(整理)异步电机(2)

1、第五章感应电机一、填空1 .如果感应电动机运行时转差率为 s,则电磁功率、机械功率和转子铜耗之间的比例是Pe ： 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 . 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车t/分，此时转差 率为 ,转子电势的

2、频率为 。当转差率为0.04时，转子的转速为 , 转子的电势频率为 。答 0.02, 1Hz, 720r/min, 2Hz5 .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n1反向时为 运行状态。答 电动机， 发电机，电磁制动6 .增加绕线式异步电动机起动转矩方法有 , 。答 转子串适当的电阻，转子串频敏变阻器7 . 一台频率为 f 60 Hzi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 。22答5,5 668.感应电动机最大转矩公式Tmax 。答 m1PU24

3、f1 R1 R1 (X1 X2 )29 . 若感应电动机的漏抗增大，则其起动转矩 ，其最大转矩 。答减小，减小10 .深槽和双笼型感应电动机是利用 原理来改善电动机的起动性能的，但 其正常运行时 较差。答集肤效应，功率因数11 .绕线型感应电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流矩 。答减小，增大选择1.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B2. 一台50 Hz三相感应电动机的转速为 （）。A 4 极，1500r/min ; Bc 8 极，750r/min； D 答CB 起动转矩增大，起动电流减小；D 起动转矩减小，起

4、动电流增大。n 720r/ min ,该电机的级数和同步转速为6 极,1000r/min ;1。极，600r/min 。3. 笼型三相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（）。A上升10% ;B下降10% ;C上升1/(1 10%); 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10%此时电机的电磁转矩（）。ATTn ；BT0.81Tn;CT0.9Tn;DTTn o答A6. 三相异步电动机气隙增大，其他条件不变

5、，则空载电流（）。A增大；BC不变；D答 A7.三相感应电动机等效电路中的附加电阻A输出功率P2；BC电磁功率Pem ；D答D减小；不能确定。支一s）R2上所消耗的电功率应等于（）：s输入功率P1 ；总机械功率P 。8. 适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻R2时，电动机的（A I st减少，Tst增加，Tmax不变，Sm增加;B I st增加,Tst增加,Tm ax不变,Sm增加；C 1st减少，Tst增力口，Tmax增大，Sm增加;D I st增加，Tst减少，Tmax不变，sm增加。答A9. 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B 与转差率无关； D

6、 与转差率成某种函数关系。）成正比B 输出功率；D 全机械功率。在不同转速上时，其转子回路电流的大小（） 。A 与转差率反比；C 与转差率正比；答B10. 三相感应电动机电磁转矩的大小和（A 电磁功率；C 输入功率；答A11. 设计在f1 50Hz电源上运行的三相感应电动机现改为在电压相同频率为60Hz的电网上，其电动机的（） 。ATst减小，Tmax减小，1st增大；BTst减小，Tmax增大，I st减小；CTst减小，Tmax减小，I st减小；DTst增大，Tmax增大，Ist增大。答 C12.在恒定负载下，以转差率s运行，当转子边串入电阻 R 2R2,测得转差率将为（）（R已折算到定

7、子边）。A 等于原先的转差率s ；B 三倍于原先的转差率s ；C 两倍于原先的转差率s ；D 无法确定。答 B13. 如果有一台三相感应电动机运行在转差率为s 0.25，此时通过气隙传递的功率有（）。A 25% 的转子铜耗；B 75% 是转子铜耗；C 75% 是输出功率；D 75% 是全机械功率。答 A三、 判断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，则定子边输入功率亦为零。（）答错4 .三相感

8、应电动机的功率因数 cos i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。（）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 .深槽型和双笼型感应电动机与普通笼型电动机相比，能减小起动电流的同时增大起动转矩。（）答对11 .三相感应电动机的起动电流很大，所以其起动转矩也很大。（）答错12 .三相感应电动

9、机的起动电流和起动转矩都与电机所加的电源电压成正比。（）答错13 .在机械和工艺容许的条件下，感应电机的气隙越小越好。（）答对14 .定、转子磁动势相对静止是一切电机能正常运行的必要条件。（）答对15 . 感应电动机空载运行时的功率因数很高。（）答错四、简答1 s1 .感应电动机等效电路中的（）R2代表什么含义？能否用电感或电容代替？为什s么？“1s答 一sR2代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻，消耗在此电阻中的功率smJ12LsR22将代表实际电机中所产生的全（总）机械功率；不能；因为电感、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 . 绕线型感应电动机，

