電機(jī)學(xué)作業(yè)及答案（感應(yīng)電機(jī)）

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感應(yīng)電機(jī)章節(jié)作業(yè)

1.試述“同步〞和“異步〞的含義？何謂異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率？如何根據(jù)轉(zhuǎn)差率的不同來

區(qū)別各種不同運(yùn)行狀態(tài)？答：“同步〞和〞異步〞是個(gè)相對(duì)概念，是指交流旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n對(duì)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1而言，

若n=n1為同步電機(jī)，n≠n1為異步電機(jī)。

異步電機(jī)轉(zhuǎn)差率s是指旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之間的轉(zhuǎn)速差（n1-n）與旋轉(zhuǎn)磁

s?n1?nn1場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1的比率，即

。

當(dāng)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)。

?N?0.8，nN?14502.一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，PN=4.5千瓦，380/220伏，cos?N?0.8，

轉(zhuǎn)/分，試求：

（1）接成Y形或Δ形時(shí)的定子額定電流；（2）同步轉(zhuǎn)速n1及定子磁極對(duì)數(shù)P；（3）

帶額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)差率

sN；

解：(1)Y接時(shí)：UN=380V

IN?PN3UN

cos?N?N?4.5?103?10.68A3?380?0.8?0.8

△接時(shí)：UN=220V

IN?PN3UN

nN?n1?60fpcos?N?N?4.5?103?18.45A3?220?0.8?0.8

(2)

?60?501450?2.07p?60fnN磁極對(duì)數(shù)

n1?取p=2

?1500r/min60fp?60?502同步轉(zhuǎn)速

?1500?14501500?0.0333s?n1?nNn1(3)額定轉(zhuǎn)差率

3.當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)1450rpm接入50HZ電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，定子電動(dòng)勢(shì)的頻率是多少？轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的頻率為多少？由定子電流的產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)以什么速度截切定子，又以什么速度截切轉(zhuǎn)子？由轉(zhuǎn)子電流的產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)以什么速度截切轉(zhuǎn)子，又以什么速度截切定子？，它與

定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的相對(duì)速度是多少？

答：定子電動(dòng)勢(shì)頻率為f1；轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)頻率為f2=sf1；

由定子電流產(chǎn)生的定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)以n1的速度截切定子，又以n1-n的速度截切轉(zhuǎn)子。由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)以n2?sn1的速度截切轉(zhuǎn)子，又以n2?n?n1的速度截切定子，它與定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的相對(duì)速度為(n2?n)?n1?0。

1?sr2'4.異步電動(dòng)機(jī)等效電路中的附加電阻

s的物理意義是什么？能否用電感或電容來代

替，為什么？答：異步電動(dòng)機(jī)等效電路中的附加電阻實(shí)為代表機(jī)械負(fù)載（嚴(yán)格地說還包括機(jī)械損耗等）的

I2'21?ss一個(gè)虛擬電阻，用轉(zhuǎn)子電流在該電阻所消耗的功率

r2'來等效代替總機(jī)械功率（包括

軸上輸出的機(jī)械功率和機(jī)械損耗等）.

因輸出的機(jī)械功率及機(jī)械損耗等均屬有功性質(zhì)，因此，從電路角度來模擬的話，只能用有功元件電阻，而不能用無功元件電感或電容來等效代替。5.為什么說異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)總是滯后的，而變壓器呢？

。.答：異步電動(dòng)機(jī)定，轉(zhuǎn)子間的電磁關(guān)系尤如變壓器，定子電流I1也由空載電流I0和負(fù)載

.分量電流I1L兩部分組成：

1）維持氣隙主磁通和漏磁通，需從電網(wǎng)吸取一定的滯后無功電流（即為I0）；2）負(fù)載分量電流取決于轉(zhuǎn)子電路；

由等效電路可知，電動(dòng)機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率（還包括機(jī)械損耗等）只能用轉(zhuǎn)子電流流

1?sr2'過虛擬的附加電阻s所消耗的功率來等效代替（因輸出的機(jī)械功率是有功的，故只能

用有功元件電阻來等效代替）。再加上轉(zhuǎn)子繞組的漏阻抗，故轉(zhuǎn)子電流只可能是滯后無功電流，則與轉(zhuǎn)子平衡的定子負(fù)載分量也只能是滯后的無功電流，因此異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)總是滯后的。

變壓器卻不一定。與異步電動(dòng)機(jī)一致的一點(diǎn)是其空載電流總是滯后無功電流，而變壓器所帶的電氣負(fù)載有阻、感、容性的(而異步電動(dòng)機(jī)在電路中模擬機(jī)械負(fù)載的只能是阻性的有功元件)，當(dāng)其負(fù)載容抗若大于變壓器的感抗時(shí)，其功率因數(shù)就會(huì)超前。

6．一臺(tái)六極異步電動(dòng)機(jī)，額定功率PN=28千瓦，UN=380伏，f1=50Hz，nN=950轉(zhuǎn)/分，額定負(fù)載時(shí)，cos?1?0.88，pcu1+pFe=2.2千瓦，pmec=1.1千瓦，pad=0，計(jì)算在額定時(shí)的sN、pcu2、ηN、I1和f2。

nN?n1?60fp解：磁極對(duì)數(shù)：

p?60fnN?60?509503.16

n1?取p?3

?1000r/min60fp?60?503同步轉(zhuǎn)速：

1000?9501000?0.05sN?n1?nn1?額定轉(zhuǎn)差率：

總機(jī)械功率：Pmec?PN?pmec?28?1.1?29.1kW

pcu2轉(zhuǎn)子銅損：

Pm?sN1?sN

Pmec?0.051?0.05?29.1?1.532kWecpcu2?sN1?sN輸入功率：

P1?PN?pmec?pcu2?pFe?pcu1?28?1.1?1.532?2.2?32.832kW

??PNP1100%?2832.832P13UN100%?85.3%效率：

?32.8323?380?0.88?56.68AI1N?定子電流：

cos?1

轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)頻率：f2?sNf1?0.05?50?2.5HZ

7.異步電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，且負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，若電源電壓下降過多，對(duì)電動(dòng)機(jī)的Tmax、Tst、Φ1、I1、I2、s及η有何影響，為什么？

答：由于Tem?U1，而sm與U1無關(guān),因而電源電壓下降后其Tems曲線如下圖，曲線1為正常電壓下的曲線，曲線3為電壓下降過多的曲線，曲線2為電壓下降的曲線。電機(jī)正常工作時(shí)，Tem?TL，穩(wěn)定運(yùn)行于a點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)差率為sa。

1、當(dāng)電壓下降過多，則電磁轉(zhuǎn)矩下降更多,當(dāng)最大電磁轉(zhuǎn)矩Tm’’TL(曲線2)，則穩(wěn)定運(yùn)行于b點(diǎn)，（不停轉(zhuǎn)），但此時(shí)：Tmax減?。?/p>