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第三篇 異步電機例題 一、 填空 1. 如果感應(yīng)電動機運行時轉(zhuǎn)差率為s，則電磁功率、機械功率和轉(zhuǎn)子銅耗之間的比例是 = 。 答 1：(1-s)：s 2. ★當三相感應(yīng)電動機定子繞組接于50HZ的電源上作電動機運行時，定子電流的頻率為 ，定子繞組感應(yīng)電勢的頻率為 ，如轉(zhuǎn)差率為S，此時轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電勢的頻率 ，轉(zhuǎn)子電流的頻率為 。 答 50HZ，50HZ，50SHZ，50SHZ， 3. 三相感應(yīng)電動機，如使起動轉(zhuǎn)矩到達最大，此時Sm= ,轉(zhuǎn)子總電阻值約為 。 答 1， 4. ★感應(yīng)電動機起動時，轉(zhuǎn)差率S= ，此時轉(zhuǎn)子電流的值 ， ,主磁通比，正常運行時要 ，因此起動轉(zhuǎn)矩 。 答 1，很大，很小，小一些，不大 5. ★一臺三相八極感應(yīng)電動機的電網(wǎng)頻率50HZ，空載運行時轉(zhuǎn)速為735轉(zhuǎn)/分，此時轉(zhuǎn)差率為 ，轉(zhuǎn)子電勢的頻率為 。當轉(zhuǎn)差率為0.04時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為 ，轉(zhuǎn)子的電勢頻率為 。 答 0.02，1HZ，720r/min，2HZ 6. 三相感應(yīng)電動機空載時運行時，電機內(nèi)損耗包括 ， ， ，和 ，電動機空載輸入功率P1與這些損耗相平衡。 答 定子銅耗，定子鐵耗，機械損耗，附加損耗 7. 三相感應(yīng)電機轉(zhuǎn)速為n，定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為n1，當時為 運行狀態(tài)；當時為 運行狀態(tài)；當n與n1反向時為 運行狀態(tài)。 答 電動機， 發(fā)電機，電磁制動 8. 增加繞線式異步電動機起動轉(zhuǎn)矩方法有 　　　　　　 ，　　　　　　。 答 轉(zhuǎn)子串適當?shù)碾娮瑁?轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器 9. ★從異步電機和同步電機的理論分析可知，同步電機的空隙應(yīng)比異步電機的空氣隙要 ，其原因是 。 答 大，同步電機為雙邊勵磁 10. ★一臺頻率為60HZ的三相感應(yīng)電動機，用在頻率為50HZ的電源上（電壓不變），電動機的最大轉(zhuǎn)矩為原來的 ，起動轉(zhuǎn)矩變?yōu)樵瓉淼? 。 答 ， 11. 感應(yīng)電動機最大轉(zhuǎn)矩公式 。 答 12. 一臺三相異步電動機的額定功率是指額定運行時的 功率，如果撤換其定子繞組，將每相匝數(shù)減小了，在電源電壓不變的條件下，氣隙中的每極磁通將 。 答 輸出的機械功率，減小 13. ★若感應(yīng)電動機的漏抗增大，則其起動轉(zhuǎn)矩 ，其最大轉(zhuǎn)矩 。 答 減小， 減小 14. ★鐵心飽和程度增加，則感應(yīng)電機的激磁電抗 。 答 減小 15. 深槽和雙籠型感應(yīng)電動機是利用 原理來改善電動機的起動性能的，但其正常運行時 較差。 答 集膚效應(yīng)， 功率因數(shù) 16. 繞線型感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子串入適當?shù)碾娮?，會使起動電? ，起動轉(zhuǎn)矩 。 答 減小， 增大 二、 選擇 1. 繞線式三相感應(yīng)電動機，轉(zhuǎn)子串電阻起動時（ ）。 A 起動轉(zhuǎn)矩增大，起動電流增大； B 起動轉(zhuǎn)矩增大，起動電流減??； C 起動轉(zhuǎn)矩增大，起動電流不變； D 起動轉(zhuǎn)矩減小，起動電流增大。 答 B 2. 一臺50HZ三相感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)速為n=720r/min，該電機的級數(shù)和同步轉(zhuǎn)速為（ ）。 Ａ ４極，1500 r/min；　　?。? ６極，1000 r/min； Ｃ ８極，750 r/min；　　　 Ｄ １０極，600 r/min。 答 C 3. ★籠型三相感應(yīng)電動機的額定狀態(tài)轉(zhuǎn)速下降，該電機轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢 相對于定子的轉(zhuǎn)速（ ）。 A 上升 ； B 下降； C 上升 ； D 不變。 答 D 4. 國產(chǎn)額定轉(zhuǎn)速為1450r/min的三相感應(yīng)電動機為（ ）極電機。 A 2； B 4； C 6； D 8。 答 B 5. ★一臺三相感應(yīng)電動機拖動額定恒轉(zhuǎn)矩負載運行時若電源電壓下降此時電機的電磁轉(zhuǎn)矩（ ）。 A ； B ； C ； D 。 答 A 6. ★三相異步電動機氣隙增大，其他條件不變，則空載電流（ ）。 