習題-交流電機

1、第3章 三相異步電動機 填空1-3 1、如果三相異步電動機運行時的轉差率為 ，則電磁功率，機械功率和 轉子銅耗之間的比例是 s = 。 2 : Cuem pPP 答 s:s)(1:1 2、當三相異步電動機定子繞組接于 的電源上作電動機運行時，定子電流的 頻率為 ，定子繞組感應電勢的頻率為 ，如轉差率為 ，此時轉子繞 組感應電勢的頻率 ，轉子電流的頻率為 。 Hz50 s 答 50Hz，50Hz，50sHz，50sHz 答 1， 21 XX 3、三相異步電動機，如使起動轉矩到達最大，此時 ，轉子總電阻值 約為 。 m s 第3章 三相異步電動機 填空4-6 2 I 4、異步電動機起動時，轉差率

2、， 此時轉子電流 的 值 ， ，主磁通比正常運行時要 ，起動轉矩 。 s 2 I 2 cos 答 1，很大，很小，小一些，不大 5、一臺三相八極異步電動機的電網頻率50Hz ，空載運行時轉速為735轉/分，此 時轉差率為 ，轉子電勢的頻率為 。當轉差率為0.04時，轉子的轉速 為 ，轉子的電勢頻率為 。 答 0.02，1Hz， 720r/min，2Hz 答 定子銅耗，定子鐵耗，機械損耗，附加損耗 6、三相感應電動機空載時運行時，電機內損耗包括 ， ， ， 和 ，電動機空載輸入功率 與這些損耗相平衡。 0 P 第3章 三相異步電動機 填空7-10 答 電動機， 發(fā)電機，電磁制動 7、三相異步電機

3、轉速為 ，定子旋轉磁場的轉速為 ，當 時為 運行狀態(tài)；當時 為 運行狀態(tài)；當 與 反向時為 運行狀態(tài)。 1 n 1 nn 1 nn n 1 n n 8、增加繞線式異步電動機起動轉矩方法有 ，。 答 轉子串適當?shù)碾娮瑁?轉子串頻敏變阻器 9、從異步電機和同步電機的理論分析可知，同步電機的空隙應比異步電機的空 氣隙要 ，其原因是 。 答 大，同步電機為雙邊勵磁 10、一臺頻率為 的三相異步電動機，用在頻率為 的電源上（電壓不 變），電動機的最大轉矩為原來的 ，起動轉矩變?yōu)樵瓉淼?。 Hzf50Hz60 2 6 5 3 6 5 答 第3章 三相異步電動機 填空11-13 11、異步電動機最大轉矩公式

4、 。 max T 答 2 21 2 111 2 11 )(4 XXRRf pUm 答 輸出的機械功率，減小?(增大) 12、一臺三相異步電動機的額定功率 是指額定運行時的 功率，如果撤 換其定子繞組，將每相匝數(shù)減小了，在電源電壓不變的條件下，氣隙中的每極磁 通將 。 N P 13、若異步電動機的漏抗增大，則其起動轉矩 ，其最大轉矩 。 答 減小， 減小 第3章 三相異步電動機 填空14-17 15、繞線型感應電動機轉子串入適當?shù)碾娮?，會使起動電?，起動轉 矩 。 14、鐵心飽和程度增加，則感應電機的激磁電抗 。 m X 答 減小 答 減小， 增大 16、一臺50HZ的三相電機通以60 HZ的

5、三相對稱電流，并保持電流有效值不變， 此時三相基波合成旋轉磁勢的幅值大小 ，轉速 ，極數(shù) 。 答：不變，變大，不變。 17、單相繞組的基波磁勢是 ，它可以分解成大小 ，轉向 ， 轉速 的兩個旋轉磁勢。 答：脈振磁勢，相等，相反，相等。 第3章 三相異步電動機 填空18-20 答：9，3，20，0.96，0.98，0.94 18、有一個三相雙層疊繞組，2p=4, Z1=36, 支路數(shù)a=1， 那么極距 槽，每極每相槽數(shù)q= ，槽距角= ，分布因 數(shù) ， ，節(jié)距因數(shù) ，繞組因數(shù) 。 1d k 1 8y 1p k 1w k 19、若消除相電勢中 次諧波，在采用短距方法中，節(jié)距 ， 次諧 波磁勢在定子

6、繞組中感應電勢的頻率是 。 1 y 答： 1 1 f v v ， 20、三相對稱繞組通過三相對稱電流，順時針相序（a-b-c-a），其中ia Sin(wt)，當Ia=10A時，三相基波合成磁勢的幅值應位于；當Ia =-5A時， 其幅值位于。 答：A相繞組軸線處，B相繞組軸線處。 第3章 三相異步電動機 填空21-7 21、將一臺三相交流電機的三相繞組串聯(lián)起來，通交流電，則合成磁勢 為 。 答：脈振磁勢。 22、對稱交流繞組通以正弦交流電時，次諧波磁勢的轉速為 。 答 1 n 答：1/5,相反，f1, 4 5 23、三相合成磁動勢中的五次空間磁勢諧波，在氣隙空間以 基波旋轉磁動 勢的轉速旋轉，轉

7、向與基波轉向 ，在定子繞組中，感應電勢的頻率 為 ，要消除它定子繞組節(jié)距 。 1 y 24、某三相兩極電機中，有一個表達式為=F COS（5t+ 7S）的氣隙磁勢波， 這表明：產生該磁勢波的電流頻率為基波電流頻率的 倍；該磁勢的極對數(shù) 為 ；在空間的轉速為 ；在電樞繞組中所感應的電勢的頻率 為 。 1 5 n 答：5，5p， ，f1 第3章 三相異步電動機 選擇填空1-2 1、繞線式三相異步電動機，轉子串電阻起動時（ ）。 A 起動轉矩增大，起動電流增大； B 起動轉矩增大，起動電流減??； C 起動轉矩增大，起動電流不變； D 起動轉矩減小，起動電流增大。 答 B 2、一臺50Hz三相異步電動

