电机学答案第章.docx

1、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?0 s 1为电动机状态， s 1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 n1 60 f1 / 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

2、？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

3、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。1500.03210005018006035600-50031000-0.24501F&相对于转子的转速 门2 n F&相对于定子的转速 n15. 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 f2 st，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 sni n n

4、厂比 n m，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R 2的模拟电阻，而定子方各物理量不变。s 2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

5、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 UE E &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 E1U 1 E1 4.44 f1 N1kN1 m U 11为常数Tem不变转矩 Tem CM mI 2 COs 2 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

6、二n s )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cos5. 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x X2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cos 1 ; (5)输入功率R;T2基本不变P1基本不

7、变。(6)输岀功率P2 ；p2 (. R2PCu2增大)(7)效率 ;(4)损耗减小1 1 1 2 - 11基本不变。(8)起动转矩Tst ;(9)最大电磁转矩TmaxTmax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 Tst Cm mJCOS 2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

8、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。f2 sf1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,s 1，虽然串入R导致12减小，但却使得E1 U1设串电阻前由于R1 R2, X, X2 m较大，接近正常运行时的主磁通，转子回路功率因数般情

9、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/

10、min，问该电机的极数是多少？额定转差率是多少？nN 970 %in rn 1000 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，Xm 202 。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 , I2 2PFe 3ImRm 3 14.78 2.75 1802(W) Pmec 1100(W) Pad 忽略。较准确P型电路5.33某三相异步电动机,Pn 10kW

11、 ,Un 380V （线电压），In 19.8A ,4极，丫联接，尺 0.5型咤0.04n11000(2)f2SH0.0450 2HZ(3)PmecP2P mecPad =7500+45+37 . 5=7582 .5W(4)P巳1|2Re PnecEd=474+316+213+45+37 . 5=1103.5W(5)P11COS 1爲 380110.8245.36 一台4极中型异步电动机，Pn 200kW ,Un 380V，定子联接，定子额定电流In 385A，频率50Hz，定子铜耗PCu2 5.12kW，转子铜耗PCu2 2.85kW，铁耗pFe 3.8kW，机械损耗Pmec 0.98kW，

12、附加损耗 Pad 3kW , R1 0.0345 , Xm 5.9 。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) Pmec P2Pmec Pad =200+0.98+3=203.98kw(1)(2)S=0.02时的电磁转矩。推倒如下：Tn21(即TTmaxSnS 1 (即 lemSm kmSmSnSm22kmSN Sm2N0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)1 1，电动势及电流的变比接。其参数为 R1 R2 0.012 , X1 X2 0.06ke ki 1.2。现要求把起动电

13、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 0194 0.1347 keki 1.2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， f1 50Hz，转子每相电阻 R2 0.015相电流为200A，转速Hn 1475r/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？Pm P FCu1 PFe电压不变二PFe不变，巳不变(Uj11R1 jX1 不变，二 Pcu1 不变，二P1不变。5. 43 一台三相6极笼型异步电机， Pn 3kW , Un 380V，定子绕组Y接法，尺 2.08Tem f s 曲线。X1 3.12 ， R2 1.525 ， X2 4.25 ， Rm 4.12 ， Xm 62 。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