第四章 三相異步電動機一、 填空（每空1分）1. 如果感應電機運行時轉(zhuǎn)差率為，則電磁功率，機械功率和轉(zhuǎn)子銅耗之間的比例是= 。答 2. 當三相感應電動機定子繞組接于的電源上作電動機運行時，定子電流的頻率為 ，定子繞組感應電勢的頻率為 ，如轉(zhuǎn)差率為，此時轉(zhuǎn)子繞組感應電勢的頻率 ，轉(zhuǎn)子電流的頻率為 。答 50Hz，50Hz，50sHz，50sHz 3. 三相感應電動機，如使起動轉(zhuǎn)矩到達最大，此時= ,轉(zhuǎn)子總電阻值約為 。答 1， 4. 感應電動機起動時，轉(zhuǎn)差率 ，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. 一臺三相八極感應電動機的電網(wǎng)頻率，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，2Hz6. 三相感應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. 三相感應電機轉(zhuǎn)速為，定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為，當時為 運行狀態(tài)；當時為 運行狀態(tài)；當與反向時為 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 的三相感應電動機，用在頻率為的電源上（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 ，二、 選擇（每題1分）1. 繞線式三相感應電動機，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 B2. 一臺50三相感應電動機的轉(zhuǎn)速為，該電機的級數(shù)和同步轉(zhuǎn)速為（ ）。 極，； 極，； 極，； 極，。答 C3. 籠型三相感應電動機的額定狀態(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 D4. 國產(chǎn)額定轉(zhuǎn)速為的三相感應電動機為（ ）極電機。A 2； B 4； C 6； D 8。答 B5. 一臺三相感應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 A6. 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 A7. 三相感應電動機等效電路中的附加電阻 上所消耗的電功率應等于（ ）：A 輸出功率； B 輸入功率 ； C 電磁功率 ； D 總機械功率。答 D8. 與普通三相感應電動機相比，深槽、雙籠型三相感應電動機正常工作時，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 C9. 適當增加三相繞線式感應電動機轉(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 C10. 三相繞線式感應電動機拖動恒轉(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 ； C 與轉(zhuǎn)差率無關(guān)；B 與轉(zhuǎn)差率正比 ； D 與轉(zhuǎn)差率成某種函數(shù)關(guān)系。答 C三、判斷（每題1分）1. 三相感應電動機轉(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. 三相感應電動機的功率因數(shù)總是滯后的 。 （ ）答 對5. 感應電動機運行時，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，感應電動機的定子鐵耗和轉(zhuǎn)子鐵耗基本不變。 （ ）答 錯7. 感應電動機的負載轉(zhuǎn)矩在任何時候都絕不可能大于額定轉(zhuǎn)矩。 （ ）答 錯8. 繞線型感應電動機轉(zhuǎn)子串電阻可以增大起動轉(zhuǎn)矩；籠型感應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 對四、簡答（每題3分）1. 感應電動機等效電路中的)代表什么含義？ 能否用電抗或電容代替為什么？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；因為電抗、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. 繞線型感應電動機，若轉(zhuǎn)子電阻增加；漏電抗增大；電源電壓不變，但頻率由變?yōu)?；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. 三相感應電動機運行時，若負載轉(zhuǎn)矩不變而電源電壓下降，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；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的等效電阻。6. 感應電動機運行時，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，轉(zhuǎn)子電流的頻率為，定子磁動勢以速度切割定子，以（）速度即速度切割轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子磁動勢也以速度切割定子，以速度切割轉(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。為了導出等效電路，用一個與定子繞組的相相數(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，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，很小，電動機的等效阻抗很小，所以起動電流很大。