三相异步电动机试题及答案

1、第四章三相异步电动机一、填空（每空1分）1. 如果感应电机运行时转差率为 s，则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的比例是Fe：p : Pcu2 =。答 1: （1 s）:s2. 当三相感应电动机定子绕组接于50Hz的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为 ，定子绕组感应电势的频率为 ，如转差率为s，此时转子绕组感应电势的频率 ，转子电流的频率为 。答 50Hz，50Hz，50sHz，50sHz3. 三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时sm =,转子总电阻值约为答 1 ， X1 X24. 感应电动机起动时，转差率s ，此时转子电流 |2的值 ，cos 2,主磁通比，正常运行时要 ，因此起动

2、转矩 。答1 ，很大，很小，小一些，不大5. 一台三相八极感应电动机的电网频率50Hz，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为 ，转子电势的频率为 。当转差率为时，转子的转速为 ，转子的电势频率为 。答 ，1Hz， 720r/min ， 2Hz6. 三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括 ， ，和 ，电动机空载输入功率 P0与这些损耗相平衡。答 定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗7. 三相感应电机转速为 n ,定子旋转磁场的转速为 n1，当n n1时为 运行状态；当n n1时为 运行状态；当 n与m反向时为 运行状态。答 电动机，发电机，电磁制动8. 增加绕线式异步电动机起动转矩方

3、法有 ，。答 转子串适当的电阻，转子串频敏变阻器9. 从异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应比异步电机的空气隙要，其原因是 。答 大，同步电机为双边励磁10. 一台频率为f 60Hz1的三相感应电动机，用在频率为50Hz的电源上（电压不变），电动机的最大转矩为原来的 ，起动转矩变为原来的 。选择（每题1 分）1.2.绕线式三相感应电动机，转子串电阻起动时（ A 起动转矩增大，起动电流增大； C起动转矩增大，起动电流不变；答B.一-台（AC答50 Hz三相感应电动机的转速为 ）。4极，1500r/min ；8极,750r/min ；C）。起动转矩增大，起动电流减小;起动转矩减小，起

4、动电流增大。720r/min，该电机的级数和同步转速为6极，1000r/min ； 10极,600r/min。3.下降10% ；笼型三相感应电动机的额定状态转速下降 相对于定子的转速（A 上升10% ；10%，该电机转子电流产生的旋转磁动势C 上升 1/(110%) ； D不变。4.国产额定转速为1450r / min的三相感应电动机为（）极电机。A 2 ； B 4； C 6； D 8。答B5. 一台三相感应电动机拖动额定恒转矩负载运行时若电源电压下降 磁转矩（0.9Tn ；tn。6.答三相异步电动机气隙增大，其他条件不变,A 增大；BC 不变；D答A则空载电流（ 减小； 不能确定。7.三相感

5、应电动机等效电路中的附加电阻10%此时电机的电（S）R2上所消耗的电功率应等于（）:s输出功率P2 ；输入功率R ；电磁功率Pem ； 总机械功率P 。8.答与普通三相感应电动机相比，深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，性能差一些,士亜早)。与转差率无关；与转差率成某种函数关系。8. 绕线型感应电动机转子串电阻可以增大起动转矩； 笼型感应电动机定子串电阻亦可以增 大起动转矩。 (C由于 X 的增加，使cos 2下降； D 由于R2减少，使输出功率减少。答 C9. 适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻R2 时，电动机的()。AI st 减少 ,Tst增加,Tmax不变,sm增加；BI st 增

6、加 ,Tst增加,Tmax不变,sm增加；CI st 减少 ,Tst增加,Tmax增大，sm增加；DI st 增加 ,Tst 减少 ,Tmax不变,sm增加。答 C10. 三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调速，运行时 在不同转速上时，其转子回路电流的大小(A 与转差率反比 ；CB 与转差率正比 ；D答 C三、判断(每题 1 分)1. 三相感应电动机转子为任意转数时，定、转子合成基波磁势转速不变 。 答对2. 三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动转 矩就越大。答错3. 当三相感应电动机转子绕组短接并堵转时，轴上的输出功率为零，则定

7、子边输入功率亦 为零 。答错4. 三相感应电动机的功率因数 cos 1 总是滞后的 。答对5. 感应电动机运行时，总要从电源吸收一个滞后的无功电流。 答对6. 只要电源电压不变， 感应电动机的定子铁耗和转子铁耗基本不变。 答错7. 感应电动机的负载转矩在任何时候都绝不可能大于额定转矩。 答错答错()9. 三相感应电动机起动电流越大，起动转矩也越大。答错10. 三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动电流就越小。（）答对四、简答（每题3分）1 s1. 感应电动机等效电路中的（）R2代表什么含义？能否用电抗或电容代替？为什s么？答 UR?代表与转子所产生的机械功率相

