电机及拖动 第四章 习题

第四章三相异步电动机

思考题与习题

4.1三相异步电动机为什么会旋转，怎样改变它的转向。

4.2 什么是异步电动机的转差率？如何根据转差率来判断异步电机的运行状态？

4.3 在三相绕线转子异步电动机中，如将定子三相绕组短接，并且通过滑环向转子绕组通入三相交流电流，转子旋转磁场若为顺时针方向，问这时电动机能转吗？如能旋转，其转向如何？

4.4 异步电动机为什么又称感应电动机？

4.5 异步电动机中的空气隙为什么做得很小？

4.6 假如有一台星形联结的三相异步电动机，在运行中突然切断三相电流，并同时将任意两相定子绕组（如U、V相）立即接入直流电源，这时异步电动机的工作状态如何，试画图分析。

4.7 一台三相单层绕组电机，极数2p=4，定子槽数Z=36，每相并联支路数a=2，试列出60o相带的分相情况，并画出三相单层交叉式绕组展开图。

4.8 一台交流电机，Z=36，2p=4，y=7，a=2。试列出60o相带分相情况，并画出双层叠绕组的展开图。

4.9 试述短距系数k y1和分布系数k q1的物理意义？

4.10 交流电机一相绕组电动势的频率、波形、大小与哪些因素有关？哪些由构造决定？哪些由运行条件决定？

4.11 一台三相双层绕组电机，Z=36，2p=4，ƒ1=50H z，y1=7/9τ，试求基波、五次谐波与七次谐波的绕组系数，若完全消除五次谐波分量，y1应取多少？实际中，本题采用短距的方法能否将五次谐波电动势完全消除？

4.12 一台4极，Z=36的三相交流电机，采用双层叠绕组，a=1，y1=7/9τ，每个线圈匝数N c=20，每极气隙基波磁通Φ1=7.5 ×

10-3Wb，试求每相绕组基波电动势的大小？

4.13 交流电机单相绕组基波磁动势的幅值大小、位置和脉动频率与哪些因素有关？其中哪些因素由构造决定？哪些由运行条件决

定？

4.14 交流电机三相绕组合成基波圆形旋转磁场的幅值、空间位置、转速和转向各与哪些因素有关？其中哪些因素由构造决定？哪些由

运行条件决定？

4.15 一台50H z交流电机，通入60H z的三相对称交流电流，设电流的大小不变，问此时基波合成磁动势的幅值大小、转速和转向如何变化？

4.16 三相绕组中通入三相负序电流时，与通入幅值相同的三相正序电流时相比较，磁动势有何不同。若通入三相同相位的交流电流时又如何？

4.17 若在两相对称绕组中（两相绕组匝数相同，在空间相隔90o

电角度），通入对称的两相电流，试证明两相的合成磁动势为旋转磁动势。

4.18 一台三相交流电机，2p=6，Z=36，定子双层叠绕组，y=5/6τ，每相串联匝数N=72，当通入50H z三相对称电流，每相电流I=20A 时，试计算三相基波合成磁动势的幅值和转速。

4.19 异步电动机在起动及空载运行时，为什么功率因数较低？当满载运行时，功率因数为什么会较高？

4.20 当异步电动机运行时，设外加电源的频率为ƒ1，电机运行时的转差率为s，问：定子电动势的频率是多少？转子电动势的频率是多少？由定子电流所产生的旋转磁动势以什么速度截切定子？又以什么速度截切转子？由转子电流产生的旋转磁动势以什么速度截切转子？又以什么速度截切定子？定、转子旋转磁动势的相对速度为多少？

4.21 三相异步电动机主磁通和漏磁通是如何定义的？主磁通在定、转子绕组中感应电动势的频率一样吗？两个频率之间数量关系如何？

4.22 为什么三相异步电动机励磁电流比相应三相变压器的大很多？

4.23 为什么三相异步电动机的功率因数总是滞后的？而变压器呢？

4.24 试说明异步电动机转轴上机械负载增加时，电动机的转速n、定子电流I1和转子电流I2如何变化？为什么？

4.25 当三相异步电动机在额定电压下正常运行时，如果转子突然被卡住，会产生什么后果？为什么？

P mec=70W，P ad=200W，试求额定运行时的：（1）额定转速n N；（2）空载转矩T0；（3）输出转矩T2；（4）电磁转矩T em。

4.37 已知一台三相异步电动机定子输入功率为60kW，定子铜损耗为600W，铁损耗为400W，转差率为0.03，试求电磁功率P em、总机械功率P MEC和转子铜损耗P Cu2。

4.38 一台P N=

5.5kW、U N=380V，ƒ1=50H z的三相四极异步电动机，在某运行情况下,自定子方面输入的功率为

6.62kWP Cu1=341W，P Cu2=23

7.5W，P Fe=167.5W，P mec=45W, P ad=29W，试绘出该电动机的功率流程图，并计算在该运行情况下，电动机的效率、转差率、转速、空载转矩、输出转矩和电磁转矩。

4.39 有一台四极异步电动机，P N=10kW、U N=380V，ƒ=50H z，转子铜损耗P Cu2=314W，附加损耗P ad=102W，机械损耗

P mec=175W，求电动机的额定转速及额定电磁转矩。