异步电机习题

电机学习题集

Ⅳ 异步电机

习题二十五 异步电机的基本工作原理 一、思考题

1 试述异步电动机的基本工作原理。异步电机和同步电机的基本差别是什么？

2 什么叫转差率？为什么异步电机运行必须有转差？如何根据转差率来判断异步电机的运行状态？

3 一台接在电网上的异步电机，假如用其他原动机拖动，使它的转速n高于旋转磁场的速度n1，示意图如图39所示。试画上转子导条中感应电动势和有功电流的方向。以及这时转子有功电流与磁场作用产生的转矩方向。说明如把原动机去掉，异步电机的转速n能否继续大于n1，为什么？

Nn1nT1n1S 图39

2 为什么异步电动机的空气隙必须很小？为什么异步电机的定子铁心和转子铁心要用导磁性能良好的硅钢片制成？

一、分析、计算题

1 为什么有人提出电压为380V的小型异步电动机的额定电流安培数约等于它的额定功率数的两倍？（一般小型异步电动机的功率因数与效率的乘积为0.7~0.82） 2 设有一台50Hz八极的三相异步电动机，额定转差率为4.3%，问该机的同步转而速是多少？额定转速是多少？当该机以150r/min反转时，转差率是多少？当该机运行在800r/min时，转差率是多少？当该机在起动时，转差率是多少？

3 有一绕线转子异步电动机，定子绕组短路，在转而子绕组通入三相交流电流，其频率为

f1，旋转磁场相对转子以n1=

60f1r/min（p为定、转子绕组极对数）沿顺时针旋转，问此p 1

时转而子的转向如何？转差率如何计算？

习题二十六 异步电动机运行分析 一、思考题

1 有一台绕线转子异步电动机，转子静止且开路，定子绕组加额定电压，测得定子电流为0.3I1N；然后把转子绕组短接仍保持不转，在定子绕组上从小到大地增加电压使定子电流为

I1N。问这两种情况下，主磁通?m哪一个大？为什么？漏磁通呢？

2

若在一异步电机定子绕组上加以频率为f1的下序电压产生下转而旋转磁场，在转子绕

组上加以频率为f2的负序电压，产生反转旋转磁场，问这时转子转向、转速之大小？其转速是否会随负载之增加而降低？

3 将变压器的分析方法应用到异步电机中，二者有哪些相同之点和哪些不同之点？异步电动机的电压变比，电流变比和阻抗变比各等于什么？ 4

异步电机的激磁电抗xm和定子漏抗x1与同步电机里哪个电抗相对应，它们的和是否是

一个单独的相绕组的自感电抗。

一、作图、计算题 1

异步电动机转子开路，+a轴领先+A轴30?,如图（a），t=0时，B?位置与+A轴重合，

?、E?的位置。如果，+a轴落后+A轴90?，如图40?A、??a、及E在时间相量图上画出?21?、E?的位置。 ?A、??a、及E（b），，t=0时，B?与+a轴重合，在时间相量图上画出?12?a?A?AB?30?90?(a)

图40

2

一台异步电动机转子绕组短路并堵转，已知t=0时，气隙磁密B?在空间位置如图41。

B?(b)

?a

?、I?的位置，?a、E当转子a相轴线处在图41（a）、（b)两种情况下，在时间相量图上画出?22在空间矢量图上画出转而子磁动势F2的位置。（已知转子阻抗角?2?tg?1x2?80?） r2 2

?a?a60?B?(a)

120?B?(b)

3

图41

有一台3000V、50Hz、90kW、1475r/min、Y联接三相绕线转子异步电动机。在额定运

行情况下的功率因数为0.86；效率为0.895；定子内径Da=0.35m ；铁心轴向长度l=0.18m，定子上共有18槽；定子绕级为双层短矩绕组；每槽有40根导体；线圈跨距为10槽；转子绕组为双层整距绕组； 每一线圈一匝；转而子共有60槽。定、转子绕组支路a1=a2=1，试求：