8、機的轉速為 ，該電機的級數(shù)和同步轉 速為（ ）。 min/720rn min/1500rmin/1000r min/750rmin/600r ：極，：極， ：極， ：10極， 答 C 第3章 三相異步電動機 選擇填空3-5 3、籠型三相異步電動機的額定狀態(tài)轉速下降 ，該電機轉子電流產生 的旋轉磁動勢相對于定子的轉速（ ）。 %10 A 上升 B 下降 C 上升 D 不變%)101/(1 %10%10 答 D 4、國產額定轉速為 的三相異步電動機為（ ）極電機。 min/1450r A 2； B 4； C 6； D 8。 答 B 5、一臺三相異步電動機拖動額定恒轉矩負載運行時，若電源電壓下降 ，

9、此 時電機的電磁轉矩（ ）。 %10 A B C D N TT N TT81. 0 N TT9 . 0 N TT 答 A 第3章 三相異步電動機 選擇填空6-8 題題5的分析方法的分析方法: 1、按轉子繞組和磁場的相對切割，分析電動勢、電流、電磁轉矩、按轉子繞組和磁場的相對切割，分析電動勢、電流、電磁轉矩 的變化過程。的變化過程。 2 2 1 0 1 2 21 2 21 2 2 1 0 1 )(/ )/( 2 R sUm T s XXsRR sRUm T e e 很?。赫＿\行時 過程式分析電磁轉矩的變化、由電磁轉矩參數(shù)表達 第3章 三相異步電動機 選擇填空6-8 6、三相異步電動機氣隙增大，

10、其他條件不變，則空載電流（ ）。 A 增大 ； B 減小 ； C 不變 ； D 不能確定。 答 A 7、三相異步電動機等效電路中的附加電阻 上所消耗的電功率應等于 （ ）。 2 )1 ( R s s A 輸出功率 B 輸入功率 C 電磁功率 D 總機械功率 2 P 1 P em P P答 D 8、與普通三相感應電動機相比，深槽、雙籠型三相感應電動機正常工作時，性 能差一些，主要是（ ）。 A 由于 增大，增大了損耗； B 由于 減小，使無功電流增大； C 由于 的增加，使 下降； D 由于 減少，使輸出功率減少。 2 R 2 X 2 cos 2 R 2 X 答 C 第3章 三相異步電動機 選擇

11、填空9-11 9、適當增加三相繞線式異步電動機轉子電阻 時，電動機的（ ）。 2 R st I st T max T m s 增加； 增加。 A B D C st I st I st I 減少， 增加， 不變， 增加， st T st T st T 減少， 增加， 增加， 增加， 減少， max T max T max T 不變， 不變， 增加， m s m s m s 增加； 增加； 答 C 10、三相繞線式異步電動機拖動恒轉矩負載運行時，采用轉子回路串入電阻調速， 運行時在不同轉速上時，其轉子回路電流的大?。?）。 A 與轉差率反比 ； C 與轉差率無關； B 與轉差率正比 ； D 與轉差

12、率成某種函數(shù)關系。答 C 11、三相感應電動機電磁轉矩的大小和（ ）成正比 A 電磁功率 ； B 輸出功率 ； C 輸入功率 ； D 全機械功率 。 答 A 第3章 三相異步電動機 選擇填空12-13 12、設計在 電源上運行的三相異步電動機現(xiàn)改為在電壓相同 頻率為 的電網上，其電動機的（ ）。 Hzf50 1 Hz60 A B C D st T max T st I st T max T st I st T max T st I st T max T st I 減??； 增大。 減小， 減小， 減小， 增大， 減小， 增大， 減小， 增大， 減小； 增大； 答 C 13、一臺繞線式異步電動機，

13、在恒定負載下，以轉差率 運行，當轉子邊串入電 阻 ，測得轉差率將為（ ）（ 已折算到定子邊）。 s 2 2RRR A 等于原先的轉差率 B 三倍于原先的轉差率 C 兩倍于原先的轉差率 D 無法確定。 s s s 答 B 第3章 三相異步電動機 選擇填空14-16 14、國產額定轉速為 的三相異步電動機為（ ）電機。min/960r A 2極； B 4極； C 6極； D 8極。 答 C 15、如果有一臺三相異步電動機運行在轉差率為 ，此時通過氣隙傳遞的 功率有（ ）。 25. 0s A 25%是全機械功率。 B 75%是轉子銅耗； C 75%是輸出功率； D 75%的轉子銅耗； 答 A 16、

14、當采用繞組短距的方式同時削弱定子繞組中五次和七次諧波磁勢時，應選繞 組節(jié)距為 。 答：D A： B： C： D： 5 4 7 6 6 5 第3章 三相異步電動機 選擇填空17-20 17、三相對稱交流繞組的合成基波空間磁勢幅值為F1，繞組系數(shù)為 Kw1， 3次諧波繞組系數(shù)為Kw3，則3次空間磁勢波的合成幅值為 。 ：； ： ： 131 / 3 1 ww kkF 131 / ww kkF答：A 18、三相四極36槽交流繞組，若希望盡可能削弱5次空間磁勢諧波，繞組節(jié)距 取 。 A： B： C：7 1 y8 1 y9 1 y 答：A 19、交流繞組的繞組系數(shù)通常為 。 ：1； ：0； ：=1 答：A

15、 20、單相繞組的基波磁勢是 。 A：恒定磁勢； B：脈振磁勢； C：旋轉磁勢。 答：B 第3章 三相異步電動機 選擇填空21-23 21、交流電機定、轉子的極對數(shù)要求 。 A：不等； B：相等； C：不可確定。 答：B 22、交流繞組采用短距與分布后，基波電勢與諧波電勢 。 A：都減??； B：不變； C：基波電勢不變，諧波電勢減小。 答：A 23、三相合成磁動勢中的五次空間磁勢諧波，在氣隙空間以 基波旋轉磁動 勢的轉速旋轉。 A：5倍； B：相等； C：1/5倍。 答：C 第3章 三相異步電動機 判斷1-8 1、三相異步電動機轉子為任意轉數(shù)時，定轉子合成基波磁勢轉速不變 。 （ ） 對 2、

