《電機(jī)技術(shù)應(yīng)用》異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)章節(jié)配套習(xí)題

異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)1、異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子有哪兩種類型，各有何特點(diǎn)?答：一種為繞線型轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子繞組像定子繞組一樣為三相對(duì)稱繞組，可以聯(lián)結(jié)成星形或三角形。繞組的三根引出線接到裝在轉(zhuǎn)子一端軸上的三個(gè)集電環(huán)上，用一套三相電刷引出來(lái)，可以自行短路，也可以接三相電阻。串電阻是為了改善起動(dòng)特性或?yàn)榱苏{(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。另一種為鼠籠型轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組大不相同，在轉(zhuǎn)子鐵心上也有槽，各槽里都有一根導(dǎo)條，在鐵心兩端有兩個(gè)端環(huán)，分別把所有導(dǎo)條伸出槽外的部分都聯(lián)結(jié)起來(lái)，形成了短路回路，所以又稱短路繞組。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠的優(yōu)點(diǎn)。但不能通過(guò)轉(zhuǎn)子串電阻的方式改善起動(dòng)特性或調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。2、異步電動(dòng)機(jī)的氣隙比同步電動(dòng)機(jī)的氣隙大還是??？為什么？答：異步電動(dòng)機(jī)的氣隙比同步電動(dòng)機(jī)的氣隙小，因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的勵(lì)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(lì)磁電流就大，因勵(lì)磁電流為無(wú)功電流，所以勵(lì)磁電流大就使異步電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)變壞，即降低。而同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流由直流電源提供，從同步電動(dòng)機(jī)的v形曲線可知，當(dāng)勵(lì)磁電流從小增大，勵(lì)磁狀態(tài)從欠勵(lì)到過(guò)勵(lì)時(shí)，功率因數(shù)可由滯后的轉(zhuǎn)變?yōu)槌暗?，而異步電?dòng)機(jī)的功率因數(shù)永遠(yuǎn)為滯后的。3、繞線型異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、極對(duì)數(shù)總是設(shè)計(jì)得與定子相同，鼠籠型異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子相數(shù)、極對(duì)數(shù)又是如何確定的呢?與鼠籠條的數(shù)量有關(guān)嗎？答：鼠籠型異步電機(jī)轉(zhuǎn)子相數(shù)就是鼠籠轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)條數(shù)；轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)是靠定子繞組磁動(dòng)勢(shì)感應(yīng)而得的，因此它始終與定子繞組的極對(duì)數(shù)相等，與鼠籠轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條數(shù)無(wú)關(guān)。4、異步電動(dòng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子分別起什么作用答：定子是電動(dòng)機(jī)的固定部分，用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，主要由定子鐵芯、定子繞組和基座等部件組成。轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸等部件組成，其作用是在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流。異步電動(dòng)機(jī)的原理和銘牌以上頁(yè)所給的異步電動(dòng)機(jī)為例，分別計(jì)算電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)差率、輸入功率和效率。2、已知一臺(tái)三相異步電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1437r/min，試求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定轉(zhuǎn)差率。答：因?yàn)閯tp=1時(shí)，n1=3000r/min；p=2時(shí)，n1=1500r/min；p=3時(shí)，n1=1000r/min；p=4時(shí)，n1=750r/min；p=5時(shí)，n1=600r/min；···當(dāng)nＮ=1437r/min時(shí)：3、一臺(tái)50Hz、八極的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)差率sN=0.04，問(wèn)該機(jī)的同步轉(zhuǎn)速是多少？當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在700r/min時(shí)，轉(zhuǎn)差率是多少？當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在800r/min時(shí)，轉(zhuǎn)差率是多少？當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率是多少？