁場,由于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子導體內(nèi)就產(chǎn)生感應電勢和電流,該電流域恒定磁場相互作用產(chǎn)生作用方向與轉(zhuǎn)子實際旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩,所以電動機轉(zhuǎn)速迅速下降,此時運動系統(tǒng)儲存的機械能被電動機轉(zhuǎn)換成電能消耗在轉(zhuǎn)子電路的電阻中. 5.19 試說明鼠籠式異步電動機定子極對數(shù)突然增加時，電動機的降速過程。 N0=60f/p p增加定子的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速降低,定子的轉(zhuǎn)

9、速特隨之降低. 5.21 如圖5.51所示：為什么改變QB的接通方向即可改變單相異步電動機的旋轉(zhuǎn)方向？ 定子上有兩個繞組AX,BY,一個是啟動繞組,另一個是運行繞組, BY上串有電容.他們都鑲嵌在定子鐵心中,兩個繞組的軸線在空間上垂直,繞組BY電路中串接有電容C,當選擇合適的參數(shù)使該繞組中的電流iA在相位上超前或滯后iB,從而改變QB的接通方向即可改變單相異步電動機的旋轉(zhuǎn)方向 5.22 單相罩極式異步電動機是否可以用調(diào)換電源的兩根線端來使電動機反轉(zhuǎn)？為什么？ 不能,因為必須調(diào)換電容器C的串聯(lián)位置來實現(xiàn),即改變QB的接通位置,就可以改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向,從而實現(xiàn)電動機的反轉(zhuǎn),. 5.23 同步電動

10、機的工作原理與異步電機的有何不同？ 異步電動機的轉(zhuǎn)子沒有直流電流勵磁,它所需要的全部磁動勢均由定子電流產(chǎn)生,所以一部電動機必須從三相交流電源吸取滯后電流來建立電動機運行時所需要的旋轉(zhuǎn)磁場,它的功率因數(shù)總是小于1的,同步電動機所需要的磁動勢由定子和轉(zhuǎn)子共同產(chǎn)生的當外加三相交流電源的電壓一定時總的磁通不變,在轉(zhuǎn)子勵磁繞組中通以直流電流后,同一空氣隙中,又出現(xiàn)一個大小和極性固定,極對數(shù)與電樞旋轉(zhuǎn)磁場相同的直流勵磁磁場,這兩個磁場的相互作用,使轉(zhuǎn)子北電樞旋轉(zhuǎn)磁場拖動著一同步轉(zhuǎn)速一起轉(zhuǎn)動. 5.24 一般情況下，同步電動機為什么要采用異步啟動法？ 因為轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動時,加以直流勵磁,產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場,并以同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動,兩者相吸,定子旋轉(zhuǎn)磁場欲吸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,但由于轉(zhuǎn)子的慣性,它還沒有來得及