第四章三相异步电动机试题和答案

1、第四章三相异步电动机一、填空（每空1分）1. 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巴：巴：Pcul 答 l:（l s）:s2. 当三相感应电动机启子绕组接于50Hz的电源上作电动机运行时，左子电流的频率为，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 o答 50Hz, 50Hz, 50sHz, 50sHz3. 三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时二，转子总电阻值约为答 1， Xw+Xj4. 感应电动机起动时，转差率s =,此时转子电流人的值 ,COS卩2 ，主磁通比,正常运行时要，因此起动转矩 o答 1，很大

2、，很小，小一些，不大5. 一台三相八极感应电动机的电网频率50也，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, 2Hz6. 三相感应电动机空载时运行时，电机损耗包括, , ,和 ，电动机空载输入功率人与这些损耗相平衡。答左子铜耗，左子铁耗，机械损耗，附加损耗7. 三相感应电机转速为，泄子旋转磁场的转速为5,当n nA时为 运行状态：当”与n反向时为 运行状态。答 电动机，发电机，电磁制动8. 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9. 从

3、异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应比异步电机的空气隙要，其原因是，答大，同步电机为双边励磁10. 一台频率为/=60/7z,的三相感应电动机，用在频率为50Hz的电源上（电压不变）,电动机的最大转矩为原来的 ,起动转矩变为原来的 01.6丿9答二、选择（每题1分）1. 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B2. 一台50Hz三相感应电动机的转速为“ = 72（k/min,该电机的级数和同步转速为（）。A 4 极，1500/7 min :B 6

4、极，1000厂/min；C 8 极，750厂/min：D 1 0 极，600/7mm o答C3. 笼型三相感应电动机的额左状态转速下降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D4. 国产额上转速为1450r/min的三相感应电动机为（）极电机。A 2； B 4： C 6； D 8。答B5. 一台三相感应电动机拖动额左恒转矩负载运行时若电源电压下降10%此时电机的电磁转矩（）。A T = TN ；B T = 0.817 :C T = 0.97 :D T Tn o答A6. 三相异步电动机气隙增大，其他条件

5、不变，则空载电流（）A增大；B减小：C不变；D不能确定。答 A7. 三相感应电动机等效电路中的附加电阻匕二V/?：上所消耗的电功率应等于（）：SA输岀功率A；B输入功率A ：C电磁功率Pem :D总机械功率冬。答D8. 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由于凡增大，增大了损耗：B由于*2减小，使无功电流增大;C由于X2的增加，使COS02下降；D由于忌减少，使输出功率减少。答C9. 适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻乩时，电动机的（）。A匚减少,几增加，7；疵不变,几增加:B人增加,几增加，几”不变,几增加：C儿减少,几增加，7；皿增大

6、，几增加：D匚增加，几减少,Tmax不变,几增加。答C10. 三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调速，运行时 在不同转速上时，其转子回路电流的大小（）。A与转差率反比：C与转差率无关：B与转差率正比：D与转差率成某种函数关系。答 C三、判断（每题1分）1. 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2. 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3. 当三相感应电动机转子绕组短接并堵转时，轴上的输出功率为零，则左子边输入功率亦为零。（ ）答错4. 三相感应电动机的功率因数cos总是滞后的。

7、（）答对5. 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6. 只要电源电压不变，感应电动机的圧子铁耗和转子铁耗基本不变。（）答错7. 感应电动机的负载转矩在任何时候都绝不可能大于额左转矩。（）答错&绕线型感应电动机转子串电阻可以增大起动转矩：笼型感应电动机左子串电阻亦可以增 大起动转矩。（）答错9. 三相感应电动机起动电流越大，起动转矩也越大。（）答错10. 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。（）答对四、简答（每题3分）1 S .1. 感应电动机等效电路中的（）/?:代表什么含义？能否用电抗或电容代替？为什S么？1 5答 凡

8、代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻，消耗在此电阻中的功率S1 _ 将代表实际电机中所产生的全（总）机械功率；不能；因为电抗、电容 S消耗无功功率，而电机转子所产生的全（总）机械功率为有功功率。2. 感应电机转速变化时，转子磁势相对左子的转速是否改变？相对转子的转速是否改 变？答转子磁势相对定子转速不变，相对转子转速改变。3. 绕线型感应电动机，若转子电阻增加；漏电抗增大；电源电压不变，但频率由 50比变为60Hz；试问这三种情况下最大转矩，起动转矩，起动电流会有什么变化？答（1）最大转矩不变，起动转矩上升，起动电流下降：（2）最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流下降；（3）最大转矩下降

