第7章交流电动机

1、第七章 交流电动机一、填空题：1. 由于三相异步电动机的转矩是由 _ 转子导条 与_磁场 _之间的相对运动产生的，所以称为“异步”。2某三相异步电动机工作时转速为 n980r/min ，则其磁极对数 p_3 _ ， 旋转磁场转速 n1 _1000 r/min ，转子相对于旋转磁场的转速为 n2_30_r/min ，转子电流频率为 f 2_1.5 Hz 。3某三相异步电动机起动转矩 Tst 10N·m，最大转矩 Tm18N·m，若电网电压 降低了 20，则起动转矩 Tst _6.4 _N·m，最大转矩 Tm_11.52_ _N·m。 5. 用 Y-降压起动

2、时 , 起动电流为直接用接法起动时的 1/3 , 但启 动转矩也只有直接用接法启动时 1/3，因此只适用于空载或轻载启动。6反接制动时，当电机转速接近于 0时，应及时 断电 ，防止电机反转 。8交流异步电动机的转子绕组有鼠笼式 和 两种。9定子三相绕组中通过三相对称交流电时在空间会产生旋转磁场。11鼠笼型电动机的起动方法有直接 起动和 降压 起动两种。12异步电动机的调速有 变频调速 、 变极调速 、 变转差率 调速。13. 当 s 在 0-1 范围内，三相异步电动机运行于电动状态，此时电磁转矩 性质为驱动性质；在 大于 1 范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性 质为制动性质 。14. 一台

3、 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 _950_r/min ，定子旋转磁势相对于转子的转速为 _50_r/min 。15. 三相异步电动机的电磁转矩是由 _旋转磁场 _和_转子电流 _共同作用产生 的。16. 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 _降低_，定子电流 _增加 _ ，最大转矩 _较小_，临界转差率 _不变_。17. 三相异步电动机电源电压一定， 当负载转矩增加， 则转速 _ 较小 _，定子电 流_ 增大 _ 。19. 三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率 s 一般在 _0-1_范围内。20

4、. 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 _增大 ，最大转矩 _不变 _。二、选择题：1三相异步电动机铭牌上标明：“额定电压 380/220V，接法丫 / ”。当电网 电压为 380V 时，这台三相异步电动机应采用 ( B ) 。A接法 B. 丫接法 C. 、丫都可以 D. 、丫都不可以2. 如果某三相异步电动机的极数为 4 级，同步转速为 1800 转/ 分，那么三相电 流的频率为 ( B ) 。A. 50 赫兹 B.60 赫兹 C.45 赫兹 D.30 赫兹10%时，电动机的转速将3. 一台额定运行的三相异步电动机，当电网电压降低( B )

5、。A. 上升 B. 降低 C. 不变 D. 停止转动4. 改变三相异步电动机转向的方法是 ( C ) 。A. 改变电源频率 B. 改变电源电压C.改变定子绕组中电流的相序 D. 改变电机的工作方式5. 要改变通电导体在磁场中的受力方向，下列办法中可行的是 ( C ) 。A. 增大通电导体中的电流 B. 减小通电导体两端的电压C. 改变通电导体中的电流方向 D. 同时改变导体中的电流方向和磁场方向6. 三相异步电动机带恒转矩负载运行， 如果电源电压下降， 当电动机稳定运行后， 此时电动机的电磁转矩 ( A ) 。10.A. 下降B. 增大 C. 不变 D. 不定三相异步电动机在运行中，把定子两相

6、反接，则转子的转速会 ( C ) 。11.A. 升高B.下降一直到停转C. 下降至零后再反向旋转 D.下降到某一稳定转速三相异步电动机转子的转速总是(C )。A与旋转磁场的转速相等B.与旋转磁场的转速无关C. 低于旋转磁场的转速 D.高于旋转磁场的转速12.某一 50Hz 的三相异步电动机，其额定转速为 2890r/min ，则其转差率为A )。A. 3.7%B与图a）的转子转向相同。14. 某三相异步电动机在额定运行时的转速为1440r/min ，电源频率为 50Hz，此时转子电流的频率为（ C）。15.16.A.50Hz B. 48Hz三相异步电动机的转速C.2Hz D. 4Hzn 越高，