答：同步轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速當(dāng)n=700r/min時(shí)，轉(zhuǎn)差率當(dāng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，，轉(zhuǎn)差率4、一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)為：ＰN=2.2kＷ，ｎN＝1430r／min，ηN=0.82，cosφ＝0.83，ＵN=220／380V。求Ｙ形和△形接法時(shí)的額定電流ＩN。答:Ｐ1=ＰN/η=2.2/0.82=2.68kWＹ連接時(shí)：ＩN＝Ｐ1／(1.732ＵLcosφ)＝2.68×10/(1.732×380×0.83)=4.91A△連接時(shí)：ＩN＝Ｐ1／(1.732ＵLcosφ)＝2.68×10/(1.732×220×0.83)=8.5A5、一臺(tái)Y132－52－４型三相異步電動(dòng)機(jī)其額定數(shù)據(jù)如下：轉(zhuǎn)速：1450r/min，功率：10kW，電壓：380Ｖ，接法：△，效率：87.5％，功率因數(shù)：0.87，試求：ＩN、ＳN。答：ＰN=1.732ＵNＩNcosφ＝1.732×380×ＩN×0.87×0.875=10kW則ＩN＝103/501＝20Ａｎ1＝1500r／min∴s＝（ｎ1－ｎ）／ｎ1＝0.0336、三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子電流的頻率是多少？由定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)以什么速度切割定子和轉(zhuǎn)子？由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)基波以什么速度切割定子和轉(zhuǎn)子？?jī)蓚€(gè)基波磁動(dòng)勢(shì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度多大？答定子電流的頻率為f1，轉(zhuǎn)子電流的頻率為f2=sf1，定子磁動(dòng)勢(shì)以n1速度切割定子，以n1-n速度即sn1速度切割轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)也以n1速度切割定子，以sn1速度切割轉(zhuǎn)子。定、轉(zhuǎn)子基波磁動(dòng)勢(shì)同步旋轉(zhuǎn)，相對(duì)靜止。三相交流繞組1、三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，三相基波合成磁動(dòng)勢(shì)的特性是什么？（1）磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)：旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。（2）幅值：旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的幅值大小不變化。（3）轉(zhuǎn)向：轉(zhuǎn)向取決于電流的相序，總是由電流領(lǐng)先相轉(zhuǎn)向電流滯后相。（4）轉(zhuǎn)速：n1=60f1/p(r/min)（5）極對(duì)數(shù)：極對(duì)數(shù)為電機(jī)的極對(duì)數(shù)p。2、一個(gè)整距線圈的兩個(gè)邊，在空間上相距的電角度是多少?如果電機(jī)有p對(duì)極，那么它們?cè)诳臻g上相距的機(jī)械角度是多少?答：整距線圈兩個(gè)邊在空間上相距的電角度為180o；電機(jī)為p對(duì)極時(shí)，在空間上相距的機(jī)械角度為180o/p。3、有一臺(tái)交流電機(jī)，Z=36，2p=4，y1=7，2a=2，試?yán)L出槽電勢(shì)星形圖，并標(biāo)出600相帶分相情況。答：（1）槽距角：α=p*3600/36=200，每極每相槽數(shù)：q=Z/2pm=36/4*3=3由α=200畫出槽電動(dòng)勢(shì)星形圖，然后由q=3標(biāo)出按600相帶的分相情況（見(jiàn)下圖），順序?yàn)椋篈-Z-B-X-C-Y.

4、定子表面在空間相距α電角度的兩根導(dǎo)體，它們的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與相位有何關(guān)系?答；定子表面在空間相距α電角度的兩根導(dǎo)體，它們的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的波形相同，其基波和各次諧波電動(dòng)勢(shì)的大小分別相等?；妱?dòng)勢(shì)的相位差為α電角度，且空間上超前(沿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向空間位置在前)的導(dǎo)體，其基波電動(dòng)勢(shì)的相位是滯后的。5、為了得到三相對(duì)稱的基波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，對(duì)三相繞組安排有什么要求?答：三相繞組的構(gòu)成(包括串聯(lián)匝數(shù)、節(jié)距、分布等)應(yīng)相同，且三相繞組軸線在空間應(yīng)分別相差120o電角度。6、試述短距系數(shù)和分布系數(shù)的物理意義，為什么這兩系數(shù)總是小于或等于1？答：短距系數(shù)物理意義是：短距線匝電動(dòng)勢(shì)Ey(y<τ)（構(gòu)成線匝的兩導(dǎo)體有效邊電動(dòng)勢(shì)相量和）與整距線匝電動(dòng)勢(shì)Ey(y=τ)(構(gòu)成線匝的兩導(dǎo)體有效邊電動(dòng)勢(shì)代數(shù)和)的比值，即：ky=Ey(y<τ)/Ey(y=τ)分布系數(shù)物理意義是：線圈組各線圈分布在若干個(gè)槽時(shí)電動(dòng)勢(shì)相量和Eq(q>1)和對(duì)各線圈都集中在同一槽時(shí)電動(dòng)勢(shì)代數(shù)和Eq(q=1)的比值，即kq=Eq(q>1)/Eq(q=1)由數(shù)學(xué)知：相量和總是小于（或等于）其代數(shù)和，即Et(y<τ)<Et(y=τ)及Eq(q>1)<Eq(q=1),故其比值即ky及kq總是小于1。