项目7_三相异步电动机_思考题与习题

项目7_三相异步电动机_思考题与习题
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
思考题与习题
7-1．三相异步电动机的旋转磁场是怎样产生的如果三相电源的一根相线断开，三相异
步电动机产生的磁场怎样
7-1．答：如果在定子绕组中通入三相对称的交流电流（三个线圈彼此互隔1200分布在
定子铁心内圆的圆周上），就会在电动机内部建立起一个恒速旋转的磁场。

7-2．什么是三相异步电动机的Y-Δ降压启动它与直接启动相比，启动转矩和启动电流
有何变化
7-2．答：如果电动机在正常工作时其定子绕组是联接成三角形的，那么在启动时可把
它联成星形，等到转速接近额定值时再换成三角形。

这种启动方式称为鼠笼式电动机的星形——三角形（Y －Δ）换接启动。

具有如下特点：
①启动时，每相定子绕组所承受的电压降到正常工作电压的31；
②启动电流减少为直接启动电流的1/3； ③启动转矩减小，是直接启动时的1/3。

星形—三角形启动法适合于正常运行时，定子绕组为三角形连接的鼠笼型电动机，且应空载或轻载时启动。

7-3．为使三相异步电动机快速停车，可采用哪几种制动方法 7-3．答：异步电动机有三种：反馈制动,反接制动和能耗制动。

7-4．三相异步电动机有哪几种调速方法各有何特点 7-4．答：
① 转子电路串电阻调速 这种方法简单可靠，但它是有机调速，随着转速降低特性变软，转子电路电阻损耗与转差率成正比，低速时损耗大。

② 改变极对数调速 这种方法可以获得较大的启动转矩，虽然体积稍大，价格稍高，只能有机调速，但是结构简单，效率高特性高，且调速时所需附加设备少。

③ 变频调速 可以实现连续的改变电动机的转矩，是一种很好的调速方法。

④ 调压调速 这种办法能够无级调速，但调速范围不大
7-5．有一台六极三相绕线式异步电动机，在f=50Hz 的电源上带动额定负载运行，其转差率为，求
定子磁场的转速和转子转速。

7-5．解：六极电动机，p =3
定子磁场的转速即同步转速16050
n =
=1000(r/min)3⨯
定子频率f 1=50Hz
转子频率f 2=sf 1=×50=1Hz
转子转速1n=n (1s)=1000(10.02)=980(r/min)
--
7-6．有Y112M-2型和Y160M1-8型异步电动机各一台，额定功率都是4kW ，但前者额定转速为
2890r/min ，后者为720r/min.试比较它们的额定转矩，并由此说明电动机的极数、转速及转矩三者之间的大小关系。

7-6．解：Y112M-2的额定转矩为
N14
T 955013.2N m 2890=⨯
≈
Y160M1-8的额定转矩为
N24
T 955053.1N m 720=⨯
≈
有上比较可知，电动机的磁极数愈多，则转速愈低，在同样额定功率下额定转矩于欲大。

7-7．一台三相异步电动机的额定数据为P N =，f N =50Hz ，n N =1440r/min ，λst =，λ=，求
（1）电动机的额定转矩（2）电动机的的启动转矩；（2）电动机的的最大转矩；（4）绘制出电动机的固有机械特性曲线。

7-7．答：（1）额定转矩为 m N 7.49m N 1440
5
.795509550⋅=⋅⨯==N N N n P T
启动转矩为 m N 3.109m N 7.492.22.2⋅=⋅⨯==N st T T 最大转矩为 m N 3.114m N 7.493.2max ⋅=⋅⨯==N T T λ
7-8
已知其满载时的功率因数为求，
（1）电动机的极数；（2）电动机满载运行时的输入电功率；（3）额定转差率； （4）额定效率；（5）额定转矩
7-8．答：[解]：
○1 n=1440 ∴P=2 电动机为四极三相异步电动机
○2cos 3808.80.8 4.64l l P I kw λϕ=⨯⨯= ○30
015001440
100%100%4%1500n n s n --=⨯=⨯= ○4
486.2%4.64
P P η===出
入 ○5 4.0
955026.51440
N T N m =⨯=⋅
7-9．Y225-4型三相异步电动机的技术数据如下：380v 、50HZ 、△接法、定子输入功率P 1N =kW 、
定子电流I 1N =84.2A 、转差率S N =，轴上输出转矩T N =，求：
（1）电动机的转速n 2；（2）轴上输出的机械功率P 2N ；（3）功率因数N ϕcos ；（4）效率η
N 。