7、则转子电流 I2 （ B ），转子功率因数 cos 2B ）。A. 越大 B.三相异步电动机在额定电压下运行时，越小 C.不变 D. 无法确定如果负载转矩增加， 则转速（ B），电流（ A）。转速：A. 增高 B. 降低 C.不变 D. 无法确定电流：A. 增大 B. 减小 C.不变 D. 无法确定17. 三相异步电动机在额定负载转矩下运行时，如果电压降低，则转速（ B），电流（ A ）转速： A. 增高 B. 降低 C.不变 D. 无法确定电流： A. 增大 B. 减小 C.不变 D. 无法确定18. 三相异步电动机在额定功率下运行时，如果电源电压略有增高，则转速A ），电流（ B转速： A

8、. 增高 B.降低C.不变 D. 无法确定电流： A. 增大 B.减小C.不变 D. 无法确定19. 三相异步电动机在正常运行时，如果电源频率升高，则转速（ A ），电 流（ B ）转速： A. 增高B. 降低 C. 不变 D. 无法确定电流： A. 增大B. 减小 C. 不变 D. 无法确定20. 三相异步电动机在正常运行中如果有一根电源线断开，则（ C ）A. 电动机立即停转 B. 电流立刻减小 C. 电流大大增大 D. 无法确定21. 三相异步电动机的转矩与定子每相电源电压 U1 （ B）。A. 成正比B. 平方成正比 C. 无关 D. 无法确定22. 三相异步电动机的起动转矩 Tst

9、与转子每相电阻 R2 有关， R2 越大，则 Tst （ ）。A. 越大B. 越小 C. 不变 D. 无法确定23. 三相异步电动机在满载时起动电流与空载起动的起动电流相比（ C ）。A. 前者大 B. 前者小 C. 两者相等 D. 无法确定24. 三相异步电动机在满载时的起动电流（ A ）。A.与起动时的电源电压成正比B. 与负载大小有关，负载越大，起动电流越小。C. 与电网容量有关，容量越大，起动电流越小。D. 与起动时的电源电压平方成正比25. 三相异步电动机铭牌上所标的功率是指它在额定运行时（ C ）。A. 视在功率 B. 定子上的输入电功率C. 转轴上输出的机械功率 D. 输入上的输

10、入电功率26. 三相异步电动机功率因数 cos 中的 角是指在额定负载下（ A ）。A.定子线电压与线电流之间的相位差B. 定子相电压与相电流之间的相位差C. 转子相电压与相电流之间的相位差D. 转子线电压与线电流之间的相位差27. 三相异步电动机的转子铁损很小，这是因为（ C ）。A. 转子铁心选用优质材料 B. 转子铁心中磁通很小C. 转子频率很低D. 转子体积小三、计算题：1. 三相异步电动机额定值如下： PN 7.5kW，nN 1440r/min ， UN380V/220V，接法：Y/ ，cos N 0.85 ， N 87%。今电源线电压 Ul 220V，试求：（1）该 电动机应采用何

11、种接法？（ 2）此时额定电流 I N，额定转矩 TN，转差率 sN，额定输入功率 P1N各为多少？（ 3）该电动机能否采用 Y变换法起动？(1)接法(2)INPN3UL cos N N26.6ATN 9550 PN 49.7N mnN(3)sN1500 1440 0.041500P1N7.58.62kWN 0.87PN可以2. 三相异步电动机额定值如下：PN 10kW，nN 1460r/min ，UN380V，接法，1 50Hz， N 88%， cos N 0.88，Ist7，Tst 1.3，Tm2。试求（ 1）额定I NTNTN电流 I N，额定转矩 TN；（2）起动电流 I st ，起动转

12、矩 Tst ；（3）若要将起动电流限制在 2I N以下，则自耦变压器变比K？能带多大负载转矩起动？（ 4）若用于短时工作，起动后能带多大负载转矩TC？近似认为机械特性为直线， 此时转速约为多少？(1)INPN3UL cos N N19.6ATN 9550 PN 65.4N mnN(2)Ist7 I N 137.2A Tst 1.3 TN 85N m(3)I 'ststK12K 3.5 1.87T 'stTst2 24.2N mK2(4 )Tm 2 TN 130.8N mn0 nNTNn0 nTm 1420r /min3. 一台三相异步电动机用变频调速电源将频率调至 f 140H

