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/铜耗之间的比例是P e ： p : PCu2 2答 1：（1 s） ：s2. 当三相感应电动机定（绕组接于50H z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人，此时 sm = ._ 转子总电阻值约为答 1 , X 1 X 24. 感应电动机起动时，转差率s ,此时转子电流 E的值 ,COS 2 .主磁通比，

2、正常运行时要 ，因此起动转矩。答1，很大，很小，小些，不大5. 台三相八极感应电动机的电网频率50Hz ,空載运行时转速为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 o答 ，1Hz, 720rfn h , 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Po与这些损耗相平衡。答 定了铜耗，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 ni ,当n m时为 运行状态；当n ni时为 运行状态；当n与ni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

3、动机起动转矩方法有 答转子串适当的电阻，转子串频敬变阻器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，同步电机为双边励碗10. -台频率为 f 60Hzi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 oA由于R2增人，增人了损耗:B由于X 2减小，使无功电流增人:选择（每题1分）1. 绕线式三相感应电动机，转了串电阻起动时（ A起动转矩增人，起动电流增人：起动转矩增人，起动电流不变：D起动转矩减小，答B）起动转矩增大，起动电流减小:B起动电流增大。2. 一台50 Hz三相感应电动机的转速

4、为）O4 极，1500r/m in :8 极，750r/m in :n 720r/m h，该电机的级数和同步转速为6 极，lOOOr/m h :1 0 极，600r/m in。C3. 笼型三和感应电动机的额定状态转速下降10% ,该电机转子电流产生的旋转磁动势相对于定子的转速（下降10% :A 上升10% :C 上升 1/CL 10% ) : D不变。4.国产额定转速为1450r/m h的三相感应电动机为（）极电机。A2： B4C6D8答B 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（5.10%此时电机的电6.T O.SlTx：0.9Tx :T TX答三相异步电动机气隙增

5、人，其他条件不变，则空载电流（A增大:不变:减小： 不能确定。7.三相感应电动机等效电路中的附加电阻（1 “R2上所消耗的电功率应等于sA输出功率P2;输入功率P1 :C电磁功率Pen总机械功率P答D与普通三相感应电动机相比,8.主要是（）。深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，性能左一些,C由于X 2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了电阻R2时，电动机的（1st减少，Tst增加，Tm ax不变，sm增加:匚t增加,3增加，T.不变s增加;1st减少，Tst增加，Tm ax增人，sm增加:1st增加，T st减少，Tm ax

6、不变，Sm增加。10三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，釆用转回路串入电阻调速，运行时在不同转速上时，其转r回路电流的人小（A与转差率反比:CB与转差率正比:D与转差率无关： 与转基率成某种函数关系。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，所串电阴越大，起动转矩就越大。（）答错3. 当三相感应电动机转了绕组短接并堵转时，轴上的输出功率为零，则定/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

7、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人于额定转矩。（）答错8. 绕线型感应电动机转了串电阻可以增人起动转矩：笼型感应电动机定了串电阻亦可以增大起动转矩。（）答错9. 三相感应电动机起动电流越人，起动转矩也越人。（）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，所串电阴越大，起动电流就越小。（）答对四、简答（每题3分）1 S 11. 感应电动机等效电路中的J）R：代衣什么含义？能否用电抗或电容代替？为什S么？1 S .答R 2代农与转了所产生的机械功率相对应的等效电阻，消

8、耗在此电阻中的功率S91 SmiM 一 R2?将代农实际电机中所产生的全（总）机械功率；不能；因为电抗、电容 消耗无効；功率，而电机转了所产生的全（总）机械功率为有功功率。2. 感应电机转速变化时，转了磁势相对定7的转速是否改变？相对转了的转速是否改 变？答 转/磁势相对定了转速不变，相对转了转速改变。3. 绕线型感应电动机，若转了电阻增加；漏电抗增人；电源电压不变，但频率由 50Hz变为60Hz ：试问这三种情况下最人转矩，起动转矩，起动电流会有什么变化？答a）最人转矩不变，起动转矩上升，起动电流下降；（2）最人转矩下降，起动转矩下降，起动电流下降：（3）最人转矩下降，起动转矩下降，起动电流

9、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ni ,转了转速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；转了转速下降；主磁通下降；功率因数下降；电磁转矩不变。 Is，5. 说明三相异步电动机等效电路中，参数R1,X l,Rm ,Xm ,R2 ,X 2以及R?各代表什么意义？S答定了绕组电阻：定/绕组漏抗，衣征定了绕组漏磁效应；激碗电阻，农征铁心损 耗：激磁电抗，农征铁心碗化性能；归算到定/侧的转/绕组电阻：归算到定/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，定了电流

