電氣工程及其自動(dòng)化17級(jí)認(rèn)知學(xué)習(xí)

8.1容量為幾千瓦時(shí)，為什么直流電動(dòng)機(jī)不能直接啟動(dòng)而鼠標(biāo)籠式三相異步電動(dòng)機(jī)卻可以直接啟動(dòng)？答直流電動(dòng)機(jī)若直接啟動(dòng)，其啟動(dòng)電流比額定電流大20倍左右，電動(dòng)不能換向，而且還會(huì)急劇發(fā)熱，是不允許的。而鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)電流約為額定電流的4~7倍，沒有換向問題，只要啟動(dòng)時(shí)間不長(zhǎng)，發(fā)熱也是允許的，不至于損壞電機(jī)。8.2兩臺(tái)一樣的鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)同軸連接，啟動(dòng)時(shí)，把它們的定子繞組串聯(lián)，啟動(dòng)后再改為并聯(lián)。試分析這種啟動(dòng)方式時(shí)的啟動(dòng)電流與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，與它們并聯(lián)直接啟動(dòng)相比較有什么不同？1答兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)完全一樣，定子串聯(lián)后接電源啟動(dòng)，相當(dāng)于每臺(tái)電動(dòng)機(jī)降壓到1勺啟動(dòng)，而并聯(lián)啟動(dòng)時(shí)則均為全壓?jiǎn)?dòng)。每臺(tái)電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流為I啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為t，ss兩臺(tái)并聯(lián)啟動(dòng)合起來的啟動(dòng)電流為21，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為2T；而串聯(lián)啟動(dòng)時(shí)，每臺(tái)啟動(dòng)電流ss1112s4ss2s8?3某鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)注的額定電壓為380/220V,接在380V的交流電網(wǎng)上空載啟動(dòng)，能否采用Y-△降壓?jiǎn)?dòng)？答 不能。電源電壓為380v情況下，這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)只能是Y接法。若采用Y-△啟動(dòng)，這運(yùn)行時(shí)變?yōu)椤鹘臃?，這是不允許的8.4深槽式與雙鼠籠異步電動(dòng)機(jī)為什么啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大而效率不低？答深槽式與雙鼠籠異步電動(dòng)機(jī)之所以啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，是由于啟動(dòng)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)及電流的頻率較高，集膚效應(yīng)電阻R增大，啟動(dòng)后，集膚效應(yīng)不顯著，轉(zhuǎn)子電阻R變?yōu)檎Ｖ担?2因而運(yùn)行時(shí)電機(jī)效率仍很高。8?5額定電壓為U，額定電流為I的某鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)，采用表8.1所列的各種NN方法啟動(dòng)，請(qǐng)通過計(jì)算機(jī)填寫表中空格。表8.1啟動(dòng)方法定子繞組上的電壓定子繞組的啟動(dòng)電流電源供給的啟動(dòng)電流啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩直接啟動(dòng)U51511.2TNNNN定子邊串入電抗器0.8UN定子邊接自耦變壓器0.8UN答定子邊串入電抗器時(shí)三空格分別為4I，4I，0.768T，定子邊接自耦變壓器NNN時(shí)，三空格分別填入4I，3.2I，0.768T。NNN8.7判斷下列各結(jié)論是否正確。（1） 鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流很大，為了避免啟動(dòng)過程中因過大電流而燒毀電機(jī)，輕載時(shí)需要降壓?jiǎn)?dòng)。（）（2） 電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載越重，電流則越大，因此只要空載，三相異步電動(dòng)機(jī)就可以直接啟動(dòng)。（）（3） 深槽式與鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由于集膚效應(yīng)應(yīng)增大了轉(zhuǎn)子電阻，因而具有較高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)K。（）T答（1）x;⑵x;（3）V。8?7填空。（1）三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組接法為 ，才有可能采用Y-△啟動(dòng)。（2） 某臺(tái)鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)繞組為△接法，=2.5,K=1.3,供電變壓器容量足T夠，該電動(dòng)機(jī) 用Y-△啟動(dòng)方式拖動(dòng)額定負(fù)載啟動(dòng)。答（"△接法；（2）不能；（3）不能。8.8繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串入電阻啟動(dòng)，為什么啟動(dòng)電流不大但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩卻很大?