單相異步電動(dòng)機(jī)1、試說(shuō)明一個(gè)脈振磁場(chǎng)可以分解成兩個(gè)大小相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。答：因?yàn)榈仁接疫厼閮蓚€(gè)大小相等、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，且轉(zhuǎn)速相同。2、試述單相交流異步電動(dòng)機(jī)的工作原理是什么？答：?jiǎn)蜗嘟涣骼@組通入單相交流產(chǎn)生脈振磁動(dòng)勢(shì)，該磁動(dòng)勢(shì)可分解為兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)速相反的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)和，從而在氣隙中建立正傳和反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，并分別在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。該電流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生正、反電磁轉(zhuǎn)矩。正向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)；反向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。這兩個(gè)轉(zhuǎn)矩疊加起來(lái)就是推動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的合成轉(zhuǎn)矩，如果給電動(dòng)機(jī)一個(gè)初始轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)將沿著初始轉(zhuǎn)矩的方向旋轉(zhuǎn)起來(lái)。這就是單行異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。3、總結(jié)交流電機(jī)單相磁動(dòng)勢(shì)的性質(zhì)、它的幅值大小、幅值位置、脈動(dòng)頻率各與哪些因素有關(guān)？這些因素中哪些是由構(gòu)造決定的，哪些是由運(yùn)行條件決定的？答：幅值Fφ1=0.9NkW1Iφ/p單相繞組基波磁動(dòng)勢(shì)幅值大?。号c一條支路匝數(shù)N、繞組系數(shù)kw1、磁極對(duì)數(shù)p及相電流Iφ有關(guān)，其中N、kw1及p由構(gòu)造決定，Iφ由運(yùn)行條件決定。幅值位置：恒于繞組軸線上，由繞組構(gòu)造決定。頻率：即為電流頻率，由運(yùn)行條件決定。三相異步電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行1、三相異步電動(dòng)機(jī)中，主磁通和漏磁通的性質(zhì)和作用有什么不同？答主磁通通過(guò)氣隙沿鐵心閉合，與定、轉(zhuǎn)子繞組同時(shí)交鏈，它是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)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(dú)產(chǎn)生。也可以由定、轉(zhuǎn)子電流共同產(chǎn)生。主磁通路徑的磁導(dǎo)率隨飽和程度而變化，與之對(duì)應(yīng)的勵(lì)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(zhuǎn)子交鏈的稱為轉(zhuǎn)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(méi)有傳遞能量作用。漏磁通路徑的磁導(dǎo)率為常數(shù)，與之對(duì)應(yīng)的定子漏電抗、轉(zhuǎn)子漏電抗是常數(shù)。2、為什么相同容量的三相異步電動(dòng)機(jī)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(dǎo)磁性能良好的硅鋼片構(gòu)成，感應(yīng)電機(jī)的主磁路除了用硅鋼片構(gòu)成的定、轉(zhuǎn)子鐵心外，還有空氣隙。氣隙的長(zhǎng)度盡管很小，但磁阻很大，使得感應(yīng)電機(jī)主磁路的磁阻比相應(yīng)的變壓器大，感應(yīng)電機(jī)空載電流標(biāo)么值為0.2-0.5，變壓器空載電流的標(biāo)么值為0.02-0.1。3、如果電源電壓不變，則三相異步電動(dòng)機(jī)的主磁通大小與什么因素有關(guān)?答：如果電源電壓不變，則三相異步電動(dòng)機(jī)的主磁通大小就與定子電流I1有關(guān)。根據(jù)，其中I2’大小與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速有關(guān)，所以主磁通大小還與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n有關(guān)，或與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)。4、當(dāng)主磁通確定之后，異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流大小與什么有關(guān)?有人說(shuō)，根據(jù)任意兩臺(tái)同容量異步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流的大小，便可比較其主磁通的大小，此話對(duì)嗎?答：當(dāng)主磁通確定之后，異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流大小與定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙大小有密切關(guān)系，氣隙大也就是磁阻大，根據(jù)磁路歐姆定律，磁動(dòng)勢(shì)=磁通×磁阻，在磁通確定時(shí)，磁組大則磁動(dòng)勢(shì)大，也就是勵(lì)磁電流大，所以一般異步電動(dòng)機(jī)氣隙較小，以使勵(lì)磁減小，在主磁通相同時(shí)，氣隙大小不同，勵(lì)磁電流大小就不同，即不同大小的勵(lì)磁電流可產(chǎn)生相同的主磁通。所以，根據(jù)勵(lì)磁電流的大小便可比較其主磁通的大小，此話是不對(duì)的。