第四章三相异步电动机试题及答案.docx

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第四章三相异步电动机试题及答案

第四章三相异步电动机

一、填空（每空1分）

1.如果感应电机运行时转差率为s，则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的比例是

Pe:

P/Pcu2=。

答1:

（1—s）:

2.★当三相感应电动机定子绕组接于50Hz的电源上作电动机运行时，定子电流的频率

为，定子绕组感应电势的频率为，如转差率为s，此时转子绕组感

应电势的频率，转子电流的频率为。

答50Hz，50Hz，50sHz，50sHz

3.三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时Sm=,转子总电阻值约为

答1，X1；「X2匚

4.★感应电动机起动时，转差率S二，此时转子电流丨2的值，

cos2,主磁通比，正常运行时要，因此起动转矩。

答1，很大，很小，小一些，不大

5.★一台三相八极感应电动机的电网频率50Hz，空载运行时转速为735转/分，此时转差

率为，转子电势的频率为。

当转差率为0.04时，转子的转速为，

转子的电势频率为。

答0.02,1Hz，720r/min，2Hz

6.三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括，，，

和，电动机空载输入功率P0与这些损耗相平衡。

答定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗

7.三相感应电机转速为n，定子旋转磁场的转速为m，当n:

：

厲时为运行状

态；当n•m时为运行状态；当n与n1反向时为运行状态。

答电动机，发电机，电磁制动

8.增加绕线式异步电动机起动转矩方法有，。

答转子串适当的电阻，转子串频敏变阻器

9.★从异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应比异步电机的空气隙

要，其原因是。

答大，同步电机为双边励磁

10.★一台频率为f=60Hz1的三相感应电动机，用在频率为50Hz的电源上（电压不变），

电动机的最大转矩为原来的，起动转矩变为原来的。

选择（每题1分）

绕线式三相感应电动机，转子串电阻起动时（

A起动转矩增大，起动电流增大；

C起动转矩增大，起动电流不变；答B

一台50Hz三相感应电动机的转速为

（

答

）。

4极,1500r/min；8极,750r/min;

）。

起动转矩增大，起动电流减小;起动转矩减小，起动电流增大。

n=720r/min，该电机的级数和同步转速为

6极，1000r/min；

10极，600r/min。

B下降10%；

★笼型三相感应电动机的额定状态转速下降相对于定子的转速（

A上升10%;

10%，该电机转子电流产生的旋转磁动势

C上升1/（110%）；

D不变。

4.国产额定转速为1450r/min的三相感应电动机为（

）极电机。

A2;B4;C6;D8。

答B

5.★一台三相感应电动机拖动额定恒转矩负载运行时若电源电压下降磁转矩（

-Tn；

BT二0.81Tn；

=0.9Tn;

DTTn。

答

★三相异步电动机气隙增大，其他条件不变，则空载电流（

A增大；B

C不变;D

答A

减小；不能确定。

三相感应电动机等效电路中的附加电阻

10%此时电机的电

（^L^）R2上所消耗的电功率应等于（）：

输出功率P2；

输入功率P；

电磁功率Fem；

总机械功率P］。

士亜阜

答

与普通三相感应电动机相比，深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，性能差一些,

C由于X2的增加，使cos笃下降；D由于R2减少，使输出功率减少。

答C

st减少，

Tst增加,

Tmax不变,

Sm增加;

st增加，

Tst增加,

Tmax不变,

Sm增加;

st减少，

Tst增加,

Tmax增大，

Sm增加;

st增加,

Tst减少,

Tmax不变,

Sm增加。

答

10.★三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调速，运行时在不同转速上时，其转子回路电流的大小（）。

A与转差率反比；C与转差率无关；

B与转差率正比；D与转差率成某种函数关系。

答C

三、判断（每题1分）

1.三相感应电动机转子为任意转数时，定、转子合成基波磁势转速不变。

（

答对

2.★三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动转

矩就越大。

（

答错

3.当三相感应电动机转子绕组短接并堵转时，轴上的输出功率为零，则定子边输入功率亦

为零。

（

答错

4.三相感应电动机的功率因数cosi总是滞后的。

（

答对

5.★感应电动机运行时，总要从电源吸收一个滞后的无功电流。

（

答对

6.★只要电源电压不变，感应电动机的定子铁耗和转子铁耗基本不变。

（

答错

7.感应电动机的负载转矩在任何时候都绝不可能大于额定转矩。

（

答错

8.绕线型感应电动机转子串电阻可以增大起动转矩；笼型感应电动机定子串电阻亦可以增

大起动转矩。

（

答错

10.★三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动电

流就越小。

（）

答对

四、简答（每题3分）

1_s'