10、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，起动电流下降。3 . 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。4 .感应电动机运行时， 定子电流的频率是多少？由定子电流产生的旋转磁动势以什么速度 切割

11、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 fi ,转子电流的频率为 f2 Sfl,定子磁动势以 ni速度切割定子，以（n n）速度即sni速度切割转子；转子磁动势也以n1速度切割定子，以sn1速度切割转子。定、转子基波磁动势同步旋转，相对静止。5 .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，折算前后转子绕组的磁动 势和各种功率及损耗不变，因而从定子边看转

12、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/S06 . 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, r2a很小，电动机的等效阻抗很小，所以起动电流很大。由于X2-Tem Ct ml 2 cos 2,当s 1、f2f1时，使转子功率因数角2 2漏门接R2近90 , cos 2很小，12cos 2并不大

13、；另外，因起动电流很大，定子绕组漏抗压降大，使感应电动势 E1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。7 .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% ,起动转矩也下降到原来的64%。磁通下降到原来的

14、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。8 .绕线式感应电动机在转子回路串电阻起动时，为什么既能降低起动电流，又能增大起动转矩？所串电阻是否越大越好？答 从等效电路可以看出，增加转子电阻使总的阻抗增加了，所以起动电流减小。转子电阻增加，使得cos 2提高；起动电流减小使得定子漏抗电压降低；电势Ei增加，使气隙磁通增加。起动转矩与气隙磁通、起动电流、cos 2成正比，虽然起动电流减小了，但气隙磁通和cos 2增加，使起动转矩增加了。如果所串电阻太大，使起动电流太小，起

15、动转矩也将减小。9 .感应电动机定子绕组与转子绕组之间没有直接的联系，为什么负载增加时，定子电流和输入功率会自动增加，试说明其物理过程。从空载到满载电机主磁通有无变化？答 负载增加时，电动机转速下降，转差率上升，转子绕组切割磁力线的速度增加，转子的感应电动势、感应电流相应增加， 转子磁动势也增加。由磁动势平衡关系，定子磁动势增加，定子电流上升，即从电网吸收的电功率增加。这一过程直到转子电流产生的转矩与负载转矩重新平衡为止。在Ui不变的情况下，Ii的增加导致IiZi增加，使Ei减小，主磁通略有减小。10 .为什么相同容量的感应电机的空载电流比变压器的大很多？答变压器的主磁路全部用导磁性能良好的硅

16、钢片构成，感应电机的主磁路除了用硅钢 片构成的定、转子铁心外，还有空气隙。气隙的长度尽管很小，但磁阻很大，使得感应电机 主磁路的磁阻比相应的变压器大，感应电机空载电流标么值为0.2 0.5,变压器空载电流的标么值为 0.02 0.i。五、计算1 .有一台三相四极感应电动机，50Hz, U n 380V, Y接法，cos n 0.83,Ri 0.35 , R2 0.34 , sn0.04,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。2 i s _2 i 0 04解：全机械功率Pmj2N R2 3 20.5 0.34

17、W i0288Ws0.04输出功率P2 P (ppad) (i0288 288)W i0000WP i0288电磁功率Pem 10288 W i07i6Wi s i 0.04同步转速 60fL 史一50 r / min i500r /minp 2额定转速nN (i sN)ni (i 0.04) i500r/min i440r/minPemPem10716 60电磁转矩Tem-em-em-N m 68.26N m1c ni2 3.16 150060P 10288或Tem N m 68.26N memc 1440260负载转矩P210000 N21440Idm 66.35N m2. 一台三相感应电

18、动机，Pn 7.5W,额定电压Un 380V ,定子 接法，频率为50Hz。额定负载运行时，定子铜耗为 474W ,铁耗为23W ,机械损耗45W,附加损耗37.5W ,已知 nN 960r/min , cos N0.824,试计算转子电流频率、转子铜耗、定子电流和电机效率。到刊*.n1 n 1000 960解转差率 s - 0.04n11000转子电流频率f2sf1 0.04 50 Hz 2 Hz定子线电流I1P1.3U n cos- 8603.4 A 15.86A13 380 0.824电动机效率P 7500 87.17%全机械功率P P2 (PPad) (7500 45 37.5)W75

