电工技术基础(王英)课后题答案第9章.pdf

1 第第 9 章章 电动机电动机 重点重点 三相异步电动机的结构、工作原理、特性参数分析及其它电动机。 9.1 理论提要 理论提要 电机是机械能与电能相互转换的机械。 将电能转换为机械能的电机称为电动机， 将机械 能转换为电能的则称为发电机。 电动机根据使用场合的不同分为动力用电动机和控制用电动 机。 9.1.1 三相异步电动机的结构与工作原理 9.1.1 三相异步电动机的结构与工作原理 1基本结构基本结构 三相异步电动机在结构上分为定子和转子两大组成部分，如图 9-1 所示。将交流电能加 在定子绕组上，通过电磁作用，定子中的电能转变成转子上的机械能。 1）定子 是异步电动机的固定部分，它包括定子铁心、三相定子绕组、机座、端盖和 接线盒等。 2）转子 是异步电动机的转动部分，它包括转轴、转子铁心、转子绕组和风扇等。 2.工作原理工作原理 图 9-1 三相鼠笼式电动机的结构 图 9-2 三相定子绕组与三相交流电流 2 当三相定子绕组（图 9-2a）接三相正弦交流电流（图 9-2b）时，在磁路空间产生旋转 磁场 n0（图 9-3） ，转子绕组切割磁力线产生感应电流，感应电流与旋转磁场相互作用产生 电磁转矩（图 9-4） ，使电动机转子沿旋转磁场旋转的方向转动 n。 注意：注意：旋转磁场的方向由三相正弦交流电流的相序决定。 9.1.2 三相异步电动机的技术数据和特性曲线三相异步电动机的技术数据和特性曲线 1.技术数据 1.技术数据 （1）同步转速 n0 p f n 1 0 60 = （转/分钟）或（r/min） 240 360 120 i iC iB iA t 0 N N A Y B X Z C A Y B X Z C A Y B X Z C A Y B X Z C 图 9-3 三相交流产生旋转磁场 图 9-4 异步电动机工作原理 3 式中，f1 为三相交流电源频率（单位 Hz） ；n0 为定子旋转磁场的转速，称同步转速（或旋转 磁场转速） ；p 为旋转磁场的磁极对数， （图 9-4 所示磁极对数为 1） 。例如：型号为 JO-51-4 三相异步电动机，其型号最后一位说明是 4 级电动机，即磁极对数2=p。 （2）转差率 s 表示转子转速 n 与同步转速 n0相差的程度。 0 0 100 nn s n = 异步电动机在额定情况下运行时，转差率 sN一般为： sN = 0.020.06 异步电动机正常运行时，转子转速 nn0同步转速；当转子转速 n0 时，异步电动机 处于起动的瞬间状态，此时转差率 s=1，即此时转差率 s 最大。 （3）电磁转矩 () 2 2 T1 2 2 220 sR TC U RsX = + 上式表明：电磁转矩 T 与定子相电压 U1的平方成正比。 例如：改变电源电压 U1为额定电压 N U的 90%，即 N1 9 . 0UU =，则电磁转矩 T 变化为 N 2 )9 . 0(TT = 1）额定转矩 N T 是电动机在额定负载时的电磁转矩。 N N N 9550 n P T = 注意：注意： N P转轴上输出的额定机械功率，单位为千瓦（千瓦（KW） ； N n为额定转子转速，单位为 转/分钟（r/min） ； N T单位牛顿米（Nm） 。 2）起动转矩 st T 是指电动机起动瞬间（即 n=0、S =1）时的转矩。在产品目录（或 电工手册）中给出 st N T T ，表明异步电动机的起动能力。即 ststN TK T= 3）最大转矩 m T 在产品目录（或电工手册）中，可查到过载系数 m N T T =数值。 则 mN TT= 一般：1.62.3 之间。 （4）功率与效率 1）额定功率 N P 三相异步电动机的频率、电压、电流都为额定值时，轴上输出的机械 功率。 N1NN PP = 2）额定效率 N 三相异步电动机额定运行时轴上输出的机械功率 N P与输入功率 1N P 的比值。即 4 %100 1N N N = P P NNNN1 cos3IUP= 式中， N cos为额定运行时定子的功率因数； N U为电源额定线电压； N I为定子绕组的额 定线电流。 