电机与拖动习题第五章 异步电机
《电机与拖动基础》第三版林瑞光习题答案
《电机与拖动基础》第三版林瑞光习题答案在学习《电机与拖动基础》这门课程时，完成课后习题是巩固知识、检验理解程度的重要环节。
林瑞光老师的第三版教材中的习题涵盖了电机与拖动领域的多个重要概念和知识点。
接下来，让我们一起探讨一下部分习题的答案。
首先，我们来看第一章的习题。
例如，有一道关于电机基本原理的题目，问电机实现能量转换的关键是什么。
答案是电机内部存在的电磁感应现象和电磁力。
通过电磁感应，电机能够将电能转化为机械能，或者将机械能转化为电能，实现能量的传递和转换。
再看第二章有关直流电机的习题。
有一个问题是：直流电机的励磁方式有几种，各自的特点是什么？答案是直流电机的励磁方式主要有他励、并励、串励和复励四种。
他励电机的励磁绕组由独立电源供电，励磁电流不受电枢电流影响；并励电机的励磁绕组与电枢绕组并联，励磁电压与电枢电压相同；串励电机的励磁绕组与电枢绕组串联，励磁电流与电枢电流相同，其特点是具有较大的起动转矩；复励电机则同时具有串励和并励绕组，综合了两者的特性。
第三章关于变压器的习题中，有这样一道题：变压器的基本工作原理是什么，为什么能够实现变压？答案是变压器基于电磁感应原理工作。
当一次绕组中通以交流电流时，会在铁芯中产生交变磁通，这个磁通同时穿过一次和二次绕组。
由于绕组匝数不同，根据电磁感应定律，在二次绕组中就会感应出不同的电压，从而实现变压。
第四章交流电机的旋转磁场部分，有这样的习题：旋转磁场的转速与哪些因素有关？答案是旋转磁场的转速与电源频率和电机的磁极对数有关。
其转速公式为 n1 ＝ 60f ／ p，其中 n1 为旋转磁场的转速，f为电源频率，p 为磁极对数。
第五章异步电机的习题里，比如：异步电机的转差率是如何定义的，其大小对电机运行有何影响？答案是转差率 s 是指异步电机的转速 n与同步转速 n1 之差与同步转速 n1 的比值。
转差率的大小反映了电机的运行状态。
当转差率较小时，电机运行在接近同步转速的状态，效率较高；当转差率较大时，电机的转矩较大，但效率降低，发热增加。
机电习题3
第五章 异步电机5．1 什么叫转差率？如何根据转差率来判断异步机的运行状态？ 5．2 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？5．3 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1f ，旋转磁场相对于转子以p f n /6011=〔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？5．4 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？5．5 三相异步电机的极对数p 、同步转速1n 、转子转速n 、定子频率1f 、转子频率2f 、转差率s 及转子磁动势2F 相对于转子的转速2n 之间的相互关系如何？试填写下表5．6 试证明转子磁动势相对于定子的转速为同步速度1n 。
5．7 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？5．8 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？5．9 异步电动机的等效电路有哪几种？等效电路中的()[]2/1R s s '-代表什么意义？能否用电感或电容代替？5．10 异步电动机带额定负载运行时，假设电源电压下降过多，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max T 、st T 、m Φ、2I 、s 有何影响？5．11 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？5．12 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？5．13 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，以下物理量将如何变化？〔1〕转速n ；〔2〕转子电流2I ； 〔3〕定子电流1I ； 〔4〕定子功率因数1cos ϕ； 〔5〕输入功率1P ； 〔6〕输出功率2P ； 〔7〕效率η； 〔8〕起动转矩st T ； 〔9〕最大电磁转矩max T 。
第五章 异步电机
1. ★绕线型异步电机转子绕组的相数、极对数总是设计得与定子 相同，鼠笼型异步电机的转子相数、极对数又是如何确定的呢? 与鼠笼条的数量有关吗？