答轉(zhuǎn)子回路串入電阻啟動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)子回路中每相阻抗增大,啟動(dòng)電流比直接啟動(dòng)時(shí)小.啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小取決于：（1）轉(zhuǎn)子電流；（2）主磁通的大小；（3）轉(zhuǎn)子回路功率的大小，表現(xiàn)為T二CeICOS?。T112 2啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子回路串入了電阻值后，還有兩個(gè)影響。一個(gè)是轉(zhuǎn)子邊總阻抗加大，折合到定子邊后會(huì)使轉(zhuǎn)子總阻抗折合值大于定子漏阻抗Z，從等效電路看出，直接啟動(dòng)時(shí)111E=-U，轉(zhuǎn)子串入電阻啟動(dòng)時(shí)E>-U，也就是串電阻后增大了啟動(dòng)時(shí)瞬間的主題通121121e，二是轉(zhuǎn)子邊串入電阻使cos申提咼。-2綜上所述，異步三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入電阻時(shí)，只要所串電阻不過大，在降低啟動(dòng)電流的同時(shí)還可增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。8.9繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)頻敏變阻器啟動(dòng)時(shí)，為什么當(dāng)參數(shù)合適時(shí)，可以使，可以使啟動(dòng)過程中電磁轉(zhuǎn)矩較大，并基本保持恒定？答繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串入適當(dāng)?shù)碾娮杩梢栽龃髥?dòng)轉(zhuǎn)矩，外串電阻R'=R'+X+X'時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩T二T，在啟動(dòng)過程中，隨著轉(zhuǎn)矩差s減小，X'減小，2-2sm2還要保持最大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩R>X，則隨s減小需要相應(yīng)地減小外串的電阻值。頻敏變Pp阻器滿足條件：（1）頻率為50HZ時(shí)R>X，主要是電阻；（2）隨著頻率下降，R及XPpPp均減小。因此只要頻敏變阻器器的參數(shù)設(shè)計(jì)的合適，串入繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中，啟動(dòng)時(shí)相當(dāng)于串了一個(gè)合適的電阻，增大了啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，啟動(dòng)過程中R自動(dòng)減小，繼續(xù)保P存較大的電磁轉(zhuǎn)矩，直至啟動(dòng)結(jié)束，即使電磁轉(zhuǎn)矩基本恒定，但是由于X的存在，電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩T會(huì)略有下降。m8.10頻敏變阻器是電感線圈，若在繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入一個(gè)普通三相電力變壓器的一次繞組（二次側(cè)開路），能否增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩？能否降低啟動(dòng)電流？有使用價(jià)值嗎？為什么？答頻敏變阻器在結(jié)構(gòu)形式上似電感線圈，但是其參數(shù)主要是電阻R，電抗很小，是激勵(lì)阻抗性質(zhì)的，但比一般變壓器的激勵(lì)阻抗又小很多。將其串入轉(zhuǎn)子回路啟動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于串入一個(gè)R，且遠(yuǎn)大于每相電阻R，這樣，既可限制啟動(dòng)電流，又可提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)p2矩。一個(gè)普通三相電力變壓器一次繞組，其參數(shù)主要是勵(lì)磁阻抗，以X為主，而且數(shù)值m很大。會(huì)使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流非常小。但它又是電抗、降低轉(zhuǎn)子邊的功率因數(shù)，最終也會(huì)較嚴(yán)重的降低啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。普通三相電力變壓器一次繞組起不到頻敏變阻器幫助電動(dòng)啟動(dòng)的作用，價(jià)格又高，因此沒有使用價(jià)值。8.11判斷下面結(jié)論是否正確。（1）繞組式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串入電阻可以增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，串入電阻值越大，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大。（）（2）繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)若在定子邊串入電阻或電抗器，可以減小啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)電流；若在轉(zhuǎn)子邊串入電阻或電抗器，則可以加大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和減小啟動(dòng)電流。（）

繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)啟動(dòng)，若僅僅考慮啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩這兩個(gè)因素，那么級(jí)數(shù)越多越好。()答(1)X;(2)X;⑶人8.12三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)，定子繞組接線接線方式除了教材圖8.16之外，還有其他方式嗎？若有請(qǐng)畫出一種，并推導(dǎo)該方式接線時(shí)通入的直流電流I與等效交流電流I的關(guān)系式。答還有其他通入直流的方式，而且不止一個(gè)，只要使定子繞組通入直流電流產(chǎn)生合成直流磁通勢(shì)F就可以。對(duì)不同的方式，都按照F=F的原則換算，不難得到I與I之間的換算關(guān)系。舉例如下：三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組△接法，從繞組引出線AB通以直流電流I，如圖8.1(a)所示，其各相繞組電流及產(chǎn)生的磁通勢(shì)的情況如圖8.1(b)所示，貝UF二2FAB二2F二---WikdPl二

CF二2FAB+B++C+B++A+Ab)-13-(a)8.18.13鼠籠式三相式異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)，若定子接線方式不同而通入的I大小相同時(shí),電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩在制動(dòng)開始瞬間一樣嗎？答不一樣。因?yàn)樵谥苿?dòng)開始瞬間只有相同大小磁通勢(shì)時(shí)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩才相同，而磁通勢(shì)

的大小與電流I的大小及定子通入I的接線方式都有關(guān)系。如果說能耗制動(dòng)時(shí)等效交流

電流I相同，則開始制動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩就一樣大。8.14 三相異步點(diǎn)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，若|T|較小時(shí)，采用反接制動(dòng)L停車時(shí)應(yīng)該注意什么問題？答當(dāng)ITI較小時(shí)，反接制動(dòng)停車到轉(zhuǎn)速降為n=0時(shí)，必須采用其他如使用抱閘等停L車措施，否則電動(dòng)機(jī)可能會(huì)反向啟動(dòng)至反向電動(dòng)運(yùn)行。8.15三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于反向回饋制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，是否可以把電動(dòng)機(jī)定子出線端從接在電源改變?yōu)榻釉谪?fù)載（用電器）上？答不可以。從有功功率傳遞的角度看，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于反向回饋制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，把負(fù)載送入的機(jī)械功率（P<0）轉(zhuǎn)變?yōu)殡姽β剩≒<0），然后送出去（P<0）。mM1但是從無功功率傳遞關(guān)系的角度看，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于反向回饋制動(dòng)狀態(tài)還需從電源吸收滯后的無功功率以建立磁通，與電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)情況一樣。若把電機(jī)定子出線端從電源上斷開而改接到電燈等用電器上，則有功功率可以送出給用電器，無功功率卻不能由用電器提供，電動(dòng)機(jī)不能建立磁通，也就不能運(yùn)行。8.16六根繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)，定子繞組接在頻率為f二50Hz的電源上，拖動(dòng)1著起重機(jī)吊鉤提放重物。若運(yùn)行于n=-1250r/min轉(zhuǎn)速，在電源相序?yàn)檎蚧蜇?fù)序的兩種情況下，分別回答下列問題：（1） 氣隙旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)差率是多大？（2） 定，轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率是多大？相序如何？（3） 電磁轉(zhuǎn)矩實(shí)際上是拖動(dòng)性質(zhì)的還是制動(dòng)性質(zhì)的？（4）電動(dòng)機(jī)處于什么運(yùn)行狀態(tài)？轉(zhuǎn)子回路是否一定要串電阻？（5）電磁功率實(shí)際傳遞方向如何？機(jī)械效率實(shí)際是輸入還是輸出？答如果電源相序?yàn)檎?，則⑴氣隙旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的轉(zhuǎn)速為1000r/min,轉(zhuǎn)差率為2.25;⑵定子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率為50Hz,相序?yàn)檎颍D(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率為112,5Hz,相序?yàn)檎?；?） 電磁轉(zhuǎn)矩實(shí)際上為制動(dòng)式轉(zhuǎn)矩；（4） 電動(dòng)機(jī)處于倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行狀態(tài)，轉(zhuǎn)子回路一定串阻值較大的電阻；（5） 電磁功率實(shí)際是從轉(zhuǎn)子傳向定子，機(jī)械功率實(shí)際是從負(fù)載向電機(jī)輸入。如果電源相序?yàn)樨?fù)序，則（1） 氣隙旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的轉(zhuǎn)速為-1000r/min,轉(zhuǎn)差率為-0.25；（2） 定子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率為50Hz,相序?yàn)樨?fù)序；轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率為12.5Hz,相序?yàn)檎?