由于，當、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，使感應電動勢減小，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，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，則最大轉(zhuǎn)矩下降到原來的，起動轉(zhuǎn)矩也下降到原來的。磁通下降到原來的，不考慮飽和的影響時，空載電流下降到原來的。在負載轉(zhuǎn)矩不變的情況下，上升，定子電流相應上升，電動機的轉(zhuǎn)速有所降低，增大，不變。10. 漏抗大小對感應電動機的起動電流、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。 五、計算（每題5分）1. 一臺三相感應電動機，額定功率，額定電壓，型接法，額定轉(zhuǎn)速，定、轉(zhuǎn)子的參數(shù)如下： ； 。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。解：轉(zhuǎn)差率 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、八極的三相感應電動機，額定轉(zhuǎn)差率sN=0.043，問該機的同步轉(zhuǎn)速是多少？當該機運行在時，轉(zhuǎn)差率是多少？當該機運行在時，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，轉(zhuǎn)差率 3. 有一臺三相四極感應電動機，接法，機械損耗與附加損耗之和為。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： 全機械功率 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. 一臺三相感應電動機，額定電壓，定子接法，頻率為。額定負載運行時，定子銅耗為，鐵耗為，機械損耗，附加損耗，已知，試計算轉(zhuǎn)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 全機械功率 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. 一臺三相四極感應電動機，定子接法。已知額定運行時，輸出轉(zhuǎn)矩為電磁轉(zhuǎn)矩的，。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. 已知三相鋁線感應電動機的數(shù)據(jù)為，定子接法，定子鋁耗（），轉(zhuǎn)子鋁耗()，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 全機械功率為 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 7. 一臺三相四極繞線式感應電動機，轉(zhuǎn)子每相電阻。額定運行時，轉(zhuǎn)子相電流為，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，求轉(zhuǎn)子每相應串入的電阻值，此時定子電流、電磁功率、輸入功率是否變化？解 當時 因 所以 從感應電機的型等效電路可知，由于，電路中的、以及均未變化。當、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。8. 一臺三相異步電動機，額定電壓為，Y聯(lián)接，頻率為，額定功率為，額定轉(zhuǎn)速為，額定負載時的功率因數(shù)為，定子銅損耗及鐵損耗共為，機械損耗為，忽略附加損耗，計算額定負載時的： 轉(zhuǎn)差率； 轉(zhuǎn)子銅損耗； 效率； 定子電流； 轉(zhuǎn)子電流的頻率。解 9. 一臺四極籠式感應電動機，定子三角形接法，定子額定電流，頻率，定子銅耗，轉(zhuǎn)子銅耗，鐵耗，機械損耗，附加損耗，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時，起動時由于磁路飽和集膚效應的影響，。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10. 一臺異步電動機，額定電壓伏，定子三角形接法，頻率，額定功率，額定轉(zhuǎn)速，額定負載時，定子銅耗，鐵耗，機械損耗，附加損耗，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）16. 一臺三相、六極、50赫的繞線式異步電動機，在額定負載時的轉(zhuǎn)速為980轉(zhuǎn)/分，折算為定子頻率的轉(zhuǎn)子每相感應電勢E2=110伏。問此時的轉(zhuǎn)子電勢E2和它的頻率f2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)子繞組每相感應電勢為10.2伏，轉(zhuǎn)子相電流為20安，轉(zhuǎn)子每相電阻為0.1歐，忽略集膚效應的影響，試求額定運行時的轉(zhuǎn)子電流I2和轉(zhuǎn)子銅耗PCU2為何值？解：同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分額定轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子相電勢伏轉(zhuǎn)子頻率赫低壓不轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子每相漏阻抗歐歐歐由于不轉(zhuǎn)，赫，電流在額定值左右并忽略集膚效應的影響，所以和可作為電機正常運行時轉(zhuǎn)子電阻值和折算到50赫的轉(zhuǎn)子漏抗值轉(zhuǎn)子相電流安轉(zhuǎn)子銅耗瓦17. 17. 一臺JQ2526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/m，額定負載時，定子銅耗474W，鐵耗231W，機械損耗45w，附加損耗37.5w. 試計算額定負載時的：（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）n1（2）（3） w（4）（5）