8、对应的等效电阻，消耗在此电阻中的功率s1 smJ；R22将代表实际电机中所产生的全（总）机械功率；不能；因为电抗、电容s消耗无功功率，而电机转子所产生的全（总）机械功率为有功功率。2. 感应电机转速变化时，转子磁势相对定子的转速是否改变？相对转子的转速是否改 变？答转子磁势相对定子转速不变，相对转子转速改变。3. 绕线型感应电动机，若转子电阻增加；漏电抗增大；电源电压不变，但频率由 50Hz变为60Hz ；试问这三种情况下最大转矩，起动转矩，起动电流会有什么变化？ 答（1）最大转矩不变，起动转矩上升，起动电流下降；（2）最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流下降；（3）最大转矩下降，起动转矩下降

9、，起动电流下降。4. 三相感应电动机运行时，若负载转矩不变而电源电压下降10%，对电机的同步转速E，转子转速n，主磁通 m，功率因数COS 1，电磁转矩Tem有何影响？答 同步转速不变；转子转速下降；主磁通下降；功率因数下降；电磁转矩不变。1 s 5. 说明三相异步电动机等效电路中，参数R1,X1, Rm,Xm,R；,X2以及 一R,各代表什s么意义？答 定子绕组电阻；定子绕组漏抗，表征定子绕组漏磁效应；激磁电阻，表征铁心损 耗；激磁电抗，表征铁心磁化性能；归算到定子侧的转子绕组电阻；归算到定子侧的 转子绕组漏抗；代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻。6. 感应电动机运行时， 定子电流的

10、频率是多少？由定子电流产生的旋转磁动势以什么速度 切割定子和转子？由转子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定子和转子？两个基波磁动势的相对运动速度多大？答定子电流的频率为 f1，转子电流的频率为 f2 sf1，定子磁动势以n1速度切割定子，以（ n ）速度即sn1速度切割转子；转子磁动势也以n1速度切割定子，以sn“速 度切割转子。定、转子基波磁动势同步旋转，相对静止。7. 说明三相感应电动机转子绕组折算和频率折算的意义，折算是在什么条件下进行的？答 转子绕组折算就是用新绕组替换原绕组。为了导出等效电路，用一个与定子绕组的相相数、匝数和绕组因数相同的等效绕组替换实际转子绕组，折算前后转子绕

11、组的磁动势和各种功率及损耗不变，因而从定子边看转子，一切未变。频率折算即用静止的转子替换旋转的转子，折算条件也是磁动势和各种功率及损耗不变。为此，只要将转子电阻R2换成R2 . s。8. 普通笼型感应电动机在额定电压下起动时，为什么起动电流很大，而起动转矩并不 大？答 起动时n 0, s 1,旋转磁场以同步速度切割转子， 在短路的转子绕组中感应很 大的电动势和电流，引起与它平衡的定子电流的负载分量急剧增加， 以致定子电流很大；起 动时s 1，R s很小，电动机的等效阻抗很小，所以起动电流很大。由于X2Tem Ct mbcos 2，当s 1、f? fi时，使转子功率因数角2 arctan 接R2

12、近90，cos 2很小，cos 2并不大；另外，因起动电流很大，定子绕组漏抗压降大，使感应电动势E,减小，与之成正比的m也减小。起动时，m减小，12 COS 2并不大，使得起动转矩并不大。9. 感应电动机带负载运行，若电源电压下降过多，会产生什么严重后果？如果电源电压下 降20%，对最大转矩、起动转矩、转子电流、气隙磁通、转差率有何影响（设负载转 矩不 变）？答 最大转矩和起动转矩与电压平方成正比。 如果电源电压下降过多， 当起动转矩下降 到小于负载转矩时，电动机不能起动。当最大转矩下降到小于负载转矩时， 原来运行的 电动机将停转。电源电压下降20%，则最大转矩下降到原来的64%，起动转矩也下