A 增大 ； B 減小 ； C 不變 ； D 不能確定。 答 A 7. 三相感應(yīng)電動機等效電路中的附加電阻 上所消耗的電功率應(yīng)等于（ ）： A 輸出功率； B 輸入功率 ； C 電磁功率 ； D 總機械功率Pm。 答 D 8. 與普通三相感應(yīng)電動機相比，深槽、雙籠型三相感應(yīng)電動機正常工作時，性能差一些，主要是（ ）。 A 由于增大，增大了損耗； B 由于減小，使無功電流增大； C 由于的增加，使下降； D 由于減少，使輸出功率減少。 答 C 9. ★適當增加三相繞線式感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子電阻時，電動機的（ ）。 A 減少, 增加, 不變, 增加； B 增加, 增加, 不變, 增加； C 減少, 增加, 增大, 增加； D 增加, 減少, 不變, 增加。 答 A 10. ★三相繞線式感應(yīng)電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載運行時，采用轉(zhuǎn)子回路串入電阻調(diào)速，運行時在不同轉(zhuǎn)速上時，其轉(zhuǎn)子回路電流的大?。? ）。 A 與轉(zhuǎn)差率反比 ； B 與轉(zhuǎn)差率無關(guān)； C 與轉(zhuǎn)差率正比 ； D 與轉(zhuǎn)差率成某種函數(shù)關(guān)系。 答 B 11. 三相感應(yīng)電動機電磁轉(zhuǎn)矩的大小和（ ）成正比 A 電磁功率 ； B 輸出功率 ； C 輸入功率 ； D 總機械功率 。 答 A 12. ★設(shè)計在f1=50HZ電源上運行的三相感應(yīng)電動機現(xiàn)改為在電壓相同頻率為60HZ的電網(wǎng)上，其電動機的（ ）。 A 減小，減小， 增大； B 減小，增大，減小； C 減小，減小，減小； D 增大，增大， 增大。 答 C 13. 一臺繞線式感應(yīng)電動機，在恒定負載下，以轉(zhuǎn)差率S運行，當轉(zhuǎn)子邊串入電阻,測得轉(zhuǎn)差率將為（ ）（R已折算到定子邊）。 A 等于原先的轉(zhuǎn)差率S； B 三倍于原先的轉(zhuǎn)差率S； C 兩倍于原先的轉(zhuǎn)差率S； D 無法確定。 答 B 14. 國產(chǎn)額定轉(zhuǎn)速為960r/min的感應(yīng)電動機為（ ）電機。 A 2極； B 4極； C 6極； D 8極。 答 C 15. ★如果有一臺三相感應(yīng)電動機運行在轉(zhuǎn)差率為S=0.25，此時通過氣隙傳遞的功率有（ ）。 A 25%的轉(zhuǎn)子銅耗； B 75%是轉(zhuǎn)子銅耗； C 75%是輸出功率； D 75%是總機械功率。 答 A 三、判斷 1. 三相感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子為任意轉(zhuǎn)數(shù)時，定、轉(zhuǎn)子合成基波磁勢轉(zhuǎn)速不變 。 （ ） 答 對 2. ★三相繞線式感應(yīng)電動機在轉(zhuǎn)子回路中串電阻可增大起動轉(zhuǎn)矩，所串電阻越大，起動轉(zhuǎn)矩就越大。 （ ） 答 錯 3. 當三相感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子繞組短接并堵轉(zhuǎn)時，軸上的輸出功率為零，則定子邊輸入功率亦為零 。 （ ） 答 錯 4. 三相感應(yīng)電動機的功率因數(shù)總是滯后的 。 （ ） 答 對 5. ★感應(yīng)電動機運行時，總要從電源吸收一個滯后的無功電流。 （ ） 答 對 6. ★只要電源電壓不變，感應(yīng)電動機的定子鐵耗和轉(zhuǎn)子鐵耗基本不變。 （ ） 答 錯 7. 感應(yīng)電動機的負載轉(zhuǎn)矩在任何時候都絕不可能大于額定轉(zhuǎn)矩。 （ ） 答 錯 8. 繞線型感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子串電阻可以增大起動轉(zhuǎn)矩；籠型感應(yīng)電動機定子串電阻亦可以增大起動轉(zhuǎn)矩。 （ ） 答 錯 9. 三相感應(yīng)電動機起動電流越大，起動轉(zhuǎn)矩也越大。 （ ） 答 錯 10. ★三相繞線式感應(yīng)電動機在轉(zhuǎn)子回路中串電阻可增大起動轉(zhuǎn)矩，所串電阻越大，起動電流就越小。 （ ） 答 對 11. 深槽型和雙籠型感應(yīng)電動機與普通籠型電動機相比，能減小起動電流的同時增大起動轉(zhuǎn)矩。 （ ） 答 對 12. ★繞線型感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速在空載或輕載時的調(diào)速范圍很大。 （ ） 答 錯 13. 三相感應(yīng)電動機的起動電流很大，所以其起動轉(zhuǎn)矩也很大。 （ ） 答 錯 14. 三相感應(yīng)電動機的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩都與電機所加的電源電壓成正比。 （ ） 答 錯 15. 在機械和工藝容許的條件下，感應(yīng)電機的氣隙越小越好。 （ ） 答 對 16. ★對于感應(yīng)電動機，轉(zhuǎn)差功率就是轉(zhuǎn)子銅耗。 （ ） 答 錯 17. 定、轉(zhuǎn)子磁動勢相對靜止是一切電機能正常運行的必要條件。 （ ） 答 對 18. ★感應(yīng)電動機空載運行時的功率因數(shù)很高。 （ ） 答 錯 四、簡答 1. 感應(yīng)電動機等效電路中的)代表什么含義？ 能否用電感或電容代替﹖為什么？ 答 代表與轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的機械功率相對應(yīng)的等效電阻，消耗在此電阻中的功率將代表實際電機中所產(chǎn)生的全（總）機械功率；不能；因為電感、電容消耗無功功率，而電機轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的全（總）機械功率為有功功率。 2. ★感應(yīng)電機轉(zhuǎn)速變化時，轉(zhuǎn)子磁勢相對定子的轉(zhuǎn)速是否改變？相對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是否改變？ 答 轉(zhuǎn)子磁勢相對定子轉(zhuǎn)速不變,相對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速改變。 3. ★繞線型感應(yīng)電動機，若⑴轉(zhuǎn)子電阻增加；⑵漏電抗增大；⑶電源電壓不變，但頻率由50HZ變?yōu)?0HZ；試問這三種情況下最大轉(zhuǎn)矩，起動轉(zhuǎn)矩，起動電流會有什么變化？ 答 (1)最大轉(zhuǎn)矩不變，起動轉(zhuǎn)矩上升，起動電流下降； (2) 最大轉(zhuǎn)矩下降，起動轉(zhuǎn)矩下降，起動電流下降； (3) 最大轉(zhuǎn)矩下降，起動轉(zhuǎn)矩下降，起動電流下降。 4. ★三相感應(yīng)電動機運行時，若負載轉(zhuǎn)矩不變而電源電壓下降10%，對電機的同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，主磁通，功率因數(shù)，電磁轉(zhuǎn)矩有何影響？ 答 同步轉(zhuǎn)速不變；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降；主磁通下降；功率因數(shù)下降；電磁轉(zhuǎn)矩不變。 5. 說明三相異步電動機等效電路中，參數(shù)以及各代表什 么意義？ 答 定子繞組電阻；定子繞組漏抗，表征定子繞組漏磁效應(yīng)；激磁電阻，表征鐵心損耗；激磁電抗，表征鐵心磁化性能；歸算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子繞組電阻；歸算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子繞組漏抗；代表與轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的機械功率相對應(yīng)的等效電阻。 6. 感應(yīng)電動機運行時，定子電流的頻率是多少？由定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢以什么速度 切割定子和轉(zhuǎn)子？由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢基波以什么速度切割定子和轉(zhuǎn)子？兩個基波磁動勢的相對運動速度多大？ 答 定子電流的頻率為f1，轉(zhuǎn)子電流的頻率為f2=S f1，定子磁動勢以n1速度切割定子，以(n1-n)速度即Sn1速度切割轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子磁動勢也以n1速度切割定子，以S n1速度切割轉(zhuǎn)子。定、轉(zhuǎn)子基波磁動勢同步旋轉(zhuǎn)，相對靜止。 7. 說明三相感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子繞組折算和頻率折算的意義，折算是在什么條件下進行的？ 答 轉(zhuǎn)子繞組折算就是用新繞組替換原繞組。為了導(dǎo)出等效電路，用一個與定子繞組的相數(shù)、匝數(shù)和繞組因數(shù)相同的等效繞組替換實際轉(zhuǎn)子繞組，折算前后轉(zhuǎn)子繞組的磁動勢和各種功率及損耗不變，因而從定子邊看轉(zhuǎn)子，一切未變。頻率折算即用靜止的轉(zhuǎn)子替換旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，折算條件也是磁動勢和各種功率及損耗不變。為此，只要將轉(zhuǎn)子電阻換成。 8. ★普通籠型感應(yīng)電動機在額定電壓下起動時，為什么起動電流很大，而起動轉(zhuǎn)矩并不大？ 答 起動時n=0，S=1，旋轉(zhuǎn)磁場以同步速度切割轉(zhuǎn)子，在短路的轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)很大的電動勢和電流，引起與它平衡的定子電流的負載分量急劇增加，以致定子電流很大；起動時S=1，很小，電動機的等效阻抗很小，所以起動電流很大。