电机学答案第章.docx
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电机学答案第章
5.1什么叫转差率？
如何根据转差率来判断异步机的运行状态?
0s1为电动机状态，s1为电磁制动状态。
电磁转矩和转子转向之间的关系是否一样？
怎样区分
5.2异步电机作发电机运行和作电磁制动运行时，这两种运行状态？
f1，旋转
发电机运行和电磁制动运行时，电磁转矩方向都与转向相反，是制动转矩；但发电机的转向与旋转磁场转向相同，转子转速大于同步速，电磁制动运行时，转子转向与旋转磁场转向相反。
5.3有一绕线转子感应电动机，定子绕组短路，在转子绕组中通入三相交流电流，其频率为
磁场相对于转子以n160f1/P（p为定、转子绕组极对数）沿顺时针方向旋转，问此时转子
转向如何？
转差率如何计算？
假如定子是可转动的，那么定子应为顺时针旋转（与旋转磁场方向相同）但因定子固定不动不能旋转,
口n_
所以转子为逆时针旋转。
S—（n为转子转速）
5.4为什么三相异步电动机励磁电流的标幺值比变压器的大得多？
在额定电压时异步机空在电流标么值为30%左右，而变压器的空载电流标么值为50%左右。
这是因为
异步机在定子和转子之间必须有空隙，使转子能在定子内圆内自动转动，这样异步机的磁路磁阻就较大，而变压器磁路中没有气隙，磁阻小，因此，相对变压器而言，异步电动机所需励磁磁动势大，励磁电流大。
n1。
5.5三相异步电机的极对数P、同步转速ni、转子转速n、定子频率fi、转子频率f2、转差率s及转
子磁动势F2相对于转子的转速n2之间的相互关系如何？
试填写下表中的空格。
1
50
0.03
2
1000
50
1800
60
3
5
600
-500
3
1000
-0.2
4
50
1
F&相对于转子的转速门2nF&相对于定子的转速n1
5.6试证明转子磁动势相对于定子的转速为同步速度
F2相对于转子的转速n，转差
转子磁势是由转子三相（或多相）对称绕组感应的三相（或多相）对称电流产生的一个旋转磁势,
这个磁势相对转子的转速由转子电流的频率决定，当转子的转速为
率为S时，转子电流的频率f2st，则这个磁动势相对转子的转速为srn，它相对定子的转向永远
n,n
相同，相对定子的转速为snin—n厂比nm，即永远为同步速。
5.7试说明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?
绕组来替代原来的转子绕组，保持极对数不变。
频率折算：
用一个等效的静止转子来代替原来的旋转的转子，在该静止转子回路中串入一个
』R2的模拟电阻，而定子方各物理量不变。
s2
折算的条件：
保持转子磁动势不变，及转子上有功，无功率不变。
5.8异步电动机定子绕组与转子绕组没有直接联系，为什么负载增加时，定子电流和输入功率会自动增
力廿，试说明其物理过程。
从空载到满载，电机主磁通有无变化？
电磁势平衡方程式：
知&&&L当负载时，定子电流只有一个分量&，用以产生磁时来抵消转子磁
势的作用，.••虽然定转子无直接电联系，定子电流会自动增加的原因。
从空载到满载，由电势平衡方程式UEE&乙•UE基本不变，&，iz略有•••E略有下降,
代替？
等效电路T形等效电路
形准确P形等效电路（为复数）
换准确P形等效电路、为实数）简化形等效电路（=1）
Pmec，它是有功功率，不能用电容或电感代替。
消耗在F&上的电功率就是电动机所产生的机械功率
5.10异步电动机带额定负载运行时，若电源电压下降过多,
I1易烧毁电机。
二E1
U1E14.44f1N1kN1m—U1
1为常数Tem不变
转矩TemCMmI2COs2不变，m
包括起动电流、起动转矩、最大转矩、功率因数等有何影
1成正比
不变二ns）
5.11漏电抗大小对异步电动机的运行性能,响？
为什么？
•••漏电抗与lst,Tst,Tmax成反比，与cos
5.12某绕线转子异步电动机，如果
（1）转子电阻增加一倍；
（2）转子漏电抗增加一倍；（3）定子电压的大小不变，而频率由50Hz变为60Hz，各对最大转矩和起动转矩有何影响？
（2）转子电流
fi由50Hz变为60Hz，相当于xX2增加，且分母增大了•••Tst,Tmax减小
5.13一台笼型异步电动机，原来转子是插铜条的，后因损坏改为铸铝的，在输岀同样转矩的情况下,下列物理量将如何变化？
（1）
转速n；
定子功率因数
cos1;
（5）输入功率
R;
T2基本不变•••
P1基本不变。
（6）输岀功率
P2；
p2（•.•R2
PCu2增大）
（7）效率;
（4）
•「损耗减小
1112•-11基本不变。
（8）起动转矩Tst;
（9）最大电磁转矩Tmax
Tmax不变
5.14绕线式三相异步电动机转子回路串人适当的电阻可以增大起动转矩,串入适当的电抗时，是否也有相似的效果？
下降.••总起来起动转矩TstCmmJCOS2仍然不能增大。
5.15普通笼型异步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不大？
但深槽式或双笼电动机在额定电压下起动时，起动电流较小而起动转矩较大，为什么？
1st大的原因是：
在刚启动时，转子处于静止状态，旋转磁场以较大的转速切割转子导环，在转子中产
生较大的电势，因而产生较大的电流，由磁势平衡关系，定子中也将流过较大的电流。
很低，•••Tst仍然不大。
f2sf1很小，没有集肤效应，转子电流流过的导体截面积增大，电阻减小，相当于起动时转
子回路所串电阻去掉，减小了转子铜损耗，提高了电机的效率。
5.16绕线转子异步电动机在转子回路中串人电阻起动时，为什么既能降低起动电流又能增大起动转矩?