1.感应电动机等效电路中的（）R2代表什么含义？

能否用电抗或电容代替？

为什

么？

1—s、

答—sR2代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻，消耗在此电阻中的功率

mJ；上^R22将代表实际电机中所产生的全（总）机械功率；不能；因为电抗、电容

消耗无功功率，而电机转子所产生的全（总）机械功率为有功功率。

2.★感应电机转速变化时，转子磁势相对定子的转速是否改变？

相对转子的转速是否改变？

答转子磁势相对定子转速不变，相对转子转速改变。

3.★绕线型感应电动机，若⑴转子电阻增加；⑵漏电抗增大；⑶电源电压不变，但频率由50Hz变为60Hz；试问这三种情况下最大转矩，起动转矩，起动电流会有什么变化？

答

（1）最大转矩不变，起动转矩上升，起动电流下降；

（2）最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流下降；

（3）最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流下降。

4.★三相感应电动机运行时，若负载转矩不变而电源电压下降10%，对电机的同步转速

m，转子转速n，主磁通门m，功率因数cos1，电磁转矩Tem有何影响？

答同步转速不变；转子转速下降；主磁通下降；功率因数下降；电磁转矩不变。

''1—s'

5.说明三相异步电动机等效电路中，参数R1,X1,R^,Xm,R2,X2以及——R,各代表什

么意义？

答定子绕组电阻；定子绕组漏抗，表征定子绕组漏磁效应；激磁电阻，表征铁心损耗；激磁电抗，表征铁心磁化性能；归算到定子侧的转子绕组电阻；归算到定子侧的转子绕组漏抗；代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻。

6.感应电动机运行时，定子电流的频率是多少？

由定子电流产生的旋转磁动势以什么速度切割定子和转子？

由转子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定子和转子？

两

个基波磁动势的相对运动速度多大？

答定子电流的频率为f1，转子电流的频率为f2二sf（，定子磁动势以m速度切割定

子，以（门1-n）速度即sq速度切割转子；转子磁动势也以n1速度切割定子，以sq速度切割转子。

定、转子基波磁动势同步旋转，相对静止。

7.说明三相感应电动机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？

答转子绕组折算就是用新绕组替换原绕组。

为了导出等效电路，用一个与定子绕组的

相相数、匝数和绕组因数相同的等效绕组替换实际转子绕组，折算前后转子绕组的磁动

势和各种功率及损耗不变，因而从定子边看转子，一切未变。

频率折算即用静止的

转子替换旋转的转子，折算条件也是磁动势和各种功率及损耗不变。

为此，只要将转子

电阻R2换成R2.s。

8.★普通笼型感应电动机在额定电压下起动时，为什么起动电流很大，而起动转矩并不

大？

答起动时n=0，s=1,旋转磁场以同步速度切割转子，在短路的转子绕组中感应很大的电动势和电流，引起与它平衡的定子电流的负载分量急剧增加，以致定子电流很大；起动时s=1，R2s很小，电动机的等效阻抗很小，所以起动电流很大。

由于

Tem=C<-?

mI2cos2，当s=1、f2=仏时，使转子功率因数角1=arctan—-接R2

近90，cos2很小，l2COS「2并不大；另外，因起动电流很大，定子绕组漏抗压降大，使感应电动势巳减小，与之成正比的：

.：

」m也减小。

起动时，"m减小，l2COS「2并不

大，使得起动转矩并不大。

9.感应电动机带负载运行，若电源电压下降过多，会产生什么严重后果？

如果电源电压下

降20%，对最大转矩、起动转矩、转子电流、气隙磁通、转差率有何影响（设负载转矩不变）？

答最大转矩和起动转矩与电压平方成正比。

如果电源电压下降过多，当起动转矩下降到小于负载转矩时，电动机不能起动。

当最大转矩下降到小于负载转矩时，原来运行的电动机将停转。

电源电压下降20%，则最大转矩下降到原来的64%，起动转矩也下降到原来的

64%。

磁通下降到原来的20%，不考虑饱和的影响时，空载电流下降到原来的20%。

在负载转矩不变的情况下，12cos2上升25%，定子电流相应上升，电动机的转速有

所降低，s增大，sm不变。

10.★漏抗大小对感应电动机的起动电流、起动转矩、最大转矩、功率因数等有何影响？

答当电源电压和频率一定时，最大转矩近似与漏抗X^x2；一成反比，漏抗越大，

起动电流、起动转矩越小，功率因数越低。

五、计算（每题5分）

1.一台三相感应电动机，额定功率Pn=4kW，额定电压Un=380V,二型接法，额定

转速nN=1442r/min，定、转子的参数如下：

R=4.47"R2=3.18"Rm=11.9「；

Xy=6.7门X2；：

=9.85"Xm=67」。

试求在额定转速时的电磁转矩、最大转矩、起动电流和起动转矩。

380

A=20.84A

4.473.18）2（6.79.85）2

同步转速n1

60f160旦r/miw750/min

额定转速nN=（1-sN）0.043）750r/min=717r/min

当n=700r/min时，转差率s=门1一n=7507°0二q.q§7

6750

当n=800r/min时，转差率s-^^r75080^-0.067

n1750

当电动机起动时，n=0,转差率一n=750=i

n750

3.★有一台三相四极感应电动机，50Hz,Un=380V,Y接法，cos0.83,

R二0.351，R2=0.341，sN=0.04，机械损耗与附加损耗之和为288W。

设

11N-I2

n=20.5A，求此电动机额定运行时的输出功率、电磁功率、电磁转矩和负载转矩。

解：

21_s•:

>1—004

全机械功率R—mhl2NR2=320.50.34W=1028/8

一s0.04

输出功率

P2=P「-（P「Pad）=（10288-288）W=1000（W

电磁功率

PemP10288W=1O716W

1-s1-0.04

同步转速

60f160汉50/.“cc/-

n11r/min=1500r/min

额定转速

nN=（1_s）R|=（1_0.04）1500r/min=1440r/min

电磁转矩

PemPem10716汇60K|K|

Tem=工二Nm=68.26Nm

Jn123.161500

2兀

或

〒P°10288Klcccd

TemNm二68.26Nm

em门c1440

2兀x

负载转矩

=旦=10000nm=66.35Nm

2「2-1440

4.★一台三相感应电动机，Pn-7.5W，额定电压Un=3807，定子丄接法，频率为

50Hz。

额定负载运行时，定子铜耗为474W，铁耗为231W，机械损耗45W，附加损耗

37.5W，已知nN=960r/min，cos\^0.824，试计算转子电流频率、转子铜耗、定

子电流和电机效率。

解转差率

□-n1000-960s10.04

n-i1000

转子电流频率

f2=sf1=0.0450Hz=2Hz

全机械功率

二P2（P「Pad）二（750045037.5）W二7583W

电磁功率

P7583W二7898W

1-s1-0.04

转子铜耗

Pcu2=sRm=0.047898W=316W

定子输入功率

P^PempCu1-pFe二（7898474231）W二8603W

定子线电流

P18603.4““

11A=15.86A

v'3UNCOS%丁3汉380汉0.824

电动机效率=巴二7500二87.17%

Pi8603

5.★一台三相四极50Hz感应电动机，PN=75kW,nN=1450r/min,UN=380V,

In=160A，定子Y接法。

已知额定运行时，输出转矩为电磁转矩的90%,pg=Pcu2,

pFe=2.1kW。

试计算额定运行时的电磁功率、输入功率和功率因数。

1500_1450

解转差率s二一1450=0.0333

1500

输出转矩

P2Pn751060

T22-Nm=494.2Nm

二二-2二1450

电磁功率

T249422兀疋1500

Pem二TemJ二二」二4^2^kW"6.21kW

0.90.960

转子铜耗

PCu2二sFem=0.033386210W二2870W

定子铜耗

Pcu1二Pcu2二2870W

输入功率

R=（PCu1PFe）FL=（2870210086210）W-91180W

功率因数

eP91180cc"

cos^=厂=厂=0.867

3UnIn3380160

6.已知三相铝线感应电动机的数据为Pn=10kW,Un=380V,定子厶接法，

In=11.6.3A,50Hz，定子铝耗（75）=557W，转子铝耗（75）p*=314W,铁耗pFe=276W，机械损耗pj.=77W，附加损耗Pad=200W。

试计算此电动机的额定转速、负载制动转矩、空载的制动转矩和电磁转矩。

解同步转速为n1=60f=60_50r/min150rOmin

全机械功率为=P2Pad=（100.0770.2）kW=10.28kW

额定负载试的转差率sN二业二0314=0.02965

Pem10.59

R2=0.015■■。

额定运行时,

额定转速nN=（1「sN）ni=（1「0.02956）1500r/min=1456r/min

负载制动转矩

T2二豆二1010Nm=65.61Nm112二1456

空载制动转矩

T0=呛+Pad=77+200n.m=1817Nm

0门c1456

2兀x

电磁转矩

Tem=T2T0=（65.61.817）Nm=67.42Nm

★一台三相四极50Hz绕线式感应电动机，转子每相电阻

转子相电流为200A，nN-1475r/min，计算额定电磁转矩。

若保持额定负载转矩不变，

在转子回路串电阻，使转速降低到1200r/min，求转子每相应串入的电阻值，此时定子电

流、电磁功率、输入功率是否变化？

'sL（02\

所以Rt=一_1R2=—:

