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思考题与习题答案部分,第四章 三相异步电动机,4.3 答：能转，转向为逆时针方向。 当转子绕组通入三相交流电流时，将产生旋转磁场，同步转速为n1，假定旋转磁场为顺时针方向，那么定子绕组便产生感应电动势和感应电流，此电流在磁场的作用下又会产生电磁转矩（顺时针方向），但因定子不能转动，故反作用于转子，使得转子向逆时针方向旋转。 4.5 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。而励磁电流又属于感性无功性质，故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因数。,4.6 答：U、V两相定子绕组通入直流电流If方向如图4.2a所示，它产生恒定方向的磁场（如图4.2b所示，方向向左）。由于惯性转子仍以原转向（假定为顺时针方向）旋转，则转子导体便切割定子恒定磁场感应电动势和电流（方向由“右手发电机”定则判定），此电流有的功分量与定子恒定磁场相互作用，转子导体受到图示方向力的作用，并形成逆时针方向的电磁转,思考题与习题答案部分,图4.2 题4.6图,4.9 答：基波短距系数ky1的物理意义：电机绕组采用短矩绕组后，其基波电动势比采用整距绕组时的感应电动势有所减少，短距系数ky1就表示所减少的程度。 基波分布系数kq1的物理意义：分布绕组的线圈组电动势等于集中绕组线圈组电动势打了一个折扣kq1，以此来计及分布绕组对基波电动势大小的影响。 4.11 解：要求绕组系数，首先应求出、q和。 极距： 每极每相槽数： 槽距角：,思考题与习题答案部分,基波绕组系数kw1： 五次谐波绕组系数kw5：,思考题与习题答案部分,4.12 解：极距： 节距： 每极每相槽数： 槽距角： 用空间电角度表示节距： 基波矩距系数： 基波分布系数：,思考题与习题答案部分,基波绕组系数： 每相串联匝数： 基波电动势： 4.17 证明：（1）解析法 由单相绕组磁动势幅值公式 可知，当两相绕组匝数相同，两相电流大小相等时，两相绕组磁动势幅值相等，其表达式分别为：,思考题与习题答案部分,则 由上式可知，1为圆形旋转磁动势。 （2）图解法 通过图解分析可证明为旋转磁动势，转向为由电流超前相转向电流滞后相（图4.3）。,思考题与习题答案部分,4.18 解：极距： 节距： 每极每相槽数： 槽距角： 用空间电角度表示节距： 基波矩距系数： 基波分布系数：,思考题与习题答案部分,基波绕组系数： 三相基波合成磁动势的幅值： 旋转磁场转速： 4.22 提示：主要从气隙的角度（即主磁路磁阻的大小）来分析。 4.25 提示：转子被卡住，电动机的转差率为1。定、转子电流增加。 4.26 答：异步电动机等效电路中的附加电阻为代表总机械,思考题与习题答案部分,功率的一个虚拟电阻，用转子电流在该电阻所消耗的功率 来等效代替总机械功率（包括轴上输出的机械功率和 机械损耗、附加损耗等）。 因输出的机械轴功率和机械损耗等均属有功性质，因此，从电路角度来模拟的话，只能用有功元件电阻，而不能用无功元件电感或电容来等效代替。 4.28 提示：将转子铜条改为铝条，相当于转子电阻R2增大。 4.32 解：（1）Y接时：UN=380V D接时：UN=220V,思考题与习题答案部分,（2）因为 所以极对数： ，取整：p=2 同步转速： （3）额定转差率： 4.33 解： 同步转速：,思考题与习题答案部分,额定转差率： 总机械功率： 转子铜损耗： 输出功率： 效率： 定子电流： 转子电流频率： 4.34 解：（1）额定转速nN,思考题与习题答案部分,（2）空载转矩T0 （3）输出转矩T2 （4）电磁转矩Tem,思考题与习题答案部分,4.35 解： 电磁功率： 总机械功率： 转子铜损耗： 4.36 解： 功率流程图如图4.4所示。,思考题与习题答案部分,图4.4 题4.36图,输出功率： 效率： 电磁功率： 转差率： 转速： 空载转矩：,思考题与习题答案部分,输出转矩： 电磁功率： 4.37 解： 电磁功率： 转差率： 额定转速： 额定电磁转矩：,思考题与习题答案部分,第四章 三相异步电动机,（一）填空题： 1. 当s在01范围内，三相异步电动机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为驱动转矩，电动势的性质为反电动势；在 -0范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为制动转矩，电动势的性质为电源电动势。 2. 三相异步电动机根据转子结构不同可分为笼型异步电动机和绕线型异步电动机两类。 