13、降到原来的64%。磁通下降到原来的 20%，不考虑饱和的影响时，空载电流下降到原来的20%。在负载转矩不变的情况下，12 cos 2上升25%，定子电流相应上升，电动机的转速有所降低，s增大，sm不变。10. 漏抗大小对感应电动机的起动电流、起动转矩、最大转矩、功率因数等有何影响？答 当电源电压和频率一定时，最大转矩近似与漏抗X1X2成反比，漏抗越大，起动电流、起动转矩越小，功率因数越低。五、计算（每题5分）1. 一台三相感应电动机，额定功率Pn 4kW，额定电压Un 380V， 型接法，额定转速nN1442 r/ min，定、转子的参数如下：R14.47R23.18Rm11.9 ；X16.7

14、X29.85Xm 6.7。试求在额定转速时的电磁转矩、最大转矩、起动电流和起动转矩。解：转差率 s1500 144215000.0387额定转速时的电磁转矩Tem3U12R2s3 3802T 21500601 (R1 色)2 (X1X2 )2s3.180.0387N m 29.14N m3.18 22(4.47)2(6.7 9.85)20.0387最大转矩为Tmax13U121 2R1R12 (X1 X2 )223 38021500 24.47、4.472(6.79.85)260m 63.77N m起动电流为1st_5.(R1 R2)2 (X1X2 )2.(4.47380A 20.84A3.1

15、8)2(6.7 9.85)2起动线电流1 stl31 st、3 20.84A36.05A起动转矩23U1 R21 (R1 R2)2(X1X2 )223 3803.181 22 N m 21500 (4.47 3.18)2(6.7 9.85)26026.39N m2. 一台 50Hz、该机运行在700r/min时，转差率是多少？当该机运行在 少？当该机运行在起动时，八极的三相感应电动机，额定转差率SN=，问该机的同步转速是多少？当800r/min时，转差率是多转差率是多少?额定转速同步转速n160 f160r/min 750r/min4nN (1 Sn )n1(10.043) 750r/mi n

16、 717r/min当n700r/min 时,转差率 sn750 7000.067n1750当n800r/ min 时,转差率 sn750 8000.067n1750当电动机起动时，n0，转差率sn1n 7501m 7503. 有一台三相四极感应电动机，50Hz , Un 380V , Y接法，cos n 0.83 ,R 0.35, R20.34, Sn 0.04 ,机械损耗与附加损耗之和为288W 。设Iin I2N 20.5A，求此电动机额定运行时的输出功率、电磁功率、电磁转矩和负载转矩。解：全机械功率PmJ2N2 匚仝只2 3 20.52 1 004 0.34W 10288Ws0.04输出

17、功率P2p(PPad)(10288 288)W10000W电磁功率Pemp10288 W 10716W1s10.0460 f160 50同步转速n1r/min 1500r/minP2额定转速nN(1s)m (10.04) 1500 r / min1440 r / min电磁转矩TemPem1隘10716 60 N m 68 26N12 n12 3.16 1500260p10288或N m 68.26 N m1440260负载转矩t2P210000N m 66.35N m21440604. 一台三相感应电动机，Pn 7.5W，额定电压Un 380V，定子 接法，频率为50 Hz。额定负载运行时，

18、定子铜耗为474W，铁耗为231W，机械损耗45W，附加损耗37.5W，已知nN 960r/ min , cos N 0.824，试计算转子电流频率、转子铜耗、定子电流和电机效率。转子电流频率f2Sf10.0450 Hz全机械功率PP2 (PPad)电磁功率PemP75831s 10.04解转差率ni2 HzW 7898Wn1 n 1000 960 0.041000(750045037.5)W7583W转子铜耗PCu2sFem 0.04 7898W316W定子输入功率P1PemPCu1 PFe (7898474231)W8603WIi定子线电流R8603.4 A 15.86A.3U N cos

19、 1. 3 380 0.824电动机效率P 750087.17%P186035.一台三相四极50Hz感应电动机，PN 75kW， nN 1450r /min， U NIn 160A，定子丫接法。已知额定运行时，输出转矩为电磁转矩的90% , pg380V，Pcu2，解转差率s150014500.03331500输出转矩T2P2PnN752103 60 n1450m 494.2N m电磁功率PemTem 1T2494.221500 kW 86 21kW600.910.9转子铜耗PCu2sPem0.033386210W2870W定子铜耗PCu1PCu22870W输入功率P1(PCu1PFe) Rm

20、(2870210086210 )W 91180WpFe 2.1kW。试计算额定运行时的电磁功率、输入功率和功率因数。功率因数PCOS 13UnIn911803 380 1600.8676.已知三相铝线感应电动机的数据为PN 10kW , UN 380V ,定子接法，IN 11.6 3A，50Hz，定子铝耗（75）p 557W，转子铝耗（75 ） p* 314W，铁耗PFe 276W，机械损耗p77W，附加损耗Pad 200W。试计算此电动机的额定转速、负载制动转矩、空载的制动转矩和电磁转矩。解 同步转速为ni60 f60 50 r/min 1500r/min2全机械功率为P2Pad(10 0.