5、三相異步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)為什么很低？答：空載時(shí)，，而，其中，為有功分量電流，用來(lái)供給空載損耗；為無(wú)功分量電流，用來(lái)建立磁場(chǎng)。由于，所以空載電流基本上是一無(wú)功性質(zhì)的電流，因而電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)很低。6、異步電動(dòng)機(jī)中的空氣隙為什么做得很??？答：異步電動(dòng)機(jī)氣隙小的目的是為了減小其勵(lì)磁電流（空載電流），從而提高電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)。因異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流是由電網(wǎng)供給的，故氣隙越小，電網(wǎng)供給的勵(lì)磁電流就小。而勵(lì)磁電流有屬于感性無(wú)功性質(zhì)，故減小勵(lì)磁電流，相應(yīng)就能提高電機(jī)的功率因數(shù)。三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行1、三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組之間沒(méi)有直接的聯(lián)系，為什么負(fù)載增加時(shí)，定子電流和輸入功率會(huì)自動(dòng)增加，試說(shuō)明其物理過(guò)程。從空載到滿載電機(jī)主磁通有無(wú)變化？答：負(fù)載增加時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)差率上升，轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度增加，轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流相應(yīng)增加，轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)也增加。由磁動(dòng)勢(shì)平衡關(guān)系，定子磁動(dòng)勢(shì)增加，定子電流上升，即從電網(wǎng)吸收的電功率增加。這一過(guò)程直到轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩重新平衡為止。在U1不變的情況下，I1的增加導(dǎo)致I1Z1增加，使E1減小，主磁通略有減小。2、三相異步電動(dòng)機(jī)在輕載下運(yùn)行時(shí)，試分析其效率和功率因數(shù)都較額定負(fù)載時(shí)低的原因。如定子繞組為Δ聯(lián)接的三相異步電動(dòng)機(jī)改為Y聯(lián)接運(yùn)行，在輕載下其結(jié)果如何？此時(shí)所能負(fù)擔(dān)的最大負(fù)載必須少于多少？答：（1）輕載時(shí)定子負(fù)載電流小，定子電流主要取決于無(wú)功的勵(lì)磁電流，而在異步電動(dòng)機(jī)中，由于空氣隙的存在，勵(lì)磁電流較大，一般為(0.2-0.5)I1N，因此輕載時(shí)功率因數(shù)低；效率低的原因是由于輕載時(shí)輸入的電功率中輸出的有功功率小，而不變損耗（鐵耗和機(jī)耗）所占的分量較大，因此效率低。（2）輕載時(shí)如將Δ接改為Y接，由于相電壓只為原來(lái)的1/1.732，因此勵(lì)磁電流及鐵耗都大為減少，功率因數(shù)及效率將顯著改善。（3）此時(shí)最大轉(zhuǎn)矩必須小于Δ聯(lián)接時(shí)電動(dòng)機(jī)的最大電磁轉(zhuǎn)矩的1/3。3、三相異步電動(dòng)機(jī)等效電路中的代表什么含義？能否用電感或電容代替﹖為什么？答：代表與轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的機(jī)械功率相對(duì)應(yīng)的等效電阻，消耗在此電阻中的功率將代表實(shí)際電機(jī)中所產(chǎn)生的全（總）機(jī)械功率；不能用電感或電容代替此電阻，因?yàn)殡姼?、電容消耗無(wú)功功率，而電機(jī)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的全（總）機(jī)械功率為有功功率。4、說(shuō)明三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組折算和頻率折算的意義，折算是在什么條件下進(jìn)行的？答：轉(zhuǎn)子繞組折算就是用新繞組替換原繞組。為了導(dǎo)出等效電路，用一個(gè)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(shí)際轉(zhuǎn)子繞組，折算前后轉(zhuǎn)子繞組的磁動(dòng)勢(shì)和各種功率及損耗不變，因而從定子邊看轉(zhuǎn)子，一切未變。頻率折算即用靜止的轉(zhuǎn)子替換旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，折算條件也是磁動(dòng)勢(shì)和各種功率及損耗不變。為此，只要將轉(zhuǎn)子電阻R2’換成R2’/s。5、說(shuō)明三相異步電動(dòng)機(jī)等效電路中，參數(shù)以及各代表什么意義？答：定子繞組電阻；定子繞組漏抗，表征定子繞組漏磁效應(yīng)；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(cè)的轉(zhuǎn)子繞組電阻；歸算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子繞組漏抗；代表與轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的機(jī)械功率相對(duì)應(yīng)的等效電阻。6、一臺(tái)JQ2-52-6異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓380V，定子三角形接法，頻率50Hz，額定功率7.5kW，額定轉(zhuǎn)速960r/min，額定負(fù)載時(shí)cosφ1=0.824，定子銅耗474W，鐵耗231W，機(jī)械損耗45W，附加損耗37.5W，試計(jì)算額定負(fù)載時(shí)，（1）轉(zhuǎn)差率；(2)轉(zhuǎn)子電流的頻率；（3）轉(zhuǎn)子銅耗；（4）效率；（5）定子電流。