三相异步电动机在接近满载运行时，功率因数和效率都较高，在轻载和空载时较低，应 尽量避免。 （5）起动电流 st I与额定电流 N I 在产品目录 （或电工手册） 中， 可查到起动电流 st I与额定电流 N I的比值关系， 即 Nst/I I。 （6）Y-起动 起动电流 = ststY 3 1 II 起动转矩 = ststY 3 1T T 2. 特性曲线特性曲线 三相异步电动机的机械特性曲线)(Tfn =如图 9-5 所示。电动机起动瞬间，0n =， 1s =，这时产生的电磁转矩为起动转矩 st T；正常运行时，转子转速 0N nn 同步转速。 改变 2 R和 1 U都会对 st T有影响。适当增加转子电阻 2 R，可提高起动转矩 st T，如图 9-6 所示。增大电源电压 1 U，则可提高最大转矩 m T和起动转矩 st T，如图 9-7 所示，达到改善电 动机的起动性能的目的。 9.1.3 三相异步电动机的起动、制动和调速三相异步电动机的起动、制动和调速 1. 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 （1）直接起动 图 9-5 )(Tfn =曲线 图 9-6 )(SfT =曲线 与转子电阻 R2变化关系 图 9-7 )(SfT =曲线 与电源电压 U1变化关系 5 直接起动就是采用刀闸或接触器，将电动机直接加上额定电压使之运行，也称为全压 起动。 优点：简单、经济和起动快。 缺点：由于起动电流很大，起动瞬间会造成电网电压的突然下降。 此方法适用于容量小，不频繁起动的电动机。 （2）降压起动 1）Y起动法 定子绕组 Y 接起动，待转速接近额定值时转换成接。如图 9-8 所 示。 优点：在起动时，每相定子绕组所承受的电压降低为 N 3 1 U，使起动电流降低为 ststY 3 1 II=。 缺点：在降低起动电流的同时，也降低了起动转矩 ststY 3 1T T=。 此方法适用于正常工作时，定子绕阻是三角形接法的笼型异步电动机。 2）自耦变压器降压起动 是利用三相自耦变压器降压起动。如图 9-9 所示。 优点：使用灵活，不受定子绕组接线方式的限制。 缺点：设备笨重、投资大。 此方法常用来起动容量较大或正常运行时为星形联结的电动机。 （3）转子回路串电阻起动 图 9-8 Y转换起动控制电路 图 9-9 自耦降压起动电路 图 9-10 绕线转子回路串电阻起动电路 6 在转子回路中串联大小适当的起动电阻，如图 9-10 所示。 优点：减小起动电流 st I，提高起动转矩 st T，改善起动性能，加快了起动过程。 此种方法只适用于绕线型电动机。 2. 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速 1 1 60 (1)(1) f ns ns p = 三相笼型异步电动机：常采用变极 p 和变频 1 f两种方法调速。变极 p 调速为有级调速， 变频 1 f调速为无级调速。 绕线型的电动机：采用改变转差率 s 的方法调速。变转差率 s 调速为无级调速。 3. 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动 阻止电动机转动，使之减速或停车的措施称为制动。制动方法分电气制动和机械制动 两种。 （1）能耗制动（动力制动） 工作原理如图 9-11 所示。当断开 Q1闭合 Q2后，定子直流产生恒定磁场，旋转的转子 导体切割恒定磁场产生感应电流， 转子电流与恒定磁场相互作用产生与转子转动方向相反的 电磁转矩，即制动转矩。在制动转矩作用下，转子转速迅速下降。 （2）反接制动 反接制动工作原理如图 9-12 所示，利用电动机反相序接电源来进行制动。 （3）发电反馈制动 图 9-13 回馈制动原理图 图 9-11 能耗制动原理图 图 9-12 反接制动原理图 7 )a 1 nn 回馈制动 如图 9-13 所示。电动机在外力（如起重机下放重物）作用下，电机的转速超过旋转磁 场的同步转速，此时电动机将机械能转变为电能馈送电网，并产生与转子转向相反的转矩， 形成制动转矩。 