13、z，测得转速为 n 1140r/min ，试求此时：（ 1）旋转磁场转速 n1；（2）转差率 s；（3）转子电流频 率 f 2；（ 4）转子旋转磁场对转子的转速 n2；（ 5）若电动机额定电压 UN 380V，则此时电源线电压应为多少？1）n1 60f1 1200r /min p2）n0 n1500 1425n015000.053）f2 sf1 0.05 40 2Hz（4）n2 n1 n 60r / min380 U1（ 5）U1 304V50 40 14. 一台三相异步电动机额定值为： PN10kW，nN1440r/min ，UN 380V， 接法， Tst 1.1，Tm 2.2 。接在 U

14、l 380V的电源上带有负载 TC75N·m短时运行。 TNTN有人误操作将 Y-变换起动控制手柄突然扳至起动位置（ Y 形接法），试问该电 动机的运行状态如何？这样误操作将造成什么后果？PNTN 9550 N 66.3N mnN因为T 'm Tm 48.7N m TC ，发生闷车； Tst 73N m 75N m，仍不能起动；3 st 烧坏电机绝缘5. 三相异步电动机额定值如下： PN30kW，UN380V，接法， nN1470r/min ，cos N 0.88， N90， I st 7，Tst 1.2，采用 Y-变换法起动。试求（ 1）I NTN起动电流和起动转矩； （2

15、）当负载转矩 TC60TN和 25TN时，分别说明该电 动机能否起动。（ 1） INPN57.6A TN 9550 PN 195N m3UL cos N NnN11因为 Y-变换 所以 I st 7IN 134A Tst1.2TN 78N m33 （2）TC60TN>TstY40TN，不能起动；TC25TN<TstY40%TN，可以起动6. 三相异步电动机额定值为： f 150Hz，UN380V/220V，接法 Y/ 。在电源线电压380V下接成 Y形进行实验，测得 I l 7.06A，输出转矩 T230N·m，转速 n 950r/min ，用两瓦计法测得 PW12658

16、W，PW21013W。试求：（ 1）输入功率 P1， 输出功率 P2，效率 ，功率因数 cos ，转差率 s；（2）若要采用 Y-变换法起动，则电源线电压应为多少？(1) P1 PW1 PW2 3671WT2 9550 P2P2 2984WnP2 81.2%P1P13ULIL coscos 0.8sN1000 9500.N 100005(2) 220V7. Y280M2 型三相异步电动机的额定数据如下： 90kW，2970r/min ，50Hz。试 求额定转差率和转子电流的频率。n0 nsn0f2 sf1 0.01 50 0.5Hz3000 29700.0130008. 某三相异步电动机的额定

17、转速为 1460r/min 。当负载转矩为额定转矩的一半 时，电动机的转速约为多少？ 正常工作区间看成线性，取平均值： 1500 1460 1480r / min29. Y112M4型三相异步电动机的技术数据如下：4kW 380V接法50Hz1440r/min cos 0.82Tst /T N 2.2 Ist /I N 7.0T84.5%2.22）INPN8.78A3UL cos N N试求：（1）额定转差率 SN；（ 2）额定电流 I N；（3）起动电流 I st ；（4）额定转矩TN；（5）起动转矩 Tst ；（6）最大转矩 Tmax；（7）额定输入功率 P11）s n0 n 1500 1

18、440 0.04n015003) Ist 7 I N 61.4A4) TN 9550 PN 26.5N m nN5) Tst 2.2 TN 58.3N m6) Tmax 2.2 TN 58.3N m47) P14.7kW1 0.84511. 已知 Y100L14 型异步电动机的某些额定技术数据如下： 2.2kW 380V Y 接法 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 额定负载时的转子电流频率。设电源频率为 50Hz。1)INN 5.03A3UL cos N NTN 9550 PN 14.8N mnNn0 n

19、 1500 1420（ 2） s 0 0.053 f2 sf1 0.053 50 2.66Hzn0150012. 有台三相异步电动机，其额定转速为 1470r/min ，电源频率为 50Hz。在（a） 起动瞬间，（ b）转子转速为同步转速的 2/3 时，（ c）转差率为 0.02 时三种情况 下，试求：（ 1）定子旋转磁场对定子的转速； （2）定子旋转磁场对转子的转速； （3）转子旋转磁场对转子的转速（提示： n260f 2/p sn0）；（4）转子旋转磁场 对定子的转速；（5）转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。（a）：（1）1500r/min ；（ 2） 1500r/min ；（ 3） 15