16、三相繞線式異步電動機在轉子回路中串電阻可增大起動轉矩，所串電阻越大， 起動轉矩就越大。 （ ） 錯 3、當三相異步電動機轉子繞組短接并堵轉時，軸上的輸出功率為零，則定子邊 輸入功率亦為零 。 （ ） 錯 4、三相異步電動機的功率因數(shù) 總是滯后的 。 （ ） 1 cos對 5、異步電動機運行時，總要從電源吸收一個滯后的無功電流。 （ ） 對 6、只要電源電壓不變，異步電動機的定子鐵耗和轉子鐵耗基本不變。（ ） 錯 7、異步電動機的負載轉矩在任何時候都絕不可能大于額定轉矩。 （ ）錯 8、繞線型異步電動機轉子串電阻可以增大起動轉矩；籠型異步電動機定子串電 阻亦可以增大起動轉矩。 （ ） 錯 第3章

17、 三相異步電動機 判斷9-14 9、三相異步電動機起動電流越大，起動轉矩也越大。 （ ） 對 錯 10、三相繞線式異步電動機在轉子回路中串電阻可增大起動轉矩，所串電阻越大， 起動電流就越小。 （ ） 對 11、深槽型和雙籠型異步電動機與普通籠型電動機相比，能減小起動電流的同時 增大起動轉矩。 （ ） 12、繞線型異步電動機轉子回路串電阻調速在空載或輕載時的調速范圍很大。 （ ） 錯 13、三相異步電動機的起動電流很大，所以其起動轉矩也很大。 （ ） 14、三相異步電動機的起動電流和起動轉矩都與電機所加的電源電壓成正比。 （ ） 錯 錯 第3章 三相異步電動機 判斷15-24 錯 15、在機械和

18、工藝容許的條件下，異步電機的氣隙越小越好。 （ ） 16、對于感應電動機，轉差功率就是轉子銅耗。 （ ） 對 17、定、轉子磁動勢相對靜止是一切電機能正常運行的必要條件。 （ ） 對 18、感應電動機空載運行時的功率因數(shù)很高。 （ ） 錯 19、采用分布短距的方法，可以削弱交流繞組中的次諧波電勢。 （ ） 20、三相對稱交流繞組中無三及三的倍數(shù)次諧波電勢。 （ ） 對 對 錯 21、交流繞組的繞組系數(shù)均小于1。 （ ） 22、五次諧波旋轉磁勢的轉向與基波旋轉磁勢轉向相同。 （ ） 錯 23、單相繞組的脈振磁勢不可分解。 （ ）錯 24、交流電機與變壓器一樣通以交流電，所以他們的感應電勢計算公式

19、相同。 （ ） 錯 第3章 三相異步電動機 判斷25-29 25、要想得到最理想的電勢，交流繞組應采用整距繞組。 （ ）錯 26、極相組A的電動勢與極相組X的電動勢方向相反，電流方向也相反。（ ）對 27、交流繞組采用短距與分布后，基波電勢與諧波電勢都減小了。 （ ）對 28、交流繞組連接時，應使它所形成的定、轉子磁場極數(shù)相等。 （ ）對 29、電角度為p倍的機械角度。 （ ）對 第3章 三相異步電動機 簡答1-2 1、異步電動機等效電路中的 代表什么含義？ 能否用電抗或電容代替 為什么？ 2 1 R s s 2 1 R s s 答 代表與轉子所產生的機械功率相對應的等效電阻，消耗在此電阻 中

20、的功率 將代表實際電機中所產生的全（總）機械功率；不能；因 為電抗、電容消耗無功功率，而電機轉子所產生的全（總）機械功率為有功功率。 2 2 2 11 1 R s s Im 2、異步電機轉速變化時，轉子磁勢相對定子的轉速是否改變？相對轉子的轉速 是否改變？ 答 轉子磁勢相對定子轉速不變，相對轉子轉速改變。 第3章 三相異步電動機 簡答3-4 3、繞線型異步電動機，若轉子電阻增加；漏電抗增大；電源電壓不變， 但頻率 由變?yōu)?；試問這三種情況下最大轉矩，起動轉矩，起動電流 會有什么變化？ Hz50Hz60 答 (1)最大轉矩不變，起動轉矩上升，起動電流下降； (2) 最大轉矩下降，起動轉矩下降，起

21、動電流下降； (3) 最大轉矩下降，起動轉矩下降，起動電流下降。 4、三相異步電動機運行時，若負載轉矩不變而電源電壓下降 ，對電機的同 步轉速 ，轉子轉速 ，主磁通 ，功率因數(shù) ，電磁轉矩 有何 影響？ %10 1 n m 1 cos em Tn 答 同步轉速不變；轉子轉速下降；主磁通下降；功率因數(shù)下降；電磁轉矩不 變。 第3章 三相異步電動機 簡答5-6 5、說明三相異步電動機等效電路中，參數(shù) 以及 各代表什么意義？ 2 211 XRXRXR mm ， 2 1 R s s 答 定子繞組電阻；定子繞組漏抗，表征定子繞組漏磁效應；激磁電阻，表征 鐵心損耗；激磁電抗，表征鐵心磁化性能；歸算到定子側

22、的轉子繞組電阻；歸算 到定子側的轉子繞組漏抗；代表與轉子所產生的機械功率相對應的等效電阻。 6、感應電動機運行時，定子電流的頻率是多少？由定子電流產生的旋轉磁動勢 以什么速度 切割定子和轉子？由轉子電流產生的旋轉磁動勢基波以什么速度切 割定子和轉子？兩個基波磁動勢的相對運動速度多大？ 答 定子電流的頻率為 ，轉子電流的頻率為 ，定子磁動勢以 速 度切割定子，以 速度即 速度切割轉子；轉子磁動勢也以 速度切割 定子。以 速度切割轉子。定、轉子基波磁動勢同步旋轉，相對靜止。 12 sff 1 f 1 n nn 11 sn 1 n 1 sn 第3章 三相異步電動機 簡答7-8 7、說明三相異步電動機

