电机学作业及答案（感应电机）

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感应电机章节作业

1.试述“同步〞和“异步〞的含义？何谓异步电动机的转差率？如何根据转差率的不同来

区别各种不同运行状态？答：“同步〞和〞异步〞是个相对概念，是指交流旋转电动机的转速n对旋转磁场的转速n1而言，

若n=n1为同步电机，n≠n1为异步电机。

异步电机转差率s是指旋转磁场转速n1与转子转速n之间的转速差（n1-n）与旋转磁

s?n1?nn1场转速n1的比率，即

。

当n0），n>n1时转差率为负（sn>0时，转差率sn>∞时，转差率s>1;

当+∞>s>1时为电磁制动运行状态，当1>s>0时为电动机运行状态，当0>s>-∞时为发电机运行状态。

?N?0.8，nN?14502.一台三相异步电动机，PN=4.5千瓦，380/220伏，cos?N?0.8，

转/分，试求：

（1）接成Y形或Δ形时的定子额定电流；（2）同步转速n1及定子磁极对数P；（3）

带额定负载时转差率

sN；

解：(1)Y接时：UN=380V

IN?PN3UN

cos?N?N?4.5?103?10.68A3?380?0.8?0.8

△接时：UN=220V

IN?PN3UN

nN?n1?60fpcos?N?N?4.5?103?18.45A3?220?0.8?0.8

(2)

?60?501450?2.07p?60fnN磁极对数

n1?取p=2

?1500r/min60fp?60?502同步转速

?1500?14501500?0.0333s?n1?nNn1(3)额定转差率

3.当异步电动机1450rpm接入50HZ电网运行时，定子电动势的频率是多少？转子电动势的频率为多少？由定子电流的产生的旋转磁动势以什么速度截切定子，又以什么速度截切转子？由转子电流的产生的旋转磁动势以什么速度截切转子，又以什么速度截切定子？，它与

定子旋转磁动势的相对速度是多少？

答：定子电动势频率为f1；转子电动势频率为f2=sf1；

由定子电流产生的定子旋转磁动势以n1的速度截切定子，又以n1-n的速度截切转子。由转子电流产生的转子旋转磁动势以n2?sn1的速度截切转子，又以n2?n?n1的速度截切定子，它与定子旋转磁动势的相对速度为(n2?n)?n1?0。

1?sr2'4.异步电动机等效电路中的附加电阻

s的物理意义是什么？能否用电感或电容来代

替，为什么？答：异步电动机等效电路中的附加电阻实为代表机械负载（严格地说还包括机械损耗等）的

I2'21?ss一个虚拟电阻，用转子电流在该电阻所消耗的功率

r2'来等效代替总机械功率（包括

轴上输出的机械功率和机械损耗等）.

因输出的机械功率及机械损耗等均属有功性质，因此，从电路角度来模拟的话，只能用有功元件电阻，而不能用无功元件电感或电容来等效代替。5.为什么说异步电动机的功率因数总是滞后的，而变压器呢？

。.答：异步电动机定，转子间的电磁关系尤如变压器，定子电流I1也由空载电流I0和负载

.分量电流I1L两部分组成：

1）维持气隙主磁通和漏磁通，需从电网吸取一定的滞后无功电流（即为I0）；2）负载分量电流取决于转子电路；

由等效电路可知，电动机轴上输出的机械功率（还包括机械损耗等）只能用转子电流流

1?sr2'过虚拟的附加电阻s所消耗的功率来等效代替（因输出的机械功率是有功的，故只能

用有功元件电阻来等效代替）。再加上转子绕组的漏阻抗，故转子电流只可能是滞后无功电流，则与转子平衡的定子负载分量也只能是滞后的无功电流，因此异步电动机的功率因数总是滞后的。

变压器却不一定。与异步电动机一致的一点是其空载电流总是滞后无功电流，而变压器所带的电气负载有阻、感、容性的(而异步电动机在电路中模拟机械负载的只能是阻性的有功元件)，当其负载容抗若大于变压器的感抗时，其功率因数就会超前。

6．一台六极异步电动机，额定功率PN=28千瓦，UN=380伏，f1=50Hz，nN=950转/分，额定负载时，cos?1?0.88，pcu1+pFe=2.2千瓦，pmec=1.1千瓦，pad=0，计算在额定时的sN、pcu2、ηN、I1和f2。

nN?n1?60fp解：磁极对数：

p?60fnN?60?509503.16

n1?取p?3

?1000r/min60fp?60?503同步转速：

1000?9501000?0.05sN?n1?nn1?额定转差率：

总机械功率：Pmec?PN?pmec?28?1.1?29.1kW

pcu2转子铜损：

Pm?sN1?sN

Pmec?0.051?0.05?29.1?1.532kWecpcu2?sN1?sN输入功率：

P1?PN?pmec?pcu2?pFe?pcu1?28?1.1?1.532?2.2?32.832kW

??PNP1100%?2832.832P13UN100%?85.3%效率：

?32.8323?380?0.88?56.68AI1N?定子电流：

cos?1

转子电动势频率：f2?sNf1?0.05?50?2.5HZ

7.异步电动机带额定负载运行时，且负载转矩不变，若电源电压下降过多，对电动机的Tmax、Tst、Φ1、I1、I2、s及η有何影响，为什么？

答：由于Tem?U1，而sm与U1无关,因而电源电压下降后其Tems曲线如下图，曲线1为正常电压下的曲线，曲线3为电压下降过多的曲线，曲线2为电压下降的曲线。电机正常工作时，Tem?TL，稳定运行于a点，其对应转差率为sa。

1、当电压下降过多，则电磁转矩下降更多,当最大电磁转矩Tm’’TL(曲线2)，则稳定运行于b点，（不停转），但此时：Tmax减小：