20、00r/min ；（4）1500r/min ；（5） 0 （ b）：（ 1）1500r/min ；（2）500r/min ；（ 3）500r/min ；（ 4）1500r/min ；（5） 0 （c）：（1）1500r/min ；（2）30r/min ；（ 3） 30r/min ；（4）1500r/min ；（5）013. 有 Y112M2 型和 Y160M18 型异步电动机各一台，额定功率都是 4kW，但 前者额定转速为 2890r/min ，后者为 720r/min 。试比较它们的额定转矩， 并由此 说明电动机的极数、转速及转矩三者之间的大小关系。TN 9550 PNnNY112M2型 T

21、N113.2N·m，Y160M18型 TN253.1N·m。由上比较可知，电 动机的磁极数越多，则转速越低，在同样额定功率下额定转矩越大。14. 有一台四极、 50Hz、1425r/min 的三相异步电动机，转子电阻 R20.02 ， 感抗 X200.08 ，E1/E2010，当 E1200V时，试求：（1）电动机起动初始瞬间 （n0，s1）转子每相电路的电动势 E20，电流 I 20和功率因数 cos 20 ；（2）额 定转速时的 E2，I2和 cos 2。比较在上述两种情况下转子电路的各个物理量（电动势、频率、感抗、电流及功率因数）的大小。（ 1） E2020V， I2

22、0E2020 242.5A20R22 X2200.022 0.082cos 200.243n0 n 1500 14252) sn01500 0.05E2 sE201VI2E2R22 sX20 20.022 0.05 0.08 249A比较：额定状态时转子每相电动势 E2、频率（ f2 sf1 2.5Hz ）、转子漏抗和R22 0.98cos 2 2R22 sX20 2转子电流均比 起动时小，而转子电路的功率因数则大大提高。15. Y180L6型电动机的额定功率为 15kW，额定转速为 970r/min ，频率为 50Hz， 最大转矩为 295.36N·m。试求电动机的过载系数 。TN

23、 9550 PN 147.68N ·m nNTmax 295.36 2TN 147.68 216. 某四极三相异步电动机的额定功率为 30kW，额定电压为 380V，接法，频 率为 50Hz。在额定负载下运行时，其转差率为 0.02 ，效率为 90，线电流为 57.5A， 试求：（1）转子旋转磁场对转子的转速； （2）额定转矩；（3）电动机的功率因数。（1）p=2 n0 1500r / min n2 1500 0.02 30r /min（2）TN 9550 PN 195N ·mnN（3）cos NPN0.88N3U LIN N17. 已知一台三相异步电动机的额定数据下: P

24、N =4.5KW,nN =950r/min, N =84.5%, cos N =0.8, 起动电流与额定电流之比Ist/ IN=5， =2，起动转距与额定转距之比 Tst/ TN =1.4 ，额定电压 220/380V， 接法星/三角， f 1 =50Hz。求（ 1）磁极对数 p ；（2）额定转差率 sN ；（3） 额定转 距TN ；（4）三角形联结和星形联结时的额定电流 I N ；（5）起动电流 I st ；（6）起 动转距 Tst 。(1)p=3(2) sNn0 n1000 950n010000.05(3) TN 9550 PN 45.2N ·m nN（4） 三角形联结 INPN

25、3UL cos N N45003 380 0.8 0.84510.1A星形联结INPN3UL cos N N45003 220 0.8 0.84517.47A(5) 三角形联结 Ist 5IN 50.5A星形联结 Ist 5I N 87.35A6) TstTN 90.4N m 19 一台三相异步电动机接到 50HZ的交流电源上，其额定转速 nN=1455r/min ，试 求：（ 1）该电动机的极对数 p；（2）额定转差 SN；（3）额定转速运行时，转子电动 势的频率。（1）p=2(2) sNn0 nn01500 145515000.03(3) f2 sN f1 1.5Hz1020. 已知一台三

26、相四极异步电动机的额定数据为： PN=10kW，UN=380V，I N=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。(1) Pem P2 Pmec Pad PCu2 10.58kWsN PCu2 0.0293Pem22. 有一个四极三相异步电动机，额定转速 nN = 1440r/min, 转子每相电阻 R2 =0.02，感抗 X20= 0.08 ，转子电动势 E2

27、0 =20V，电源频率 f1= 50Hz。试求该电动机起动时及额定转速运行时的转子电流 I 2p=2n0 n sn01500 144015000.04I20E20R22 X220200.022 0.082242.5AE2 sE20 0.8VI2E2R2 sX200.80.022 0.04 0.08 239.5A23. 有一台 50Hz，1425r/min ，四极的三相异步电动机，转子电阻 R2 = 0.02 ， 感抗 X20= 0.08 ，E1/ E20 =10，当 E1 =200V时，试求：（1）电动机起动初始瞬间（ n=0,s=1 ）转子每相电路的电动势 E20 ，电流 I 20和功率因数