23、轉子繞組折算和頻率折算的意義，折算是在什么 條件下進行的？ 答 轉子繞組折算就是用新繞組替換原繞組。為了導出等效電路，用一個與定 子繞組的相相數(shù)、匝數(shù)和繞組因數(shù)相同的等效繞組替換實際轉子繞組，折算前后 轉子繞組的磁動勢和 各種功率及損耗不變，因而從定子邊看轉子，一切未變。 頻率折算即用靜止的轉子替換旋轉的轉子，折算條件也是磁動勢和各種功率及損 耗不變。為此，只要將轉子電阻 換成 。sR2 2 R 8、漏抗大小對異步電動機的起動電流、起動轉矩、最大轉矩、功率因數(shù)等有何 影響？ 答 當電源電壓和頻率一定時，最大轉矩近似與漏抗 成反比，漏抗越 大，起動電流、起動轉矩越小，功率因數(shù)越低。 21 XX

24、第3章 三相異步電動機 簡答9 9、普通籠型異步電動機在額定電壓下起動時，為什么起動電流很大， 而起動轉矩并不大？ 答 起動時 ， ，旋轉磁場以同步速度切割轉子，在短路的轉子繞組 中感應很大的電動勢和電流，引起與它平衡的定子電流的負載分量急劇增加，以 致定子電流很大；起動時 ， 很小，電動機的等效阻抗很小，所以起動 電流很大。由于 ，當時 ， ，使轉子功率因數(shù) 角 接近 。 很小， 并不大；另外，因起動電流 很大，定子繞組漏抗壓降大，使感應電動勢 減小，與之成正比的 也減小。 起動時， 減小， 并不大，使得起動轉矩并不大。 0n 1ssR2 22 cosICT mTem 12 ff 2 2 2

25、 arctan R X 90 2 cos 22 cosI m 1s 1s 1 E m 22 cosI 第3章 三相異步電動機 簡答10 10、異步電動機帶負載運行，若電源電壓下降過多，會產生什么嚴重后果？ 如果電源電壓下將 20%，對最大轉矩、起動轉矩、轉子電流、氣隙磁通、轉差 率有何影響（設負載轉矩不 變）？ 答 最大轉矩和起動轉矩與電壓平方成正比。如果電源電壓下降過多，當起動 轉矩下降到小于負載轉矩時，電動機不能起動。當最大轉矩下降到小于負載轉矩 時，原來運行的電動機將停轉。 電源電壓下降 20%，則最大轉矩下降到原來的 64%，起動轉矩也下降到原來 的 64%。磁通下降到原來的 20%，

26、不考慮飽和的影響時，空載電流下降到原 來的 20%。 在負載轉矩不變的情況下， 上升 25%，定子電流相應上升，電動機 的轉速有所降低， 增大， 不變。 22 cosI s m s 第3章 三相異步電動機 簡答11-12 11、兩臺型號完全相同的籠型異步電動機共軸聯(lián)接，拖動一個負載。 如果起動時將它們的定子繞組串聯(lián)以后接至電網上，起動完畢后再改為并聯(lián)。試 問這樣的起動方法，對起動電流和起動轉矩有何影響？ 答 定子繞組串聯(lián)，每臺電動機的端電壓為 12。由于起動電流與電壓成正 比，起動轉矩與電壓平方成正比，使得總的起動電流為原來的 12，總的起動 轉矩為原來的14。 12、一臺籠型感應電動機，原來

27、轉子是插銅條的，后因損壞改為鑄鋁的。如輸出 同樣轉矩，電動機運行性能有什么變化？ 答 轉子由銅條改為鋁條后，相當于轉子回路電阻增大，使得電動機起動電流 減小、起動轉矩增大，最大轉矩不變，臨界轉差率 增大。在負載轉矩不變的 情況下， 增大，轉速下降，效率降低。 m s s 第3章 三相異步電動機 簡答13-14 13、繞線式異步電動機在轉子回路串電阻起動時，為什么既能降低起動 電流，又能增大起動轉矩？所串電阻是否越大越好？ 答 從等效電路可以看出，增加轉子電阻使總的阻抗增加了，所以起動電流減 小。轉子電阻增加，使得 提高；起動電流減小使得定子漏抗電壓降低；電 勢 增加，使氣隙磁通增加。起動轉矩與

28、氣隙磁通、起動電流、 成正比， 雖然起動電流減小了，但氣隙磁通和 增加，使起動轉矩增加了。 如果所串電阻太大，使起動電流太小，起動轉矩也將減小。 2 cos 1 E 2 cos 2 cos 14、為什么相同容量的異步電機的空載電流比變壓器的大很多？ 答 變壓器的主磁路全部用導磁性能良好的硅鋼片構成，感應電機的主磁路除 了用硅鋼片構成的定、轉子鐵心外，還有空氣隙。氣隙的長度盡管很小，但磁阻 很大，使得異步電機主磁路的磁阻比相應的變壓器大，異步電機空載電流為額定 電流20%50%，變壓器空載電流為額定電流的2%10%。 第3章 三相異步電動機 簡答15 15、異步電動機定子繞組與轉子繞組之間沒有直

29、接的聯(lián)系，為什么 負載增加時，定子電流和輸入功率會自動增加，試說明其物理過程。從空載到滿 載電機主磁通有無變化？ 答 負載增加時，電動機轉速下降，轉差率上升，轉子繞組切割磁力線的速度增 加，轉子的感應電動勢、感應電流相應增加，轉子磁動勢也增加。由磁動勢平衡 關系，定子磁動勢增加，定子電流上升，即從電網吸收的電功率增加。這一過程 直到轉子電流產生的轉矩與負載轉矩重新平衡為止。 在 不變的情況下， 的增加導致 增加，使 減小，主磁通略有減小。 1 U 1 I 11Z I 1 E 第3章 三相異步電動機 簡答16 16、異步電動機在輕載下運行時，試分析其效率和功率因數(shù)都較額定 負載時低的原因。如定子

