第四篇 异步电机

第四篇 异步电机

4．1 什么叫转差率？如何根据转差率来判断异步机的运行状态？

4．2 异步电机作发电机运行和作电磁制动运行时，电磁转矩和转子转向之间的关系是否一样？怎样区分

这两种运行状态？ 4．3 有一绕线转子感应电动机，定子绕组短路，在转子绕组中通入三相交流电流，其频率为f1，旋转磁

场相对于转子以n1?60f1/p（p为定、转子绕组极对数）沿顺时针方向旋转，问此时转子转向如何？转差率如何计算？

4．4 为什么三相异步电动机励磁电流的标幺值比变压器的大得多？

4．5 三相异步电机的极对数p、同步转速n1、转子转速n、定子频率f1、转子频率f2、转差率s及转

子磁动势F2相对于转子的转速n2之间的相互关系如何？试填写下表中的空格。

p 1 2 5 3 4 n1/r?min?1 1800 600 1000 n/r?min?1 1000 -500 f1/Hz 50 50 60 50

f2/Hz 3 s 0.03 -0.2 1 n2/r?min?1 4．6 试证明转子磁动势相对于定子的转速为同步速度n1。

4．7 试说明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？

4．8 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？

?代表什么意义？能否用电感或电容代4．9 异步电动机的等效电路有哪几种？等效电路中的??1?s?/s?R2替？

4．10 异步电动机带额定负载运行时，若电源电压下降过多，会产生什么严重后果？试说明其原因。如

果电源电压下降，对感应电动机的Tmax、Tst、?m、I2、s有何影响？

4．11 漏电抗大小对异步电动机的运行性能，包括起动电流、起动转矩、最大转矩、功率因数等有何影

响？为什么？

4．12 某绕线转子异步电动机，如果（1）转子电阻增加一倍；（2）转子漏电抗增加一倍；（3）定子电压

的大小不变，而频率由50Hz变为60Hz，各对最大转矩和起动转矩有何影响？

4．13 一台笼型异步电动机，原来转子是插铜条的，后因损坏改为铸铝的，在输出同样转矩的情况下，

下列物理量将如何变化？

（1）转速n； （2）转子电流I2； （3）定子电流I1； （4）定子功率因数cos?1；

（5）输入功率P1； （6）输出功率P2； （7）效率?； （8）起动转矩Tst； （9）最大电磁转矩Tmax。

4．14 绕线式三相异步电动机转子回路串人适当的电阻可以增大起动转矩，

串入适当的电抗时，是否也有相似的效果？

4．15 普通笼型异步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不大？但深槽式或双

笼电动机在额定电压下起动时，起动电流较小而起动转矩较大，为什么？

4．16 绕线转子异步电动机在转子回路中串人电阻起动时，为什么既能降低起动电流又能增大起动转矩？

试分析比较串入电阻前后起动时的?m、I2、cos?2、Ist是如何变化的？串入的电阻越大是否起动转矩越大？为什么？

4．17 两台同样的笼型异步电动机共轴连接，拖动一个负载。如果起动时将它们的定子绕组串联以后接

至电网上，起动完毕后再改接为并联。试问这样的起动方法，对起动电流和转矩的影响怎样？

4．18 绕线式三相异步电动机拖动恒转矩负载运行，试定性分析转子回路突然串入电阻后降速的电磁过

程。

4．19 绕线式三相异步电动机拖动恒转矩负载运行，在转子回路接入一个与转子绕组感应电动势同频率、

同相位的外加电动势，试分析电动机的转速将如何变化？

4．20 单绕组变极调速的基本原理是什么？一台四极异步电动机，采用单绕组变极方法变为两极电机时，

若外加电源电压的相序不变，电动机的转向将会这样？

4．21 为什么在变频恒转矩调速时要求电源电压随频率成正比变化？若电源的频率降低，而电压的大小

不变，会出现什么后果。

4．22 如果电网的三相电压显著不对称，三相异步电动机能否带额定负载长期运行？为什么？

4．23 已知某一台三相异步电动机在额定电压下直接起动时，起动电流等于额定电流的6倍，试计算当

电网三相电压不对称、负序电压分量的大小等于额定电压10%、电机带额定负载运行时，定子相电流可能出现的最大值是额定电流的多少倍？这样的运行情况是否允许？为什么？

4．24 三相异步电动机在运行时有一相断线，能否继续运行？当电机停转之后，能否再起动？

4．25 怎样改变单相电容电动机的旋转方向？对罩极式电动机，如不改变其内部结构，它的旋转方向能

改变吗？

4．26 试画出三相笼型异步电动机由单相电网供电、当作单相电动机应用时的接线原理图。 4．27 感应调压器与自耦变压器相比，有何优缺点？

4．28 已知一台型号为JO2-82-4的三相异步电动机的额定功率为55kW，额定电压为380V，额定功率因

数为0.89，额定效率为91.5%，试求该电动机的额定电流。

4．29 已知某异步电动机的额定频率为50Hz，额定转速为970r/min，问该电机的极数是多少？额定转差

率是多少？

4．30 一台50Hz三相绕线式异步电动机，定子绕组Y联接，在定子上加额定电压。当转子开路时，其滑

