电机与拖动基础习题解答

1、武汉纺织大学第七章7 .1为什么小容量的直流电动机不允许直接起动，而小容量的三相异步电动机却可以直接起动？答：直流电动机电压方程是 U =Ea +RaIa，感应电动势Ea与转速成正比,起动瞬间电动机转速为零，感应电动势亦为零，外加电压等于电枢电阻压降，而直流电动机的电枢电阻很小，使得起动电流很大，所以直流电动机不允许直接起动。对三相异步电动机而言，起动电流U1Ist= 1=，起动时的阻抗中除了电阻(R +R2)外，还有电抗.(RiR2)2 (Xi X2)2(Xi +X2),小容量的三相异步电动机起动时阻抗比较大，所以可以直接起动。7.2 三相异步电动机起动时，为什么起动电流很大，而起动转矩却不

2、大？答：三相异步电动机起动瞬间转速为零，定子旋转磁场相对于转子的切割速度最大，在转子绕组中产生的感应电动势最大，使得转子电流很大，从而使得定子电流即起动电流很大。定子电压方程式是 Ui = - Ei + Zi I；，起动电流很大，使得定子绕组的漏阻抗压降Zi Ii增大，感应电动势Ei减小，Ei与气隙磁通 i成正比从而导致 中减小到额定值的一半；起动时n=0 ,s=i ,转子电流频率f2 = sfi = fi为最高，转子电抗X2为最大，使得转子功率因数cos中2比较小；由电磁转矩表达式 T= Ct中1I 2 cos中2可知丁与i、I 2和cos中2分别成 正比关系，尽管起动时12很大，但是孰的减

3、小和cos外的减小，使得起动转矩却不够大。7.3 什么情况下三相异步电动机不允许直接起动？答：如果电源容量相对于电动机的容量而言不是足够大时就不允许直接起动电动机，一般可根据经验公式来判断，即起动电流倍数 降应满足下述条件I st 3 SNK,=+ In 4 4Pn电动机才允许直接起动，否则不允许直接起动。7.4 绕线转子异步电动机为何不采用降压起动？答：异步电动机降压起动可以降低起动电流，但也降低了起动转矩，只能用于空载或轻载起动。绕线转子异步电动机除了降压起动外 ，还可以采用在转子回路中串电阻或串频敏变阻器 的方法进行全压带负载起动，串电阻起动不仅可以降低起动电流，还能增大起动转矩，所以

4、绕线转子异步电动机不采用降压起动 ，而采用串电阻或串频敏变阻器的方法进行起动。7.5 什么是异步电动机的 Y-A起动？它与直接起动相比，起动电流和起动转矩有什么变化 ？ 答：正常运行时定子绕组为 A （三角形）联结的异步电动机，在起动日接成 Y（星形）联结，起动完成时再转换成 A （三角形）联结的起动方法称为Y- A起动。Y- A起动时的起动电流和起动转 1矩只有直接起动时的 -o37.6 笼型异步电动机采用自耦变压器降压起动时，起动电流和起动转矩的大小与自耦变压N,器的降压比KA=2是什么数量关系？Ni答：笼型异步电动机采用自耦变压器降压起动时，起动电流和起动转矩与自耦变压器的降压比Ka的平

5、方成正比，即起动电流和起动转矩是直接起动时的kA倍。7.7 说明深槽式和双笼型异步电动机改善起动特性的原因，并比较其优缺点。答：深槽式笼型异步电动机是利用转子槽漏磁通所引起的电流集肤效应来改善起动性能的起动时电流集肤效应使转子电流集中在槽中导条的上部，电流集中在导条上部的效果就相当于减小了导条的有效截面积，增大了转子电阻，从而改善起动性能。双笼型异步电动机转子有上下两套笼型绕组，上笼绕组截面积较小，具有较大的电阻，起动时上笼绕组起主要作用 可以改善起动性能；下笼绕组截面积较大，电阻较小，运行时下笼绕组起主要作用 ，电动机仍 有较好的运行性能。这两种异步电动机的缺点是功率因素低，双笼型异步电动机

