《电机学》复习资料 试题(5)

18、当s在_______范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为_______；在_______范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为_______。（0～１；驱动转矩；－∞～０；制动转矩）

19、三相异步电动机根据转子结构不同可分为___ ____和__ _____两类。（笼型异步电动机和绕线型异步电动机）

20、一台6极三相异步电动机接于50HZ的三相对称电源；其s=0.05，则此时转子转速为_______r/min，定子旋转磁势相对于转子的转速为_______r/min。（950；50）

21、三相异步电动机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。（主磁通；转子电流的有功分量 ）

22、三相异步电动机电源电压一定，当负载转矩增加，则转速_______，定子电流_______。（减小； 增加）

23、三相异步电动机等效电路中的附加电阻是模拟_______的等值电阻。（总机械功率）

24、三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率s一般在_______范围内。 （0.01～0.06）

25、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

相平衡。

答 定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗 30、三相感应电机转速为n，定子旋转磁场的转速为

n1，当n?n1时为 运行状态；当n?n1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

二、判断下列说法是否正确：

1．异步电动机与直流电动机相比，前者具有较大的启动转距。3

2、异步电动机nN=1470rpm，则其转差率S为0.01。3

3、两相对称绕组，通入两相对称交流电流，其合成磁通势为旋转磁通势。（ ） (T)

4、改变电流相序，可以改变三相旋转磁通势的转向。（ ） (T)

5、不管异步电机转子是旋转还是静止，定、转子磁通势都是相对静止的（ ）。（T）

6、三相异步电动机转子不动时，经由空气隙传递到转子侧的电磁功率全部转化为转子铜损耗（ ）。 （T）

7、通常三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数不相等，而三相绕线转子异步电动机的定、转子相数则相等。（ ） （T）

8、三相异步电机当转子不动时，转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同（ ）。（T）

9、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

10、三相感应电动机的功率因数cos?1总是滞后的 。 （ ）答 对

11、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

12、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

13、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

14、在机械和工艺容许的条件下，感应电机的气隙越小越好。 （ ）答 对

15、定、转子磁动势相对静止是一切电机能正常运行的必要条件。 （ ）答 对

16、感应电动机空载运行时的功率因数很高。 （ ）答 错

Pe:P?:pCu2= 。答 1:(1?s):s

26、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

27、 感应电动机起动时，转差率s? ，此时转

子电流I2的值 ，cos?2 ,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

28、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

29、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

《电机学》复习资料 第21页

三、选择题

1、异步电动机空载电流比同容量变压器大的原因是 （C）

A、 异步电动机的输出机械功率大 B、 异步电动机的电磁功率大 C、 异步电动机有气隙

2、三相异步电动机空载时气隙磁通的大小取决于（A）

A、电源电压 B、 电机铁心材质 C、 气隙大小

A 2； B 4； C 6； D 8。 答 B

11、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 减小 ； C 不变 ； D 不能确定。 答 A

12、三相感应电动机等效电路中的附加电阻

1?s3、异步电动机等效电阻中附加电阻r2'上消耗的

s功率为 （B）

A、 电磁功率 B、 总机械功率 C、 输入功率

4、电源频率不变而三相异步电动机的转速降低时，转子绕组产生的磁势在空间的转速将：（C） A、 升高；B、 降低；C、 不变

5、如果异步电动机的转差率s>1，则它的运行状态为 （C）

A、 发电机状态；B、 电动机状态；C、 制动状态 6、空间按矩形分布的磁场以n（r/min）转速切割一短距线圈感应的电动势与切割整距线圈时相比，感应电势 （C）

A、 无变化；B、 基波增加，谐波减小；

C、 基波略下降，谐波下降明显；D、 基波与谐波按相同的比例下降。

7、一台三相感应电动机，额定电压为380V，在额定负载运行时，如果电网电压突然下降到320V，此时电动机将 （C）

A、 能继续安全运行；B、 拖不动负载停止运转；C、 过载易于烧坏；D、转速升高。

8、一台50Hz三相感应电动机的转速为n?720r/min，该电机的级数和同步转速为（ ）。

Ａ４极，1500r/min Ｂ６极，1000r/min； Ｃ８极，750r/minＤ１０极，600r/min。 答 C 9、笼型三相感应电动机的额定状态转速下降10%，该电机转子电流产生的旋转磁动势 相对于定子的转速（ ）。

A 上升 10%； B 下降10%；

C 上升 1/(1?10%)； D 不变。 答 D

10、国产额定转速为1450r/min的三相感应电动机为（ ）极电机。

(1?s)?R2 上所消耗的电功率应等于（ ）： sA 输出功率P2； B 输入功率P1 ； C 电磁功率

Pem ； D 总机械功率P。

?答 D

13、国产额定转速为960r/min的感应电动机为（ ）电机。

A 2极； B 4极； C 6极； D 8极。 答 C

14、如果有一台三相感应电动机运行在转差率为s?0.25，此时通过气隙传递的功率有（ ）。 A 25%的转子铜耗； B 75%是转子铜耗； C 75%是输出功率； D 75%是机械损耗。 答 A