3. 一台六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950r/min，定子旋转磁动势相对于转子的转速为50r/min，定子旋转磁动势相对于转子旋转磁动势的,第四章 三相异步电动机,转速为0r/min。 4. 一个三相对称交流绕组，2p=2，通入f=50Hz的对称交流电流，其合成磁动势为圆形旋转磁动势，该磁动势的转速为3000r/min。 5. 一个脉动磁动势可以分解为两个幅值和转速相同而转向相反的旋转磁动势。 6. 为消除交流绕组的五次谐波电动势，若用短距绕组，其节距y应选为4/5，此时基波短距系数为0.951。 7. 三相异步电动机等效电路中的附加电阻为 是模拟总机械功率的等值电阻。 8. 三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率s一般在,第四章 三相异步电动机,0.010.06范围内。 （二）判断题： 1. 不管异步电动机转子是旋转还是静止，定子旋转磁动势和转子旋转磁动势之间都是相对静止的。（ ） 2. 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。（ ） 3. 改变电流相序，可以改变三相旋转磁动势的转向。（ ） 4. 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。 （ ） 5. 三相异步电动机转子不动时，转子绕组电流的频率与定,子电流的频率相同。（ ）,（三）选择题： 1. 若在三相对称绕组中通入iu=Imsint，iv=Imsin(t+120o)， iw=Imsin(t-120o)的三相电流，当t=210o时，其三相基波合成磁动势的幅值位于：（ ）, u相绕组轴线上； v相绕组轴线上； w相绕组轴线上； 在三相绕组轴线之外的某一位置。 2. 三相异步电动机的空载电流比同容量变压器大的原因是： （ ）, 异步电动机是旋转的； 异步电动机的损耗大,第四章 三相异步电动机, 异步电动机有气隙； 异步电动机有漏抗。 3. 三相异步电动机空载时气隙磁通的大小主要取决于： （ ） 电源电压； 气隙大小； 定、转子铁心材质； 定子绕组的漏阻抗。 4. 三相异步电动机能画出像变压器那样的等效电路是由于： （ ） 它们的定子或一次侧电流都滞后于电源电压； 气隙磁场在定、转子或主磁通在一次、二次侧都感应电动势；,第四章 三相异步电动机, 它们都是由电网取得励磁电流。 （四）简答题： 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， ，而 ，其中， 为有功分量电流，用来供给空载损耗； 为无功分量电流，用来建立磁场。由于 ，所以空载电流基本是一无功性质的电流，因而电动机功率因数 很低。 2. 三相圆形旋转磁动势的特点有哪些？ 答：（1）幅值恒定，幅值为 ； （2）转速为 ；,（3）旋转磁动势的转向与电流相序一致，由载有超前电流相转向载有滞后电流相； （4）旋转磁场的位置：当某相电流达到最大值时，旋转磁动势的幅值恰好转到该相绕组的轴线上。 3. 一台异步电动机，将转子卡住不转，而定子绕组上加额定电压，此时电动机的定子、转子绕组中的电流及电动机的温度将如何变化？为什么？ 答：转子不转时，n=0，s=1，此时旋转磁场将以最大速度截切转子导体，转子绕组中将产生较大的感应电流，据磁动势平衡关系可知，定子也将产生较大的电流，定、转子电流都将超出额定值的数倍，电动机的温度也将大大增加。 4. 异步电动机的定、转子电路之间并无电的直接联系，当,第四章 三相异步电动机,第四章 三相异步电动机,负载增加时，为什么定子电流和输入功率会自动增加？ 答：当负载增加时，转子转速n下降，则转差率上升，转子绕组切割磁力线的速度增加，转子的感应电动势E2s和感应电流I2相应增加，转子磁动势F2也增加，由磁动势平衡关系知，定子磁动势也要相应增加，则定子电流I1上升，即从电网输入的电功率增加。 （四）简答题： 1. 一台交流发电机，定子绕组为双层叠绕组，定子槽数Z=36，极数2p=2，节距y1=14，线圈匝数Nc=1，每相绕组并联支路数a=1，频率为50Hz，每极基波磁通1=2.63Wb，试求相电动势的大小。 解：极距：,第四章 三相异步电动机,每极每相槽数： 槽距角： 用空间电角度表示节距： 基波矩距系数： 基波分布系数： 基波绕组系数： 每相串联匝数：,第四章 三相异步电动机,基波电动势： 2. 已知一台三相50Hz绕线式异步电动机，额定数据为:PN= 100kW，UN=380V，nN=950r/min。在额定转速下运行时，机械损耗Pmec=0.