4机械抱闸（机械制动）机械抱闸（机械制动） 机械制动是利用机械摩擦力给电动机施加制动转矩，使电动机停车。 9.1.4 电动机的选择电动机的选择 三相异步电动机选择包括功率选择、 结构型式选择和电压转速选择三个方面。 功率选择 原则： 1)连续运行 电动机按额定功率大于负数功率选择； 2)短时运行 电动机按过载能力选择。 8 9.2 判断题精解 判断题精解 1、异步电动机理想空载转速永远小于旋转磁场转速，所以称为“异步”电动机。 分析：分析：定子三相绕组接三相电源，通入对称三相电流会产生旋转磁场。旋转磁场切割转子导 体又产生电磁转矩， 于是转子就跟着旋转磁场旋转起来并带动机械负载。 由于转子的旋转方 向和定子旋转磁场的方向一致，如果 0 nn=，则磁场与转子之间就没有相对运动，它们之间 就不存在电磁感应关系，也就不能在转子导体中感应电动势、产生电流，也就不能产生电磁 转矩。所以，感应电动机的转子速度不可能等于磁场速度。因此，这种电动机一般也叫做异 步电动机。 答案：答案：对 2、异步电动机工作在电动状态时，转子转向肯定与旋转磁场转向一致。 分析：分析： 旋转磁场切割转子导体又产生电磁转矩， 于是转子就跟着旋转磁场旋转起来并带动机 械负载，所以，转子的旋转方向和定子旋转磁场的方向一致。 答案：答案：对 3、异步电动机三相定子绕组只有通入不同相位的交流电流，才可产生旋转磁场。 分析：分析：定子三相绕组接三相电源，通入对称三相电流会产生旋转磁场。 答案：答案：错 4、异步电动机旋转磁场的转速与负载转矩有关。 分析：分析：异步电动机的旋转磁场转速 p f n 1 0 60 =，取决于定子绕组所通的三相交流电的频率 以及定子形成的合成磁场的极对数，而和负载转矩无关。 答案：答案：错 5、异步电动机起动过程中，转子绕组感应电势随转速的升高而减小。 分析：分析：转子的转速越高，转差率越小，转子导体切割旋转磁场磁力线的速度减小，转子绕组 感应电动势减小。 答案：答案：对 6、异步电动机转子电量频率恒与定子电量频率相同。 分析：分析：异步电动机从电磁关系来看，与变压器有许多相似之处，异步电动机的旋转磁通相当 于变压器的主磁通，异步电动机的定子绕组和转子绕组相当于变压器的次绕组和二次绕 组。但是变压器是静止电器，而异步电动机是旋转电动机，因而定、转子绕组中的电动势和 电流的频率也就不同。 答案：答案：错 7、异步电动机的转子电流也能产生旋转磁场。 分析：异步电动机从电磁关系来看，与变压器有许多相似之处，异步电动机的旋转磁通相当 于变压器的主磁通，异步电动机的定子绕组和转子绕组相当于变压器的次绕组和二次绕 组。但是变压器是静止电器，而异步电动机是旋转的。变压器的主磁通是次绕组和二次绕 组共同产生的，异步电动机的旋转磁场也是由定子电流和转子电流共同产生。 答案：答案：对 8、异步电动机空载运行时功率因数最高。 分析：三相异步电动机在接近满载运行时，功率因数和效率都较高，在轻载和空载时较低， 应尽量避免。 9 答案：答案：错 9、异步电动机起动过程中，定子电流与负载转矩大小有关。 分析：分析：机械负载增加时，转速将随之下降，转子电势增大，转子电流增加，转子磁势也增加； 由于转子磁势具有去磁作用， 气隙磁通出现下降趋势， 定子绕组的感应电势也随之出现下降 趋势；但是电源电压不变，因此定子电流随之增大。定子电流增大，定子磁势也就增大，可 以补偿转子电流随机械负载的增加对磁通的影响，从而阻止定子电势的进一步下降的趋势， 以达到新的平衡。简而言之，机械负载的增加是通过转子电流、气隙磁通作用于异步电动机 的定子绕组，而使定子电流随之增加的。 答案：答案：对 10、异步电动机负载不变时，电源电压降低，定子电流减小。 分析：分析：当电源电压降低时，T（由于负载转矩并没变，所以平衡被打破）nsI1 T（当电磁转矩重新和负载转矩达到平衡时，电动机转速 n不再下降） ，稳定下 来并低于前面的转速 n。 答案：答案：错 11、异步电动机转子回路电阻增大，临界转差率减小。 