四、问答题

1、三相异步电动机空载运行时，电动机的功率因数为什么很低？

答 空载时，I1?I0，而I0?I0a?I0r，其中，

?????I0a为有功分量电流，用来供给空载损耗；I0r为无

功分量电流，用来建立磁场。由于I0a??I0r，所以空载电流基本上是一无功性质的电流，因而电动机的功率因数很低。

2、感应电机等效电路中的

????1?sR'2 所消耗的功率在s各种运行状态下有什么意义？

答：

1?sR'2称为模拟电阻，其消耗的功率等s于总的机械功率。转差率S的大小说明了电机的运行状态。当0〈S〈1时，电机处于电动机状态，

1?s1?sR'2〉0，PMEC=m1R'2〉0，电机轴上输出机ss《电机学》复习资料 第22页

械功率；当S〈0时，电机处于发电状态，

1?sR'2s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

〈0，PMEC〈0，电机从轴上吸收机械功率；当S〉1

1?sR'2〈0，电机从时，电机处于电磁制动状态，s轴上吸收机械功率。

3、感应电动机运行时，定子电流的频率是多少？转子电流的频率是多少？由定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？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速度多大？

答：定子电流的频率为f1，转子电流的频率为f2=Sf1，定子磁动势以n1的速度切割定子，以（n1-n）速度即Sn1速度切割转子；转子磁动势也以n1的速度切割定子，以Sn1速度切割转子。定、转子基波磁动势同步旋转，相对静止。

4、有一台三相异步电动机，怎样根据其结构上的特点判断出它是笼型还是绕线型？

答：（1）笼型和绕线型异步电动机只是在转子上的结构不同，前者转子为鼠笼状，后者转子为三相绕组。（2）绕线型异步电动机转子每相绕组的首端与转轴上的三个滑环对应连接。通常从外观结构上看，具有三个滑环的必为绕线型，否则即为笼型。 5、异步电动机中的空气隙为什么做得很小？

答 异步电动机气隙小的目的是为了减小其励磁电流（空载电流），从而提高电动机功率因数。因异步电动机的励磁电流是由电网供给的，故气隙越小，电网供给的励磁电流就小。而励磁电流有属于感性无功性质，故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因数。

6、说明三相异步电动机等效电路中，参数

''以及R1,X1,Rm,Xm,R2,X2?换成R2?s。 及损耗不变。为此，只要将转子电阻R28、感应电动机定子绕组与转子绕组之间没有直接的

联系，为什么负载增加时，定子电流和输入功率会自动增加，试说明其物理过程。从空载到满载电机主磁通有无变化？

答 负载增加时，电动机转速下降，转差率上升，转子绕组切割磁力线的速度增加，转子的感应电动势、感应电流相应增加，转子磁动势也增加。由磁动势平衡关系，定子磁动势增加，定子电流上升，即从电网吸收的电功率增加。这一过程直到转子电流产生的转矩与负载转矩重新平衡为止。

在U1不变的情况下，I1的增加导致I1Z1增加，使E1减小，主磁通略有减小

五、计算题

1、已知一台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。

2、 已知某异步电动机的额定频率为f=50Hz，额定转

速为nN=970r/min，该电机的极对数是多少，额定转差率是多少？ 3、已知Y100L1-4型异步电动机的某些额定技术数据如下：

2.2KW 380V Y形联结 1420r/min cos?=0.82 ?=81%

试计算：（1）相电流和线电流的额定值及额定

负载时的转矩；（2）额定转差率及额定负载时的转1?s'R2各代表什 s子电流频率。设电源频率为50HZ。

【解】 （1）线电流额定值

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。

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

IN?PN3UN?cos??2.2?1033?380?0.81?0.82

A?5A相电流额定值

IPN?IN?5A 额定转矩

《电机学》复习资料 第23页

50Hz，定子铝耗（75?）pCu1?557W，转子铝耗

(75)pCu2?314W，铁耗pFe?276W，机械损耗

?P2.2TN?9550N?9550?N?m?14.8N?m

nN1420（2）额定转差率

p??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?n?nN1500?1420 SN?o??0.053

no1500转子电流频率

f2?sNf1?0.053?50HZ?2.67HZ 4、一台三相绕线式异步电动机，UN?660V，Y形

'连接。R1?0.8?，R2?1?，Rm?6?，'X1?1?，X2?4?， Xm?75?。试用T型等

60f60?50?r/min?1500r/min p2全机械功率为

P??P2?p??pad?(10?0.077?0.2)kW?10.28kW

额定负载试的转差率 sN?效电路求该电机在转子开路和转子堵转时的定子线电流。

解：（1）转子开路时

?pCu2pCu20.314???0.02965 pemP??pCu210.59额定转速

I1?A

?U1380??4.98??84.89? nN?(1?sN)n1 Z1?Zm0.8?j1?6?j75?(1?0.02956)?1500r/min?1456r/min负载制动转矩