6、结构复杂价格较贵。7.8绕线转子异步电动机转子回路串适当的起动电阻后，为什么既能抑制起动电流又能增大起动转矩？如把电阻改为电抗，其结果又将怎样？答：绕线转子异步电动机转子回路串电阻起动时能限制转子电流，所以能抑制起动电流由 Tst =一 2 _ .3pUi R22f 帆 +R 2 +(Xi +X2 和可见，在一定范围内起动转矩随转子电阻增大而增大，所以绕线转子异步电动机转子回路串适当的起动电阻后，既能抑制起动电流又能增大起动转矩。把电阻改为电抗对抑制起动电流有一定的作用，但不能增大起动转矩，还会降低起动转矩。7.9为什么绕线转子异步电动机转子回路串入的电阻太大反而会使起动转矩变小？答：绕线转子

7、异步电动机转子回路串入电阻时，在一定范围内起动转矩随转子电阻增大而增大,当转子回路串入电阻增大到R2 =X1 +X2时,即临界转差率sm= X R2X，=1,起动转矩Tst为最大，就等于电动机的最大转矩Tm ,即Tst=Tm，再增大串入电阻会使转子电流变小，从而会使起动转矩变小。7 . 10 绕线转子异步电动机转子回路串频敏变阻器起动的原理是什么?答 : 频敏变阻器就是一个三相铁心线圈,类似一台一次绕组Y 联结但没有二次绕组的三相心式变压器, 铁心用厚钢板或铸铁板叠压而成,铁损耗大,即励磁电阻大,所以绕线转子异步电动机转子回路串频敏变阻器起动时,既能限制起动电流又能增大起动转矩。随着转速的升高

8、,转子电流频率f2= s f1 逐渐下降,励磁阻抗自动减小,故而称为频敏变阻器。到起动快结束时,f2很小，仅有13 Hz ,励磁阻抗很小，频敏变阻器已不再起作用，可将频敏变阻器切除，电动机完成起动过程。7 . 11 为什么说绕线转子异步电动机转子回路串频敏变阻器起动比串电阻起动效果更好?答 : 绕线转子异步电动机转子回路串频敏变阻器起动时, 频敏变阻器的阻抗会随着转速的升高而自动变小,不需要人为调节,操作简单方便。转子回路串电阻起动时, 随着转速的升高需要一级一级地切除电阻,直至最后切除全部电阻,在切除电阻时电流会突变,使转矩发生突变,起动过程不平稳, 起动设备比较复杂。所以说绕线转子异步电动

9、机转子回路串频敏变阻器起动比串电阻起动效果更好。7 .12 三相异步电动机轴上带的负载转矩越重，起动电流是否越大？为什么？负载转矩的大小对电动机起动的影响表现在什么地方？Ui答：二相异步电动机起动电流 I st = f，只与电源电压及电动机本(Ri R2)2 (Xi X2)2身阻抗有关，与负载转矩大小无关，所以并不是电动机轴上带的负载转矩越重，起动电流就越大。负载转矩的大小对电动机起动的影响表现在起动的快慢上，负载转矩越重，加速度就越小，速度上升越慢，起动时间变长。7 . 13在基频以下变频调速时，为什么要保持Ei八、， 二常数,它属于什么调速方式？ fi答：电动机的气隙磁通a=Ei4.44f

10、iNikNi保持 且=常数就保持气隙磁通i恒定不变，正常运行时气隙磁通 i为额定磁通，已接近饱fi和，若 且变大，则i会增大到过饱和，将导致励磁电流急剧增大，铁损耗增加，电动机发热厉害； fi若 巨变小，则Gi会减小,T与6i成正比,T会减小，电动机带负载能力降低，这是不可取的，所 fi以在基频以下变频调速时，要保持Ei =常数。Ei =常数属于恒磁通调速方式。 fifi7 . 14 在基频以上变频调速时，电动机的磁通如何变化 ？它属于什么调速方式？ 答：在基频以上变频调速时，电压保持不变，由U1电E1 =4.44f1N1G1KN1可知，随着频率的升高，磁通会降低，是弱磁调速。电磁功率 PM