28、 cos 20 ；（2）额 定转速时的 E2, I2和 cos 2 。比较在上述两种情况下转子电路的各个物理量（电 动势、频率、感抗、电流及功率因数）的大小。（1） E20 20V I 20p=2n0 n 1500 1425sN 0 0.05n015001124. 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 型连接 1420r/min cos 2 =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 额定负载时的转流电流频率。设电源频率为 50Hz。(1)INPN3UL cos N N22003 380

29、0.82 0.815.03AIPN I N 5.03ATN 9550 PN 14.8N ·m nN2) sNn0 n 1500 1420 0.053n01500f2 sN f1 2.67Hz25. 某四极三相异步电动机的额定功率为 30kW，额定电压为 380V，接法，频 率为50Hz。在额定负载下运行时，其转差率为 0.02，效率为90，线电流为 57.5A， 电动机的 Tst / TN =1.2 ，I st / I N =7，试求：（1）用Y- 换接起动时的起动电流和起 动转矩；（2）当负载转矩为额定转矩的 60%和 25%时，电动机能否起动？（重复） PN（1） TN 9550

30、 N 195N mn0 s n011因为 Y-变换 所以 I st 7IN 134A Tst1.2TN 78N m33（2）TC60TN>TstY40TN，不能起动；TC25TN<TstY40%TN，可以起动26. （ 某四极三相异步电动机的额定功率为 30kW，额定电压为 380V，接法，频 率为 50Hz。在额定负载下运行时，其转差率为 0.02 ，效率为 90，线电流为 57.5A，）某四极三相异步电动机的额定功率为 30kW，额定电压为 380V， 接法，频率为 50Hz。在额定负载下运行时，其转差率为 0.02 ，效率为 90，线电流为 57.5A，12电动机的 Tst

31、/ TN =1.2 ， I st / IN=7如果采用自耦变压器降压起动， 而使电动机的起动转矩为额定转矩的 85%，试求：1）自耦变压器的变比； （2）电动机的起动电流和线路上的起动电流各多少？(1)(2)1.2TNK285%TNK 1.188Ist7IN 338.2 AKIstL Ist 285AK28. 有一短时运行的三相异步电动机，折算到轴上的转矩为130N.m，转速为730r/min ，试求电动机的功率。取过载系数 =0.2TN9550130 7309550 24.97kW29. 两台三相异步电动机的电源频率为50Hz，额定转速分别为 1430r/min 和2900r/min ，试问

32、它们的磁极对数各是多少？额定转差率分别是多少？p=2 s=0.047;p=1 s=0.03330. 在额定工作情况下的三相异步电动机，已知其转速为 960r/min ，试问电动 机的同步转速是多少？有几对磁极对数？转差率是多大？n0=1000r/min p=3 s=0.0431. Y180L6 型异步电动机的额定功率为 15kW，额定转速为 970r/min ，额定频 率为 50Hz，最大转矩为 295N m，试求电动机的过载系数 m 。如 st 1.6 ，则起动 转矩为多少？TN 9550 PN 147.7 N ·m nNTst 1.6 147.7 236.3N m32. 有一台六

33、极三相绕线式异步电动机，在 f=50Hz 的电源上带额定负载运行， 其转差率为 0.02 ，求此电动机的同步转速。p=3 n0=1000 r/min33. Y180L4 型电动机的额定功率为 22kW，额定转速为 1470r/min ，频率为 50Hz，起动电磁转矩为 314.6N m。试求电动机的起动系数 st ？如果 m 2.2，则最大转13矩为多少？TN 9550 PN 143N·m nNINPNN3UL cos N N18503 380 0.86 0.9135.9An0 nn01500 147015000.02Tm 2.2 143 314.6 N m34. 已知 Y180M-4型三相异步电动机，其额定数据如下表所示PNUNnNcosTst / TNI st /I NTm/ TNNfN接法18.5kW380V1470r/mi n0.862.07.02.291%50Hz求：（ 1）额定电流 IN；（2）额定转差率 sN；（3）额定转矩 TN；最大转矩 Tm、起 动转矩 Tst 。s n0 n n02) Tm 9.55 P2NnN P2NTmnN9.55290.4 14809.5545000 (W)TN 9550 PN 120N