(2)转子堵转时

?3P10?102??N?m?65.61N?m T2?U13801456I1???74.5??70.29?A?'2??(6?j75)(1?j4)ZmZ20.8?j1?60Z1?'6?j75?1?j4Zm?Z2

5、一台三相异步电动机的输入功率P1=8.6KW，定子铜耗pcu1=425W，铁耗pFe=210W,转差率s=0.034，求：

（1）电磁功率Pem；（2）转子铜耗pCu2；(3)总机械功率Pmec。

解：（1）Pem?P(W) 1?(pCu1?pFe)?7965（2）pCu?SP(W) em?271空载制动转矩

T0?p??pad77?200?N?m?1.817N?m

1456?2??60电磁转矩

Tem?T2?T0?(65.6?1.817)N?m?67.42N?m

或者：Tem?（3）Pmec?Pem?pCu2?7654(W)

6、三相铝线感应电动机的数据为PN?10kW，

P?，亦可算出。 ?UN?380V，定子?接法，IN?11.63A，

7、已知一台三相四极异步电动机的额定数据为：

PN=10kW，UN=380V，IN=11.6A，定子为Y联结，额定运行时，定子铜损耗PCu1=560W,转子铜损耗

PCu2=310W，机械损耗Pmec=70W，附加损耗Pad=200W，试

《电机学》复习资料 第24页

计算该电动机在额定负载时的：（1）额定转速；（2）空载转矩；（3）转轴上的输出转矩；（4）电磁转矩。

解：（1）

Pem?P2?Pmec?Pad?PCu2?10.58kW

sN?PCu2/Pem?0.0293 nN?(1?sN)n1?1456r/min （2） T0? （3）T2?Pmec?Pad?1.77N?m ?P2?65.59N?m ?N8、三相异步电动机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则U1应随f1按_______规律调节。 (正比)

9、要使三相单三拍运行的步进电动机步距角减小一半，应采用的通电方式为 三相单双六拍 。 10、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

11、若感应电动机的漏抗增大，则其起动转

矩 ，其最大转矩 。答 减小， 减小

12、绕线型感应电动机转子串入适当的电阻，会使起

动电流 ，起动转矩 。答 减小， 增大

二、判断下列说法是否正确：

1、由公式Tem=CTΦmI’2cosΦ2可知，电磁转矩与转子电流成正比，因为直接起动时的起动电流很大，所以起动转矩也很大。（ ） (F)

2、深槽式与双笼型三相异步电动机，起动时由于集肤效应而增大了转子电阻，因此具有较高的起动转矩倍数。（ ） (T)

3、三相绕线转子异步电动机转子回路串入电阻可以增大起动转矩，串入电阻值越大，起动转矩也越大。（ ） (F)

4、三相绕线转子异步电动机提升位能性恒转矩负载，当转子回路串接适当的电阻值时，重物将停在空中。（ ） (T)

5、三相异步电动机的变极调速只能用在笼型转子电动机上。（ ） (T)

6、三相异步电动机的最大电磁转矩Tm的大小与转子电阻r2阻值无关（ ）。（T）

7、步进电动机转子齿数Zr应满足公式：

（4）Tem?T2?T0?67.36N?m

第五部分异步电机的电力拖动

一、填空题：

1、正确选择电动机是保证电动机安全运行的重要一环。选择电动机考虑的内容通常包括 电动机的种类，电动机的额定功率，电动机的形式，电动机的额定电压，电动机的额定转速。

2、三相鼠笼式异步电动机直接起动时，起动电流很大，起动转矩不大。采用Y-△起动，起动电流为直接起动电流的1/3，起动转矩为直接起动的1/3。

3、异步电动机的调速方法有 变极 、 变频 和 变转差率 三类。变压调速和转子电路串电阻调速都属于变转差调速。

4、一台三相异步电动机带恒转矩负载运行，若电源电压下降，则电动机的转速_______，定子电流_______，最大转矩_______，临界转差率_______。（减小；增大；减小；不变）

5、对于绕线转子三相异步电动机，如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则起动转矩_______，最大转矩_______。（增大；不变） 6、三相异步电动机的过载能力是指______。

Zr?2p(k?1)，式中2p为定子极数，m为相数，m(Tm/TN)

7、星形一三角形降压起动时，起动电流和起动转矩各降为直接起动时的_______倍。(三分之一)

k为正整数；以满足相邻相的磁极下定转子齿之间的错位要求。?

8、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

9、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、三相感应电动机起动电流越大，起动转矩也越大。 （ ）答 错

11、三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增

《电机学》复习资料 第25页

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