异步电动机习题

异步电机原理习题,1、有一台三相绕线转子异步电动机，定子绕组短路，在转子绕组中通入三相对称交流电流，频率f1，这时旋转磁动势相对于转子以同步转速n0顺时针方向旋转，转子转向如何？转差率是多少？答：此时定子将受到与转子磁动势同方向的电磁转矩的作用，但由于定子固定，因此由作用力与反作用力关系，转子将受到一个反作用的转矩，因此，转子将逆时针方向旋转。转差率为s=(n0-n)/n0,2、为什么感应电机的功率因数总是滞后的？为什么感应电机的气隙比较小？答：感应电机的磁场有交流电流激励产生，励磁电流是感性的无功功率，感应电机的功率因数总是滞后的。气隙大，则磁阻大，产生同样磁通所需的无功电流就大，功率因数变低，所以感应电机的气隙一般较小。,3、感应电机中，主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同？答：主磁通通过气隙沿铁芯闭合，与定、转子绕组同时交链，它是实现能量转换的媒介，它占总磁通的绝大部分。主磁通可以由定子电流单独产生，也可由定、转子电流共同产生。主磁通的磁导率随饱和程度而变化，与之对应的励磁电抗Xm不是常数。,除主磁通之外的磁通统称为漏磁通，它包括槽漏磁通、端部漏磁通和谐波漏磁通。仅与定子交链的称为定子漏磁通，仅与转子交链的称为转子漏磁通。漏磁通在数量上只占总磁通的很小一部分，没有传递能量作用。漏磁通路径的磁导率是常数，与之对应的漏电抗X1、转子漏电抗X2是常数。,4、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？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数m1、匝数N1和绕组系数kW1相同的等效绕组替换实际转子绕组，这算前后转子绕组的磁动势F2和各种功率损耗都不变，因而从定子边看过去一切未变。频率折算是用静止的转子替换旋转的转子，折算条件也是磁动势F2和各种功率及损耗不变。为此只要将转子电阻R2变成R2/s。,5、为什么相同容量的感应电机的空载电流比变压器的大得多?答：变压器的主磁路全部用导磁性能良好的硅钢片构成，感应电机的主磁路除了用硅钢片构成的定、转子铁芯外，还有气隙。气隙的长度尽管很小，但磁阻很大，使得感应电机主磁路的磁阻比相应的变压器大，感应电机空载电流标幺值为0.20.5，变压器空载电流的标幺值为0.020.1。,6、异步电动机短路与变压器短路是否相同？答:变压器二次侧对负载来说是电源，其短路是指电气上的出线端短接；而异步电动机带的是机械负载，其短路是指转子堵转，即n=0。这两种短路虽然不同，但都会造成装置损坏。,7、Y180M2型三相异步电动机，PN=22kW，UN=380V，三角形联结，IN=42.2A，fN=50Hz，nN=2940r/min,cosN=0.89。求额定运行时的：(1)转差率；(2)定子绕组的相电流；(3)输入有功功率；(4)效率。,解：(1)由型号知2p=2，即p=1，因此n0=3000r/min，故,(2)由于定子三相绕组为三角形联结，故相电流为,(3)输入有功功率,=1.73238042.20.89W=24719.2W=24.72kW(4)效率,cosN,8、一台50Hz、380V的三相感应电机，若运行于60Hz，380V电源上，当输出转矩不变时，下列量将增大还是减小？（1）励磁电流、励磁电抗、定子功率因数（2）同步转速、电机转速（3）临界转差率、最大转矩（4）起动电流和起动转矩,当U不变，f1由50Hz增加到60Hz时，m减小到原来的5/6，不考虑饱和的影响，励磁电流减小到原来的5/6。由于频率增加及磁路饱和程度的降低，励磁电抗Xm增大。由于励磁电流减小，负载情况下，定子的功率因数增加。,（1）由于,（2）由于电源频率增加，同步转速和电机转速增加。,（3）由于当f增加时，（X1+X2）增大，sm减小。,由于Tmax近似于和频率平方成反比，f增加时，Tmax减小。起动转矩与频率的关系和最大转矩相仿，也会降低。,当U不变，f1由50Hz增加到60Hz时，（X1+X2）增大，起动电流减小。,（4）由于,9、有一台笼形感应电动机，Y接法，其空载和短路实验数据如下：空载实验：短路实验：已知定子每相电阻R1=1.73，试求T型等效电路中的参数，并画出T型等效电路。,由空载实验得到铁耗为,解：,可得励磁电阻为,空载总电抗为,由短路实验得到短路阻抗为,定转子电抗为,转子电阻为,励磁电抗为,10、一台三相感应电动机，PN=7.5kW，额定电压UN=380V，定子接法，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，cosN=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,转子电流频率,总机械功率,电磁功率,转子铜耗,定子输入功率,定子线电流,电动机效率,11、有一台三相、四极笼形感应电动机，额定电压UN=380V（定子接），额定转速nN=1452r/min，定子每相电阻R1=1.33，漏抗X1=2.43。转子绕组归算值R2=1.12，漏抗X2=4.4。励磁阻抗Rm=7，Xm=90。电动机的机械损耗pmec=100W，额定负载时的杂散损耗p=50W。用T型等效电路计算额定转速时电动机的定子电流、转子电流、功率因数