11、=TC,频率升高，一方面使转速升高，。增大；另一方面使磁通降低，转矩变小，最终使电磁功率基本上保持不变，所以是恒功率调速方式。7. 15笼型异步电动机如何实现变极调速？变极调速时为何要同时改变定子电源的相序？答：在笼型异步电动机的定子绕组中，把每相绕组中的半相绕组的电流改变方向，电动机的极对数就成倍地变化，从而实现变极调速。变极调速时定子绕组电流的相序会发生变化，如果不改变定子电源的相序，电动机就会反转，为防止电动机反转，在变极调速时要同时改变定子 电源的相序。7 . 16定性画出Y-YY变极调速的机械特性，它属于何种调速方式？答:Y-YY变极调速的机械特性如题 7.16图所示,BALy 73

12、lVYmYY题7 . 16图从图中可以看出，从Y向YY变极调速时，电动机的转速、最大转矩和起动转矩都增加了一倍，即TmYY=2TmY ，TstYY =2 TstY ° 丫-丫丫变极调速属于恒转矩调速方式。7 . 17绕线转子异步电动机转子串电抗能否调速？为什么？答：绕线转子异步电动机转子串电抗不能调速，因为正常运行时转差率s很小，约为0.0150.05,转子电流频率f2=sfi很低，约为13 HZ,串入电抗后对转子电路的影响可以忽 略不计，所以绕线转子异步电动机转子串电抗不能调速。7 . 18三相异步电动机串级调速的基本原理是什么？答：三相异步电动机串级调速是在转子回路中串入一个与转

13、子感应电动势频率相等、相位相同（或相反）的附加电动势，改变附加电动势的大小就可以改变转子电流，从而实现速度的调节同时利用附加电动势吸收转子的转差功率并回馈电网,提高效率。7 . 19 比较串级调速和转子串电阻调速的机械特性、效率和功率因数。答 : 绕线转子异步电动机串电阻调速的机械特性是经过理想空载点的曲线,其直线部分的斜率随串入电阻的增大而增大; 串级调速的机械特性, 其直线部分的斜率是不变的, 调速过程中机械特性上下平行移动。串电阻调速时转子的转差功率消耗在电阻上, 效率低 ; 串级调速时转子的转差功率被吸收后回馈电网, 效率高。串电阻调速功率因数高; 串级调速有逆变器和逆变变压器, 逆变

14、变压器要从电网吸收无功功率, 功率因数低。7 . 20 串级调速为什么比转子串电阻调速效率高?它适用于什么场合?答 : 绕线转子异步电动机转子串电阻调速时, 转子的转差功率消耗在电阻上,而串级调速能将转子的转差功率吸收后回馈电网,所以串级调速比转子串电阻调速效率高。串级调速适用于调速范围不大,中型容量以上的电力拖动系统中,如大型水泵、风机、矿井提升机等。答 : 绕线转子异步电动机的调速方法有变频调速、7 . 21 绕线转子异步电动机的调速方法有哪些?各有何优缺点?晶闸管移相调压调速、转子串电阻调速和变频调速性能最佳,但变频器价格较贵; 晶闸管移相调压调速要接成闭环控制系统 , 才能扩大调速范围

15、,实现无级调速,这时系统结构较为复杂; 转子串电阻调速, 功率因数高操作控制简单方便,但是属有级调速, 调速的平滑性差,且效率低; 串级调速效率高, 平滑性好 , 但功率因数低。7 . 22 以晶闸管串级调速为例,说明其功率传递关系。答 : 在晶闸管串级调速系统中, 电动机从电源吸收有功功率P1 中 ,减去定子的铜损和铁损后就是传递给转子的电磁功率Pm ,Pm中的大部分转变为机械功率Pm=(1-s) Pm，从Pm中减去空载损耗Po后就是传递给负载的功率P2 = Pm- B ； Pm中的小部分转变为转差功率，大小为s PM ,转差功率中的一部分消耗在转子绕组的电阻上,即转子铜损耗Pcu 2,剩余