答：（1）（2） （3） （4） （5）三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，若負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變而電源電壓下降10%，對(duì)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n1，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n，主磁通Φm，功率因數(shù)cosφ1，電磁轉(zhuǎn)矩TM有何影響？答：同步轉(zhuǎn)速不變；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降；主磁通下降；功率因數(shù)下降；電磁轉(zhuǎn)矩不變。2、分析轉(zhuǎn)差率s對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)效率的影響。答：空載到額定轉(zhuǎn)差時(shí)，定子鐵耗與機(jī)耗很小，可看成不變損耗，而定子、轉(zhuǎn)子銅耗則與定、轉(zhuǎn)子電流的平方成正比，是隨負(fù)載變化的損耗，因此，電動(dòng)機(jī)的效率也隨負(fù)載而變化。當(dāng)負(fù)載從零開(kāi)始增加時(shí)，s逐漸增加，總損耗增加緩慢，效率上升很快。由于，當(dāng)負(fù)載超過(guò)一定值，pCu2急劇增加，η降低，故此時(shí)η隨P2或s增加而降低。3、一臺(tái)4極三相異步電動(dòng)機(jī)，PN=90kW，UN=380V，△聯(lián)結(jié)，fN=50Hz，PCu1=1450.9W，PFe=1428.8W，PCu2=819.1W，機(jī)械損耗PΩ=1800W，附加損耗Pad=1000W。試求：(1)總機(jī)械功率；(2)電磁功率；(3)額定轉(zhuǎn)速；(4)電磁轉(zhuǎn)矩；(5)空載轉(zhuǎn)矩；(6)額定效率。4、一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，PN=7.5W，額定電壓UN=380V，定子Δ接法，頻率為50Hz。額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，定子銅耗為474W，鐵耗為231W，機(jī)械損耗45W，附加損耗37.5W，已知nN=960r/min，cosφN=0.824，試計(jì)算轉(zhuǎn)子電流頻率、轉(zhuǎn)子銅耗、定子電流和電機(jī)效率。答：轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子電流頻率全機(jī)械功率電磁功率轉(zhuǎn)子銅耗定子輸入功率定子線電流電動(dòng)機(jī)效率（練習(xí)）1、有一臺(tái)三相四極異步電動(dòng)機(jī)，50Hz，UN=380V，Y接法，cosφN=0.83，R1=0.35Ω,R2’=0.34Ω，sN=0.04，機(jī)械損耗與附加損耗之和為288W。設(shè)I1N=I2N’=20.5A，求此電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的輸出功率、電磁功率、電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩。答：全機(jī)械功率：輸出功率：電磁功率：同步轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速：電磁轉(zhuǎn)矩：負(fù)載轉(zhuǎn)矩：三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率特性1、繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，若⑴轉(zhuǎn)子電阻增加；⑵漏電抗增大；⑶電源電壓不變，但頻率由50Hz變?yōu)?0Hz；試問(wèn)這三種情況下最大轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)電流會(huì)有什么變化？答(1)最大轉(zhuǎn)矩不變，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩上升，起動(dòng)電流下降；(2)最大轉(zhuǎn)矩下降，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降，起動(dòng)電流下降；(3)最大轉(zhuǎn)矩下降，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降，起動(dòng)電流下降。2、一臺(tái)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，原來(lái)轉(zhuǎn)子是插銅條的，后因損壞改為鑄鋁的。如輸出同樣轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能有什么變化？答：轉(zhuǎn)子由銅條改為鋁條后，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子回路電阻增大，使得電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流減小、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大，最大轉(zhuǎn)矩不變，臨界轉(zhuǎn)差率增大。在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的情況下，s增大，轉(zhuǎn)速下降，效率降低。3、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行，若電源電壓下降過(guò)多，會(huì)產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果？如果電源電壓下降20%，對(duì)最大轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子電流、氣隙磁通、轉(zhuǎn)差率有何影響（設(shè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變）？