；?） 電磁轉(zhuǎn)矩實(shí)際上為制動(dòng)性轉(zhuǎn)矩；（4） 電動(dòng)機(jī)處于反向回饋制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)一般s<0.2的情況，運(yùn)行在s=-0.25時(shí)轉(zhuǎn)子中串入了較小的電阻，從反向回饋制動(dòng)運(yùn)行下放重物本身來講，可以不在回路串電阻，這時(shí)轉(zhuǎn)速比較接近-n;1（5）電磁功率實(shí)際是從轉(zhuǎn)子傳到定子，機(jī)械功率是從負(fù)載輸入到電動(dòng)機(jī)。8.17填寫表8.2中的空格。表8.2電源轉(zhuǎn)速/(rmin-1)轉(zhuǎn)差率n1/(rmin-1)運(yùn)行狀態(tài)極數(shù)P1Pm正序14501500+正序11506正序1.8750500反向制動(dòng)過程10負(fù)序0.05500-0.05反向回饋制動(dòng)運(yùn)行4答在表中應(yīng)填入空格的數(shù)據(jù)為（1） 轉(zhuǎn)差率0.33,正向電動(dòng)，極數(shù)為4；（2） 轉(zhuǎn)差率-0.15,n為1000，正向回饋制動(dòng)，1P為—，P為—；1m（3） 轉(zhuǎn)速為-600，倒拉反轉(zhuǎn)，極數(shù)為8，P為+，P為-；1m（4） 電源負(fù)序，轉(zhuǎn)差率1.83,n為600，1P為+，P為-；1m（5） 轉(zhuǎn)速為-475，反向電動(dòng)運(yùn)行，極數(shù)為12，P為+，P為+1m（6）電源負(fù)序，轉(zhuǎn)速為T575,n為1500,P為-P為-。11m8,18填空（1）拖動(dòng)反抗性恒定轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行于正向電動(dòng)狀態(tài)的三相異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)調(diào)其定子繞組任意兩個(gè)出線端后，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)經(jīng) 和 ，最后穩(wěn)定運(yùn)行于 狀態(tài)。（2）拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行于正向電動(dòng)狀態(tài)的三相異步電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行能耗制動(dòng)停車，當(dāng)n=0時(shí)， 其他停車措施。（3）如果由繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一輛小車，走在平路上，電機(jī)為正向電動(dòng)運(yùn)行，走下坡路時(shí)，位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩比摩擦性負(fù)載轉(zhuǎn)矩大，由此可判斷電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在 狀態(tài)。答（1）反接制動(dòng)過程中，反向啟動(dòng)，反向電動(dòng)；（2）必須采用，必須采用；（3）正向回饋制動(dòng)運(yùn)行。8.19選擇正確答案。（1）一臺(tái)八極繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)起重機(jī)的主鉤，當(dāng)提升某重物時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩T=T，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n=710r/min。忽略傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的損耗?，F(xiàn)要以相同的速度吧該LNN重物下放，可以采用的方法是 。降低交流電動(dòng)機(jī)電源電壓切除交流電源，在定子繞組通入直流電流對(duì)調(diào)定子繞組任意兩出線端轉(zhuǎn)子繞組中串入三相對(duì)稱電阻（2）一臺(tái)繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)起重機(jī)的主鉤，若重物提升到一定的高度以后需要停在空中，在不使用抱閘等使卷筒停轉(zhuǎn)的情況下，可以采用的方法是 。A切斷電動(dòng)機(jī)電源B在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入適當(dāng)?shù)娜鄬?duì)稱電阻C對(duì)調(diào)電動(dòng)機(jī)定子任意兩出線端D降低電動(dòng)機(jī)電源電壓答（1）D;（2）B。習(xí)題解答8.1一臺(tái)鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)為P二320kW,U二6000V,n二740r/min,I二40A,Y接法，NNNNcos=0.83,K=5.04,K=1.93,九=2.2，試求：啊 1 T（1） 直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩；（2） 把啟動(dòng)電流限定在160A,應(yīng)串入定子回路每相電抗是多少？啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩是多大？解（1）啟動(dòng)電流與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算。

KI二I二5.04x40二201.6A1sNP320T=9550f=9550x——=4130N?mN n 740NT二KT二1.93x4130二7970N?msTN2）定子串入電抗器的計(jì)算。6000<3x201.6二17.26000<3x201.6