30、繞組為聯(lián)接的感應電動機改為Y聯(lián)接運行，在輕載下 其結果如何？此時所能負擔的最大負載必須少于多少？ 答 輕載時功率因數(shù)低的原因是由于輕載時定子負載電流小，定子電流主要 取決于無功的勵磁電流，而在感應電動機中，由于空氣隙的存在，勵磁電流 較大，一般為額定電流的 （0.20.5）倍。 效率低的原因是由于輕載在輸入的電功率中輸出的有功功率小，而不變損 耗（鐵耗和機耗）所占的分量較大，因此效率低。 輕載時如將接改為 Y接，由于相電壓只為原來的 ，因此，勵磁電 流及鐵耗都大為減少，功率因數(shù)及效率將顯著改善。此時最大轉矩必須小于 聯(lián)接時電動機的最大電磁轉矩的 13。 31 第3章 三相異步電動機 簡答17

31、17、異步電機中，主磁通和漏磁通的性質和作用有什么不同？ 答 主磁通通過氣隙沿鐵心閉合，與定、轉子繞組同時交鏈，它是實現(xiàn)能量轉 換的媒介，它占總磁通的絕大部分。主磁通可以由定子電流單獨產生。也可以由 定、轉子電流共同產生。主磁通路徑的磁導率隨飽和程度而變化，與之對應的勵 磁電抗不是常數(shù)。 除主磁通以外的磁通統(tǒng)稱為漏磁通，它包括槽漏磁通。端部漏磁通和諧波漏 磁通。僅與定子交鏈的稱為定子漏磁通，僅與轉子交鏈的稱為轉子漏磁通。漏磁 通在數(shù)量上只占總磁通的很小的一部分，沒有傳遞能量作用。漏磁通路徑的磁導 率為常數(shù)，與之對應的定子漏電抗、轉子漏電抗是常數(shù)。 第3章 三相異步電動機 簡答18-19 18、

32、分析轉差率 對異步電動機效率的影響？ s 答 空載到額定轉差時，定子鐵耗與機耗很小，可看成不變損耗，而定子、轉 子銅耗則與定、轉子電流的平方成正比，是隨負載變化的損耗，因此，電動機的 效率也隨負載而變化。當負載從零開始增加時， 逐漸增加，總損耗增加緩慢， 效率上升很快。由于 ， 當負載超過一定值，急劇增加，降低，故此時 隨 或 增加而降低。 s 2 IpCu 2 P s 19、三相異步電動機的堵轉電流與外加電壓、電機所帶負載是否有關?關系如何？ 是否堵轉電流越大堵轉轉矩也越大?負載轉矩的大小會對起動過程產生什么影響？ 答：堵轉電流與外加電壓成正比關系，與負載大小無關；若電機參數(shù)不變， 則堵轉電

33、流越大，堵轉轉矩也越大； 負載轉矩的大小會對起動時間的長或短產 生影響。 第3章 三相異步電動機 簡答 20 答：一種為繞線型轉子，轉子繞組像定子繞組一樣為三相對稱繞組，可以聯(lián) 結成星形或三角形。繞組的三根引出線接到裝在轉子一端軸上的三個集電環(huán)上， 用一套三相電刷引出來，可以自行短路，也可以接三相電阻。串電阻是為了改善 起動特性或為了調節(jié)轉速 另一種為鼠籠型轉于。轉子繞組與定子繞組大不相同，在轉子鐵心上也有槽， 各槽里都有一根導條，在鐵心兩端有兩個端環(huán)，分別把所有導條伸出槽外的部分 都聯(lián)結起來，形成了短路回路，所以又稱短路繞組。 20、異步電動機的轉子有哪兩種類型，各有何特點? 第3章 三相異

34、步電動機 簡答21-22 21、異步電動機的氣隙比同步電動機的氣隙大還是小?為什么？ 答：異步電動機的氣隙比同步電動機的氣隙小，因為異步電動機的勵磁電流由 三相交流電源提供，如果氣隙大，則磁阻大，所需的勵磁電流就大，因勵磁電流 為無功電流，所以勵磁電流大就使異步電動機功率因數(shù)變壞，即降低。而同步電 動機勵磁電流由直流電源提供，從同步電動機的V形曲線可知，當勵磁電流從小 增大，勵磁狀態(tài)從欠勵到過勵時，功率因數(shù)可由滯后的轉變?yōu)槌暗?，而異步?動機的功率因數(shù)永遠為滯后的。 22、如果電源電壓不變，則三相異步電動機的主磁通大小與什么因素有關? 答：如果電源電壓不變，則三相異步電動機的主磁通大小就與定

35、子電流I1有關。 根據(jù) ，其中， 大小與轉子轉速有關，所以主磁通大小還與轉子轉速 n有關，或與轉差率s有關。 201 III 2 I 第3章 三相異步電動機 簡答23 答：三相異步電動機的主磁通指的是由三相電流合成的基波旋轉磁動勢產生井通 過氣隙到達轉子的磁通，它是由三相電流共同產生的，等效電路中勵磁電抗Xm 與之對應，該參數(shù)本身是一相的值，它與同步電動機的電樞反應電抗 相對應， 與變壓器中勵磁電抗的概念是不完全相同的，變壓器中的勵磁電抗，為一相勵磁 電流產生的主磁通所感應的電動勢與該相勵磁電流的比值，即 (忽略鐵 損耗)。 X 1 0 m E X I 23、三相異步電動機的主磁通指什么磁通？