答：最大轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比。如果電源電壓下降過(guò)多，當(dāng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降到小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。當(dāng)最大轉(zhuǎn)矩下降到小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，原來(lái)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)將停轉(zhuǎn)。電源電壓下降20%，則最大轉(zhuǎn)矩下降到原來(lái)的64%，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也下降到原來(lái)的64%。磁通下降到原來(lái)的20%，不考慮飽和的影響時(shí)，空載電流下降到原來(lái)的20%。在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的情況下，I2cosφ2上升25%，定子電流相應(yīng)上升，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有所降低，s增大，sm不變。4、極數(shù)為８的三相異步電動(dòng)機(jī)，電源頻率ｆ1＝50Hz，額定轉(zhuǎn)差率sN＝0.04，ＰN＝10kW，求：額定轉(zhuǎn)速和額定電磁轉(zhuǎn)矩。解:ｎ1=60ｆ1=/ｐ=300/4=750轉(zhuǎn)/分∴ｎN=ｎ1(1-ｓN)=720轉(zhuǎn)/分ＴN＝9550ＰN／ｎN＝132.6Ｎ.ｍ練習(xí)：已知一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率PN=150kW

,額定電壓380V,額定轉(zhuǎn)速nN=1460r/min，過(guò)載倍數(shù)KT＝2.4。當(dāng)轉(zhuǎn)子回路不串入電阻時(shí)，（1）求其轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式；（2）問(wèn)電動(dòng)機(jī)能否帶動(dòng)額定負(fù)載起動(dòng)。5、一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，ＰN=4.5kＷ，ｎN=950r/min，η=84.5％，cosφ＝0.8，Ist/IN＝5,Ｔmax/ＴN=2,Tst/TN=1.4，ＵN=220／380Ｖ，ｆ1=50Hz，試求：Δ聯(lián)接時(shí)的①額定電流ＩN；②起動(dòng)電流Ｉst；③起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Ｔst；④最大轉(zhuǎn)矩Ｔmax。答:(1)ＴN=9550ＰN／ｎN=45.2Ｎ·ｍΔ形接法時(shí)ＵN＝220Ｖ∴ＩN=ＰN／(1.732ηＵNcosφ)=4.5×1000／(0.845×1.732×220×0.8)=17.47Ａ(2)Ｉst=5ＩN=5×17.47=87.4Ａ(3)Ｔst=1.4ＴN=1.4×45.2=63.3Ｎ·ｍ(4)Ｔmax=2ＴN=2×45.2=90.4Ｎ·ｍ練習(xí)：已知一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：額定功率4.5kＷ，轉(zhuǎn)速950r/min，效率84.5％，cosφ＝0.8，起動(dòng)電流與額定電流之比Ist/IN＝5,最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比Ｔmax/ＴN=2,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比Tst/TN=1.4，ＵN=220／380Ｖ，ｆ1=50Hz，試求：試求：Y聯(lián)接時(shí)的①額定電流ＩN；②起動(dòng)電流Ｉst；③起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Ｔst；④最大轉(zhuǎn)矩Ｔmax。解:(1)ＴN=9550ＰN／ｎN=45.2Ｎ·ｍY形接法時(shí)ＵN＝380Ｖ∴ＩN＝4.5×1000／(0.845××380×0.8)＝10.1Ａ(2)Ｉst＝5ＩN＝5×10.1＝50.5Ａ(3)Ｔst＝1.4ＴN＝1.4×45.2＝63.3Ｎ·ｍ(4)Ｔmax＝2ＴN＝2×45.2＝90.4Ｎ·ｍ三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性1、某三相異步電動(dòng)機(jī)，PN=50kW，nN=720r/min，f=50Hz，KT=2.6，試?yán)L出電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性曲線。解：（1）同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)A：額定運(yùn)行點(diǎn)B：最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)C：（4）起動(dòng)點(diǎn)D：各數(shù)據(jù)求出后，請(qǐng)大家依照數(shù)據(jù)和前面例題自己畫圖。2、漏抗大小對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)等有何影響？答：當(dāng)電源電壓和頻率一定時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩近似與漏抗成反比，漏抗越大，起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越小，功率因數(shù)越低。3、一Y225M-4型三相異步電動(dòng)機(jī)，定子繞組△聯(lián)結(jié)，P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V，ηN=92.3%，cosφN=0.88，Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：1)額定電流IN2)額定轉(zhuǎn)差率sN3)額定轉(zhuǎn)矩TN、最大轉(zhuǎn)矩Tmax、和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TN。