分析：分析：增大异步电动机转子回路电阻，会增大起动转矩，最大转矩不会发生改变，临界转差 率增大。 答案：答案：错 12、异步电动机可变损耗与不变损耗相等时效率最高。 分析：分析：异步电动机的功率平衡关系为： 1CuFem2 PPPPP=+ 机械效率为 22 1CuFem2 PP PPPPP = + 式中， 22 Cu1122 PI ZI Z=+，为定子、转子铜损， Feh0 PPP=+为铁损耗，当定子所加电压不 变时，旋转磁场的主磁通基本不变，磁路的磁阻不变，铁损可认为是不变损耗， m P为机械 摩擦损耗，大小随转子转速的变化而变化。可以看出电动机的可变损耗为 m P， Cu P。 答案：答案：错 13、异步电动机的可变损耗主要是铜损耗。 分析：分析：异步电动机的功率平衡关系为： 1CuFem2 PPPPP=+ 式中， 22 Cu1122 PI ZI Z=+，为定子、转子铜损， Feh0 PPP=+为铁损耗，当定子所加电压不 变时，旋转磁场的主磁通基本不变，磁路的磁阻不变，铁损可认为是不变损耗， m P为机械 摩擦损耗，大小随转子转速的变化而变化。可以看出电动机的可变损耗为 m P、 Cu P。 答案：答案：错 10 14、绕线式异步电动机转子回路所串电阻越大，起动转矩越大。 分析：分析：增大异步电动机转子回路电阻，会增大起动转矩。 答案：答案：对 15、异步电动机降压起动适用于空载下起动的电力拖动装置。 分析：分析：异步电动机的电磁转矩和定子绕组相电压的平方成正比，降压启动的方法，虽然会减 小起动电流， 但是也使起动转矩减小很多， 所以异步电动机降压起动适用于空载或轻载起动。 答案：答案：对 16、单相异步电动机没有自起动能力。 分析：分析：在单相定子绕组中通入单相交流电流时，产生的磁场不是旋转磁场，而是一个固定位 置不变、大小随时间按正弦规律变化的脉动磁场。对于静止的转子来说，该磁场与转子电流 相互作用产生的电磁转矩正好相互抵消，使起动转矩为零，故电动机不能自行起动。 答案：答案：对 17、运行中的三相异步电动机突然发生缺相故障时，电磁转矩为零。 分析：分析：若三相电源断去一相，便成单相运行，属于故降状态，此时是脉动磁场，而不是旋转 磁场。后果：(1)电动机静止状态：无起动转矩，不能启动。有嗡嗡声，电流大会烧坏电 机。 (2)电动机运行状态：转速下降，电流增大、会烧坏电机，应予以保护。 答案：答案：错 18、空载运行的三相异步电动机突然发生缺相故障，定子电流将超过额定电流。 分析：分析：若三相电源断去一相，便成单相运行，属于故降状态，此时是脉动磁场，而不是旋转 磁场。后果：(1)电动机静止状态：无起动转矩，不能启动。有嗡嗡声，电流大会烧坏电 机。 (2)电动机运行状态：转速下降，电流增大、会烧坏电机，应予以保护。 答案：答案：对 9.3 选择题精解 选择题精解 1、三相异步电动机的旋转方向决定于（ ） 。 （a）电源电压大小 （b）电源频率高低 （c）定子电流的相序 分析：分析： 三相异步电动机的旋转方向和旋转磁场的方向相同， 旋转磁场的方向取决于定子电流 的相序。 答案：答案：(c ) 2、三相异步电动机的转速n越高，其转子电路的感应电动势E2（ ） 。 （a）越大 （b）越小 （c）不变 分析：分析：三相异步电动机的转速n越高，转差率越小，转子导体切割旋转磁场的相对运动速度 越小，转子电路的感应电动势越小。 答案：答案：(b ) 3、笼型异步电动机转子绕组的磁极对数（ ）定子的磁极对数。 （a）多于 （b）少于 （c）等于 （d）自动适应 分析：分析： 异步电动机的旋转磁场是由定子绕组和转子共同产生的， 所以它们产生的旋转磁场转 速相同，极对数相同。 答案：答案：(d ) 4、异步电动机的额定容量是指（ ）功率。 （a）输入的视在 （b）输入的有功 （c）输入的无功 （d）轴上输出的机械 分析：分析：容量一般对应的均为视在功率。 11 答案：答案：(a ) 5、频率为 50Hz，磁极对数为（ ） 的三相异步电动机，额定转速为：273 转/分。 （a）8 （b）9 （c）10 （d）11 分析：分析：电动机转子的转速 0 nns和10 s。 答：答：在三相异步电机起动的瞬间，电动机的转子转速0=n，1=s；当异步电动机正常运行 时，转子的转速n总要小于同步转速 0 n，此时10s，例如起重机吊重物下降，重物拖动电动机使其加 速；多速电动机换速（从高速转到低速）运行时，都产生再生制动。 5、在稳定运行情况下，当负载增加时，异步电动机的转矩为什么能相应增加？当负载转矩 大于电动机的最大电磁转矩时，电动机将发生什么情况? 答：答： （1）当负载转矩 F T增加时，电动机的电磁转矩T尚未变化，使 F TT，可以近似的认为电磁转矩 T 与转差率 s 成正比变化关系，所以电磁转 矩也增加。当电磁转矩增加的与负载转矩相等时建立新的平衡，保持等速运行。 （2）当负载 转矩大于电动机的最大电磁转矩时，电动机将停转下来，电动机的转子将不能转动，此时 1=s，旋转磁场以同步转速切割转子，在转子绕组中产生很大的电动势和电流，引起与它 平衡的定子电流的负载分量也跟着急剧增加， 以至定子电流很大， 时间长了有可能将电动机 烧毁。 6、为什么说三相异步电动机的主磁通基本保持不变？是否在任何情况下都保持不变？ 15 答：答：在正常负载范围内，异步电动机定子绕组的漏阻抗压降较小，绕组感应的电动势约等于 电源电压；而异步电动机的主磁通与绕组电势成正比，因而也就与电源电压成正比。所以说 三相异步电动机的主磁通基本不变。 若电动机起动或所带负载超过额定值较大时， 由于电动 机绕组流过的电流较大，绕组的漏阻抗压降较大，绕组电动势就比电源电压小很多，此时的 主磁通就不能保持不变。此外，当电动机的电源不为恒定值时，其主磁通也当然不能保持不 变。因而并非在 任何情况下主磁通都保持不变。 7 、转子电路的频率与转差率有什么关系？转子不动时和空载时转子频率各为多少？ 答：答：当电源电压频率不变时，转子电路的频率与转差率成正比，即： 21 fsf=。转子不动时， 由于转差率 s=1，转子频率就等于定子（电源）的频率；空载时，因转差率很小（可近似为 零） ，因而转子频率也很小，接近于零。 8 、什么是电动机的机械特性？为什么说异步电动机是硬特性电机？ 答：答：电动机的转速（或转差率）与电磁转矩的关系曲线称为电动机的机械特性曲线。由异步 电动机的机械特性曲线可以看到：在额定转矩范围内，机械特性比较平坦，转速随负载的变 化不大，因此说异步电动机是硬特性电机。 9、为什么说异步电动机对电源电压的变化比较敏感？ 答：答：由于异步电动机的电磁转矩与电源电压的平方成正比，当电源电压有较小的变化时，电 动机的电磁转矩将有较大的变化；从而引起转速或转差率的较大变化。因此说 异步电动机 对电源电压的变化比较敏感。 10、异步电动机在满载起动或者空载起动时，起动电流和起动转矩是否一样大？为什么? 答：答：异步电动机在满载和空载起动时，起动的瞬间，起动电流和起动转矩都是一样的，由于 两种情况，起动瞬间转子的速度为零，定子磁场以同步转速切割转子，在转子中产生较大且 相等电流，与其平衡的定子电流也很大并相等，起动转矩也相等。但是满载的异步电动机比 较起轻载的异步电动机，其加速达到额定转速的时间更长，长时间的比较大的起动电流，使 电动机绕组承受较大的电磁力并发热，时间越长发热越严重，使电动机的绝缘加速老化，缩 短使用寿命。 11、三相异步电动机正常运行时，如果转子突然卡住，电动机电流有何变化？对电动机有何 影响？ 答：答：三相异步电动机正常运行时，如果转子突然卡住，转子的转速变为零，转差率为 1，旋 转磁场切割转子的速率增加，转子电流增大，与转子电流平衡的定子电流也跟着增大，时间 长了有可能会烧毁电动机。 12、电动机起动时，是否负载越大起动电流越大？负载大小对起动过程有无影响？ 答：答：起动时异步电动机的电流主要与其转速有关，只要负载转矩小于电动机的起动转矩，则 负载转矩的大小不影响起动电流。负载的大小对起动过程是有影响的；其影响主要表现在： 负载大，起动的加速过程长，电动机起动时总的发热量增加容易造成电动机因过热而烧毁， 尤其是自扇式冷却的电动机，因起动时转速较低，自带风扇风力不足，更是容易损坏电机。 