电拖复习提要

电拖复习提要（交流电机部分）一、判断题1、交流电动机由于通入的是交流电，因此它的转速也是不断变化的，而直流电动机则其转速是恒定不变的。（X）2、 转差率S是分析异步电动机运行性能的一个重要参数，当电动机转速越快时，则对应的转差率也就越大。（X）3、 三相异步电动机不管其转速如何改变，定子绕组上的电压、电流的频率及转子绕组中电势、电流的频率总是固定不变的。（X）4．三相异步电动机在起动的瞬间，由于某种原因，定子的一相绕组断路，电动机还能起动，但是电动机处于很危险的状态，电动机很容易烧坏。（?）5．三相异步电动机为交流电机，同步电机为直流电机。（?）异步电机转子的转速永远小于旋转磁场的转速。（V）7．异步电机只有转子转速和磁场转速存在差异时，才能运行。（V）8.异步是指转子转速与磁场转速存在差异。（V）二、填空题1．改变交流电机的转向可以通过改变三相电源相序实现。2、 交流电机是实现机械能和电能之间相互转换的一种设备，交流电机按其功能可分为交流电动机和交流发电机两大类。3、 异步电动机的同步转速与磁极对数成反比，与电流的变化频率成正比。4、 n1（旋转磁场转速）和n（电动机转速）的差称为转差。5、 n1和n的差称为转差。当三相异步电动机的转差率S=1时，电动机处于起动状态，当S趋近于零时，电动机处于理想空载状态。6．异步电机是靠转速变化来适应负载变化的。7、 用Y"降压起动时，起动电流为直接用△接法起动时的1/3，所以对降低起动电流很有效。但启动转矩也只有直接用△接法启动时1/3，因此只适用于空载或轻载启动。8、 笼型异步电机的降压起动方法有：定子回路串电阻、星-三角降压起动、自耦变压器降压起动、延边三角形。9、 反接制动时，当电机接近于0时，应及时切断电源防止反转。10、 三相异步电动机的调速方法有：改变电源频率f1调速、变极调速、改变转差率调速。11、 三相异步电动机通电后产生旋转磁场，此磁场的旋转速度n1=pf160（公式），若要改变旋转磁场的转向只需改变电源任意两相的相序。12、 三相异步电动机当电磁转矩T达到最大转矩Tm时，此时转差率为Sm叫临界转差率，当电源电压下降时，Tm的变化是下降，Sm的变化是不变；电动机最终稳定运行机械特性曲线中直线段，其转差率S的区域是（0，sm）。13、绕线型异步电动机起动方法有转子串电阻起动、转子串频敏变阻器起动，起动转矩变大，所以它们适用的场所是重载起动。14、 三相异步电动机进行变极调速时，将定子绕组串联时，磁极对数（大或小），电动机可以（高或低）速；定子绕组联结方式有△或YY，YY的联结方式可以使电动机高速运行。15、 三相异步电动机的制动方法有：能耗制动反接制动回馈制动。16、 某三相50Hz感应电动机的额定转速为720r/min，该机的额定转差率为。17、 单相交流绕组产生的磁势为脉振磁势；三相交流绕组产生的磁势为旋转磁势，且旋转速度为60f1/p（r/min）。18.异步电动机等值电路中（1-s）r2/s代表了机械负载的附加电阻，该电阻消耗的电功率与电动机电磁功率的比值是（1-s）:1。三相异步电动机等值电路中，转子回路全部电阻上的损耗代表了电磁功率，转子铜损耗与电磁功率的关系是S：1。20、增大绕线式感应电动机转子回路电阻，一般情况下会使起动电流减少、起动转矩增大、最大转矩不变、临界转差率变大。交流电机采用分布绕组的主要目的是消除或削弱谐波电动势和谐波磁动势。22、 有一台三相异步电动机，电源频率为50Hz，转子转速n=1400r/min，则转子绕组感应电动势频率为3.3Hz，转子电流产生的旋转磁动势相对于转子的转速为100r/min，相对于定子的转速为1500r/min。23、 当感应电动机接在频率为50Hz的电源上额定运行，转子的转速为1450r/min，定子电流的频率为50Hz;转子电流的频率为1.67Hz。