答:1）2）由nN=1480r/min，可知p=2（四極電動(dòng)機(jī)）4、有一臺(tái)四極異步電動(dòng)機(jī)，額定輸出功率為28kＷ，額定轉(zhuǎn)速為1370轉(zhuǎn)/分，過(guò)載系數(shù)λ＝2.0，求異步電動(dòng)機(jī)的：①額定轉(zhuǎn)矩②最大轉(zhuǎn)矩③額定轉(zhuǎn)差率。答:⑴ＴN＝9550×28／1370＝195.2(牛·米)⑵Ｔmax＝λＴN＝2×195.2＝390.4(?！っ?⑶sN=(ｎ1-ｎN)/ｎ1＝(1500－1370)＝0.087練習(xí)1、三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：電壓220/380Ｖ，接法△/Ｙ，功率0.6kＷ，電流2.0／1.4Ａ，功率因數(shù)0.86，轉(zhuǎn)速2870轉(zhuǎn)／分，電源頻率為50Ｈz。求:(1)電源輸入功率，(2)額定轉(zhuǎn)矩。(3)轉(zhuǎn)差率，(4)額定效率。答：(1)輸入功率Ｐ1=ＵNＩNcosφ＝×380×1.4×0.86=0.792kW(2)額定轉(zhuǎn)矩ＴN＝9550ＰN／ｎN＝9550×0.6/2870=2.0牛·米(3)轉(zhuǎn)差率s=(ｎ0-ｎ)/ｎ0=(3000-2870)/3000=0.043(4)輸入功率Ｐ1=ＵNＩNcosφ＝×380×1.4×0.86=0.792kW額定效率η=ＰN／Ｐ1＝0.6/0.792=75.7％練習(xí)2、一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)如下:型號(hào)Ｙ180Ｌ－6，50Ｈz，15kＷ，380Ｖ，31.4Ａ，970r/min，cosφ＝0.88，當(dāng)電源線電壓為380Ｖ時(shí)，問(wèn)：(1)電動(dòng)機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率；(2)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩；(3)電動(dòng)機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)的輸入電功率；(4)電動(dòng)機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)的效率。答:(1)sN=(ｎ1-ｎN)/ｎ1ｎ1＝1000r/min∴s＝0.03(2)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩ＴN＝9550ＰN/ｎN＝147.66?！っ?3)∵ＰN＝１５kＷＰ1＝ＵLＩLcosφ＝18.2kＷ(4)電機(jī)效率為η＝ＰN/Ｐ1＝82.8％三相異步電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)1、某三相異步電動(dòng)機(jī)，ＵN＝380Ｖ，ｎN＝1430r/m，ＰN＝3ＫＷ，Ｔst／ＴN＝1.2,求：(1)Ｔst和ＴN；(2)額定負(fù)載情況下，若Ｕ＝0.8ＵN，試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明電動(dòng)機(jī)能否滿載起動(dòng)。答:(1)ＴN＝9.550·ＰN／ｎN＝9550×3/1430=20?！っ祝詓t=1.2ＴN=24?！っ?2)∵Ｔst∝Ｕ12∴Ｔst'=(0.8)2Ｔst=0.768ＴN＜ＴN故不能滿載起動(dòng)2、有一臺(tái)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)50Hz，380V，Δ接法，其空載和短路數(shù)據(jù)如下：空載試驗(yàn)U0=UN=380V，I0=21.2A，P0=1.34kW短路試驗(yàn)Uk=110V，Ik=66.8A，Pk=4.14kW已知機(jī)械損耗為100W，X1σ=X2σ’，求該電機(jī)的T型等效電路參數(shù)。答：由空載損耗求得鐵損耗為勵(lì)磁電阻空載總電抗由短路試驗(yàn)求得短路阻抗短路電阻短路電抗轉(zhuǎn)子電阻轉(zhuǎn)子漏抗勵(lì)磁電抗三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)1、某三相異步電動(dòng)機(jī)Tst＝1.4TN，采用Ｙ－△起動(dòng)，問(wèn)在下述情況下電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？(1)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.5ＴN，(2)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.25ＴN。解:因?yàn)椋伲髌饎?dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Ｔst'=Ｔst/3=1.4ＴN/3=0.47ＴN故有0.25ＴN<Ｔst'<0.5ＴN所以，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.5ＴN時(shí)，電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.25ＴN時(shí)，電動(dòng)機(jī)能起動(dòng)。2、一臺(tái)Y132-52-4型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定數(shù)據(jù)如下：nN=1450r/min，PN=10kW，△聯(lián)接，UN=380V，ηN=87.5％，cosφN=0.87，Tst/TN＝1.4，Tmax/TN＝2.0。試求:(1)接380V電壓直接起動(dòng)時(shí)的Tst；(2)采用Ｙ－△降壓起動(dòng)時(shí)的Tst’。答：(1)電機(jī)直接起動(dòng)時(shí)TN＝9.550·PN/nN＝65.86?！っ?起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst＝1.4TN＝92.21?！