环上测得电压为72V，转子每相电阻R2?0.6?，每相漏抗X2??4?。忽略定子漏阻抗压降，试求额定运行sN?0.04，时，

（1）转子电流的频率； （2）转子电流的大小；

（3）转子每相电动势的大小； （4）电机总机械功率。

4．31 已知一台三相异步电动机的数据为：定子?联接，50Hz，额定转速nN?1426UN?380V，r/min，

??2.82?，X2???11.75?，Rm忽略不计，Xm?202?。试R1?2.865?，X1??7.71?，R2求：

（1）极数； （2）同步转速；

（3）额定负载时的转差率和转子频率；

? （4）绘出T型等效电路并计算额定负载时的I1、P1、cos?1和I2。

4．32 已知JO2-92-4三相异步电动机的数据为：P2?75kW，UN?380，V（定子?联接）

??0.073?，X2???0.77?，nN?1480r/min，R1?0.088?，X1??0.404?，R2Rm?2.75?，

Xm?26?，机械损耗pmec?1.1kW。试用T型、较准确Г型和简化Г型三种等效电路计算额定

负载时的定子电流、功率因数和效率，并对计算结果进行分析比较。

4．33 某三相异步电动机，PN?10kW，，IN?19.8A，4极，Y联接，R1?0.5?。UN?380V（线电压）空载试验数据为：U1?380，I0?5.4A，p0?0.425V（线电压）kW，机械损耗pmec?0.08kW。短路试验中的一点为：Uk?120，Ik?18.1A，pk?0.92kW。试计算出忽略空载附加损耗V（线电压）

?、X1?、Rm和Xm。 和认为X1??X2?时的参数R24．34 一台三相异步电动机的输入功率为10.7kW，定子铜耗为450W，铁耗为200W，转差率为s=0.029，，

试计算电动机的电磁功率、转子铜耗及总机械功率。

4．35 一台JO2-52-6异步电动机，额定电压为380V，定子Δ联接，频率50Hz，额定功率7.5kW，额定

转速960r/min，额定负载时cos?1?0.824，定子铜耗474W，铁耗231W，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。

4．36 一台4极中型异步电动机，PN?200kW，UN?380定子Δ联接，定子额定电流IN?385A，V，

频率50Hz，定子铜耗pCu2?5.12kW，转子铜耗pCu2?2.85kW，铁耗pFe?3.8kW，机械损耗

?，Xm?5.9?。正常运行时pmec?0.98kW，附加损耗pad?3kW，R1?0.0345??0.022?，X2???0.195?；起动时，由于磁路饱和与趋肤效应的影响，X1??0.202?，R2??0.0715???0.11?。试求： ?，X2X1??0.1375?，R2

（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。

4．37 一台三相8极异步电动机的数据为：PN?200kW，UN?380V，f?50Hz，nN?722r/min，

过载能力kM?2.13。试求： （1）产生最大电磁转矩时的转差率； （2）s=0.02时的电磁转矩。

4．38 一台三相4 极异步电动机额定功率为28kW，UN?380V，?N?90%，cos??0.88，定子为

三角形联接。在额定电压下直接起动时，起动电流为额定电流的6倍，试求用Y-Δ起动时，起动电

流是多少？

4．39 一台三相绕线转子异步电动机，PN?155V，Y联接。kW，IN?294A，2p?4，UN?380??0.012?，X1??X2???0.06?，?1?1，其参数为R1?R2电动势及电流的变比ke?ki?1.2。

现要求把起动电流限制为3倍额定电流，试计算应在转子回路每相中接入多大的起动电阻？这时的

起动转矩为多少？

4．40 一台4极绕线型异步电动机，50Hz，转子每相电阻R2?0.02?，额定负载时nN?1480r/min，

若负载转矩不变，要求把转速降到1100r/min，问应在转子每相串入多大的电阻？

4．41一台三相4极异步电动机，U1N?380，R1?0.35?，V，定子Y接法，cos?N?0.83（滞后）

??0.34?，sN?0.04，机械损耗和附加损耗之和为288W，?N?20.5A，试求：设 I1N?I2 R2 （1）额定运行时输出功率、电磁功率和输入功率； （2）额定运行时的电磁转矩和输出转矩。

4．42 一台三相4极绕线式异步电动机，f1?50Hz，转子每相电阻R2?0.015?，额定运行时转子相

电流为200A，转速nN?1475r/min，试求：

（1）额定电磁转矩；

（2）在转子回路串入电阻将转速降至1120r/min，求所串入的电阻值（保持额定电磁转矩不变）； （3）转子串入电阻前后达到稳定时定子电流、输入功率是否变化，为什么？

4．43 一台三相6极笼型异步电机，PN?3kW，UN?380V，定子绕组Y接法，R1?2.08?，

??1.525?，X2???4.25?，Rm?4.12?，Xm?62?。当转差率s从1变X1??3.12?，R2化到0时，假设电机参数不变，试计算电磁转矩的大小并画出Tem?f?s?曲线。