16、的部分,即(sPM - Pcu 2)通过逆变器回馈电网。7 . 23 为什么普通笼型异步电动机带恒转矩负载不适合采用调压调速?答 : 普通笼型异步电动机带恒转矩负载不适合采用调压调速的原因有二:一是电动机的电磁转矩与电压的平方成正比,随电压降低电动机拖动负载能力变差,甚至不能拖动负载;二是调 压调速范围较小，负载越轻，调速范围越小。7.24 异步电动机回馈制动时的能量转换关系与电动运行相比发生了什么变化？式画出其功率流程图。答：异步电动机在电动运行状态时从电源吸收有功功率P1，减去损耗PP后转变为轴上输出功率P2,拖动负载运行；在回馈制动时电动机从轴上输入功率P2,减去损耗&P后转变为

17、电功率P回馈电源。电动运行及回馈制动的功率流程图分别如题7.24图（a）和（b）所示。AVWPlP2PP2（a）电动运行（b）回馈制动题7.24图7.25 举若干例子说明异步电动机回馈制动过程或运行情况。答 : 矿井提升机下放重物时,若按重物下放方向接通电动机的电源, 电动机电磁转矩方向与负载转矩方向一致,电动机会不断地加速,直至达到同步转速时, 电磁转矩为零,但是负载转矩继续拖动提升机加速, 使电动机转速超过同步转速,这时电磁转矩反向为制动转矩, 电动机向电源回馈电能,当电动机加速到电磁转矩与负载转矩相等时, 提升机就匀速下放重物, 电动机处于回馈制动运行状态,将重物下放释放出来的位能转变为

18、电能回馈电源。异步电动机改变极对数降速过程中也会出现回馈制动, 当电动机极对数突然成倍增加时 , 同步转速就成倍下降, 电动机转速超过下降了的同步转速, 电动机向电源回馈电能进行回馈制动。7 . 26 试分析异步电动机处于反接制动状态时的能量转换关系,举例说明异步电动机的反接制动过程。答 : 处于反接制动状态的电动机将从电源吸收的电功率和轴上吸收的机械功率全都转变为转子的铜损耗。例如矿井提升机,为了使提升的重物在到达终点时快速停车,常采用反接制动的方法,就是改变电源相序, 电动机旋转磁场立刻改变方向, 电磁转矩改变方向为制动转矩与负载转矩一道,使提升机快速减速停车。7 . 27 绕线转子异步电

19、动机反接制动时,为什么要在转子回路串入较大的电阻值答 : 绕线转子异步电动机反接制动时, 要在转子回路串入较大的电阻值,一是限制制动电流不至于过大;二是使串入的电阻消耗掉大部分的转差功率,减轻电动机发热;三是增大制动转矩。7 . 28 倒拉反转运行应用于何种负载,分析其功率传递关系。答 : 倒拉反转运行应用于位能性恒转矩负载,例如绕线转子异步电动机转子回路串入较大的电阻值匀速下放重物。匀速下放重物时, 电动机按提升重物的方向接通电源, 转子回路串入较大的电阻值,电动机从电源吸收的电功率和重物下放位能减小释放出来的机械功率全都转变为转子回路电阻上的转差功率。7 . 29 正在运行的三相异步电动机

20、,若把原来接在电源上的定子接线端迅速改换接到三相对称电阻器上能否实现快速停车,为什么 ?答 : 不能实现快速停车,因为三相异步电动机要产生电磁转矩需要同时具备两个条件,一是要有旋转磁场,二是旋转磁场与转子有相对切割运动, 把原来接在电源上的定子接线端迅速改换接到三相对称电阻器上就没有旋转磁场,尽管转子是转动的,也不能产生电磁转矩,也就没有制动转矩,所以不能实现快速停车。7 . 30 三相异步电动机能耗制动时,保持通入定子绕组的直流电流恒定,在制动过程中气隙磁通是否变化?答 : 三相异步电动机能耗制动时,保持通入定子绕组的直流电流恒定,会在气隙中产生恒定磁场 , 在制动过程中转子绕组切割气隙恒定