っ?2)采用Ｙ－△降壓起動(dòng)Tst‘＝Tst/3＝30.74?！っ?、普通籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在額定電壓下起動(dòng)時(shí)，為什么起動(dòng)電流很大，而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大？答：起動(dòng)時(shí)n=0，s=1，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以同步速度切割轉(zhuǎn)子，在短路的轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)很大的電動(dòng)勢(shì)和電流，引起與它平衡的定子電流的負(fù)載分量急劇增加，以致定子電流很大，可以達(dá)到額定電流的4-7倍。根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩公式T=CTΦmI2cosφ2，當(dāng)s=1、f2=f1時(shí)，轉(zhuǎn)子漏抗X2σ很大，X2σ>>R2，使轉(zhuǎn)子功率因數(shù)角接近900，cosφ2很小，導(dǎo)致I2cosφ2并不大；另外，因起動(dòng)電流很大，定子繞組漏抗壓降大，使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1減小，與之成正比的Φm也減小，使得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大。4、某三相異步電機(jī)，三角形連接，以200KV.A的三相變壓器供電。已知：試分析能否：直接起動(dòng)？星-三角起動(dòng)？選用變比為0.73的自耦變壓器起動(dòng)？答：1)2)3)5、繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(dòng)時(shí)，為什么既能降低起動(dòng)電流，又能增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩？所串電阻是否越大越好？答：從等效電路可以看出，增加轉(zhuǎn)子電阻使總的阻抗增加了，所以起動(dòng)電流減小。轉(zhuǎn)子電阻增加，使得cosφ2提高；起動(dòng)電流減小使得定子漏抗電壓降低；電勢(shì)E1增加，使氣隙磁通增加。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與氣隙磁通、起動(dòng)電流、cosφ2成正比，雖然起動(dòng)電流減小了，但氣隙磁通和cosφ2增加，使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加了。如果所串電阻太大，使起動(dòng)電流太小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也將減小。練習(xí)1、某三相異步電動(dòng)機(jī)，其起動(dòng)能力為1.3，當(dāng)電源電壓下降30％時(shí)（即電源電壓只有額定電壓的70％）時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載為額定負(fù)載的一半。問(wèn)電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)起來(lái)？(通過(guò)計(jì)算說(shuō)明)答:Ｔst=1.3×(0.7)2ＴN＝0.637ＴNＴC＝0.5ＴNＴst＞ＴC∴能帶動(dòng)負(fù)載起動(dòng)。練習(xí)2、一臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為PN=40kW,UN=380V,nN=2930r/min,ηN=0.9,cosφN=0.85，ki=5.5,kst=1.2，定子繞組為三角形聯(lián)結(jié)，供電變壓器允許起動(dòng)電流為150A，能否在下列情況下用Y—△降壓起動(dòng)？（1）負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.25TN;(2)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.5TN。答：額定電流：直接起動(dòng)電流：采用Y-Δ降壓起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：可見(jiàn)：(1)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.25TN可以起動(dòng);(2)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.5TN不能起動(dòng)。三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速1、三相異步電機(jī)的調(diào)速方法一般有那些，且各有什么特點(diǎn)?答：根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)差率可得轉(zhuǎn)子速度則三相異步電機(jī)的調(diào)速方法一般有（1）改變定子繞組的磁極對(duì)數(shù)p變極調(diào)速；（2）改變供電電源的頻率f1一變頻調(diào)速；（3）改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s，方法有改變電壓調(diào)速、繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速和串級(jí)調(diào)速。特點(diǎn)：變極調(diào)速方法簡(jiǎn)單，電動(dòng)機(jī)繞組引出頭較多，調(diào)速級(jí)數(shù)少，級(jí)差大，不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。變頻調(diào)速性能優(yōu)越，即平滑調(diào)速、調(diào)速范圍廣、缺點(diǎn)是系統(tǒng)較復(fù)雜、成本較高。改變轉(zhuǎn)差率s中改變定子電壓調(diào)速，目前已在籠型電機(jī)中廣泛采用晶閘管交流調(diào)壓線路來(lái)實(shí)現(xiàn)，線路