（1） 该机的极数、同步速及额定运行情况下的转而差率； （2） 额定输入功率及额定输入电流；

（3） 定、转子电压变kc比、电流变比ki及阻抗变比kx；

（4） 当在额定电流流过时，定子基波旋转磁动势的幅值；

（5） 设在额定运行情况下，定子感应电动势为额定电压的0.9倍，求每极基波磁通及气

隙中基波旋转磁场的最高磁通密度；

（6） 同上情况，转子每相感应电动势及频率；

习题二十七 异步电动机运行分析 一、思考题 1

试说明异步电机在发电机状态（n>n1）以及电磁制动状态(n<0)时定、转子的磁动势

波F1和F2仍是同速率、同转向的。并说明在电动机状态F1和F2之间的空间相位差是0?到

90?电角度之间，还是90?到180?电角度之间顺着电机转向何者在前，何者在后？

2 为什么异步电动机的功率因数总是滞后的？为什么空载时功率因数很低，负载增大，功率因数随之增大，当负载增大到一定程度后，功率因数又开始下降？

3 试说明转子绕组归算和频率归算的意义，归算是在什么条件下进行的？ 4 异步电动机定子绕组与转子绕组没有直接联系，为什么负载增加时，定子电流和输入功率会自动增加，试说明其物理过程。从空载到满载，电机主磁通有无变化？ 5

异步电动机的等效电路有哪几种？它们有何区别？等效电路中的

1?sr2?代表什么意s义？能否用电感或电容代替？

一、 计算题

3

1 设有一台三相异步电机数据如下：6极、50Hz，转子绕组开路，不转时每相绕组感应电动势为110V，额定转速为980r/min，并且转向与旋转磁场一致。问：

（1） 此异步电机运行于何状态（发电机、电动机、电磁制动）？

（2） 这时转子电动势E2s=？

（3） 如果转子堵住时参数为r2=0.1?,x2=0.5?,试求在980r/min的速度旋转时

I2s=？

2

一台三相绕线转而子异步电机当定子加额定 电压而转而子开路时，滑环上电压为60V，

?且忽略激磁电流。计算： 转子绕组为Y接，转子静止每相漏阻抗为0.6+j4.0?, 若Z1=Z2（1） 当转子接入一个Y接的起动电阻，每相电阻值为5.0?，在额定电压下起动时，

转子中电流的大小。

（2） 转而子绕组短接，电机在s=0.04运转时，转子电流的大小和频率，这时转子上

总机械功率。 3

有一台三相380V，Y接法，50Hz，nN=1444r/min的绕线转子异步电动机，其每相参

??0.4?,x1=1?,x2?=1?,xm=40?,rm略去不计，设转子为三相，定转数为：r1=0.4?,r2子的有效匝比为4，试求：

（1） 满载时的转差率；

（2） 根据等效电路解出I1、I2和Im；

（3） 满载时转子每相电动势E2s及其频率的大小？

（4） 总的机械功率。

习题二十八 异步电动机的功率和转矩 一、思考题

1 异步电动机运行时，内部有哪些损耗？当电机从空载变化到额定负载运行时，这些损耗中哪些基本不变？哪些是随负载变化的？ 2

一台绕线转子异步电动机，当负载转矩T2不变时，在转子回路中串入一个附加电阻rs，

它的大小等于转子绕组电阻r2，问这时电机的转差率将会怎样变化（近似认为TM不变）？ 3

如果异步电机转子的电阻r2s不是常数，而是频率的函数，设r2s=sra（ra为一已知数）。

在分析过程中采用频率归算后，其等效转子阻抗是多少？ 4

如果异步电机转子的电阻r2s不是常数，而是频率的函数，设r2s=sra（ra为一已知数）。

找出它的电磁功率PM，机械功率P?和转子铜耗Pcu2来，此时以下的公式是不否成立？

P??(1?s)PM

4