答：鼠笼型异步电机转子相数就是鼠笼转子上的导条数；转子极对 数是靠定子绕组磁动势感应而得的，因此它始终与定子绕组的极对数相 等，与鼠笼转子的导条数无关．
2. 三相异步电动机的堵转电流与外加电压、电机所带负载是否有 关?关系如何？是否堵转电流越大堵转转矩也越大?负载转矩的 大小会对起动过程产生什么影响？
额定转速时的电磁转矩 最大转矩为
起动电流为
起动线电流 起动转矩
2. 一台、八极的三相感应电动机，额定转差率sN=0.043，问该机的 同步转速是多少？当该机运行在时，转差率是多少？当该机运 行在时，转差率是多少？当该机运行在起动时， 转差率是多 少？
解 同步转速 额定转速 当时，转差率 当时，转差率 当电动机起动时，，转差率
答：堵转电流与外加电压成正比关系，与负载大小无关。 若电机参数不变，则堵转电流越大，堵转转矩也越大。
负载转矩的大小会对起动时间的长或短产生影响。
五、计算
1. 一台三相感应电动机，额定功率，额定电压，型接法，额定转 速，定、转子的参数如下： ； 。
第5章 三相异步电动机的基本原理(电机及拖动基础)
第五章三相异步电动机的基本原理主要讲授内容：三相异步电动机的工作原理、结构、运行特性、等效电路、参数测量、转矩转差的关系等，是必须掌握的内容，使本课程的重点。
是在现代工业中正被大量应用的机电能量转换装置，是后续课程《电力拖动》课程的基础。
讨论：三相异步电动机What？三相异步电动机的用途、结构？How？三相异步电动机的工作原理？第一节三相异步电动机的结构及额定参数一、异步电动机的主要用途和分类用途：异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。
异步电动机的优点：结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和具有适用的工作特性。
采用现代电力电子功率器件和计算机技术可得到良好的调速性能。
已经取代直流电动机，成为应用广泛的调速系统。
异步电动机的缺点：功率体积比较小。
功率因数较差。
直接接电网运行时，必须从电网里吸收滞后的励磁电流，使它的功率因数总是小于１。
通过控制器可以使这一缺点得到改善。
异步电动机运行时，定子绕组接到交流电源上，转子绕组自身短路，由于电磁感应的关系，在转子绕组中产生电动势、电流，从而产生电磁转矩。
所以，异步电机又叫感应电机。
二、异步电动机的分类从不同角度看，有不同的分类法：（1）按定子相数分有①单相；②三相异步电动机。
（2）按转子结构分有①绕线式；②鼠笼式。
后者又包括单鼠笼、双鼠笼和深槽式异步电动机。
此外，根据电机定子绕组上所加电压的大小，又有高压、低压异步电动机之分。
从其它角度看，还有高起动转矩、高转差率、高转速异步电机等等。
异步电机也可作为异步发电机使用。
单机使用时，常用于电网尚未到达的地区，又没有同步发电机的情况，或用于风力发电等特殊场合上。
在异步电动机的电力拖动中，异步电机回馈制动时，即运行在异步发电机状态。
风叶铁心绕组轴承滑环绕线电动机转子笼型绕组导条端环1、异步电动机的定子：异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。
（1）定子铁心：是电动机磁路的一部分，装在机座里。
电机与电力拖动基础教程第5章2
1.感应电动势波形
定子导体中感应电动势的瞬时值
eblvBlvsixnEnmsint
➢合成磁动势均为旋转磁动势
3的倍数次谐波
➢转速为n0=n0/
•=6K-1次谐波的旋转方向与基波合成磁动势相反
•=6K+1次谐波的旋转方向与基波合成磁动势相同
2. 6 K 3 （ K 1 、 2 、 3 、 ） 次谐波
fA3F 3co3scots
f B 3 F 3 c 3 o 1 o c s 2 t o 1 o 0 F s 2 3 c 3 c 0 o t o 1 s os 2
推论：
m相对称绕组通以m相对称电流时，所形成的m相合成 磁通势，也是圆形旋转磁通势，其幅值为各相脉振磁通势 幅值的m/2，其转速仍为同步转速。
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三相的高次谐波磁通势
旋转磁动势中含有
1. 6 K 1 （ K 1 、 2 、 3 、 ） 次谐波 高次谐波磁动势，
但不包括3次谐波或
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3.谐波分析
对周期性变化的矩形波分布的磁势，用傅氏级数进行谐 波分析，可分解成为：
fy(,1t) C co s co1ts 1,3 ,5
式中v=1，3，5…为谐波系数，系数Cv为
Cv 14
2
2
IyNys
inv 2