由于，當S=1、f2=Sf1時，使轉(zhuǎn)子功率因數(shù)角接近，很小，并不大；另外，因起動電流很大，定子繞組漏抗壓降大，使感應(yīng)電動勢E1減小，與之成正比的也減小。起動時，減小，并不大，使得起動轉(zhuǎn)矩并不大。 9. 感應(yīng)電動機帶負載運行，若電源電壓下降過多，會產(chǎn)生什么嚴重后果？如果電源電壓下 降20%，對最大轉(zhuǎn)矩、起動轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子電流、氣隙磁通、轉(zhuǎn)差率有何影響（設(shè)負載轉(zhuǎn)矩不變）？ 答 最大轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比。如果電源電壓下降過多，當起動轉(zhuǎn)矩下降到小于負載轉(zhuǎn)矩時，電動機不能起動。當最大轉(zhuǎn)矩下降到小于負載轉(zhuǎn)矩時，原來運行的電動機將停轉(zhuǎn)。 電源電壓下降20%，則最大轉(zhuǎn)矩下降到原來的64%，起動轉(zhuǎn)矩也下降到原來的64%。磁通下降到原來的20%，不考慮飽和的影響時，空載電流下降到原來的20%。在負載轉(zhuǎn)矩不變的情況下，上升25%，定子電流相應(yīng)上升，電動機的轉(zhuǎn)速有所降低，S增大，Sm不變。 10. ★漏抗大小對感應(yīng)電動機的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)等有何影響？ 答 當電源電壓和頻率一定時，最大轉(zhuǎn)矩近似與漏抗成反比，漏抗越大，起動電流、起動轉(zhuǎn)矩越小，功率因數(shù)越低。 11. 兩臺型號完全相同的籠型感應(yīng)電動機共軸聯(lián)接，拖動一個負載。如果起動時將它們的定子繞組串聯(lián)以后接至電網(wǎng)上，起動完畢后再改為并聯(lián)。試問這樣的起動方法，對起動電流和起動轉(zhuǎn)矩有何影響？ 答 定子繞組串聯(lián)，每臺電動機的端電壓為1/2。由于起動電流與電壓成正比，起動轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，使得總的起動電流為原來的1/2，總的起動轉(zhuǎn)矩為原來的1/4。 12. 繞線式感應(yīng)電動機在轉(zhuǎn)子回路串電阻起動時，為什么既能降低起動電流，又能增大起動轉(zhuǎn)矩？所串電阻是否越大越好？ 答 從等效電路可以看出，增加轉(zhuǎn)子電阻使總的阻抗增加了，所以起動電流減小。轉(zhuǎn)子電阻增加，使得提高；起動電流減小使得定子漏抗電壓降低；電勢增加，使氣隙磁通增加。起動轉(zhuǎn)矩與氣隙磁通、起動電流、成正比，雖然起動電流減小了，但氣隙磁通和增加，使起動轉(zhuǎn)矩增加了。 如果所串電阻太大，使起動電流太小，起動轉(zhuǎn)矩也將減小。 13. ★一臺籠型感應(yīng)電動機，原來轉(zhuǎn)子是插銅條的，后因損壞改為鑄鋁的。如輸出同樣轉(zhuǎn)矩，電動機運行性能有什么變化？ 答 轉(zhuǎn)子由銅條改為鋁條后，相當于轉(zhuǎn)子回路電阻增大，使得電動機起動電流減小、起動轉(zhuǎn)矩增大，最大轉(zhuǎn)矩不變，臨界轉(zhuǎn)差率Sm增大。在負載轉(zhuǎn)矩不變的情況下，S增大，轉(zhuǎn)速下降，效率降低。 14. ★感應(yīng)電動機定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組之間沒有直接的聯(lián)系，為什么負載增加時，定子電流和輸入功率會自動增加，試說明其物理過程。從空載到滿載電機主磁通有無變化？ 答 負載增加時，電動機轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)差率上升，轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度增加，轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流相應(yīng)增加，轉(zhuǎn)子磁動勢也增加。由磁動勢平衡關(guān)系，定子磁動勢增加，定子電流上升，即從電網(wǎng)吸收的電功率增加。這一過程直到轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩重新平衡為止。 在U1不變的情況下，I1的增加導(dǎo)致I1Z1增加，使E1減小，主磁通略有減小。 15. ★感應(yīng)電動機在輕載下運行時，試分析其效率和功率因數(shù)都較額定負載時低的原因。如定子繞組為聯(lián)接的感應(yīng)電動機改為Y聯(lián)接運行，在輕載下其結(jié)果如何？此時所能負擔(dān)的最大負載必須少于多少？ 答 （1）輕載時功率因數(shù)低的原因是由于輕載時定子負載電流小，定子電流主要取決于無功的勵磁電流，而在感應(yīng)電動機中，由于空氣隙的存在，勵磁電流較大，一般為.。 (2) 效率低的原因是由于輕載在輸入的電功率中輸出的有功功率小，而不變損耗（鐵耗和機耗）所占的分量較大，因此效率低。 （3）輕載時如將接改為Y接，由于相電壓只為原來的，因此，勵磁電流及鐵耗都大為減少，功率因數(shù)及效率將顯著改善。此時最大轉(zhuǎn)矩必須小于聯(lián)接時電動機的最大電磁轉(zhuǎn)矩的1/3。 16. ★為什么相同容量的感應(yīng)電機的空載電流比變壓器的大很多？ 答 變壓器的主磁路全部用導(dǎo)磁性能良好的硅鋼片構(gòu)成，感應(yīng)電機的主磁路除了用硅鋼片構(gòu)成的定、轉(zhuǎn)子鐵心外，還有空氣隙。氣隙的長度盡管很小，但磁阻很大，使得感應(yīng)電機主磁路的磁阻比相應(yīng)的變壓器大，感應(yīng)電機空載電流標么值為，變壓器空載電流的標么值為 。 17. 感應(yīng)電機中，主磁通和漏磁通的性質(zhì)和作用有什么不同？ 答 主磁通通過氣隙沿鐵心閉合，與定、轉(zhuǎn)子繞組同時交鏈，它是實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的媒介，它占總磁通的絕大部分。主磁通可以由定子電流單獨產(chǎn)生。也可以由定、轉(zhuǎn)子電流共同產(chǎn)生。主磁通路徑的磁導(dǎo)率隨飽和程度而變化，與之對應(yīng)的勵磁電抗不是常數(shù)。 除主磁通以外的磁通統(tǒng)稱為漏磁通，它包括槽漏磁通。端部漏磁通和諧波漏磁通。僅與定子交鏈的稱為定子漏磁通，僅與轉(zhuǎn)子交鏈的稱為轉(zhuǎn)子漏磁通。漏磁通在數(shù)量上只占總磁通的很小的一部分，沒有傳遞能量作用。漏磁通路徑的磁導(dǎo)率為常數(shù)，與之對應(yīng)的定子漏電抗、轉(zhuǎn)子漏電抗是常數(shù)。 18. 分析轉(zhuǎn)差率S對感應(yīng)電動機效率的影響。 答 空載到額定轉(zhuǎn)差時，定子鐵耗與機耗很小，可看成不變損耗，而定子、轉(zhuǎn)子銅耗則與定、轉(zhuǎn)子電流的平方成正比，是隨負載變化的損耗，因此，電動機的效率也隨負載而變化。當負載從零開始增加時，S逐漸增加，總損耗增加緩慢，效率上升很快。由于，當負載超過一定值，急劇增加，h降低，故此時h隨或S增加而降低。 19． 異步電動機的轉(zhuǎn)子有哪兩種類型，各有何特點? 答：一種為繞線型轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子繞組像定子繞組一樣為三相對稱繞組，可以聯(lián)結(jié)成星形或三角形。繞組的三根引出線接到裝在轉(zhuǎn)子一端軸上的三個集電環(huán)上，用一套三相電刷引出來，可以自行短路，也可以接三相電阻。串電阻是為了改善起動特性或為了調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。 另一種為鼠籠型轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組大不相同，在轉(zhuǎn)子鐵心上也有槽，各槽里都有一根導(dǎo)條，在鐵心兩端有兩個端環(huán)，分別把所有導(dǎo)條伸出槽外的部分都聯(lián)結(jié)起來，形成了短路回路，所以又稱短路繞組。具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠的優(yōu)點。但不能通過轉(zhuǎn)子串電阻的方式改善起動特性或調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。 20． ★異步電動機的氣隙比同步電動機的氣隙大還是小？為什么？ 答：異步電動機的氣隙比同步電動機的氣隙小，因為異步電動機的勵磁電流由三相交流電源提供，如果氣隙大，則磁阻大，所需的勵磁電流就大，因勵磁電流為無功電流，所以勵磁電流大就使異步電動機功率因數(shù)變壞，即降低。而同步電動機勵磁電流由直流電源提供，從同步電動機的U形曲線可知，當勵磁電流從小增大，勵磁狀態(tài)從欠勵到過勵時，功率因數(shù)可由滯后的轉(zhuǎn)變?yōu)槌暗?，而異步電動機的功率因數(shù)永遠為滯后的。 21． 三相異步電動機的主磁通指什么磁通？它是由各相電流分別產(chǎn)生的各相磁通，還是由三相電流共同產(chǎn)生的？在等效電路中哪個電抗參數(shù)與之對應(yīng)？該參數(shù)本身是一相的還是三相的值?它與同步電動機的哪個參數(shù)相對應(yīng)?這與變壓器中的勵磁電抗是完全相同的概念嗎？ 答：三相異步電動機的主磁通指的是由三相電流合成的基波旋轉(zhuǎn)磁動勢產(chǎn)生井通過氣隙到達轉(zhuǎn)子的磁通，它是由三相電流共同產(chǎn)生的，等效電路中勵磁電抗Xm與之對應(yīng)，該參數(shù)本身是一相的值，它與同步電動機的電樞反應(yīng)電抗Xs相對應(yīng)，與變壓器中勵磁電抗的概念是不完全相同的，變壓器中的勵磁電抗，為一相勵磁電流產(chǎn)生的主磁通所感應(yīng)的電動勢與該相勵磁電流的比值，即(忽略鐵損耗)。 22． 如果電源電壓不變，則三相異步電動機的主磁通大小與什么因素有關(guān)? 