三相异步电动机试题和答案解析

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Pe：P：Pcu2=。答1:（1s）:s2. 当三相感应电动机定子绕组接于50Hz的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为,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。答50Hz,50Hz,50sHz,50sHz3. 三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时Sm=，转子总电阻值约为答1,X1X24. 感应电动机起动时，转差率S,此时转子电流上的值,cos2，主磁通比，正常运行时要,因此起动转矩。答1,很大，很小，小一些，不大5. 一台

2、三相八极感应电动机的电网频率50Hz,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。当转差率为时，转子的转速为,转子的电势频率为。答,1Hz,720r/min,2Hz6. 三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括,和,电动机空载输入功率P0与这些损耗相平衡。答定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗7. 三相感应电机转速为n,定子旋转磁场的转速为,当n%时为运行状态；当nn1时为运行状态；当n与n1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. 从异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应

3、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f60Hzi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 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； C起动转矩增大，起动电流不变； 答B2. 一台50 Hz三相感应电动机的转速为 （）。A 4 极，1500r/min;Bc 8 极，750r/min；D答CB 起动转矩增大，起动电流减小；D 起动转矩减小，起动电流增大。n 720r / min ,该电机的级数和同步转速为6 极,1000r/min ;1。极，6

4、00r / min 。3 .笼型三相感应电动机的额定状态转速下降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/（110%）;D不变。4 .国产额定转速为1450r/min的三相感应电动机为（）极电机。A2;B4;C6;D8。答B5 .一台三相感应电动机拖动额定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（）。ATTn;BT0.81Tn;CT0.9Tn；DTTno答A6 .三相异步电动机气隙增大，其他条件不变，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支区R2上所消耗的电功率应等于

5、（）:sA输出功率P2；B输入功率P1；C电磁功率Pem；D总机械功率P。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，士亚旦主要是（）。A由于R2增大，增大了损耗;C 由于 X 2 的增加，使cos 2 下降；答C9. 适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻B由于X 2 减小，使无功电流增大；D由于R2 减少，使输出功率减少。R2 时，电动机的（） 。A1st减少，Tst增加，Tmax不变，Sm增加；BIst增加,Tst增加,Tmax不变,sm增加；C1st减少，Tst增加，Tmax增大，Sm增加；DIst增加，Tst减少，Tmax不变，Sm增加。答C1

6、0. 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，则定子边输入功率亦为零。（）答错4. 三相感应电动机的功率因数cos1总是滞后的。（）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

7、电流。（）答对6. 只要电源电压不变，感应电动机的定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定转矩。（）答错8. 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)，1SI-八人、八一E，一4，八1. 感应电动机等效电路中的()R2代表什么含义能否用电抗或电容代替？为什么s一1S答R2代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻，

8、消耗在此电阻中的功率smJ；R22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，转子磁势相对定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50Hz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，起动转矩下降，起动电流下降。4. 三相感应电动机

9、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n1，转子转速n,主磁通m,功率因数cos1,电磁转矩Tem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。1s5. 说明三相异步电动机等效电路中，参数R1,X1,Rm,Xm,R2,X2以及R2,各代表什s么意义答定子绕组电阻；定子绕组漏抗，表征定子绕组漏磁效应；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；归算到定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，定子电流的频率是多少由定子电流产生的旋转磁动势以什么速度切割定子和转子

10、由转子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定子和转子两个基波磁动势的相对运动速度多大答定子电流的频率为,转子电流的频率为f2sf1，定子磁动势以n1速度切割定子，以（nn）速度即sn1速度切割转子；转子磁动势也以n1速度切割定子，以sn1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。为了导出等效电路，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，因而从定子边看转子，一切未变。频率折算即用静止的转子替换

11、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R2换成R2/so8. 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n0,s1,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，引起与它平衡的定子电流的负载分量急剧增加，以致定子电流很大；起动时s1,R2/S很小，电动机的等效阻抗很小，所以起动电流很大。由X2于TemCtml2cos2,当s1、f?fi时，使转子功率因数角2arctanR2接近90,cos2很小，12cos2并不大；另外，因起动电流很大，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