13、三相异步电动机载一定负载转矩下运行时，如果电源电压降低，电动机的转矩、电流及 转速有无变化？ 答：答：由公式 2 21 T 22 220 () sR U TC RsX = + ，可知异步电动机的电磁转矩与电源电压的平方成正比， 可见电源电压降低时，电动机的电磁转矩减小，从而引起电动机的转速下降，转差率增加， 旋转磁场切割转子的速率增加，转子电流增大，与转子电流平衡的定子电流也跟着增大。 14、为什么三相异步电动机不能在最大电磁转矩 max M处运行？ 16 答答: 三相异步电动机的最大电磁转矩必需大于它的额定转矩， 即电动机必须有一定的抗过载 能力，这样在电动机工作时，机械负载突然冲击或者短时间的过载才不至于损坏电动机。 15、绕组式异步电动机采用转子串接电阻起动，问所串电阻越大，起动转矩是否也越大？ 答：答：是，由下图可见，当转子绕组所串电阻增大时，起动转矩也增大，机械特性变软，所串 电阻的增大也减小了起动电流，这种方法改进了电动机的起动性能、加快了起动的过程。 9.5 习题精解 习题精解 1.一台三相异步电动机，旋转磁场转速 n1=1500 r/min，这台电机的极数是多少？在电机转子 转速 n=0 r/min 时和 n=1470 r/min 时，该电机的转差率 s=？ 分析：分析：异步电机的同步转速公式为 1 1 60f n p =，电动机起动时转差率最大1 st s=，电动机额 定运行时，其转差率在1% 9%之间。 解：解：由 p f n 1 1 60 =，2 1500 506060 1 1 = = n f p，2 对磁极 当r/min 0=n时，1 1500 01500 1 1 = = = n nn sst 当r/min 1470=n时，02. 0 1500 14701500 1 1 = = = n nn s 2. 一台 4 极（p=2）的三相异步电动机，电源频率 f1=50 Hz，额定转速 nN=1450 r/min，计算 电动机在额定转速下的转差率 sN和转子电流频率 f2。 分析：分析：异步电机转子电流频率由转差率和定子电流频率决定 21 fsf=。 图 9-16 )(Tfn=与转子电阻 R2关系 T 17 解：解： 1 1 6060 50 r/min1500 r/min 2 f n p = 1N N 1 1500 1450 0.03 1500 nn s n = 21 0.03 50Hz1.5 Hzfsf= 3. 一台三相异步电动机，p=3，额定转速 nN=960 r/min。转子电阻 R2=0.02，X20=0.08， 转子电动势 E20=20V，电源频率 f1=50Hz。求该电动机在起动时和额定转速下，转子电流 I2 是多少 A? 分析：分析：转子电路的电动势、电流、频率、感抗、功率因数等都与转差率 s 有关 202 2 2222 22220 () sEE I RXRsX = + 解：解：起动时，s=1 20 2(st) 2222 220 120 A242A ()(0.02)(1 0.08) sE I RsX = + 在额定转速时， 1 1 6060 50 r/min1000r/min 3 f n p = 1N 1 1000960 0.04 1000 nn s n = 20 2(N) 2222 220 0.04 20 A40A ()(0.02)(0.04 0.08) sE I RsX = + 4. 一台三相异步电动机，在电源线电压为 380V 时，电机的三相定子绕组为 接法，电机 的 stN /6II=，额定电流 N 15AI=。 （1）求 接法时电动机的起动电流。 （2）若起动改为 Y 形接法，起动电流多大？ （3）电动机带负载和空载下起动时，起动电流相同吗? 分析：分析：三相异步电动机直接起动时起动电流较大，为额定电流的 57 倍，为了减小对电网 的冲击， 功率较大的笼型电动机应采用降压起动措施， 正常工作定子绕组为形联结的电动 机，可以采用 Y/转换起动法，Y/转换起动法的起动电流和起动转矩均为直接起动的 3 1 解：解： （1） stN 66 15A90AII= 18 （2） st stY 90 A=30A 33 I I= （3）起动电流相同，因起动电流与负载无关。 