第5章 电动机 习题答案

知识巩固5-1思答题1.三相笼型交流电动机的工作原理是？答：①定子通上三相交流电在定子表面产生旋转磁场；②转子导线切割旋转磁感应线产生感应电流，感应电流的方向用右手定则判断；③转子电流处在旋转磁场中受到电磁力作用而发生转动，受力方向用左手定则判断，转子转动方向与旋转磁场的转动方向相同。④转子的转动因为是切割磁感应线产生的电磁力，所以转子的转速要低于旋转磁场的转速。2.三相永磁同步电动机的转动原理答：①定子通上三相交流电在定子表面产生旋转磁场；②旋转磁场和永磁转子产生“吸力”，③转子被旋转磁场“吸住”同步转动。3.直流电动机是基于什么原理工作的？答：①励磁绕组通上直流电，在磁极上产生N、S磁极。②电枢绕组通上直流电，和励磁磁极作用产生电磁力，由左手定则判断受力方向；转子在电磁力的作用下发生转动。当转动到一定位置，由换向器换向。转子即在一定的方向连续转动。4.笼型转子电动机和绕线转子电动机都属于异步感应电动机，笼型转子电动机的优点有哪些？绕线转子电动机的特点是什么？答：笼型转子电动机的优点是：结构简单、免维护、运行可靠；恒速运行，工作稳定。可以应用在没有特殊要求的所有负载上。绕线转子电动机的特点是：通过在转子绕组上串联电阻，可以在0速时得到最大转矩，应用在带载起动的设备上非他莫属。是起重机、提升机必须电动机。（现在有了变频器绕线转子电动机就不用了）5.专用电动机是根据什么要求制造的？答：是根据驱动电动机的设备的要求和电动机驱动的设备的要求进行研制的。6.电动机都是可逆的，即给电动机通上电流，电动机转子输出转矩做功；当转子被负载拉着转动，电动机又可以发电变为发电机。叙述永磁转子电动机、直流电动机、永磁直流电动机和笼型异步电动机变为发电机的条件。答：①永磁转子电动机因为转子有磁极，转子转动时磁极扫过定子绕组，定子绕组切割磁感应线产生感应电流，即变为发电机。②直流电动机，当转子转动时转子绕组切割定子磁感应线产生感应电流，即变为发电机。③永磁直流电动机定子为永磁体，当转子转动时转子绕组切割定子磁感应线产生感应电流，即变为发电机。④笼型异步电动机变为发电机的条件首先定子绕组要有旋转磁场励磁，当转子被负载拉着快转时电动机变为发电机。例如，电梯下行时轿厢被重力拉着下降，当轿厢的下降速度超过了电动机的转速时，电动机处于发电状态。7.直流电动机还有一种接线方法，就是将励磁绕组和电枢绕组串联连接，称为串励电动机，见图5-26（a）所示。图（b）是串励电动机转子，绕组连接到换向器，转到一定角度绕组换向；图（c）是定子，定子绕组分为2组，分别安装在磁极上。图（d）是该电动机的机械特性线，当电动机空载时转速高电流小；负载时转速低电流大，自动的调整电动机的输出功率。请回答以下问题：（a）原理图（b）转子实体图（c）定子实体图（d）机械特性线图5-26串励电动机1.电动机转动原理是基于法拉第电磁感应定律吗？2.串励电动机是交直流两用，加直流电和加交流电，电动机的转向不变。为什么？3.电动机的转速和哪个物理量成正比？4.电动机体积小功率大的原因是？5.现在的电钻、电锯、以及各种电动工具大都采用串励电动机，因为什么？答：①串励电动机是基于法拉第电磁感应定律和安培力原理工作的。电动机转子绕组通上电流，在励磁磁场中受到力的作用是安培力；转子在磁场中转动切割磁感应线产生感应电电动势，该电动势用来平衡转子电压，控制转子电流，是基于法拉第电磁感应定律。②串励电动机在加交流电或直流电时，转子转向不变的原因‌在于其工作原理。串励电动机的电枢绕组和励磁绕组是串联的，当电源极性改变时，电枢电流和励磁磁场的方向会同时改变。根据左手定则，电枢电流方向和励磁磁场方向的反向会导致产生的转矩方向保持不变，因此转子的转向也不会改变‌。③电动机的转速和电流成反比，转速增加时电流减小。④电动机体积小功率大的原因是：机械功率的表达式是P=nT，该电动机n很高，T较小，T是和体积相关的参数，用提高转速来减小电动机的体积。⑤现在的电钻、电锯、以及各种电动工具大都采用串励电动机的原因是：a高启动转矩和低启动电流‌；b调速范围广‌，适用于需要不同转速的工作场景‌；c结构简单，制造和维护成本低‌：d交直流两用‌：串励电动机既可以使用交流电源也可以使用直流电源，适应不同的电源环境‌。10.变频电机就是在三相笼型感应电机的后轴上增加了1台独立的冷却风机。（）11.变频电机是在三相笼型感应电机的基础上，根据变频的需要重新设计的新型电动机。（）12.三相交流永磁转子同步电动机，工作时因为转子不需要电流，所以工作效率高。（）13.三相交流永磁转子同步电动机最大优点是转子和旋转磁场同步，只要控制了旋转磁场就控制了转子。（）。答案：1.√，2.√，3.×，4.×，5.√，6.×，7.√，8.√，9.×，10.×，11.√，12.√，13.√5-3计算题1.一台三相异步电动机，旋转磁场转速n=1500r/min，这台电动机有几对磁极？试分别求出n=0r/min时和n=1450r/min时该电动机的转差率。答：根据n1=60f1/p可知，磁极对数为2，n1=1500r/min。又根据s=（n1-n）/n1，有：n=0时，s=1；n=1450，s=0,0332.一台型号为Y-200L1-4的三相异步电动机，输出功率P2=30kW，电压U1=380V，电流I1=56.8A，效率η=92.2%，额定转速n=1470r/min，电源的频率为50Hz。求该电动机的功率因数、输出转矩和转差率。答：将电动机参数代入下式可得：cosφN=0.87，TN=194.9N·m，s=0.023.一台三相异步电动机，