36、它是由各相電流分別產生的 各相磁通，還是由三相電流共同產生的？在等效電路中哪個電抗參數(shù)與之對應? 該參數(shù)本身是一相的還是三相的值?它與同步電動機的哪個參數(shù)相對應?這與變壓 器中的勵磁電抗是完全相同的概念嗎？ 第3章 三相異步電動機 簡答24 24、當主磁通確定之后，異步電動機的勵磁電流大小與什么有關?有人說， 根據(jù)任意兩臺同容量異步電動機勵磁電流的大小，便可比較其主磁通的大小，此 話對嗎?為什么? 答：當主磁通確定之后，異步電動機的勵磁電流大小與定、轉子之間的氣隙大 小有密切關系，氣隙大也就是磁阻大，根據(jù)磁路歐姆定律，磁動勢=磁通磁阻， 在磁通確定時，磁組大則磁動勢大，也就是勵磁電流大，所以一

37、般異步電動機氣 隙較小，以使勵磁減小，在主磁通相同時，氣隙大小不同，勵磁電流大小就不同， 即不同大小的勵磁電流可產生相同的主磁通。所以，根據(jù)勵磁電流的大小便可比 較其主磁通的大小，此話是不對的。 第3章 三相異步電動機 簡答25 25、繞線型異步電機轉子繞組的相數(shù)、極對數(shù)總是設計得與定子相同， 鼠籠型異步電機的轉子相數(shù)、極對數(shù)又是如何確定的呢?與鼠籠條的數(shù)量有關嗎？ 答：鼠籠型異步電機轉子相數(shù)就是鼠籠轉子上的導條數(shù)；轉子極對數(shù)是靠定 子繞組磁動勢感應而得的，因此它始終與定子繞組的極對數(shù)相等，與鼠籠轉子的 導條數(shù)無關。 第3章 三相異步電動機 簡答26 26、總結交流電機單相磁動勢的性質、它的幅

38、值大小、幅值位置、脈動頻率 各與哪些因素有關？這些因素中哪些是由構造決定的，哪些是由運行條件決定的？ 答： 幅值 單相繞組基波磁動勢幅值大小： 與一條支路匝數(shù)N、繞組系數(shù)Kw1、磁極對 數(shù)p及相電流I有關，其中N、Kw1及p 由構造決定，I由運行條件決定。 幅值位置： 恒于繞組軸線上，由繞組構造決定。 頻率： 即為電流頻率，由運行條件決定。 I p NK F w m 1 1 9 . 0 第3章 三相異步電動機 簡答27 27、總結交流電機三相合成基波圓形旋轉磁動勢的性質、它的幅值大小、 幅值空間位置、轉向和轉速各與哪些因素有關？這些因素中哪些是由構造決定的， 哪些是由運行條件決定的？ 答：幅值

39、 三相合成基波圓形旋轉磁動勢幅值大小，其決定因素與單相基波磁動勢同。 空間位置：沿氣隙圓周旋轉。當哪相電流最大，三相合成基波圓形旋轉磁動勢 就轉至哪相繞組軸線上，繞組由構造決定，電流由運行條件決定。 轉速： 轉速與電流頻率f及磁極對數(shù)p 有關，p由構造決定，f由運行條件決定。 轉向： 與電流相序有關（與電流相序一致），由運行條件決定。 I p NK F w m 1 1 35. 1 p f n 60 1 第3章 三相異步電動機 簡答28-29 28、一臺50Hz的交流電機，今通入60Hz的三相對稱交流電流，設電流 大小不變，問此時基波合成磁動勢的幅值大小、轉速和轉向將如何變化？ 答： 本題題意為

40、頻率增加（增加 6050=1.2倍) 由 和 知，基波合成磁動勢幅值大小及轉向與頻 率無關 。而轉速n1與頻率成正比，故轉速增加1.2倍。 I p NK F w m 1 1 35. 1 p f n 60 1 29、一個整距線圈的兩個邊，在空間上相距的電角度是多少?如果電機有p對極， 那么它們在空間上相距的機械角度是多少? 答：整距線圈兩個邊在空間上相距的電角度為 ；電機為p對極時，在空 間上相距的機械角度為 。 180 180 p 第3章 三相異步電動機 簡答30-31 30、定子表面在空間相距。電角度的兩根導體，它們的感應電動勢大小 與相位有何關系? 答：定子表面在空間相距 電角度的兩根導體

41、，它們的感應電動勢的波形相 同，其基波和各次諧波電動勢的大小分別相等?；妱觿莸南辔徊顬?電角 度，且空間上超前(沿轉子轉向空間位置在前)的導體，其基波電動勢的相位是滯 后的。 31、為了得到三相對稱的基波感應電動勢，對三相繞組安排有什么要求? 答：三相繞組的構成(包括串聯(lián)匝數(shù)、節(jié)距、分布等)應相同，且三相繞組軸 線在空間應分別相差 電角度。 120 第3章 三相異步電動機 簡答32 32、繞組分布與短距為什么能改善電動勢波形?若希望完全消除電動勢 中的第v次諧波，在采用短距方法時，y應取多少? 答：繞組分布后，一個線圈組中相鄰兩個線圈的基波和 v次諧波電動勢的相位 差分別是 a和 va電角

42、度( a為槽距角)，這時，線圈組的電動勢為各串聯(lián)線圈的電 動勢的相量和，因此一相繞組的基波和諧被電動勢都比集中繞組時的小。但由于 諧波電動勢的相位差較大，因此，總的來說，一相繞組的諧波電動勢所減小的幅 度要大于基波電動勢減小的幅度，諧波電動勢相對減少，使電動勢波形得到改善。 繞組短距時，個線圈的兩個線圈邊中的基波和諧波(奇數(shù)次)電動勢都不再 相差 180度，因此，基波電動勢和諧波電動勢也都比整距時減小。合理短距時， 對基波，因短距而減小的空間電角度是較小的，因此基波電動勢減小得很少；但 對 v次諧波，短距減小的則是一個較大的角度(是基波的 v倍)，因此，總體而言， 兩個線圈邊中諧波電動勢相量和