10、的频率是多少？由定了电流产生的旋转磁动势以什么速度 切割定了和转C?由转犷电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定了和转F?两个基波磁动势的相对运动速度多大？答定了电流的频率为 五，转了电流的频率为 f2 sE，定了磁动势以小速度切割定了，以（ni n ）速度即sm速度切割转了：转f磁动势也以 m速度切割定子，以sm速 度切割转了。定、转了基波磁动势同步旋转，相对静止。7. 说明三相感应电动机转了绕组折算和频率折算的总义，折算是在什么条件下进行的？答转了绕组折算就是用新绕组替换原绕组。为了导出等效电路，用一个与定了绕组的相相 数、匝数和绕组因数相同的等效绕组替换实际转了绕组，折算前后转了绕组的

11、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了替换旋转的转折算条件也是碗动势和各种功率及损耗不变。为此，只妥将转孑电阻R 2换成R 2 / s。8. 普通笼型感应电动机在额定电压下起动时，为什么起动电流很人，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在短路的转了绕组中感应很 人的电动势和电流，引起与它平衡的定了电流的负载分量急剧增加，以致定子电流很大：起 动时s 1. R2 /s很小，电动机的等效阻抗很小，所以起动电流很人。由于Tex Ct m12 cos 2，当 S 1. f2时,使转子功率因数角2八9arctan -搓R2近

12、 90 , cos2很小，】2 cos 2并不大：另外，因起动电流很大,定/绕组漏抗压降人，使感应电动势Ei减小，与之成正比的m也减小。起动时，m减小，Is cos 2并不人，使得起动转矩并不人。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、转塗率有何影响（设负载转矩不变？答最人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。当最人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%，则最人转矩下降到原来的64% ,起动转矩也下降到

13、原来的64% o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% o在负载转矩不变的情况下，I： cos 2上升25% ,定子电流相应上升，电动机的转速有所降低，s增人，sm不变。10. 漏抗人小对感应电动机的起动电流、起动转矩、最人转矩、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 X 1 X 2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Un380V ,型接法，额定转速nx 1442 r/m h ,定、转子的参数如下：R1 4.47 R2 3.18 Rm

14、 11.9 :6.79.85 X m6.7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 sni n1500 1442 0.038715001ex3U i2R2_额定转速时的电战转矩1s1 (Ri 2)： (Xi x2 )238023.180伽72_(4.4760N m 29.14N m3.18 )26.7 9.85) 20.038713U i2最人转矩为起动电流为1 2RiVr i 2 (Xi x2)2133802n215002 4.47/d.472(6.79.85) 2 60U 1J(R1 R2)2(X 1X2 )2380m 63.77 N mIst7(4.47A 2

15、0.84A3.18)2(6.7 9.85) 2起动线电流起动转矩31st3 20.84A36.05 A3U i 2R21911 R2)2 (Xi X2 )23 38023.18o N ID21500 CL473.18)2(6.79.85)-26.39 N m602. 一台50Hz、八极的三相感应电动机，额定转差率sx=,问该机的同步转速是多少？当该机运行在700r/m in时，转差率是多少？当该机运行在800r/m h时，转差率是多少？当该机运行在起动时，转差率是多少?Sx=,同步转速 ni60 fi 60 50厂r /mh ?50r/m h额定转速nN 0. sx )ni (1 0.043)

16、 750r/m in 717r/m h当n 700r/m h时，转差率ni n 7507000.067ni750当n 800r/m h时，转差率m n 750800ni7500.067当电动机起动时,0 ,转差率ni n750 1750ni3有一台三相四极感应电动机,50Hz , U n 380V , Y 接法，cosn0.83 ,Ri 0.35, R2 0.340.04 ,机械损耗与附加损耗之和为288W 。设IIX20.5A ,解:全机械功率求此电动机额定运行时的输出功率、2 1 S3 20.5输出功率P2Pad )Q0288288)W电磁功率Pex10288 W10.0410716W同步

17、转速 r/m h 1500r/m h2额定转速电磁转矩负载转矩电磁功率、电磁转矩和负载转矩。1 0.04 ww0.0410000WT PP1exemen10716 60 N m 68.26N m12 皿 2 3.16150060(1 s) ni Cl 0.04)1500 r/m h1440 r/m hT p10288 emN m2L1/1.Q.6068.26 N m10000 -N m66.35N m0.34102SS2144604.-台三相感应电动机,PN 7.5W ,额定电压U x 380V ,定子接法，频率为50Hz o额定负载运行时，定了铜耗为474W ,铁耗为231W ,机械损耗45

18、W ,附加损耗37.5W ,已知960r/m h , cos N 0.824 ,试计算转子电流频率、转子铜耗、定f电流和电机效率。解转差率ni n 1000 9600.04ni1000转（电流频率 sfi 0.04 50Hz2Hz全机械功率PP 2 (pPad ) (7500 45037 .5)W7583W电磁功率P7583 WW1s幣10.04P转（铜耗Cu-sPem 0.017898W316WpPP定/输入功率Plenz(7898474 231)W8603W定r线电流EPl8603.4&15.86 A侖uN cos i 右 3800.824Po7500电动机效率87.17%Pl860338