——11*0.01^=0.1650

宀丿<0.0167丿

从感应电机的T型等效电路可知，由于R2=R2■R，电路中的乙、Z2以及Zm均

SNS

未变化。

当U1、f1不变时，则定子电流、定子功率因数、定子电动势、气隙磁通、电磁功率、定子输入功率均未变化。

转子电流、转子功率因数也未变化。

接入电阻后，转子铜耗

Pcu2二sFem=0.2107.78kW二21.56kW

所以，接入电阻后，转子总的铜耗增加，输出功率减小，电机效率降低。

8.★★一台三相异步电动机，额定电压为380V，Y联接，频率为50Hz，额定功率为28kW，额定转速为950r/min，额定负载时的功率因数为0.88，定子铜损耗及铁损耗共为2.2kW，机械损耗为1.1kW，忽略附加损耗，计算额定负载时的：

⑴转差率；⑵转子铜损耗；⑶效率；（4）定子电流；（5）转子电流的频率。

解⑴小二60^=1000r/min;sN二山一"N.0.05

⑵R严P2p「.严29.1kW

巳P30.63」Pcu2二弘巳"53门

1-sn

P=巳+Pcu1+pFe=32.83kW

⑶P,

人=二汉100%=85.3%

⑷h=厂P丄=56.67A

J3UQOS0N

⑸f2二s£=2.5Hz

9.★★一台四极笼式感应电动机，Pn=200kW,Sn=380V，定子三角形接法，定

子额定电流I1N=234A，频率50Hz，定子铜耗5.12kW，转子铜耗2.85kW，铁耗3.8kW,

机械损耗0.98kW，附加损耗3kW,R=0.0345",Xm=5.9」，产生最大转矩时

X^=0.202“，R2=0.022，X=0.195门，起动时由于磁路饱和集肤效应的影响,

X^-0.13751，R2=0.0715」，X^-0.11^。

试求：

（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）电磁功率

Pem=Pn■Pcu2'P[i'Pad

=2002.850.983二206.83kW

m=6050=1500r/min

所以

nN=ni（1-s）=1479r/min

P=Pem+pCu1+pFe=206.83+5.12+3.8=215.75kW

P200

2100%100%=92.7%

215.75

（2）

Tmax

=1—4

3033.6Nm

4二f£[R1iR；（X^二梯2日2

所以

Tmax3033.6

km2.36

Tn1291.3

m1pU1R2

Tst：

12-2633.4Nm

2二fdR•,（尺飞岛）2（X1—_X2»2

所以

Tst2633.4cc,

kstst2.04

Tn1291.3

10.★一台JQ2-52-6异步电动机，额定电压380伏，定子三角形接法，频率50Hz，额

定功率7.5kW，额定转速960r/min，额定负载时cos：

】=0.824，定子铜耗474W，铁

耗231W，机械损耗45W，附加损耗37.5W，试计算额定负载时，

（1）转差率；⑵转子电

流的频率；

（3）转子铜耗；

（4）效率；（5）定子电流。

解：

（1）

60f160^50彳ccc/-

n11000r/min

n1-n1000-960

s10.04

n11000

（2）

=st=0.0450=2Hz

（3）

=P2R」pacJ=750037.545=7582.5W

Pcu2Pii-315.94W

1-s

（4）

R=P「Pcu2Pcu1-PFe

=7582.5315.94474231=8603.44W

=Pl100%7500100%=87.17%

P8603.44

（5）

P18603.44

h=厂=l=15.86A

3U1cos\33800.824

16.一台三相、六极、50赫的绕线式异步电动机，在额定负载时的转速为980转/分，折算

为定子频率的转子每相感应电势E’2=110伏。

问此时的转子电势E2和它的频率f2为何

值？

若转子不动，定子绕组上施加某一低电压使电流在额定值左右，测得转子绕组每相

感应电势为10.2伏，转子相电流为20安，转子每相电阻为0.1欧，忽略集肤效应的影

响，试求额定运行时的转子电流12和转子铜耗PCU2为何值?

解：

同步转速

额定转差率

1000-980

0.02

1000

「2=0.1欧

X2；「=养2]—r22―0.512-0.12=0.5欧

转子铜耗

Pcu2=3l22r2=321.920.1=144瓦

17.

17.一台JQ2—52-6异步电动机，额定电压380伏，定子三角形接法，频率50Hz,额定功

率7.5kw，额定转速960r/m，额定负载时COS3=0.824，定子铜耗474W，铁耗231W，

机械损耗45w，附加损耗37.5w.试计算额定负载时的:

转差率；

转子电流的频率；

转子铜耗；效率；

定子电流。

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

解：

（1）

60f160亠1000r/m

（2）

1000一960=0.04

1000

f2=Sfr=0.0450=2Hz

（3）

Pmec=P2PmPad=750037.545=7582.5w

Pcu2Pmec=315.94W

1-S

Pi=PmecPcu2'Pcu1'PFe

=7582.5315.94474231=8603.44w

上100%7500100%=87.17%

8603.44

1115.86A

V^uCos^73x380x0.824

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