43、的大小就比整距時的要小得多，因為諧波電動勢 減小的幅度大于基波電動勢減小的幅度，所以可使電動勢波形得到改善。 若要完全消除第次諧波，y應取為： 1 (1) 第3章 三相異步電動機簡答33-34 33、采用繞組分布短距改善電動勢波形時，每根導體中的感應電動勢 是否也相應得到改善? 答：采用繞組分布短距改善電動勢波形，是通過使線圈間或線圈邊間的電動勢相 位差發(fā)生變化而實現(xiàn)的，每根導體中的感應電動勢波形并沒有改善。 34、試述雙層繞組的優(yōu)點，為什么現(xiàn)代交流電機大多采用雙層繞組？ 答：采用雙層繞組時，可以通過短距節(jié)省端部用銅量(疊繞組時)，或者減少線圈 組之間的聯(lián)線(波繞組時)。更重要的是，可以同時采

44、用分布和短距來改善繞組電 動勢和磁動勢的波形。因此，現(xiàn)代交流電機大多采用雙層繞組。 第3章 三相異步電動機 簡答35 35、試說明一個脈振磁場可以分解成兩個大小相等、轉速相同、轉向相反的旋轉 磁場。 11 11 cossin 1 sin()sin() 2 fFt FtFt 答：因為 等式右邊為兩個大小相等、轉向相反的旋轉磁動勢，且轉速相同。 第3章 三相異步電動機 簡答36 36、試說明一個圓形磁場可以用兩個在時間上和在空間上相差90度的等幅脈振 磁場來表示。 11 11 11 sin() sincoscossin cossincos()sin 22 fFt FtFt FtFt 答：因為 顯然

45、上式第一項和第二項均為脈振磁動勢，且在空間上和時間上均相差 90度。 第3章 三相異步電動機 計算1 1、有一臺三相四極異步電動機， ， ， 接法， ， 機械損耗與附加損耗之和為 ， ， ， 。 設 ，求此電動機額定運行時的輸出功率、電磁功率、電磁轉 矩和負載轉矩。 Hz50VU N 380Y83. 0cos N 35. 0 1 R 34. 0 2 R04. 0 N sW288 AII NN 5 .20 21 解： 總機械功率 WWR s s ImP N 1028834. 0 04. 0 04. 01 5 .203 1 2 2 2 21 輸出功率 電磁功率 同步轉速 額定轉速 WWppPP a

46、d 10000)28810288()( 2 WW s P Pem10716 04. 01 10288 1 min/1500min/ 2 506060 1 1 rr p f n min/1440min/1500)04. 01 ()1 ( 1 rrnsnN 第3章 三相異步電動機 計算1 電磁轉矩 或 負載轉矩 mNmN n PP T emem em 26.68 150016. 32 6010716 60 2 1 1 mNmN P Tem 26.68 60 1440 2 10288 mNmN P T 35.66 60 1440 2 10000 2 2 第3章 三相異步電動機 計算2 2、一臺三相異

47、步電動機， ，額定電壓 ，定子接法， 頻率為 。額定負載運行時，定子銅耗為 ，鐵耗為 ，機械損 耗 ，附加損耗 ，已知 、 ，試計算轉 子電流頻率、轉子銅耗、定子電流和電機效率。 kWP N 5 . 7VU N 380 Hz50W474W231 W45W5 .37 min/960rnN824. 0cos N 04. 0 1000 9601000 1 1 n nn sN 解 轉差率 轉子電流頻率 總機械功率 電磁功率 HzHzfsf N 25004. 0 12 WWppPP ad 7583)5 .450377500()( 2 WW s P P em 7898 04. 01 7583 1 第3章

48、三相異步電動機 計算2 轉子銅耗 定子輸入功率 定子線電流 電動機效率 WWsPp emCu 316789804. 0 2 WWppPP FeCuem 8603)2314747898( 11 AA U P I N 86.15 824. 03803 4 .8603 cos3 1 1 1 %17.87 8603 7500 1 2 P P 第3章 三相異步電動機 計算3 3、一臺三相四極異步電動機，50Hz， ， ，定子 Y接法， ， 。已知額定運行時，輸出轉矩為電磁轉矩 的 90%， ， 。試計算額定運行時的電磁功率、輸入功率 和功率因數(shù)。 kWPN75 min/1450rnN VU N 380

49、AI N 160 21CuCu pp kWpFe1 . 2 解 轉差率 輸出轉矩 電磁功率 0333. 0 1500 14501500 1 N N N n nn s mNmN PP T N N 2 .494 14502 601075 3 2 2 kWkW T TP emem 21.86 60 15002 9 . 0 2 .494 9 . 0 1 2 1 第3章 三相異步電動機 計算3 轉子銅耗 定子銅耗 輸入功率 功率因數(shù) WWsPp emCu 2870862100333. 0 2 Wpp CuCu 2870 21 WWPppP emFeCu 91180)8621021002870()( 11

50、 867. 0 1603803 91180 3 cos 1 1 NN IU P 第3章 三相異步電動機 計算4 4、有一臺三相異步電動機，50Hz，380V，接法， 其空載和短路數(shù)據(jù)如下： 空載試驗 短路試驗 已知機械損耗為 ， ，求該電機的T型等效電路參數(shù)。 VUU N 380 0 AI2 .21 0 kWP34. 1 0 VUk110 AI k 8 .66kWP k 14. 4 W100 211 ,4 . 0XXR 解 由空載損耗求得鐵耗為 W pIRmPpFe 1060100) 3 2 .21 (4 . 031034. 1 23 2 0110 勵磁電阻 36. 2 3 2 .21 3 1

51、060 22 01I m p R Fe m 第3章 三相異步電動機 計算4 空載總電抗 31 3 2 .21 380 0 0 0 I U Z 88.30)36. 24 . 0(31 )( 22 2 1 2 01mm RRZXX 由短路實驗得： 短路阻抗 85. 2 3 8 .66 110 k k k I U Z 第3章 三相異步電動機 計算4 短路電阻 928. 0 3 8 .66 4140 3 22 k k k I P R 短路電抗 69. 2928. 085. 2 22 22 kkk RZX 528. 04 . 0928. 0 12 RRR k 35. 1 2 1 21k XXX 53.2