24、 一台异步电动机，采用Y—△降压起动，则起动转矩为直接起动（△接法）时的1/3倍，电网供给的起动电流为直接起动时的1/3倍。25、 合理选择绕组节距可以削弱高次谐波电动势，为使五次、七次谐波都受到削弱，一般选取y1二5/6t26、 频率为50Hz的四十八极交流电机，旋转磁势的转速为r/min。TOC\o"1-5"\h\z4862.525012527、 频率为40Hz的二十极交流电机，旋转磁势的同步转速为r/min。240020001200024028、 感应电动机作星-三角启动时，启动转矩为直接启动的倍。A．1/3B．1/3C.3D.3三相异步电动机负载转矩减小，其电流，转速。A•增加，降低B•增加，上升C减小，降低D.减小，上升三、简答1试简述三相异步电动机的工作原理。并说明转差率S的定义。说明什么是“异步”？答：在定子绕组中通入三相对称电流，则定子内部产生旋转磁场。转子导体与旋转磁场之间存在着相对运动，切割磁力线产生感应电动势。转子绕组是闭合的，绕组中有电流流过。转子电流与旋转磁场相互作用，在转子绕组中产生电磁力，该力对转轴形成了电磁转矩，使转子按旋转磁场方向转动。旋转磁场的转速和转子的转速的差值与同步转速的比值称为异步电动机的转差率S。“异步”是指转子转速与旋转磁场的同步转速不等。2、 三相异步电动机常用的调速方法有哪些？(详见P321)3、 交流绕组产生旋转磁动势的条件是什么？简述对称三相绕组通过对称三相电流后，所建立的三相合成基波磁动势的性质和特点？4、 异步电动机处于不同的运行状态时，转子电流产生的磁势对定子的转速是否变化？为什么？答：当异步电动机以转速n运行，旋转磁场同步速为n1时，转子电流频率为：f2=sf1,此时转子电流产生的旋转磁场相对转子而言，转速为：sn1，而转子本身以转速n旋转，故相对定子而言转子电流产生的旋转磁场之转速为：sn1+n=n1。5、 异步电动机的等值电路与变压器的等值电路有无差别？异步电动机的等值电路中的代表什么？能不能不用电阻而用电感和电容代替，为什么？(1-s)r2/s答：异步电动机的等值电路和变压器在纯电阻负载时的等值电路基本上无差别，但由于异步电动机是旋转的，所以除了进行绕组折算外，还需进行频率折算。另外，由于异步电动机定转子之间存在气隙，故等值电路的参数值和变压器相差很大。（1-s）r2/s为代表机械负载的附加电阻，该电阻消耗的电功率实际上为电动机可以输出的机械功率。因为输出功率是有功功率，所以只能用电阻代替而不能用电感或电容代替。6.一台异步电动机铭牌上写明，额定电压UN=380/220伏，定子绕组接法Y/△。试问：（1） 如果使用时，将定子绕组接成△，接于380伏的三相电源上，能否带负载或空载运行？会产生什么后果，为什么？（5分）（2） 如果将定子绕组接成Y形，使用时，接于220伏三相电源上，能否带负载或空载运行？为什么？（5分）答：（1）如将定子绕组接成△，则相电压增加3倍，主磁通fm也增加3倍，因电机磁路原来已接近饱和，故此时励磁电流大大增加，即使在空载运行时就可能大于额定电流，使绕组发热甚至烧坏，所以不能空载运行，更不允许负载运行。（2）如接成Y形，接于220伏三相电源，则相电压降低3倍，磁通也降低3倍，磁路饱和程度降低，故励磁电流减少，允许空载运行，但如果带负载运行，由于T=CT02cos申2导致转子电流，定子电流大大增加，这是不允许的。7、容量为几个千瓦时，为什么直流电动机不能直接起动而三相感应电动机可以直接起动？答：直流电动机：直接起动时，电压较高而电枢回路电阻Ra较小，由公式la二UN/Ra可知，起动瞬间电流很大，约为额定电流的10~20倍，过大的电流使换向恶化，也会引起电网的电压波动；此时的电磁转矩T=CMOIa也达到额定转矩的10~20倍，过大的转矩冲击也使拖动系统的传动机构被损坏。