21、磁场产生转子电流, 若磁路饱和,则转子电流产生的磁场对气隙恒定磁场有去磁作用,随着转速的降低, 转子磁通变小, 去磁作用减弱, 气隙磁通有所增大; 若磁路没有饱和,则在制动过程中气隙磁通基本不变。7 . 31 异步电动机能耗制动的原理是什么?定子绕组为何要通入直流电流?定性画出其机械特性曲线。答 : 异步电动机能耗制动的原理是在制动时切除定子绕组的交流电源而接通直流电源, 产生制动性的电磁转矩,实现快速制动停车。制动时定子绕组要通入直流电流在气隙中产生直流磁场 , 转子绕组切割定子直流磁场产生转子电流, 转子电流与定子直流磁场作用产生制动转矩 , 实现快速制动停车, 如果定子绕组没有通入直流电

22、流,则不会有电磁转矩产生制动作用,不会快速制动停车,只能靠摩擦转矩减速停车。机械特性曲线如题7 . 31 图中的曲线1 所示 ,这是一条经过原点的曲线, 增加转子电阻得到的机械特性如图中曲线2 所示 ;增大直流电流的机械特性如图中曲线 3所示。题7.31图7.32异步电动机拖动位能性负载，当负载下放时，可采用哪几种制动方法来控制其速度？定性绘出特性曲线，并标注运行点。答：异步电动机拖动位能性负载下放时，可采用多种制动方法来控制下放速度。一是采用倒拉反转制动运行的方法：将绕线转子异步电动机按提升方向接通电源 ，并在转 子回路串电阻，使起动转矩 工小于负载转矩t_,电动机从C点开始下放负载，电磁转

23、矩为制动 转矩，直至到达D点，电磁转矩等于负载转矩，电动机匀速下放负载，如题7.32图(a)所示。二是采用能耗制动运行方法：将电动机定子绕组中的任意两相绕组接通直流电源，在负载转矩作用下，电动机开始下放负载，并产生制动转矩，直至C点，T= TL ,电动机匀速下放负载如题7.32图(b)所示。三是采用反向回馈制动运行的方法 ：将绕线转子异步电动机按下放方向接通电源，并在转子回路串电阻，电磁转矩与负载转矩同方向，在它们彳用下，电动机开始加速下放负载，当转速超过同步转速时，电磁转矩变为制动转矩，电动机进行回馈制动运行直至C点,T= TL,电动机匀速下放负载，如题7.32图(c)所示。(a)倒拉反转制

24、动运行(b)能耗制动运行(c)反向回馈制动运行7 .33 三相笼型异步电动机：PN =110 kW，定子A联结，额定电压Un=380 V，额定转速nN =740 r/min,额定效率"N =86%,额定功率因数cos*N =0.82，起动电流倍数 K I =6.4，起动转矩倍数KT =1 . 8试求：(1 )直接起动时的起动电流和起动转矩；(2 )若供电变压器允许起动电流限定在480 A以内，负载转矩Tl为750 N m时,问能否采用Y- A降压起动方法起动？解：(1 )_Pn 1033U N N cos N110 103.3 380 0.86 0.82二 237ATnPm110=

25、9550=9550=1419.6 NnN740I st =KII n =6.4 237=1516.8 ATst =KtTn =1.8 1419.6=2555.28 N(2 )若采用Y-A降压起动方法起动，则起动电流和起动转矩都都降低为直接起动时的口“ I I 1st 1516.8即 1st = =505.6A33Tst 2555.28Tst =851.76 N - m33Y-A降压起动时，虽然起动转矩大于负载转矩，但是起动电流超过变压器允许的起动电流，所以不能采用Y-A降压起动方法起动。7.34 一台三相笼型异步电动机Pn =45 kW，定子A联结，额定电压U n =380 V ,额定电流I