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Fym ( x)
x =0 2
2
3 x 2
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基波磁势为：
fy1 42 2IyN yco cso 1 ts F y1co cso 1 ts
Fy14 22IyNy0.I9yNy 为基波磁势最大幅值 三次谐波磁势为：
《电机原理及拖动》交流部分习题答案要点
第五章 三相异步电动机原理5-1 什么是空间电角度，它与空间几何角度有什么关系？答：一个圆的空间几何角度（也称机械角度）是360度。
但从电磁的观点来说：电机转子在旋转时每经过一对磁极，其绕组感应的电量（如感应电动势）就相应地变化一个周期，因此，将一对磁极对应的空间几何角度定义为360度电角度。
空间电角度与电机的极对数P 有关，即：空间电角度=空间几何角度⨯P 。
例：一台6极异步电机（P=3），其转子转一周就经过3对磁极，转子绕组中感应电动势交变3个周期，即：空间电角度=360⨯3=1080度电角度。
5-2 绕组的短矩和分布为什么能消减高次谐波？ 答：短距系数：基波： ⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⋅=90sin τy k y 谐波：⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⋅⋅=90sin τννyk y 短距对于基波电动势的影响很小，但对于高次谐波的短距系数可能很小，甚至为零，因此，短距能有效地消减高次谐波。
分布系数：基波：⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=2sin 2sin ααq q k p谐波：⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=2sin 2sin νααννq q k p相临元件所夹空间电角度对基波来说是α，对于ν次谐波则为να，因此相临元件的ν次谐波电动势相位差很大，完全可能使相量和大为减小，甚至为零。
所以，分布能有效地消减高次谐波。
5-3 何谓相带，在三相电机绕组中为什么常采用600相带，而很少采用1200相带？ 答：按每相绕组在圆周上连续占有空间的电角度（俗称相带）分类：有120°相带、60°相带和30°相带等绕组。
通常三相交流电机采用 60°相带绕组。
在相同串联导体数下,60°相带绕组感应电动势约比120°相带绕组的感应电动势大 15％以上。
30°相带绕组虽然可以进一步提高绕组利用率，但由于其绕组制造复杂，而感应电动势提高不多，故仅用在一些有特殊要求的场合，例如用于高效率电动机中。
电机及应用第二版第五章三相异步电动机的电力拖动课件
由前面分析知：
cos2
R2
s R22 ( X 20 )2
U1 4.44K1 f1N1Φm
由此得电磁转矩公式
T
C
R22
sR2 (sX 20 )2
U12
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电磁转矩公式
T
C
R22
sR2 (sX 20 )2
U12 f1
由公式可知
1.
T
与定子每相绕组电压
U
2 1
成正比。U
改变转子附加电阻R´2 可实现调速。
过载系数(能力) Tm
TN
一般三相异步电动机的过载系数为
1.8 ~ 2.2
工作时必须使TL <Tm ，否则电机将停转。
I2 I1 电机严重过热而烧坏。
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3. 起动转矩 Tst 电动机起动时的转矩。
n0 n
T
C
R22
sR2 (sX 20 )2
1
T
2. 当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数。
3. R2 的大小对 T 有影响。绕线型异步电动机可外
接电阻来改变转子电阻R2 ，从而改变转距。
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二、机械特性曲线
根据转矩公式 得特性曲线：
T
Tm
T
C
R22
sR2 (sX 20 )2
U12 f1
nn1N n
Ts t
)
硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。
软特性：负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，
起动特性好。