52、935. 188.30 m X 第3章 三相異步電動機 計算5 5、三相繞線式異步電動機，轉子開路時，在定子上加額定電壓，從轉子 滑環(huán)上測得電壓為100V，轉子繞組 Y接法，每相電阻 ，每相漏 抗 ，當 時，求轉子電流的大小和頻率、總機械功 率。 6 . 0 2 R 2 . 3 2 Xmin/1450rn 解 轉差率 033. 0 1500 14501500 1 1 n nn s 開路時，轉子相電勢 VVE74.57 3 100 2 當時 ，轉子電流頻率為 HzHzsff67. 150033. 0 12 min/1450rn 轉子電流 2 2 2 22 2 22 2 2 jX s R E js

53、XR Es jXR E I s AA j 33. 911. 3 2 . 3 033. 0 6 . 0 033.57 0 總機械功率 WW s s RIP510 033. 0 033. 01 6 . 011. 33 1 3 2 2 2 2 第3章 三相異步電動機 計算6 6、已知三相四極鋁線異步電動機的數(shù)據(jù)為 ， ，定子 接法， ，50Hz，定子鋁耗（ ） ， 轉子鋁耗 （ ） ，鐵耗 ，機械損耗 ，附加損 耗 。 試計算此電動機的額定轉速、負載制動轉矩、空載的制動轉矩和電磁轉矩。 kWPN10VU N 380 AI N 36 .11 WpCu557 1 WpCu314 2 WpFe276Wp7

54、7 Wpad200 75 75 kwPpppP NadCuem 591.10101020077314 3 2 02965. 0 10591.10 314 3 2 em Cu N P p s 解 同步轉速為 min/1500min/ 2 506060 1 rr p f n 額定轉速 min/1456min/1500)02956. 01 ()1 ( 1 rrnsn NN 第3章 三相異步電動機 計算6 負載制動轉矩 空載制動轉矩 電磁轉矩 mNmN P T 61.65 60 1456 2 1010 3 2 2 mNmN pp T ad 817. 1 60 1456 2 20077 0 mNmNTT

55、Tem42.67)817. 16 .65( 02 第3章 三相異步電動機 計算7 7、一臺三相四極50Hz繞線式異步電動機，轉子每相電阻 ， 額定運行時，轉子每相電流為 200A， ，計算額定電磁轉矩。 若保持額定負載轉矩不變，在轉子回路串電阻，使轉速降低到 ，求 轉子每相應串入的電阻值，此時定子電流、電磁功率、輸入功率是否變化？ 015. 0 2 R min/1475rnN min/1200r 0167. 0 1500 14751500 1 1 n nn s N N kWkW s RIm s p P NN Cu em 8 .107 0167. 0 015. 02003 2 2 2 222 m

56、NmN P T em 5 .686 15002 608 .107 1 解 第3章 三相異步電動機 計算7 2 . 0 1500 12001500 1 1 n nn s s RR s R t N 22 165. 0015. 01 0167. 0 2 . 0 1 2 R s s R N t min/1200rn 當 時 因 所以 從異步電機的T型等效電路可知，由于 ，電路中的 、 以及 均未變化。當 、 不變時，則定子電流、定子功率因數(shù)、定子電動勢、氣隙磁 通、電磁功率、定子輸入功率均未變化。轉子電流、轉子功率因數(shù)也未變化。 接入電阻后，轉子銅耗 所以，接入電阻后，轉子總的銅耗增加，輸出功率減小，

57、電機效率降低。 s RR s R t N 22 1 Z 2 Z m Z 1 U 1 f kWkWsPp emCu 56.2178.1072 . 0 2 第3章 三相異步電動機 計算8 8、一臺三相異步電動機，額定電壓為 380V，Y連接，頻率為 50Hz， 額定功率為 28kW，額定轉速為 950rmin，額定負載時的功率因數(shù)為 0.88， 定 子銅損耗及鐵損耗共為 2.2kW，機械損耗為 1.1kW，忽略附加損耗，計算額定負 載時的： 轉差率； 轉子銅損耗； 效率； 定子電流； 轉子電流的頻率。 解 05. 0min/1000 60 1 11 1 n nn sr p f n N N ； kW

58、pPP1 .29 2 53. 163.30 1 2eNcu N e Psp s P P； 第3章 三相異步電動機 計算8 A CosU P I N 67.56 3 1 1 1 Hzsff5 . 2 12 %3 .85%100 83.32 1 2 11 P P kWppPP N Fecue 第3章 三相異步電動機 計算9 9、一臺50Hz、380伏的三相異步電動機的數(shù)據(jù)為：PN260kw，U1N380伏， f150Hz，nN722r/m，過載能力km2.13。試求：（1）產生最大轉矩時的轉 差率；（2）S0.02時的電磁轉矩。 解：（1） min/750 1 rn 0373. 0 750 722

59、750 1 1 n nn s N N 2 N m m N m s s s s k 02 22 NNmmm sssks 所以 即 00373. 00373. 013. 22 22 mm ss 解之得 15. 0 m s 或0093. 0 m s （舍去） 故 15. 0 m s 第3章 三相異步電動機 計算9 mNmN n P T N N N 8 .3438 7222 26000060 60 2 mNmNTk s s s s T mm m m em 1 .19198 .343813. 2 02. 0 15. 0 15. 0 02. 0 22 （2） 所以 第3章 三相異步電動機 計算10 1 1

60、 6060 50 1000 3 f n p 解：同步轉速rmin 1 1 1000980 0.02 1000 nn s n 額定轉差率 轉子相電勢 22 0.02 1102.2 s EsEV 10、一臺三相、六極、50赫的繞線式異步電動機，在額定負載時的轉速 為980轉/分，折算為定子頻率的轉子每相感應電勢E =110伏。問此時的轉子 電勢E2s和它的頻率f2為何值？若轉子不動，定子繞組上施加某一低電壓使電 流在額定值左右，測得轉子繞組每相感應電勢為10.2伏，轉子相電流為20安， 轉子每相電阻為0.1歐，忽略集膚效應的影響，試求額定運行時的轉子電流I2 和轉子銅耗PCU2為何值？ 2 第3章