26、N =84 .5 A，额定转速nN =1 480 r /min,起动电流倍数 KI =7.2，起动转矩倍数 KT =2.2。负载起动转矩Tl =220 N m,供电变压器要求起动电流不大于260 A 。试从Y-A降压起动或自耦变压器降压起动中选择一种合适的起动方法，并通过计算加以说明。解：Tn = 9550N = 9550 =290 N nN1480直接起动时的起动电流和起动转矩分别为1st = KI I N =7.2 84.5=608.4 A1 一，即起动 3Tst = KTTn =2.2 父 290=638 N - m若采用Y-A降压起动方法起动，则起动电流和起动转矩都都降低为直接起动时的

27、.To.638转矩为Tst =212.7 N - m,小于负载起动转矩TL =220 N - m，所以不能米用33Y-A降压起动方法起动。若采用自耦变压器降压起动 ，设自耦变压器白降压比为 KA，则起动电流和起动转矩都为直接起动时的 kA,即 Ist =KAistTst = KATst起动电流要求ka为Ka260=0.654608.4起动转矩要求 KA为KaTst220s-=.=0.587 丁4638同时满足起动电流和起动转矩要求的KA为0.587W Ka忘0.654,取Ka=0.6,贝 U1st = kA1st= 0.62 608.4=219 A<260 ATstt = KATst =

28、0.62 父 638=229.68 N - m>220 N - m满足起动要求，所以可选降压比为 0.6的自耦变压器降压起动。7. 35 三相笼型异步电动机，已知Un =6 kV , nN =1 450 r/min, I n = 20 A , A联结, cosN =0.87 JN =87.5 %, KI =7 , KT =2,。试求：(1 )额定车t矩Tn ;(2 )电网电压降到多少伏以下就不能拖动额定负载起动？(3 )采用Y- A起动时初始起动电流为多少？当L =1 . 1 Tn时能否起动？(4 )采用自耦变压器降压起动，并保证在T_=0 . 5Tn时能可靠起动，自耦变压器的降压比Ka

29、为多少？电网供给的最初起动电流是多少？解：PN = J3UNINCOS：N N=' 3 6000 20 0.87 0.875=158218W=158.218KWPn158.218(1 )额te 转矩 Tn =9550=9550父=1042 N - mnN14505、2 丁(2 )起动转矩与电压的平方成成正比丁st = KtTn () =TnUn, Un 6000，_U 1 =,=4243V 当电网电压降到 4243V以下就不可匕施;动额7E负载起动。. Kt2(3 )直接起动时的起动电流和起动转矩分别为Ist =9I N =7 "0=140 ATst = KtTn =2104

30、2=2084 N m采用Y- A起动时初始起动电流为I ；=工=140 =46.7 A33Tst 2084起动转矩为 Tst = =695 N - mTL =1 . 1 TN =1.1 黑 1042=1146.2 N33不能采用Y-A起动方法起动TL=1 . 1 Tn的负载；(4 ) Ts； =KATsi = kAKtTn >TL =0.5Tn2KA>0.5 Ka >0.5当 Ka=0.5 时，起动电流为 Is； = KAlst=0.52 M140=35A7.36 三相笼型异步电动机 Pn =90 kW ,额定电压U n =380 V ,额定电流I n =167 A ,额定转

31、速nN =1 490 r /min,起动电流倍数 Ki =7. 2，起动转矩倍数 Kt =2 .1 。若把起动电流限定在380 A以内时，并要求起动转矩Tst > 0.4 Tn ,试选择一种合适的起动方法，并通过计算加以 说明。解：直接起动时的起动电流和起动转矩分别为1st =KIIN=7.2 167=1202.4 ATst = KTTn =2.1TnI 1202 4右米用Y-A起动万法，则起动电流为Ist =400.8A>380A,所以不能采用 Y-A33起动方法。若采用自耦变压器降压起动，设自耦变压器降压比为K a，则起动电流I sst = kA Ist w 380A1 380