19、83W电磁功率PPem/1 s7583 W 7898W1 0.04转子铜耗Pcu2sPem0.04 7898W 316W定子输入功率P1 Pem pCu1pFe (7898 474 231)W 8603WP186033.台三相四极50Hz感应电动机,PN75kW, nN 1450r/min , U n 380V,In 160A ,定子Y接法。已知额定运行时，输出转矩为电磁转矩的90% , pw pcu2 ,PFe 2.1kWo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1500 14500.0333输出转矩丁2P2电磁功率PemTem转子铜耗PCu2定子铜耗PCu1输入功率功率因数

20、1500PN75 103 60N m 494.2N m1450丁2494.2SPemPCu2P1( PCu 1cos 10.9 10.03332870W0.986210WPFe) Rm(2870911802 kW 86.21kW602870W2100 86210 )W 91180W,3U NI N 3 380 1600.8674.三相绕线式感应电动机，转子开路时，在定子上加额定电压,从转子滑环上测得电压为100V，转子绕组Y接法，每相电阻R2 0.6 ，每相漏抗X23.2 ，当n 1450r/min时，求转子电流的大小和频率、全机械功率。解 转差率 s n一n 1500 14500.033n1

21、1500开路时，转子相电势E2100V 57.74V3当n 1450r/min时，转子电流频率为f2sf10.03350 Hz 1.67 Hz转子电流E2sE2R2 jX 2 sR2 jsX2E2R2 jXjX 2 s全机械功率57.33A 3.110.6j3.20.0339.33 A21s23I2 R2 s3 3.112s1 0.0330.6W 510W0.0335. 已知相铝线感应电动机的数据为Pn 10kW , Un 380V,定子 接法，In 11.6V3A, 50Hz,定子铝耗(75 ) p. 557W ,转子铝耗(75 ) p 314W ,铁耗PFe 276W ,机械损耗p 77W

22、,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n1 60f 60 50 r/min 1500r/minp 2全机械功率为PP2PPad(10 0.077 0.2)kW 10.28kW电磁功率为Pem P PCu2 (10.28 0.314)kW 10.59kW额定负载试的转差率sN 上2 0314 0.02965Pem10.59额定转速nN (1 sN)n1(1 0.02965) 1500r/min 1456r/min负载制动转矩T2 P2 00 N m 65.61N m2c 1456260空载制动转矩T0 p吆 200 N m 1

23、.817N m11456260电磁转矩TemT2 T0(65.6 1.817) N m 67.42N m6. 一台三相四极50Hz绕线式感应电动机，转子每相电阻R2 0.015 。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Snn1nn11500 147515000.0167pCu2PemSnPem 107.8 60 zT N m121500当 n 1200r/min 时 s因 及R_6SnS22m?I2 R2

24、 3 2002 0.015 lx 2 kW 107.8kWSn0.0167686.5N mn n 1500 1200n11500所以Rt1 R20.20.016710.0150.165从感应电机的T型等效电路可知，由于 当SnRoR 一 一,电路中的Z1、Z2以及Zm均 s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。转子电流、转子功率因数也未变化。接入电阻后，转子铜耗pCu2 sPem 0.2 107.78kW 21.56kW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。7. 一台三相异步电动机， 额定电压为38

25、0V , 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：（1）转差率；（2）转子铜损耗；（3）效率；（4）定子电流；（5）转子电流的频率。解 n1 60 1000r/min;sNn1 nN 0.05Pn1（2） PP2 P 29.1kW_ PPm30.63kWPcu2 SNPem 1.53kW1 SnP1 Pe Pcu1 PFe 32.83kWP9（3） N 100% 85.3%Pi（4） I1 1 56.67A3U 1 cos Nf2 sf12.5Hz8. 一台 50Hz、380V 的异步电动机的数据为：Pn260kw , Un 380V , f1 50Hz ,nN 722r/min，过载能力km 2.13。试求：（1）产生最大转矩时的转差率；（2） s 0.02 时的电磁转矩。解：（1）“750r / min所以Snn1nni750 7227500.0373sN smsm sN2sm2kmsmsNsm 2 2.13 0.0373s