9、，起动转矩下降，起动电流下降。4. 三相感应电动机运行时，若负载转矩不变而电源电压下降10%,对电机的同步转速山，转子转速，主磁通,“，功率因数cos,电磁转矩7；,有何影响？答同步转速不变：转子转速下降；主磁通下降：功率因数下降：电磁转矩不变。5. 说明三相异步电动机等效电路中，参数Rin,X,”,凡，X?以及各代表什s么意义？答左子绕组电阻：左子绕组漏抗，表征立子绕组漏磁效应：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；归算到立子侧的 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。6. 感应电动机运行时，左子电流的频率是多少？由左子电流产生

10、的旋转磁动势以什么速度 切割泄子和转子？由转子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割圧子和转子？两 个基波磁动势的相对运动速度多大？答泄子电流的频率为片，转子电流的频率为厶=浙，泄子磁动势以速度切割定子，以（n-n ）速度即旳速度切割转子：转子磁动势也以速度切割左子，以s速度切割转子。定、转子基波磁动势同步旋转，相对静止。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。为了导岀等效电路，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，因而从左子边看

11、转子，一切未变。频率折算即用静I匕的 转子替换旋转的转子，折算条件也是磁动势和各种功率及损耗不变。为此，只要将转子 电阻R；换成用/s。& 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7?=0, 5 = 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 大的电动势和电流，引起与它平衡的左子电流的负载分量急剧增加，以致定子电流很大: 起 动时$ = 1, R；/s很小，电动机的等效阻抗很小，所以起动电流很大。由于VTem = CTJ2 cos2,当5 = 1. /2 =/,时，使转子功率因数角arctan亠接近90, cos很小，A cos2并

12、不大：另外，因起动电流很大，泄子绕组漏抗压降大, 使感应电动势d减小，与之成正比的，”也减小。起动时，”?减小，I2 cos2并不 大，使得起动转矩并不大。9. 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圧平方成正比。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% o磁通下降到原来的2

13、0%,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，/2cos2上升25%,左子电流相应上升，电动机的转速有 所降低，s增大,几不变。10. 漏抗大小对感应电动机的起动电流、起动转矩、最大转矩、功率因数等有何影响？答 当电源电压和频率一泄时，最大转矩近似与漏抗+ 成反比，漏抗越大， 起动电流、起动转矩越小，功率因数越低。五、计算（每思【5分）1. 一台三相感应电动机，额泄功率&= 4kW,额定电压Un=380V, 型接法，额左 转速/zv =1442r/nin ,定、转子的参数如下：& = 4.47Q/?； =3.18Q R =11.90；zfflXg =67GXx

14、 = 9.85Q Xm =67fK试求在额左转速时的电磁转矩、最大转矩、起动电流和起动转矩。解：转差率- = = 0.0387额泄转速时的电磁转矩Tem =Q，（尺+岛2+（X3+ X打尸T = -_-N 加=29.14N m2/rxl500 _ 3.18、丁 “r60(4.47 +y + (6.7 + 9.85)-最大转矩为T 1L 吩max0.03873x380,起动电流为仏+厲）2+ (X0 + X；J3805SI、A = 20.84A7(4.47 + 3.18)2 +(6.7+9.85)2起动线电流Is!l = y31st =、E X 20.84A = 36.05A起动转矩3U ： R

15、；昭(K+Ry+gc + x；3x38O2x3.182/rxl500 (4.47+3.18)2+(6.7 + 9.85)2“= 26 39Nm602. 一台50Hz、八极的三相感应电动机，额泄转差率sn=0.043,问该机的同步转速是多少？ 当该机运行在700r/min时，转差率是多少？当该机运行在800r/min时，转差率是 多少？当该机运行在起动时，转差率是多少？解同步转速/7i=60x0r/nin=750r/n.n额定转速 nN =(1一)1 = (1 - 0.043) x 750 r / nin = 717r/nin-八八Nm = 63.77N m21500 2(4.47 + J4.4

16、7? + (6.7 + 9.85)2 60当 n = 700/7 min 时，转差率 s = _-=型 = 0.067nI750n 7750 S00当 /z = 800r/min 时，转差率 $= = -= -0.067750当电动机起动时，/7 = 0 ,转差率 S= 一 = I”7503. 有一台三相四极感应电动机，50必，”n=380V, 丫接法，cos =0.83,Rx = O.35Q , R；=034C,弘=0.04 ,机械损耗与附加损耗之和为2881V .设斛=/打=205A,求此电动机额左运行时的输岀功率、电磁功率、电磁转矩和负载转矩。解:输岀功率全机械功率 Pc = /?； =

17、 3 X 20.52 x 1-0 04 x 0.34VV = 10288VVs 0.04P2 =&_(/n + ”m)=(10288 _288)W = 10000W电磁功率同步转速n=60A= 60 x 50r/n.n=1500r/n.n2额上转速=(1 -s)n = (1 - 0.04) x 1500 r / nin = 1440 r / nin电磁转矩空=-= 716x6(). n m = 68.26N in G o J 2x3.16x150060负载转矩Tem60只 10000 A. “az=N m = 66.35N mG c 14402/rx604. 一台三相感应电动机，“=75W,额