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(2) R2 变化对机械特性的影响
n
四川省自考电机与拖动基础复习题
四川省自考电机与拖动基础第一章1.简述铁磁材料的磁化过程。
铁磁物质未放入磁场之前，其内部磁畴排列是杂乱的，磁效应互相抵消，对外不呈现磁性；若将铁磁物质放入磁场中，在外磁场的作用下，磁畴的轴线将趋于与外磁场方向一致，且排列整齐形成一个附加磁场与外磁场叠加后，就呈现出磁性。
2.铁心中的损耗包括哪些？是怎样产生的？与哪些因素有关？铁心中的损耗包括磁滞损耗和涡流损耗。
铁磁材料置于交变磁场中，材料被反复交变磁化，磁畴之间相互不停地摩擦、翻转，消耗能量，并以热量形式表现，这种损耗称为磁滞损耗，磁滞损耗与磁滞损耗系数（铁磁材料的性质），磁场交变的频率，铁心的体积和磁滞回线的面积（或磁通密度最大值）成正比。
由于铁心是导电体，铁心中磁通随时间变化时，根据电磁感应定律，在铁心中将产生感应电动势并引起涡流，此涡流在铁芯中引起的损耗也以热量形式表现，称为涡流损耗，涡流损耗与铁磁材料的涡流损耗系数（材料的电阻率），硅钢片厚度，磁场交变的频率，磁通密度最大值以及铁心的体积有关。
3.铁磁材料分成几类？各有什么特点？分别用在什么场合铁磁材料根据磁滞回线形状不同，分为软磁材料、硬磁（永磁）材料两大类。
软磁材料磁滞回线窄，剩磁和矫顽力都小且磁导率较高，一般用于制造电机、变压器的铁心。
硬磁（永磁）材料磁滞回线宽，剩磁和矫顽力都大，可以制成永久磁铁。
4.直流磁路和交流磁路有何异同？直流磁路中磁通是不随时间变化的，故没有磁滞/涡流损耗，也不会在无相对运动的线圈中感应产生电动势，而交流磁路中磁通是随时间而变化的，会在铁心中产生磁滞/涡流损耗，并在其所匝链的线圈中感应产生电动势，另外其饱和现象也会导致励磁电流、磁通/感应电动势波形的畸变。
交流磁路的计算就瞬间而言，遵循磁路的基本定律。
第二章1. 任何电机既可以作为发电机也可以作为电动机。
（对）2. 直流电机励磁磁场对电枢磁动势的影响称为电枢反应。
（错，直流电机电枢磁动势对励磁磁场的影响称为电枢反应。
电机与拖动基础知识要点复习题
电机复习提纲第一章：一、概念：主磁通，漏磁通，磁滞损耗，涡流损耗磁路的基本定律:安培环路定律: 磁路的欧姆定律作用在磁路上的磁动势 F 等于磁路内的磁通量 Φ乘以磁阻R m磁路与电路的类比：与电路中的欧姆定律在形式上十分相似。
E=IR磁路的基尔霍夫定律（1）磁路的基尔霍夫电流定律穿出或进入任何一闭合面的总磁通恒等于零（2）磁路的基尔霍夫电压定律沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位差的代数和。
第二节 常用铁磁材料及其特性一、铁磁材料1、软磁材料：磁滞回线较窄。
剩磁和矫顽力都小的材料。
软磁材料磁导率较高，可用来制造电机、变压器的铁心。
2、硬磁材料：磁滞回线较宽。
剩磁和矫顽力都大的铁磁材料称为硬磁材料，可用来制成永久磁铁。
二、铁心损耗1、磁滞损耗——材料被交流磁场反复磁化，磁畴相互摩擦而消耗 NiHL的能量。
2、涡流损耗——铁心内部由于涡流在铁心电阻上产生的热能损耗。
3、铁心损耗——磁滞损耗和涡流损耗之和。
第二章：一、尽管电枢在转动，但处于同一磁极下的线圈边中电流方向应始终不变，即进行所谓的“换向”。
二、一台直流电机作为电动机运行——在直流电机的两电刷端上加上直流电压，电枢旋转，拖动生产机械旋转，输出机械能；作为发动机运行——用原动机拖动直流电机的电枢，电刷端引出直流电动势，作为直流电源，输出电能。
三、直流电机的主要结构（定子、转子）定子的主要作用是产生磁场转子又称为“电枢”,作用是产生电磁转矩和感应电动势要实现机电能量转换，电路和磁路之间必须在相对运动，所以旋转电机必须具备静止的和转动的两大部分，且静止和转动部分之间要有一定的间隙（称为：气隙）四、直流电机的铭牌数据直流电机的额定值有：1、额定功率P N(kW)2、额定电压U N(V)3、额定电流I N(A)4、额定转速n N(r/min)5、额定励磁电压U fN(V)五、直流电机电枢绕组的基本形式有两种：一种叫单叠绕组，另一种叫单波绕组。
单叠绕组的特点：元件的两个端子连接在相邻的两个换向片上。
3异步电动机原理与拖动选择题(1)
第四、五章异步电动机原理及拖动1.异步电动机空载时的功率因数与满载时比较，前者比后者________________。
A．高B．低C．相同D．以上说法均错2.三相异步电动机的最大转矩为900牛顿米，额定转矩为450牛顿米，则电动机的过载倍数λ是___________。
A．0．5 B．1 C．1．5 D．23.三相异步电动机在什么情况下会出现转差率s>l，是________________。