19、0V ,PCm2 ,5.一台三相四极50Hz感应电动机，Pn 75kW , nX 1450 r/m in , Un90% , pcuiIn 160 A ,定了Y接法。已知额定运行时，输出转矩为电磁转矩的PFe 2.1kW o试计算额定运行时的电磁功率、输入功率和功率因数。解转差率150014500.03331500输出转矩Po Pn75103 60 NmN mN21450电磁功率PemTex 1T9_491.221500 kWkWXt.2：0.90.960转铜耗PCu2sP en 0.033386210W2870W定铜耗PCuiPJ2 2870W输入功率Pl(PCu1 PFe ) P en(2

20、8702100 86210)W9U80W功率因数cosPl911800.8673 380160I最A,碍定子铝耗(75)Pc557W,转子铝耗(75)pcu2314W ,铁耗PFe 276W ,机械损耗p77W ,附加损耗pad200W 。6.己知三相铝线感应电动机的数据为Pn 10kW , U n 380V ,定子 接法，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做转矩。解同步转速为ni60 50r/m n 1500r/m h全机械功率为P2(10 0.0770.2) kW 10.28kW额定负载试的转差率PCu20.02965额定转速(1负载制动转矩T2P2Pex)ni10

21、10.59(10.02956 )1500 r/m h1456 r/m in3-N m 65.61N m 14561060空载制动转矩To77200N m 1.817N 14562 60电磁转矩TerxT2 To(65.6 1.817)N m 67.42N7. -台三相四极50H z绕线式感应电动机，转了每相电阻 R 20.015 。额定运行时,转了相电流为200 A , nx 1475i/m in ,计算额定电磁转矩。若保持额定负载转矩不变，在转回路串电阻，使转速降低到1200r/m五，求转每相应串入的电阻值，此时定了电流.电磁功率、输入功率是否变化？解sxni n 15001475 0.01

22、67m15003 200： 0-015 kWsx0.0167107.8kWT 几 10j-8_60_N mi 21500686.5N m当 n 1200r /m in 时ni n 1500 1200ni15000.2所以 Rt1 R20.21 0.0150.1650.0167从感应电机的T型等效电路可知，由于R2SN，电路中的Zi、Z2以及Zm均未变化。当U 1、fl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、定了输入功率均未变化。转电流、转了功率因数也未变化。接入电阻后，转了铜耗PCu2 sPem 0.2107.78kW21.56kW所以，接入电阻后，转/总的铜耗增加

23、，输出功率减小，电机效率降低。8. -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/m h ,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l.lkW，忽略附加损耗，计算额定负载时的：(1) 转差率：(2)转了铜损耗:(3)效率：(4)定了电流；(5)转了电流的频率。ni1000r/m h; sxni0.05PP2p29.1kWP；P s P30.63e 1.53Pe1 SNPlPepPFe 32.83kWN100% 85.3%IIPlPl仁 Q Q *7 41C osD u v / AN f2

24、sfi 2.5Hz,定了三角形接法，定9. 一台四极笼式感应电动机，Pn 200kW , U in 380V 子额定电流Iin 234 A ,频率50Hz ,定子铜耗5.12kW ,转子铜耗2.85kW ,铁耗3.8kW ,5.9 ,产生最人转矩时机械损耗0.98kW，附加损耗3kW , Ri 0.0345 , XXi 0.202, R20.022 , X 20.195,起动时由于破路饱和集肤效应的影响,Xi 0.1375, R2 0.0715 , X 20.11o试求:（1）额定负载下的转速，电做转矩和效率。(2)解:最人转矩倍数（即过载能力）和起动转矩倍数（1）电磁功率Pg200P2.85

25、0.98206.83kW0.0138Perr60206.8350ni1500r/m h所以ni(1s)1479r/m hTertPem206.831031316.7 N150060PempculPFe 206.83 5.123.8 215.75kWP2100%200100%92.7%Pl215.75(2)0.2021.0345.9m 1 pU l24 fi1R 1 VRi21X2 )23033.6N m所以kmm ax为过载能力Tn60 200 10001291.3N m2_60 nx21479所以x az3033.62.36所以Tn 1291.3T=t mipUl-R?2633.4N m2f

26、iRi(R( 1R2)2 (Xi 1X2 )2TstTx2633.4 2.041291.310. -台JQ2 526异步电动机，额定电压380伏，定了三角形接法，频率50Hz,额定功率75kW ,额定转速960r/m h ,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：转子 电流的频率：（3）转子铜耗；（4）效率：（5）定子电流。解：(1)ni60 fiP60503lOOOr/m hni n1000960Sni10000.04(2)sfi0.04 502HzP(3)PP2p*7500 37.5 457582.5WPCu5-P315.94W1sppp(4)PlpCu2CuiFe7582.5 315.94474 2318603.44WP2100%7500187.17%Pl8603.44(5)Pl8603.4415.86A1 cos“3