18、泄电压UN =380V,定子接法，频率为50也。额立负载运行时，立子铜耗为474W,铁耗为231W,机械损耗45W,附加损耗37.5W,已知nv =960r/nin , cos=0.824,试计算转子电流频率、转子铜耗、定子电流和电机效率。解转差率川 1000 -960“n1000转子电流频率f2 =sf =0.04 x 50 股=2Hz全机械功率Pc =P2+(Pn + pod) = (7500 + 45037 .5)W = 7583 VV电磁功率p75QQPein - n - W _ 7898VV1-51-0.04转子铜耗pCul = sPem = 0.04 X 7898 W = 316

19、W立子输入功率= P.m + Pg + Pre =(7898 + 474 + 231 )W = 8603 VV立子线电流/弓8603.4“15.86A3Un cosJ3 x 380x0.824电动机效率R 7500 Qp77 = = 87.17%P、 86035. 一台三相四极50Hz感应电动机，Pv =15kW,=1450r/nin , UN =380V,/“=160A,定子孑接法。已知额泄运行时，输出转矩为电磁转矩的90%, pCu = pOl2.Pf. = 2AkW Q试计算额左运行时的电磁功率、输入功率和功率因数。解转差率1500-1450s = 0.03331500输出转矩T.Py7

20、5x10x60/心“ =N m = 49427V mQ Gn2x1450电磁功率d丁 cc 494.22x1500mv_ O1,u/P = 7, Q. = 2. =xkW = 86.2IkVvm m 0.9 10.960转子铜耗pCli2 = sPim = 0.0333 X 86210 W = 2870 W立子铜耗Pcu = Pa.2 = 2870输入功率R = (pc讥 + p Q + % =(2870 + 2100 + 86210 )W = 91180 W功率因数P91180cosc?. =， = = 0.867n】n 3x380x1606. 已知三相铝线感应电动机的数据为PN=OkW ,

21、 UN =38OV ,泄子接法， /v =11.6V3A, 50Hz，泄子铝耗(75) pCuX =557W ,转子铝耗(75)久厂=314W , 铁耗pFe = 276 W ,机械损耗=力W ,附加损耗几孑=200IV.试计算此电动机的额左转速、负载制动转矩、空载的制动转矩和电磁转矩。解 同步转速为n. = X ()r/iiin = 1500 r/ minP 2全机械功率为 Pn=P2+Pn + Pad =(10 + 0.077 + 0.2冰 W = 10.28* W额泄负载试的转差率 sN=- =匕巴 =0.02965Pen, 10.59额定转速 nN = (1 -sN)n = (1-0.

22、02956 )x 1500 r/nin = 1456 r/minp lOxlO3负载制动转矩 =丄= Nm = 6561Nm Q a 14562/r x60空载制动转矩 7； = % +几=77 + 2J “ m = 1.817N 加Q r 14562/rx60电磁转矩Tcm = T2 +% =(656+l817)N = 6742N7. 一台三相四极50Hz绕线式感应电动机，转子每相电阻R2 =0.0150 0额左运行时,转子相电流为200A, hjV = 1475r/nin , il算额泄电磁转矩。若保持额左负载转矩不变,在转子回路串电阻，使转速降低到1200r/min ,求转子每相应串入的

23、电阻值此时左子电 流、电磁功率.输入功率是否变化？1500 14751500= 0.0167”-八 R、3x200? x00150.0167kW = 07.8kV巴土686.55,2x1500当 n = 1200r/min 时5 = 5-h = 150Ll1200 = 02儿1500Sn s所以 /?. = -1 R. =-1)x0.0150 = 0.1650 UjV 丿。10.0167 丿r R + R 从感应电机的T型等效电路可知，由于二= 一 ,电路中的乙、Z,以及Z”,均Sn s-未变化。当U、不变时，则左子电流、立子功率因数、立子电动势、气隙磁通、电磁功 率、左子输入功率均未变化。转

24、子电流、转子功率因数也未变化。接入电阻后，转子铜耗pCli2 = sPcm = 0.2 x 107 .ISkW = 21.56 kW所以，接入电阻后，转子总的铜耗增加，输出功率减小，电机效率降低。8. 一台三相异步电动机，额立电压为380H, Y联接，频率为50Hz，额左功率为2弘W，额定转速为950r/min，额左负载时的功率因数为0.88，左子铜损耗及铁损耗共为2.2kW,机械损耗为AkW，忽略附加损耗，计算额定负载时的:(1) 转差率；转子铜损耗：效率：泄子电流；转子电流的频率。解 (1)/?! = = 1000 r/nin; 5V = =0.05PJ Pe = 30.630; pci 2 = 1.53Q SnP、办,=)x100% = 85.3%P(4)人= = 56.67