5. 某三相异步电动机的 PN = 40kW，UN = 380V，f50H Z ，n = 2930r/min， = 0.9，cos =0.85，Ist /IN = 5.5，Tst /TN= 1.2， 接法，采用 Y 起动，求： （1）起动电流和起动转矩； （2）保证能顺利起动的最大负载转矩是其额定转矩的多少？ 分析：分析： 首先应清楚上述数据的含义， 这要求明白异步电动机内电磁能量向机械能的全部转换 过程。功率 40kW 指电动机轴上的额定输出机械功率，它与额定输出转矩 N T对应，它的值 就是电动机的额定输入功率 1NNNN 3cosPU I=中，去除各种损耗后的净输出，而这些损 耗可以用效率 N 0.9=表示，即 NNNNN 3cosPU I =。 解：解： （1） 3 N N N 40 10 A79.44A 3cos3 380 0.85 0.9 P I U = N N N 40 95509550N m130.37N m 2930 P T n =ii stN 5.55.5 79.44A436.92AII= stN 1.21.2 130.37N m156.44N mTT=ii （2）能保证顺利起动的最大负载转矩是其额定转矩 1.2 倍。 6. 一台三相异步电动机，功率 N 10kWP=，电压 N 380VU=，电流 N 34.6AI=，电源频 率Hz50 1 =f，额定转速 N 1460r/minn=， 接法。求： （1）这台电动机的极对数 p=？同步转速 n1=？ （2）这台电动机能采用 Y- 起动吗？若 stN /6.5II=，Y- 起动时起动电流多大？ （3）如果该电动机的功率因数9 . 0cos=，该电动机在额定输出时，输入的电功率 P1是多少千瓦？效率？ 分析：分析：供选择的减压起动方法中，常用的有Y- 换接起动和自耦减压起动两种，Y- 换接 起动只应用于正常运行时，是 接法的电动机，起动的时候把它接成Y，起动后还要结成 接法。降压起动的方法能否适用还应注意两条：一条是起动电流不能超过要求；另一条 是起动转矩必须大于负载转矩。 解：解： （1） N 1460r/minn=最接近的同步转速是r/min1500 1 =n，极对数p=2。 （2）因为工作时是 接法，所以能采用Y- 起动。 起动时， stN 6.56.5 34.6A225AII= 19 Y 起动时， st stY 225 A75A 33 I I= （3） 1NN 3cos3 380 34.6 0.9kW20.5kWPU I= N 1 10 100%100%48.8% 20.5 P P = 7. 一台三相异步电动机，铭牌数据如下：形接法，PN=10kW，UN=380V，N=85%，N=0.83， Ist/IN=7，Tst/TN=1.6。 试问此电动机用起动时的起动电流是多少？当负载转矩为额定转矩 的40%和70%时，电动机能否采用起动法起动。 分析：分析：Y- 换接起动只应用于正常运行时，是 接法的电动机，起动的时候把它接成Y， 起动后还要结成 接法。降压起动的方法能否适用还应注意两条：一条是起动电流不能超 过要求；另一条是起动转矩必须大于负载转矩。 解：解：I P U N N NNN 3 A= 21 53. III ststN A = 1 3 1 3 750 25. TTT ststNN T = 1 3 1 3 1 60 53. 显 然，对 于 L1N 0.4TT=，可 以 采 用 起 动 法； 对 于 L2N 0.7TT= ，不 可 以 采 用 起 动 法。 8. 三角形连接的三相异步电动机的额定数据如下： 功率 转速 电压 效率 功率 因数 Nst /II Nst /TT Nmax/T T 7.5kW 1470r/min 380V 86.2% 0.81 7.0 2.0 2.2 试求： （1）额定电流和起动电流； （2）额定转差率； （3）额定转矩、最大转