答：如果電源電壓不變，則三相異步電動機的主磁通大小就與定子電流I1有關(guān)。根據(jù) ，其中大小與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速有關(guān)，所以主磁通大小還與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n有關(guān)，或與轉(zhuǎn)差率S有關(guān)。 23．★當主磁通確定之后，異步電動機的勵磁電流大小與什么有關(guān)?有人說，根據(jù)任意兩臺同容量異步電動機勵磁電流的大小，便可比較其主磁通的大小，此話對嗎?為什么? 答：當主磁通確定之后，異步電動機的勵磁電流大小與定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙大小有密切關(guān)系，氣隙大也就是磁阻大，根據(jù)磁路歐姆定律，磁動勢=磁通磁阻，在磁通確定時，磁組大則磁動勢大，也就是勵磁電流大，所以一般異步電動機氣隙較小，以使勵磁減小，在主磁通相同時，氣隙大小不同，勵磁電流大小就不同，即不同大小的勵磁電流可產(chǎn)生相同的主磁通。所以，根據(jù)勵磁電流的大小便可比較其主磁通的大小，此話是不對的。 24. ★繞線型異步電機轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、極對數(shù)總是設(shè)計得與定子相同，鼠籠型異步電機的轉(zhuǎn)子相數(shù)、極對數(shù)又是如何確定的呢?與鼠籠條的數(shù)量有關(guān)嗎？ 答：鼠籠型異步電機轉(zhuǎn)子相數(shù)就是鼠籠轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)條數(shù)；轉(zhuǎn)子極對數(shù)是靠定子繞組磁動勢感應(yīng)而得的，因此它始終與定子繞組的極對數(shù)相等，與鼠籠轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條數(shù)無關(guān)． 25. 三相異步電動機的堵轉(zhuǎn)電流與外加電壓、電機所帶負載是否有關(guān)?關(guān)系如何？是否堵轉(zhuǎn)電流越大堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩也越大?負載轉(zhuǎn)矩的大小會對起動過程產(chǎn)生什么影響？ 答：堵轉(zhuǎn)電流與外加電壓成正比關(guān)系，與負載大小無關(guān)。若電機參數(shù)不變，則堵轉(zhuǎn)電流越大，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩也越大。負載轉(zhuǎn)矩的大小會對起動時間的長短產(chǎn)生影響。 五、計算 1. 一臺三相感應(yīng)電動機，額定功率，額定電壓，型接法，額定轉(zhuǎn)速nN=1442r/min，定、轉(zhuǎn)子的參數(shù)如下： ； 。 解：轉(zhuǎn)差率 試求在額定轉(zhuǎn)速時的電磁轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、起動電流和起動轉(zhuǎn)矩。 額定轉(zhuǎn)速時的電磁轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩為 起動電流為 起動線電流 起動轉(zhuǎn)矩 2. 一臺八極的三相感應(yīng)電動機，額定轉(zhuǎn)差率SN=0.04，問該機的同步轉(zhuǎn)速是多少？當該機運行在700r/min時，轉(zhuǎn)差率是多少？當該機運行在800r/min時，轉(zhuǎn)差率是多少？當該機運行在起動時， 轉(zhuǎn)差率是多少？ 解 同步轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)速 當時，轉(zhuǎn)差率 當時，轉(zhuǎn)差率 當電動機起動時，n=0，轉(zhuǎn)差率 3. ★有一臺三相四極感應(yīng)電動機，50HZ，，Y接法，，，，SN=0.04，機械損耗與附加損耗之和為288W。設(shè)，求此電動機額定運行時的輸出功率、電磁功率、電磁轉(zhuǎn)矩和負載轉(zhuǎn)矩。 解： 總機械功率 輸出功率 電磁功率 同步轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)速 電磁轉(zhuǎn)矩 或 負載轉(zhuǎn)矩 4. ★一臺三相感應(yīng)電動機，PN=7.5W，額定電壓UN=380V，定子接法，頻率為50HZ。額定負載運行時，定子銅耗為474W，鐵耗為231W，機械損耗45W，附加損耗37.5W，已知nN=960r/min，，試計算定子電流頻率、轉(zhuǎn)子銅耗、定子電流和電機效率。 解 轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)子電流頻率 總機械功率 電磁功率 轉(zhuǎn)子銅耗 定子輸入功率 定子線電流 電動機效率 5. ★一臺三相四極50HZ感應(yīng)電動機，PN=75KW，nN=1450r/min，UN=380V，IN=160A，定子Y接法。