三相感应电动机：由起动等值电路知，直接起动时的定子相电流约为U1/Zk,由于U1很高，而Zk很小，所以直接启动时的电流较大，其线电流约为额定电流的4~7倍，由于起动时间很短，电机能够承受短时过载；由于cos申2起动时比额定运行时小得多，而且主磁通比额定时也小得多，由公式T=CM1申mI2cos申2知道，虽然起动时电流较大，但起动时的电磁转矩却不大，一般仅为额定转矩的（0.8~1.8）。8、 为什么三相异步电动机起动电流较大而起动转矩却较小？答：由起动等值电路知，直接起动时的定子相电流约为U1/Zk，由于U1很高，而Zk很小，所以直接启动时的电流很大，其线电流约为额定电流的4~7倍。由于起动时比额定运行时小得多，而且主磁通比额定时也小得多，由公式T=CMgmI2cos申2知道，虽然起动时电流较大，但起动时的电磁转矩却不大，一般仅为额定转矩的（0.8~1.8）。9、 一台三相感应电动机，6极，电流频率为50Hz，如果运行在转差率S=0.08时，定子绕组产生的旋转磁势转速为多少？转子绕组产生的旋转磁势相对于定子的转速为多少？旋转磁势切割转子绕组的转速为多少？10、 一台频率为50Hz的三相电机，通入频率为60Hz的三相对称电流，如电流的有效值不变，相序不变，试问三相合成基波磁动势的幅值、转速和转向是否会改变？如何变化？答：（1）三相合成磁动势基波幅值F1=1.35N1KN1I屮/P，电流有效值不变，故幅值不变。（2）转速上升为原来的1.2倍（3），转向不变。11、 一台三相感应电动机，采用Y—△起动，则起动转矩为直接起动时的多少倍？电网供给的起动电流为直接起动时的多少倍？若采用自耦变压器降压起动，电压下降到额定电压的80%，则起动转矩为直接起动时的多少倍？电网供给的起动电流为直接起动时的多少倍？12、 画出三相交流异步电动机的固有机械特性和降低定子电压时的人为特性。四、计算1、一台三相异步电动机的额定电压220V，频率60zH，转速1140r/min,求电动机的极数，转差率和转子电流的频率。(6分)解:ppfn36006011=二当p=1时，1n=3600r/min；当p=2时，1n=1800r/min；当p=3时，1n=1200r/min；而2n=1140r/min，所以，应选p=3，此时1n=1200r/min。电动机的极数为6。05.0120011401200121=-=-=nnns，ZHsff36005.012=?==2、一台6极异步电动机，额定电压380伏，频率50赫，额定容量7.5千瓦，额定转速962转/分，定子绕组为△接法。额定负载时cos申N=0.827，定子铜耗470瓦、铁耗234瓦，机械损耗45瓦，附加损耗80瓦。计算在额定负载时(1)转差率；(2)转子电流的频率；(3)转子铜耗；效率；(5)定子电流。解:(1)1000962100011-=-=nnnSNN=0.038(2)f2=sNf1=1.9(Hz)(3)因为机械功率Pm=PN+pmec+ps=7500+45+80=7625(w)所以转子铜耗pcu2=sPm/(1-s)=301.2(W)额定负载时输入功率P1N=PN+pcu1+pFe+pcu2+pmec+ps=7500+470+234+45+80=8329(W)所以效率n=PN/P1N=90%由P1N=111cos3?IU知定子电流I1=15.3(A)3、 一台异步电动机，PN=17.5KW,U1N=380V,f1=50Hz,nN=950r/min，定子绕组为△接法，额定负载时cosON=0.88,定子铜耗、铁耗共为1.2KW，机械损耗为650W，附加损耗为50W。计算在额定负载时:转差率(2)转子电流的频率(3)转子铜耗(4)效率(5)定子电流4、 一台三相感应电动机，频率为50Hz，额定功率为7.5KW。额定转速nN=960r/min，定子铜耗PCu1=474W，铁耗PFe=231W，机械损耗45W，附加损耗37.5W，试求在额定负载时：1、转差率；2、转子电流频率；3、 转子铜耗；4、 效率。