起动转矩越大？
为什么?
绕线式转子串入电阻R后，转子电流减小，定子电流也减小，但起动转矩增大，这是因为：
在起动时,
s1，虽然串入R导致12减小，但却使得E1U1设串电阻前由于R1R2,X,X2•••
②m较大，接近正常运行时的主磁通，转子回路功率因数
般情况下，串入电阻后，12和11将变小，m基本不变，严格地讲，随11变小，m会大一点（•••
并不是串电阻越大，起动转矩越大。
5.17两台同样的笼型异步电动机共轴连接，拖动一个负载。
如果起动时将它们的定子绕组串联以后接
至电网上，起动完毕后再改接为并联。
试问这样的起动方法，对起动电流和转矩的影响怎样?
5.28已知一台型号为JO2-82-4的三相异步电动机的额定功率为55kW，额定电压为380V，额定功率
因数为0.89，额定效率为91.5%，试求该电动机的额定电流
3极数为6极。
联接，在定子上加额定电压。
当转子开路时，其
5.29已知某异步电动机的额定频率为50Hz，额定转速为970r/min，问该电机的极数是多少？
额定转差
率是多少？
•••nN970%inrn1000隘n1需p籍
5.30一台50Hz三相绕线式异步电动机，定子绕组丫
（1）
转子电流的频率;
（2）
转子电流的大小;
（3）
（4）
电机总机械功率。
（5）
略不计，Xm202。
试求:
（1）极数;
同步转速；
额定负载时的转差率和转子频率;
种等效电路计算额定负载时的定子电流、功率因数和效率，并对计算结果进行分析比较。
T型等效电路：
功率，要计算I2,I
22
PFe3ImRm314.782.751802（W）Pmec1100（W）Pad忽略。
较准确P型电路
5.33某三相异步电动机,
Pn10kW,Un380V（线电压），In19.8A,4极，丫联接，尺0.5
型咤0.04
n1
1000
（2）
f2
SH
0.04
502HZ
（3）
Pmec
P2
Pmec
Pad=7500+45+37.5=7582.5W
（4）
P
巳1|
2
RePnec
Ed=474+316+213+45+37.5=1103.5W
（5）
P
@11
COS1
爲38011
0.824
5.36一台4极中型异步电动机，Pn200kW,Un380V，定子△联接，定子额定电流In385A，
频率50Hz，定子铜耗PCu25.12kW，转子铜耗PCu22.85kW，铁耗pFe3.8kW，机
械损耗
Pmec0.98kW，附加损耗Pad3kW,R10.0345,Xm5.9。
正常运行时
S=0.01378
（1）额定负载下的转速、电磁转矩和效率；
（2）最大转矩倍数（即过载能力）和起动转矩倍数。
解：
（1）PmecP2
PmecPad=200+0.98+3=203.98kw
（1）
（2）
S=0.02
时的电磁转矩。
推倒如下：
Tn
2
1
（即T
Tmax
Sn
S1（即lem
Smkm
Sm
Sn
Sm2
2kmSNSm
2
N
0求一元二次方程即可
（1）产生最大电磁转矩时的转差率;
Tn时）
（2）
11，电动势及电流的变比
接。
其参数为R1R20.012,X1X20.06
keki1.2。
现要求把起动电流限制为3倍额定电流，试计算应在转子回路每相中接入多大
的起动电阻？
这时的起动转矩为多少?
解：
起动时阻抗：
•••每相接入的起动电阻为：
R电01940.1347]
keki1.2
与5.31一样
额定运行时转子
5.42一台三相4极绕线式异步电动机，f150Hz，转子每相电阻R20.015
相电流为200A，转速Hn1475r/min，试求:
（1）额定电磁转矩；
（2）在转子回路串入电阻将转速降至1120r/min，求所串入的电阻值（保持额定电磁转矩不变）；
（3）
转子串入电阻前后达到稳定时定子电流、输入功率是否变化，为什么？
PmPFCu1PFe电压不变二PFe不变，巳不变（Uj
11
R1jX1不变，二Pcu1不变，二P1不变。
5.43一台三相6极笼型异步电机，Pn3kW,Un380V，定子绕组Y接法，尺2.08
Temfs曲线。
X13.12，R21.525，X24.25，Rm4.12，Xm62。
当转差率s
从1变化到0时，假设电机参数不变，试计算电磁转矩的大小并画出
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