32、Ka= 工 W< 0.562 要求起动转矩Ts. 0.4 Tn时的 心为Ist .1202.4_ .2_2_2_0.4 一Ts； =KATst = KA Kt Tn =2.1 kA Tn >0.4 TnKa>J =0.436；2.1统一考虑起动电流和起动转矩的要求，则0.436W KA & 0.562，选Ka=0.552 21st =KAIst=0.55 X1202.4=363.7A<380A stst22 一一一Tst =KATst = 0.552.1Tn =0.64Tn >0.4Tn可选QJ2型自耦变压器中55%的抽头用于降压起动。7.37三相笼型异步

33、电动机 Pn=160 kW，定子Y联结，额定电压U n =380 V，额定电流I n =288 A，额定转速。=1 490 r /min,起动电流倍数 Ki =6.9，起动转矩倍数 Kt =2 . 1。试求：(1 )直接起动时的起动电流和起动转矩；(2 )若把起动电流限定在1 400 A以内时，采用定子串电抗起动，定子回路每相应串入的电抗值为多大？解：(1 ) TN =9550PL =9550 父 60-=1025.5 N - m nN 1490直接起动时的起动电流和起动转矩分别为1st = KI I N =6.9父288=1987.2 ATst = KtTn =2.1 工 1025.5=21

34、53.55 N m(2 )若把起动电流限定在1 400 A以内，采用定子串电抗起动时的起动电流与直接起动时的1400起动电流之比为K =0.7，忽略定子电阻，则电抗器上的电压降为1987.266U X =(1 K)U N =(1-0.7) M220=66V电抗值为 X=0.047 C14007 .38 台绕线转子三相异步电动机Pn =37 kW，额定电压U1n=380 V，额定转速nN =1 441 r /min, E2N = 316 V , I2N= 74 A，过载倍数，一m= 3.0，起动时负载转矩Tl=0.76 Tn。求:转子串电阻三级起动时的起动电阻。曲 5 -nN 1500 -144

35、1Sn E2N 0.039 316解：Sn1 N =0.039R2 VN_2N =0.09611n115003I2N 3 74选取 T1=0.85 Tm =0.85 - m Tn =0.85 3Tn =2.55 TnTi2.55TnT2=1.2Tl =1.2 0.76Tn =0.912Tn=2.8T2 0.912Tn各段外串电阻分别为R,1= 1 R2- R2= (:- 1 ) R2 =1.8 0.096=0.1728 jRi 2= : Ri 1=2.8 0.1728=0.4838 11R, 3 = : R, 2=2.8 0.4838=1.3546' 17.39 一台笼型异步电动机PN

36、 =11 kW , I N =21 . 8 A , U N =380 V , nN =2 930 r/min,m =2.2，拖动TL =0.8 TN的恒转矩负载运行。求：(1 )电动机的转速(2 )若降低电源电压到0. 8 U n时电动机的转速(3 )若频率降低到0 .8f n =40 Hz，保持E1 一、一，不变时电动机的转速。 fi解：(1 )T0.8Tns=ttSn=tSn =0.8 0.023=0.0184ni -nN 3000-2930Sn =0.023ni3000n = n1(1 - s) =3000 (1-0.0184)=2945 r /minSm =Sn ( , m m - 1

37、) =0.023 (2.2+ : 2.22 -1 )=0.096(2 )最大电磁转矩与电压平方成正比，若降低电源电压到0. 8 Un时，最大电磁转矩为Tm = 0.82Tm , Tm是额定电压时的最大电磁转矩；电压变化时Sm不变； 2Tm由简化电磁转矩公式 T = -s,得到Smts = 2Tmsm0.8Tn230.820.0962 2.2 0.8=0.027n = "(1 - s) =3000 (1-0.027)=2919 r /min(3 )在固有机械特性上转速降为An = nI -n =3000-2945=55 r /min变频调度时同步转速与频率成正比，而转速降不变，则有n1

38、 = n1 旦=n1 0.8fN =0.8 n1=2400 r /min fNfNnN =966 r /min,.85 Tn，若采用转子串电阻n = n - - ：n =2400-55=2345 r /min7 .40 一台绕线转子三相异步电动机Pn = 45 kW , Un =380 V ,Zm=2.2 , E2N =307 V , I2N=93 A。用它提升与下放重物TL =调速。试计算：(1 )转子不串电阻时的转速；(2 )提升重物的转速为 450 r /min时，转子每相应串多大电阻；(3 )下放重物的转速为 150 r /min时,转子每相应串入多大电阻。解：(1 ) Snni -