（12分）5、 有一台4极三相感应电动机，频率为50Hz，额定功率为5.5KW。当该电动机在输入功率为6.6KW运行时，转差率s=0.032,定子铜耗PCu1=350W，铁耗PFe=172W，机械损耗和附加损耗之和为46W，求该电动机此状态时的；1、 转速n；2、 电磁转矩T；3、 输出转矩T2；4、 效率皿⑴分）（1） min/1500250606011rpfn=?==min/1450032.0111rnsn=?-=-=）（）（（3分）（2） WePPcuPPFM6078172350660011=--=--=mNnPPTMM?===0=71.38150014.3260607860/2/11n（3分）（3）WPsPmM5.58836078032.011=?-=-=）（）（机械功率WPsPmecPmP5.5837465.58832=-=+-=）（mNnPPTN?===Q=4.38145214.32605.583760/2/222n（3分）（4）45.8866005.5837%12==?=PPn%（3分）6、JO2-52-4型笼型异步电动机技术数据如下：en=1450r/min,eI=20A,eU=380V，接法：三角形联结，87.0cos=e?,%,5.87=en，7/=eQII4.1/二eQTT。求：（1）额定转差率Se；⑵轴上输出额定转矩；⑶电网电压降至多少伏以下就不能满载起动？(eQTT=')；(4)如采用星—三角起动，起动电流为多少？能否半载起动？(2/'eQTT=)(12分)所以不能半载起动eQYeQQYeQQYQQeeeeeeeeeTTTTTAIIIVUUUTTmnrwnPTwIUPnnnS2147.03147373132166min/145****2055.955.9)(10020875.0*87.0*20*380*3cos3033.0150014501500'12'11'11<=====二？=======-=-=??n甲8已知一台三相异步电动机的额定数据如下：eP=4.5KW,en=950r/min,n=84.5%，cos?=0.8,起动电流云额定电流之比QI/eI=5，入=2,起动转距与额定转距之比QT/eT=1.4,额定电压220/380V，接法星/三角，1f=50Hz。求(1)磁极对数p；额定转差率es;(3)额定转距eT;(4)三角形联结和星形联结时的额定电流eI;(5)起动电流Q1;(6)起动转距QT。(12分)解：(1)ppfn30006011==,当1=p时，min/30001rn二当2=p时，min/15001rn=当3=p时，min/10001rn=而min/950rne二/所以取3=p,此时min/10001rn=05.01000950100011=-=-=nnnSee(3)mNnPTeee?=?==2.45950450055.955.9(4)三角形联结时AUPIee1.10845.08.038034500cos3二二二n?星形联结时 AUPIeeeee47.17845.08.022034500cos3===n?(5)三角形联结时AIIeQ5.501.1055=?==星形联结时AIIeQ35.8747.1755=?==mNTTeQ?=?==4.902.452入9、 一台笼型异步电动机技术数据如下：PN=55KW，nN=1450r/min,IN=20A,UN=380V,接法：三角形连接，1Q/IN=7,TQ/TN=1.4,试求：(1)额定转矩TN；(2)如采用“星-三角”起动，起动电流是多少？能否半载(TL=TN/2)起动？解：TN=9.55PN/nN二362.2(N.M)IS'=1/3IS=1/3?7?20=46.7(A)TS'=1/3TS=1/3?1.4TN<TN/2,所以不能半载起动。