電機(jī)習(xí)題與解答 2

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第五章三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu)

5-1三相異步電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)，怎樣改變它的極性？答：（1）電生磁：定子三相繞組通以三相正弦交流電流產(chǎn)生一個(gè)以同步速n1、轉(zhuǎn)向與相序一致（順時(shí)針?lè)较颍┑男D(zhuǎn)磁場(chǎng)。假定此瞬間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)極性由上到下（如下圖）

（2）（動(dòng)）磁生電：由電磁感應(yīng)理論：靜止的轉(zhuǎn)子繞組切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其方向由〞右手發(fā)電機(jī)〞定則確定，如下圖（轉(zhuǎn)子上面三個(gè)導(dǎo)體為⊙,下面三個(gè)導(dǎo)體為⊕）。由于轉(zhuǎn)子繞組自身閉合，便有電流通過(guò)，并假定電流與電動(dòng)勢(shì)同相（即為有功分量電流）。An1

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(3)電磁力（矩）：轉(zhuǎn)子載（有功）電流導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下受到電磁力的作用，其方向由〞左手電動(dòng)機(jī)〞定則確定（轉(zhuǎn)子上面三個(gè)導(dǎo)體受力方向向右，下面三個(gè)導(dǎo)體受力方向向左），這些力對(duì)轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩（順時(shí)針?lè)较颍㏕em，它與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向一致（即與相序一致），于是在該轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)下，轉(zhuǎn)子沿著轉(zhuǎn)矩方向旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換。

改變相序即可改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。

5-2為什么異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一定小于同步轉(zhuǎn)速？若轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)之間有相位差，這里所有轉(zhuǎn)子導(dǎo)體上的電磁力的方向是否都和轉(zhuǎn)向一致，畫圖分析說(shuō)明。

答：由上題知，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向n與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向n1一致，只有n0），n>n1時(shí)轉(zhuǎn)差率為負(fù)（sn>0時(shí)，轉(zhuǎn)差率sn>∞時(shí)，轉(zhuǎn)差率s>1;當(dāng)+∞>s>1時(shí)為電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)1>s>0時(shí)為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)0>s>-∞時(shí)為發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。

5-5假使一臺(tái)接到電網(wǎng)的異步電動(dòng)機(jī)用其它原動(dòng)機(jī)帶著旋轉(zhuǎn)，使其轉(zhuǎn)速高于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，如圖5-9所示，試畫出轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流和相序的方向。這時(shí)轉(zhuǎn)子有功電流和定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向如何？如把原動(dòng)機(jī)去掉，狀況又會(huì)怎樣？

答：當(dāng)轉(zhuǎn)子由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，且n>n1，此時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體以逆時(shí)針?lè)较蚯懈钚D(zhuǎn)磁場(chǎng)（相對(duì)切割速度為n-n1）,而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2方向如下圖（由〞右手發(fā)電機(jī)〞定則判定）,其相序由轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的切割方向決定，由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在時(shí)間上有先后順序，如將先切割N極軸線的一相定義為U相，則后切割的那兩相（互差1200空間電角度）分別為V相和W相，可見，其相序與轉(zhuǎn)向相反，如下圖。

假使電流i2與電動(dòng)勢(shì)e2同相（即有功分量電流），則轉(zhuǎn)子有功電流和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，并形成轉(zhuǎn)矩Tem，由〞左手電動(dòng)機(jī)〞定則判得，其方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，為制動(dòng)性質(zhì)轉(zhuǎn)矩。實(shí)際上，此時(shí)電動(dòng)機(jī)已處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)（s?n1?n?0）。假使把原動(dòng)機(jī)去掉，轉(zhuǎn)速將下降，不再大于n1