已知額定運行時，輸出轉(zhuǎn)矩為電磁轉(zhuǎn)矩的90%，，。試計算額定運行時的電磁功率、輸入功率和功率因數(shù)。 解 轉(zhuǎn)差率 輸出轉(zhuǎn)矩 電磁功率 轉(zhuǎn)子銅耗 定子銅耗 輸入功率 功率因數(shù) 6. 有一臺三相感應(yīng)電動機，50HZ，380V，接法，其空載和短路數(shù)據(jù)如下： 空載試驗 ， 短路試驗 ， ， 已知機械損耗為，，求該電機的型等效電路參數(shù)。 解 由空載損耗求得鐵損耗為 勵磁電阻 空載總電抗 由短路試驗求得 短路阻抗 短路電阻 短路電抗 轉(zhuǎn)子電阻 轉(zhuǎn)子漏抗 勵磁電抗 7. ★三相繞線式感應(yīng)電動機，轉(zhuǎn)子開路時，在定子上加額定電壓，從轉(zhuǎn)子滑環(huán)上測得電壓為100V，轉(zhuǎn)子繞組Y接法，每相電阻R2=0.6W，每相漏抗X2=3.2W，當nN=1450r/min時，求轉(zhuǎn)子電流的大小和頻率、總機械功率。 解 轉(zhuǎn)差率 開路時，轉(zhuǎn)子相電勢 當nN=1450r/min時，轉(zhuǎn)子電流頻率為 轉(zhuǎn)子電流 總機械功率 8. 已知三相鋁線感應(yīng)電動機的數(shù)據(jù)為PN=10KW，UN=380V，定子接法，，50HZ，定子銅耗（），轉(zhuǎn)子銅耗()，鐵耗，機械損耗，附加損耗。 試計算此電動機的額定轉(zhuǎn)速、負載制動轉(zhuǎn)矩、空載的制動轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩。 解 同步轉(zhuǎn)速為 總機械功率為 電磁功率為 額定負載試的轉(zhuǎn)差率 額定轉(zhuǎn)速 負載制動轉(zhuǎn)矩 空載制動轉(zhuǎn)矩 電磁轉(zhuǎn)矩 9. ★一臺三相四極50HZ繞線式感應(yīng)電動機，轉(zhuǎn)子每相電阻。額定運行時，轉(zhuǎn)子相電流為200A，nN=1475r/min，計算額定電磁轉(zhuǎn)矩。若保持額定負載轉(zhuǎn)矩不變，在轉(zhuǎn)子回路串電阻，使轉(zhuǎn)速降低到1200r/min，求轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串入的電阻值，此時定子電流、電磁功率、輸入功率是否變化？ 解 當n=1200r/min時 因 所以 從感應(yīng)電機的型等效電路可知，由于，電路中的、以及均未變化。當U1、f1不變時，則定子電流、定子功率因數(shù)、定子電動勢、氣隙磁通、電磁功率、定子輸入功率均未變化。轉(zhuǎn)子電流、轉(zhuǎn)子功率因數(shù)也未變化。 接入電阻后，轉(zhuǎn)子銅耗 所以，接入電阻后，轉(zhuǎn)子總的銅耗增加，輸出功率減小，電機效率降低。 10. ★★一臺三相異步電動機，額定電壓為380V，Y聯(lián)接，頻率為50HZ，額定功率為28KW，額定轉(zhuǎn)速為950r/min，額定負載時的功率因數(shù)為0.88，定子銅損耗及鐵損耗共為2.2KW，機械損耗為1.1KW，忽略附加損耗，計算額定負載時的： （1） 轉(zhuǎn)差率；（2） 轉(zhuǎn)子銅損耗； （3）效率； （4）定子電流；（5）轉(zhuǎn)子電流的頻率。 解 （1） （2） （3） （4） （5） 11. ★有一臺三相四極50HZ繞線式感應(yīng)電動機額定功率PN=150KW，額定電壓UN=380V，轉(zhuǎn)子銅耗pcu2=2210W，機械損耗pm=2600W，附加損耗ps=1000W。試求： （1）額定運行時的電磁功率，額定轉(zhuǎn)差率的額定轉(zhuǎn)速。 （2）已知每相參數(shù)，，求產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)差率。 （3）若要求在起動時產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子每相繞組應(yīng)串入多大的電阻 解 （1）電磁功率 額定轉(zhuǎn)差率 額定轉(zhuǎn)速 （2） （3） 故 12. ★一臺50HZ、380V的異步電動機的數(shù)據(jù)為：，，，，過載能力。試求：（1）產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)差率；（2）時的電磁轉(zhuǎn)矩。 解：（1） 所以 即 解之得 或（舍去） 故 （2） 所以 13. ★★一臺四極籠式感應(yīng)電動機，，，定子三角形接法，定子額定電流，頻率50HZ，定子銅耗5.12KW，轉(zhuǎn)子銅耗2.85KW，鐵耗3.8KW，機械損耗0.98KW，附加損耗3KW，，，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時，，，起動時由于磁路飽和集膚效應(yīng)的影響，，，。試求：（1）額定負載下的轉(zhuǎn)速，電磁轉(zhuǎn)矩和效率。 （2）最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)（即過載能力）和起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 解：（1）電磁功率 所以 （2） 所以 為過載能力 而 所以 所以 14. ★一臺JQ2-52-6異步電動機，額定電壓380伏，定子三角形接法，頻率50HZ，額定功率7.5KW，額定轉(zhuǎn)速960r/min，額定負載時，定子銅耗474W，鐵耗231W，機械損耗45W，附加損耗37.5W，試計算額定負載時，（1）轉(zhuǎn)差率；(2)轉(zhuǎn)子電流的頻率； （3）轉(zhuǎn)子銅耗；（4）效率；（5）定子電流。 解：（1） （2） （3） （4） （5） 15. ★★設(shè)有一臺380V、50HZ、1450r/min、15KW的三角形聯(lián)結(jié)得三相感應(yīng)電動機，定子參數(shù)與轉(zhuǎn)子參數(shù)如折算到同一邊時可作為相等，，每相漏抗為每相電阻的4倍，，，并且電流增減時漏抗近似為常數(shù)。試求： （1） 在額定運行時的輸入功率，電磁功率，總機械功率以及各項損耗； （2） 最大電磁轉(zhuǎn)矩，過載能力，以及出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)差率； （3） 為了在起動時得到最大轉(zhuǎn)矩，在轉(zhuǎn)子回路中應(yīng)接入的每相電阻，并用轉(zhuǎn)子電阻的倍數(shù)表示之。 解：（1） ， 所以 // 則 所以 輸入功率 電磁功率 總機械功率 定子銅耗 轉(zhuǎn)子銅耗 鐵耗 （2）最大轉(zhuǎn)矩 而 所以 而 所以 （3）要想起動時得到最大轉(zhuǎn)矩，則應(yīng)使 即 解得 每相應(yīng)串入的電阻方使起動時得到最大轉(zhuǎn)矩。 16. 一臺三相、六極、50HZ的繞線式異步電動機，在額定負載時的轉(zhuǎn)速為nN=980r/min，折算為定子頻率的轉(zhuǎn)子每相感應(yīng)電勢。問此時的轉(zhuǎn)子電勢和它的頻率為何值？若轉(zhuǎn)子不動，定子繞組上施加某一低電壓使電流在額定值左右，測得轉(zhuǎn)子繞組每相感應(yīng)電勢為10.2V，轉(zhuǎn)子相電流為20A，轉(zhuǎn)子每相電阻為，忽略集膚效應(yīng)的影響，試求額定運行時的轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子銅耗為何值？ 解：同步轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)子相電勢 轉(zhuǎn)子頻率 低壓不轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子每相漏阻抗 由于轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，，電流在額定值左右并忽略集膚效應(yīng)的影響，所以和可作為電機正常運行時轉(zhuǎn)子電阻值和折算到50HZ的轉(zhuǎn)子漏抗值 轉(zhuǎn)子相電流 轉(zhuǎn)子銅耗 17. ★有一臺三相四極繞線式感應(yīng)電動機，，Y接法，。已知，，并設(shè)，在輸入功率為時，測得轉(zhuǎn)子銅耗為，機械損耗為，附加損耗為。 試求：（1）此時的，，和； (2) 當負載轉(zhuǎn)矩不變時（設(shè)電磁轉(zhuǎn)矩也不變），在轉(zhuǎn)子中每相串入電阻，那時的，，各為多少？ 解：（1） （2） 代入數(shù)值有 解之。 另：此時 未加時 據(jù)得 代入數(shù)值解得 則有： 18. ★一臺型三相50HZ籠型感應(yīng)電動機， ，定子Y接法，定子額定電流，額定轉(zhuǎn)速，起動時電機參數(shù)， ， ，， ， 試求： (1) 直接起動時的起動電流倍數(shù)和起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)； (2) 若自耦變壓器降壓起動，自耦變壓器的變比，此時的起動電流倍數(shù)和起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為多少？ (3) 若定子串電抗器降壓起動，降壓值與（2）相同，其起動電流和起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)時多少？ (4) 一般當應(yīng)用換接降壓起動時，電網(wǎng)供給的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩減小為直接起動的多少？該電機能否應(yīng)用起動？ 解：（1） 所以 起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) （2）自耦變壓器起動時，加在電機上的電壓 所以 ，故電網(wǎng)提供的起動電流倍數(shù) 起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) (3) 串電抗器起動： 所以 （4）Y－起動時， 而 因為此時電機正常運行在Y接，所以不能采用Y－起動。