10、 一台三相异步电动机，PN=100kW,nN=1447r/min,U1N=380V，定子△接，I=184.6A，起动电流倍数K=6.5，起动转矩倍数KM=1.0，带50%额定负载起动要求把起动电流降低到800A，试选择恰当的起动方法(自耦变压器为QJ3系列，QJ3系列抽头电压为40%、60%、80%)。1)直接起动IQ=KII1N=6.5*184.6=1200A>800A该电动机不能直接起动。定子串电阻(或电抗)5.180********===QIaMNnPKTKTNNMNMQ.6609550=?==MNTTQQ.2932/==aTfz=0.5Te=0.5x660=330N.M因为fz/TTQ<故不能星-三角起动fzQQTMNTT<==.22031/也不能4)自耦变压器起动QJ3系列抽头电压为40%、60%、80%。TQ/=(W2/W1)2TQ=0.42x660=105.6N.M<Tfz,不能用40%抽头。TQ/=(W2/W1)2TQ=0.62x660=237.6N.MvTfz,不能用60%抽头。TQ/=(W2/W1)2TQ=0.82x660=422.4N.M>Tfz,IQ/=(W2/W1)2I1Q=0.82x1200=768Av800A可选用自耦变压器80%抽头进行降压起动。11、 一台三相异步电动机，PN=5.5KW,n=2900r/min,UN=380V，定子Y接法，IN=11A，起动电流倍数KI=7，起动转矩倍数KM=2O试问：(1)采用变比为sqrt(3)的自耦变压器起动，起动电流和起动转矩各为多少？电网要求起动电流不得超过40A，负载要求起动转矩不得低于10.5N•m，此时电机能否起动？(2)该机能否采用Y—△降压起动？12、 一台三相绕线式感应电动机，已知P=75KW,U1N=380V,I1N=148A,nN=720r/min，nN=90.5%,入M=2.4,E2N=213V,I2N=220A，定转子绕组均是Y接法，试求：1、 用反接制动使位能性额定负载以n=300r/min的速度稳速下放,求转子每相应串多大电阻？2、 该机在额定运行时突然将定子任意两相对调,要求制动瞬间的制动转矩为2TN，求转子每相应串多大电阻？13、 一台绕线式异步电动机，PN=22KW,nN=723r/min,E2N=197V,I2N=70.5A，入M=3。如果拖动额定负载运行时，采用反接制动要求制动开始时最大制动转矩为2TN，求：(1)额定转差率和固有特性的临界转差率(2)转子每相电阻(3)制动瞬间电动机转差率(4)反接制动机械特性的临界转差率(5)转子每相串入的制动电阻14、 一台三相绕线式感应电动机，已知P=75KW,U1N=380V,I1N=144A,nN=1460r/min,AM=2.8,E2N=399V,I2N=116A，定转子绕组均是Y接法，试求：1、 采用反接制动使负载转矩为0.8TN的位能性负载以n=300r/min的速度稳速下放，求转子每相应串多大电阻？2、 该机在额定运行时突然将定子任意两相对调，要求制动瞬间的制动转矩为1.5TN，求转子每相应串多大电阻？1)027.015001460150011=-=-=nnnSNN054.01163399027.03222=??==NNNIESr146.018.28.2027.0122二-+?=-+=)()(mmSSmN入入2.11500300150011=--=-=)(nnnS(后者不稳定，舍去)或'175.022.82.12.18.228.02=?'+'??=?'+'=SmmSmSTTSmSmSSTmTNNQ=-=?+=QQ98.21222rSmSmRrRrSmSm)(‘‘2)973.115001460150011=+=+=-nnnSN575.079.6973.1973.18.225.12或'=?'+'??=?'+