12、小。起动时，m减小，12cos2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，12cos2上升25%,定子电流相应

13、上升，电动机的转速有所降低，s增大，sm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定时，最大转矩近似与漏抗X1X2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（每题5分）1.一台三相感应电动机，额定功率Pn4kW,额定电压Un380V,型接法，额定转速nN1442r/min,定、转子的参数如下:Ri4.47R23.18Rm11.9；X16.7X29.85Xm6.7。试求在额定转速时的电磁转矩、最大转矩、起动电流和起动转矩。解：转差率sn1n150014420.0387额定转速时的电磁转矩2150060(4.47最

14、大转矩为Tmax起动电流为1st起动线电流Istl起动转矩2.一台50Hz、niTem15003U12R2s2338021(R1R2)2(X1X2)2s3.180.03873.180.038712R2一一一)2(6.79.85)-Nm29.14Nm23U12,R12(X1X2)2338022150024.47,4.472(6.79.85)260U,(RR2)22(X1X2)Nm63.77Nm(4.4731st380A20.84A223.18)(6.79.85)-320.84A36.05A2_3U1R2221(R1R2)2(X1X2)2338023.1821500(4.473.18)2(6.76

15、0八极的三相感应电动机，额定转差率机运行在700r/min时，转差率是多少当该机运行在该机运行在起动时，转差率是多少2Nm26.39Nm9.85)SN=,问该机的同步转速是多少当该800r/min时，转差率是多少当60解同步转速n16016050r/min750r/minP4额定转速nN (1 sN)n1 (1当n 700r/min时，转差率s当n 800r/min时，转差率s当电动机起动时，n 0,转差率0.043) 750r/min 717r/minni n 750 700 0.067n1750n n 750 8000 067n1750n1 n 750 彳s1n17503. 有一台三相四极

16、感应电动机,50Hz, Un 380V , Y 接法，cos N 0.83,R 0.35, R20.34, sN0.04,机械损耗与附加损耗之和为288W。设I1NI2N20.5A,求此电动机额定运行时的输出功率、电磁功率、电磁转矩和负载转矩。解：全机械功率Pm1I2N2JsR2320.5210.040.34W10288Ws0.04输出功率 P2 P (PPad) (10288 288)W 10000W电磁功率Pem10288W10716W1s10.04同步转速n1空f16050r/min1500r/minP2额定转速nN(1s)n1(10.04)1500r/min1440r/minPemPe

17、m1071660电磁转矩Tem-em-em-Nm68.26Nm12nL23.16150060或Tem10288Nm68.26Nm1440260负载转矩T2 -P2% N m 66.35N m4.一台三相感应电动机，Pn7.5W,额定电压Un380V，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 nN960r/ minc cos N0.824,试计算转子电流频率、转子铜耗、子电流和电机效率。解转差率n1 n1000 9600.041000转子电流频率f20.04 50Hz2Hz全机械功率P2(Ppad) (7500 450

18、37.5)W 7583W电磁功率Rm7583 W 7898W1 0.04转子铜耗PCu2SRm0.04 7898W 316W定子输入功率PiPem PCu1 PFe (7898 474 231)W 8603W定子线电流IiPi8603.43U n cos 13 380 0.824A 15.86A电动机效率P2 至00 87.17%P186035.一台三相四极50Hz感应电动机，Pn 75kW, nN 1450r/min, Un380V ,pCu2 ，In160A,定子Y接法。已知额定运行时，输出转矩为电磁转矩的90%,pwPFe2.1kWo试计算额定运行时的电磁功率、输入功率和功率因数。解转差

19、率1500 1450 s 0.03331500输出转矩Pn75 103 60 一一N m 494.2N m1450电磁功率BmTemT2494.2转子铜耗PCu2SRm定子铜耗PCu1PCu20.9 10.03332870W0.986210W2 kW 86.21kW602870W输入功率P(pCu1pFe)Pem(2870210086210)W91180W功率因数cos 191180,3 380 1600.8676.已知三相铝线感应电动机的数据为Pn10kW,Un380V,定子接法，IN11.6./3A,50Hz,定子铝耗(75)p.557W,转子铝耗(75)p®314W,铁耗PFe

