电机学期末复习资料(8)

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

I1??U1380??4.98??84.89?A

Z1?Zm0.8?j1?6?j75?(2)转子堵转时

I1??U1380??74.5??70.29?A '(6?j75)(1?j4)ZmZ20.8?j1?Z1?'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（3）Pmec?Pem?pCu2?7654(W)

6、三相铝线感应电动机的数据为PN?10kW，UN?380V，定子?接法，IN?11.63A，50Hz，定子铝耗（75?）pCu1?557W，转子铝耗(75?)pCu2?314W，铁耗pFe?276W，机械损耗

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

nN?(1?sN)n1?(1?0.02956)?1500r/min?1456r/min

《电机学》复习资料 第36页

负载制动转矩

P210?103?N?m?65.61N?m T2?1456?2??60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?P?，亦可算出。 ?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 ?N （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）

《电机学》复习资料 第37页

6、三相异步电动机的过载能力是指______。 (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) 8、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）

17、步进电动机转子齿数Zr应满足公式：Zr?2p(k?)，式中2p为定子极数，m为相数，k为正整

m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大起动转矩，所串电阻越大，起动电流就越小。 （ ）答 对

12、深槽型和双笼型感应电动机与普通笼型电动机相比，能减小起动电流的同时增大起动转矩。 （ ）答 对

13、三相感应电动机的起动电流和起动转矩都与电机所加的电源电压成正比。 （ ）答 错

三、选择题

1、与固有机械特性相比，人为机械特性上的最大电磁转矩减小，临界转差率没变，则该人为机械特性是异步电动机的：（3）

（1）定子串接电阻的人为机械特性；（2）转子串接电阻的人为机械特性；（3）降低电压的人为机械特性。

2、 一台三相笼型异步电动机的数据为PN = 20kW，UN = 380V，λT=1.15，ki=6,定子绕组为三角形联结。当拖动额定负载转矩起动时，若供电变压器允许起动电流不超过12IN，最好的起动方法是：（1）

《电机学》复习资料 第38页

（1）直接起动；（2）Y—△降压起动；（3）自耦变压器降压起动 3、在绕线式异步电动机的转子绕组中串入电抗器，则 （D） A、起动电流增大；起动转矩增大；最大转矩不变； B、起动电流减小；起动转矩增大；最大转矩增大； C、起动电流减小；起动转矩减小；最大转矩不变；

D、起动电流减小；起动转矩减小；最大转矩减小。

4、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； B 起动转矩增大，起动电流减小； C 起动转矩增大，起动电流不变； D 起动转矩减小，起动电流增大。 答 B

5、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，主要是（ ）。

A 由于R2增大，增大了损耗； B 由于X2减小，使无功电流增大； C 由于X2的增加，使cos?2下降； D 由于R2减少，使输出功率减少。 答 C

6、适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻R2时，电动机的（ ）。 A Ist减少, Tst增加, Tmax不变, sm增加； B Ist增加, Tst增加, Tmax不变, sm增加； C Ist减少, Tst增加, Tmax增大, sm增加； D Ist增加, Tst减少, Tmax不变, sm增加。 答 C

7、三相绕线转子异步电动机拖动起重机的主钩，提升重物时电动机运行于正向电动状态，当在转子回路串入三相对称电阻下放重物时，电动机运行状态是（ c ） A. 能耗制动运行 B.反向回馈制动运行 C.倒拉反转运行

四、问答题

1、额定电压为380V/660V，Y－Δ形连接的三相异步电动机，试问当电源电压分别为380V和660V时各应采取什么连接方式？它们的额定相电流、额定线电流是否相同？若不同，差多少倍？ 答：电源电压为380V时，应采用Δ连接；电源电压为660V时，应采用Y形连接。 电源380V，Δ连接时 相电流：

3803803 ；线电流：

ZkZk电源660V， Y连接时

《电机学》复习资料 第39页

660相电流：

3Zk?380380；线电流等于相电流即：

ZkZk结论：它们的额定相电流相同，额定线电流不同，三角形连接时的线电流是星形连接时的3倍。 2、容量为几个千瓦时，为什么直流电动机不能直接起动而三相笼型异步电动机却可以直接起动？

答 直流电动机的直接起动电流为Ist?UN/Ra，由于UN??Ra,无论功率大小，Ist都将达到额定电流的十几倍，甚至几十倍，这是电动机本身所不能允许的，所以直流电动机不能直接起动。三相

异步电动机在设计时通常允许直接起动电流为额定电流的5-7倍，加上供电变压器容量通常都能满足小功率三相异步电动机直接起动要求，所以几个千瓦的三相异步电动机可以直接起动。 3、深槽与双笼型异步电动机为什么起动转矩大而效率并不低？

答 深槽式与双笼型异步电动机所以起动转矩大，是因为起动时转子电动势、电流频率较高，出现集肤效应造成了转子电阻增大所致。正常运行时集肤效应不显著，转子电阻减小为正常值。因此运行时效率仍较高。

4、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

?s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，R2很小，电动机的等效阻抗很小，所以起动电流很大。由于Tem?CT?mI2cos?2，当s?1、f2?f1时，使转子功率因数角?2?arctanX2?接近90?，cos?2很小，I2cos?2并不大；另外，因起动电流R2很大，定子绕组漏抗压降大，使感应电动势E1减小，与之成正比的?m也减小。起动时，?m减小，

I2cos?2并不大，使得起动转矩并不大。

5、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，

I2cos?2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。

6、感应电动机在轻载下运行时，试分析其效率和功率因数都较额定负载时低的原因。如定子绕组为

?联接的感应电动机改为Y联接运行，在轻载下其结果如何？此时所能负担的最大负载必须少于多少？

答 （1）轻载时功率因数低的原因是由于轻载时定子负载电流小，定子电流主要取决于无功的励磁电流，而在感应电动机中，由于空气隙的存在，励磁电流较大，一般为.(0.2?0.5)I1N。

(2) 效率低的原因是由于轻载在输入的电功率中输出的有功功率小，而不变损耗（铁耗和机耗）所占的分量较大，因此效率低。

（3）轻载时如将?接改为Y接，由于相电压只为原来的13，因此，励磁电流及铁耗都大为减少，

《电机学》复习资料 第40页

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