21、077 0.2)kW 10.28kW额定负载试的转差率Pcu2p em0 3140.0296510.59额定转速nN(1sn) n(10.02956) 1500r/min1456 r / min负载制动转矩P2310 10 N m 65.61N m 1456260空载制动转矩T。匹 77 200 N m 1 817N1456260电磁转矩TemT2 T0(65.6 1.817)N m 67.42N7.一台三相四极50Hz绕线式感应电动机，转子每相电阻R20.015 。额定运行时,转子相电流为200A，nN 1475r/min，计算额定电磁转矩。若保持额定负载转矩不变，在转子回路串电阻，使转速降

22、低到1200r/min，求转子每相应串入的电阻值，此时定子电流、电磁功率、输入功率是否变化？解Sn斗 1500 14750.0167n11500RmPcu22m2 I 2 R223 2000.015 kW 107.8kWsn0.0167Pem21500686.5 N1200r / min 时n1 n1500120002n11500因R2SNR2Rtss所以Rt1 r20.210.0150.165sN0.0167从感应电机的T型等效电路可知，由于R2甩尺，电路中的乙、Z2以及Zm均sNs未变化。当U1、f1不变时，则定子电流、定子功率因数、定子电动势、气隙磁通、电磁功率、定子输入功率均未变化。转

23、子电流、转子功率因数也未变化。 接入电阻后，转子铜耗Pcu2sPem 0.2 107.78kW21.56kW所以，接入电阻后，转子总的铜耗增加,输出功率减小，电机效率降低。8.一台三相异步电动机，额定电压为380V，Y联接，频率为50Hz，额定功率为28kW，额定转速为950r/min，额定负载时的功率因数为0.88，定子铜损耗及铁损耗共为2.2kW，机械损耗为1.1kW，忽略附加损耗，计算额定负载时的: 转差率； 转子铜损耗； 效率；（4）定子电流；（5）转子电流的频率。n160f11000r /min; sNP0.05P229.1kWP1Sn30.63 ； Pcu2 Sn 巳1.53巳Pc

24、u1PFe 32.83kW100% 85.3%I1- 3U 1Cos N56.67A9.一台四极笼式感应电动机,sf12.5HzPn 200kW , U1N 380V，定子三角形接法，定子额定电流11N 234 A ,频率50Hz ,定子铜耗5.12kW ,转子铜耗2.85kW ,铁耗3.8kW ,机械损耗0.98kW，附加损耗 3kW , R1 0.0345 , Xm 5.9 ，产生最大转矩时Xi0.202 , R20.022 , X20.195 ，起动时由于磁路饱和集肤效应的影响,Xi0.1375 ，R20.0715 ，X20.11。试求：（1）额定负载下的转速，电磁转矩和效率。（2）最大

25、转矩倍数（即过载能力）和起动转矩倍数解：（1）电磁功率PemPNpCu2ppad2002.850.983pCu2s2.850.0138Pem206.83206.83kWn160 5021500r / min所以nNn1 (1 s) 1479r / minTemPem3206.83 101500601316.7N mPemPcu1pFe 206.835.12 3.8215.75kW(2)TmaxP 100%X1200215.75100%92.7%Xm5.91.0344 f 1 1 R1m1 pU 1.R12 (X11X2 )23033.6N m所以km金为过载能力T N而TnPn260nN60

26、200 1000214791291.3N m所以Tmax 3033.6kmmax2.36Tn1291.3T +m1 pU 1 R22633 4N mst2 fdRUR11R2)2 (X11X2 )2所以kst%2633.42.04Tn 1291.310. 一台JQ2 52 6异步电动机，额定电压 380伏，定子三角形接法，频率 50Hz，额定功率7.5kW，额定转速960r/min，额定负载时cos 10.824，定子铜耗474W，铁耗231W，机械损耗45W，附加损耗37.5W，试计算额定负载时，（1）转差率；（2）转子 电流的频率；（3）转子铜耗；（4）效率；（5）定子电流。解：（1）60 f160 5031000 r / min(2)(3)(4)(5)f2sf10.04 502 HzPP2PPad7500 37.5 45 7582.5WPCu2P1 s315.94WP1PPcu2pCu1pFes J0.04n110007582.5 315.94 474 231 8603.44WP27500100%100%87.17%P13U1cos 18