20、276W,机械损耗p77W,附加损耗Pad200W。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n160f6050r/min1500r/min全机械功率为p2PP2Ppad(100.0770.2)kW10.28kW额定负载试的转差率sN曳203140.02965pem10.59额定转速nN (1 sN)n1(1 0.02956) 1500r/min1456r/min负载制动转矩T2P1010Nm65.61Nm2c1456260空载制动转矩T0-pad00-Nm1.817Nm1456260电磁转矩TemT2T0(65.61.817)Nm67.42Nm7. 一台三

21、相四极50Hz绕线式感应电动机，转子每相电阻R20.015。额定运行时,转子相电流为200A,nN1475r/min,计算额定电磁转矩。若保持额定负载转矩不变，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电阻值，此时定子电流、电磁功率、输入功率是否变化解3150014750.0167n11500pCu21 2 、m2I 2 R2Sn23 2002 0.0150.0167kW107.8kW107.8 60121500N m 686.5N m当 n 1200r/min 时ni n 1500 1200 sn11500R2R2RtSn-s_02所以Rt1R210.0150.16

22、5Sn0.0167从感应电机的T型等效电路可知，由于R2SnRoR ,电路中的Z1、Z2以及Zm均s未变化。当U1、3不变时，则定子电流、定子功率因数、定子电动势、气隙磁通、电磁功率、定子输入功率均未变化。转子电流、转子功率因数也未变化。接入电阻后，转子铜耗Pcu2sPem0.2107.78kW21.56kW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，额定电压为380V,丫联接，频率为50Hz,额定功率为28kW,额定转速为950r/min,额定负载时的功率因数为0.88,定子铜损耗及铁损耗共为2.2kW,机械损耗为1.1kW,忽略附加损耗，计算额

23、定负载时的：转差率；转子铜损耗；效率；定子电流；转子电流的频率。解n160fl1000r/min；sNn曳0.05Pn1PP2P29.1kWPFe30.63;pcu2SnR1.531SnPPePcu1PFe32.83kWP2c,c,N2100%85.3%P(4) I1P1.3U1cos N56.67Af2sf12.5Hz9.一台四极笼式感应电动机,Pn 200kW , Uin 380V ,定子三角形接法，定子额定电流11N234A,频率50Hz,定子铜耗5.12kW,转子铜耗2.85kW,铁耗3.8kW,机械损耗0.98kW ,附加损耗 3kW , R10.0345,Xm 5.9,产生最大转矩

24、时X10.202 , R20.022 , X20.195,起动时由于磁路饱和集肤效应的影响,Xi0.1375 , R20.0715 , X20.11。试求：（1）额定负载下的转速，电磁转矩和效率。（2）最大转矩倍数（即过载能力）和起动转矩倍数解：（1）电磁功率PemPnpCu2P Pad2002.850.98 3 206.83kWpCu22.85Pem206.830.013860501500r/min所以P1nNPemPem206.8360Pcu1s)1479r/min1316.7Nm1500pFe206.835.123.8215.75kW100%200100%92.7%215.75Tmax,

25、2m1pU14f11R1Ri2(Xi3033.6Nm1X2)2所以kmTmaxTn为过载能力TnPn2一nN60602001000214791291.3Nm所以TmaxTn3033.61291.32.36所以Tst2、m1pU1R22fRUR11R2)2(X12633.4Nm1X2)2kstTstTn2633.41291.32.0410.一台JQ2526异步电动机，额定电压380伏，定子三角形接法，频率50Hz,额定功率7.5kW,额定转速960r/min,额定负载时cos10.824,定子铜耗474W,铁耗23W,机械损耗45W,附加损耗37.5W,试计算额定负载时，（1）转差率；（2）转子电流的频率；（3）转子铜耗；（4）效率；（5）定子电流。解：(1)n10-f160501000r/minP3(2)n1 nn11000 96010000.04f2 sf10.04 50 2 Hz(3)(4)PP2Ppad750037.5457582.5WPcu2P315.94W1sP1PpCu2pCu1pFe7582.5315.944742318603.44WP100%7500100%87.17%P18603.44(5),P18603.44I1115.86A3U1cos133800.82