7-9．答：解：（1）从电动机型号可知电动机为4极电机，磁极对数为p=2，由于
12
1n n n s -=
所以 1480)013.01(1500)1(12=-⨯=-=s n n （r/min ）
（2）∵
N N m n P T 29550⨯
= ∴4595501480
4.29095502=⨯==N m N n T P （kW ）
（3） ∵N L L N Cos I U P
ϕ31=
∴88
.02.8438031075.48331=⨯⨯⨯==L L N
N I U P Cos ϕ
（4）
923.075.4845
12===
N N N P P η
7-10．已知Y225M-2型三相异步电动机的有关技术数据如下：P N =45kW ，f =50Hz ，
m in /2970r n N =，ηN =%，启动能力为，过载系数λ=，求该电动机的额定转差率、额定转矩、启动转矩、最大转矩和额定输入电功率。

7-10．解：由型号知该电动机是两极的其同步转速为n 0=3000r/min ，所以额定转差率为
01.03000
2970
300000
=-=-=n n n s N n 额定转矩为 m N 7.144m N 2970
45
95509550⋅=⋅⨯==N N N n P T
启动转矩为 m N 4.289m N 7.14422⋅=⋅⨯==N st T T 最大转矩为 m N 3.318m N 7.1442.2max ⋅=⋅⨯==N T T λ
额定输入电功率为 kW 18.49kW 915
.045
1==
=
N
N
N P P η
N N N T st ，启动转矩T st ，最大转矩T max 7-11．解：同步转速为min /15002
50
606010r p f n =⨯==
04.01500
1440150000=-=-=n n n s N
因为：N N N I U P θηcos 32=，所以
A U P I N N N 6.11%5.8584.03803105.5cos 33
2
=⨯⨯⨯⨯=
=
θη
m N n P T N •=⨯==5.3614405.5955095502
A I I N st 2.817== m N T T N st •==730.2 m N T T N •==3.802.2max
7-12．四极三相异步电动机的额定功率为30kW ，额定电压为380V ，三角形接法，频率为50HZ 。

在额定负载下运动时，其转差率为，效率为90%，电流为57.5A ，T st /T N =，I st /I N =7，试求：（1）用Y-△降压启动时的启动电流和启动转矩；（2）当负载转矩为额定转矩的60%和25%时，电动机能否启动
7-12．解：（1）用Y-△降压启动时的启动电流
ST 757.5
I =
=134(A)3⨯
用Y-△降压启动时的启动转矩
ST 1.2194.5
T =
=77.8(Nm)3⨯
（2）因为ST N T =0.4T
当负载转矩为额定转矩的60%时， 由于T st 小于负载转矩，电动机不能启动。

当负载转矩为额定转矩的25%时，由于T st 大于负载转矩，电动机可以启动。

N st ｍax （2）若负载转矩为500N ·m ，问在V =V N 和两种情况下电动机能否启动 （3）若采用自耦降压启动，用64%的抽头时电动机的启动转矩。

7-13．解：（1）m N 4.290m N 1480/459550/9550⋅=⋅⨯==N N N n P T
()m N 8.551m N 4.2909.1/⋅=⋅⨯==N N st st T T T T ()m N 9.638m N 4.2902.2/max max ⋅=⋅⨯==N N T T T T
（2） Ｖ=ＶＮ时，T st =·m ＞500N ·m ，所以能启动。

当Ｖ=ＶN 时，T st =×·m=447N ·m ＜500N ·m ，所以不能启动。

（3） 直接启动时，I st △=7I N =589.4A
设降压启动时电动机中（即变压器副边）的启动电流st
I '，则 ='∆st st I I 所以 A 2.377A 4.58964.064.0=⨯=='∆st st
I I 设降压启动时线路（即变压器原边）的启动电流为st
I ''。

因为变压器原、副边中电流之比等于电压比的倒数，所以也等于64%，即
264.0=''st
st
I I 所以 A 4.241A 4.58964.02=⋅=''st
I 设降压启动时的启动转矩为st T '，则
264.0='st
st
T T 所以 m N 226m N 8.55164.02⋅=⋅⨯='st
T。