39、nN 1000 - 966 =0.034n11000T0.85TnSSn = Sn =0.85 0.034=0.0289Tn Tnn = R(1 -s) =1000 (1-0.0289)=971.1 r /minsN E2N0.034 3073 93=0.0648转子回路串不同电阻时，转差率与转子回路的电阻成正比，设提升重物的转速为450 r/min时的转差率为s',转子每相所串电阻为 R。,则.1000 -450 sS =0.55 并有一1000R2R2(s -s) 0.0648 (0.55 -0.0289)-=-=1.168 'J0.0289一,. 1000 -(-150)

40、(3 )下放重物的转速为 150 r/min时的转差率为s" =()=1.151000串入电阻为R=R2(s -s) 0.0648 (1.15 -0.0289) =2.514 j0.02897. 41一台三相绕线转子异步电动机，定子绕组Y联结，主要数据为：Pn = 22 kW ,U1N=380 V , nN =710 r /min, & =2.8 , E2N =161 V , I1N=49.8 A , I2N =90 A，电动机拖动反抗性恒转矩负载 TL =0.82TN，要求反接制动时 T=2, 0 TL，求:(1 )转子每相串入的电阻值。(2 )若电动机停车时不及时切断电源

41、，电动机最后结果如何？解：(1 ) Sn =n - nN 750-710=0.0533ni750SnE2n 0.0533 161R2=0.055 '-1, 312N 3 90T0.82TnS =Sn = Sn =0.82 0.0533=0.0437TnT n固有机械特性上的临界转差率为Sm =Sn(< +6m -1) = 0.0533M(2.8 + V2.82 -1) =0.289制动开始瞬间的转差率为2-0.0437=1.9563要求制动转矩 T=2. 0 TL由丁=及 得到T(sm+s2)=2Tmsm>”一心0 sSmT TmTm 222S ±(2 s) 4s

42、T TSm -=s Tm±7痔2 -11=1.956302士括号中取“ +”时Sm =6.025,取“-”时Sm=0.626,若取Sm =6.025, Sm >s,电动机工作在机械特性的直线段，制动转矩会逐渐减小，制动效果较差，若取sm =0.626, sm <s,电动机工作在机械特性的曲线段，制动转矩会逐渐增大，制动效果较好，所以取Sm =0.626,反接制动时在转子回路串入电阻，临界转差率与转子回路电阻成正比，但最大电磁转矩 Tm保持不变，设转子回路应串入电阻值为Rq则有Sm =2一SmR2RR (sm - Sm)Sm0.055 m (0.626-0.289)0.28

43、9=0.064 , 1若取Sm =6.025,则转子回路应串入电阻值为R2(Sm -sm) 。055 M(6.025-0.289)Sm0.289=1.091 1(2 )若取Sm =0.626，即转子回路串入电阻值0.064C ,当制动到停车时，即n=0, s=1时的制动转矩为_2TE2 2.8T_ _T = =卜 =2.5TN >TL =0.82TN，所以电动机停车时不切断电源，电动机朗0.626sSm0.626会反转。若取Sm =6.025,即转子回路串入电阻值1.09 C时制动转矩为2TmT =sm -i. ss Sm2 2.8TN1=0.9 TN > TL =0.82 TN6.0256.025所以电动机停车时不切断电源，电动机也会反转。27 .42起重机吊钩由一台三相绕线转子异步电动机拖动，其数据为：Pn =55 kW ,U1N=380 V , nN =1 448 r /min, E2N =288 V , I 2N =121 A , Am=2. 5。已知电动机提升重物时负载转矩TL =326 N - m,电动机下放重物时负载转矩 TL =290 N - m。(1 )提升重物时，当电动机转速分别为1 200 r/min、800 r/min和400 r/min时，求转子每相串入的电阻值。(2 )下放重物时，当电动机转速分别为 400 r/min和800 r/mi