A．再生制动B．能耗制动C．反接制动D．机械制动4.一台工作频率为50Hz异步电动机的额定转速为730r／rain，其额定转差率S和磁极对数P分别为___________。
A．s=O．0267 p=2 B．s=2．67 p=4C．s=O．0267 p=4 D．s=2．67 p=35.三相异步电动机轻载运行时，三根电源线突然断一根，这时会出现________现象。
A．能耗制动，直至停转B．反接制动后，反向转动C．由于机械摩擦存在，电动机缓慢停车D．电动机继续运转，但电流增大，电机发热6.三相异步电动机的三相绕组既可接成Δ形，也可接成Y形。
究竟接哪一种形式，应根据________来确定。
A．负载的大小B．绕组的额定电压和电源电压C．输出功率多少D．电流的大小7.三相异步电动机带载工作时，其转子绕组上________电流。
A．由于无外部电源给转子供电，故无电流B．由于有外部电源给转子供电，故有电流C．由于无电磁感应，故无电流D．由于有电磁感应，故有电流8.普通型号的三相异步电动机直接起动的电流比额定电流________，转矩________。
A．增加不多／增加很多B．增加很多／增加不多C．增加不多／减少不多D．增加很多／减少很多9.向电网反馈电能的电机制动方式称为________。
A．能耗制动B．电控制动C．再生制动D．反接制动10.三相异步电动机起动的时间较长，加载后转速明显下降，电流明显增加。
可能的原因是________。
电机与拖动第5-6章习题答案
60 f 60 × 50 = = 1500r / min ，可得电机的极对数 p＝2 × 2 × 3 = 36 （槽）
p × 360o 2 × 360o = = 20o Q 36
sin q
2 = sin 3 × 10° = 0.9598 α 3 × sin 10° q sin 2 π 8 π k p1 = sin( y ) = sin( ⋅ ) = 0.9848 2 9 2 kd1 =
iA = 2 I sin(ωt − 10o ) 和 iB = 2 I sin(ωt − 100o ) ，试在图中画出 A、B 两相的相轴，并分析两相合成的
基波磁动势的性质。 解：A、B 两相的相轴如图 5-36 所示。
f A1 = Fm1 sin(ωt − 10o ) cos α f B1 = Fm1 sin(ωt − 100o ) cos(α + 90o )
q=
Q 24 p × 360o 360o = = 4 ，α = = = 15o 2 pm 2 × 3 Q 24
o 2 = sin( 5 × π ) × sin( 4 × 7.5 ) = 0.925 k dp1 = sin( y ) × 2 q sin α 6 2 4 × sin 7.5o 2
π
sin q
A
•
+A
•
α = 0o
B
×X
α = −90 o
+B
×Y
图5-36
由上式可知，两相合成基波磁动势是一个空间上反转的圆形旋转磁动势。 5-10. 如 图 5-37 所 示 的 三 相 对 称 绕 组 ， 现 在 绕 组 中 分 别 通 入 以 下 电 流 ： i A = 2 I cos ωt ， （1）试在图中画出 A、B、C 三相的相轴，求出三 iB = 2 I cos(ωt − 120o ) ， iC = 2 I cos(ωt − 240o ) 。 相合成基波磁动势的表达式并说明其性质； （2） 在图中画出 ωt =150o 时三相合成基波磁动势的幅值位置。 解： （1）A、B、C 三相的相轴如图 5-37 所示。
异步电机习题答案
第五篇 异步电机一、填空题：1. ★一台三相8极异步电动机的电源频率为50Hz ，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为 ，转子电势的频率为 。
当转差率为0.04时，转子的转速为 ，转子的电势频率为 。
0.02，1Hz ，720 r/min ，2Hz2. 一台三相4极异步电动机，接到50Hz 的交流电源上，当转子转速为1600 r/min 时，电机处于 状态，当转子转速为1460 r/min 时，电机处于 状态，当转子转速为–400 r/min 时，电机处于 状态。
发电机，电动机，电磁制动3. 三相异步电动机经过__________________的折合和_________________的折合，得到等效电路。
折合的条件是____________________________。
转子频率，转子绕组，保持转子磁动势不变4. 三相异步电动机的等效电路中，附加电阻21R ss '-上的功率损耗模拟了电动机转子的_____________________。
总机械功率5. 如果三相异步电动机运行时转差率为s ，则电磁功率P M 、转子铜耗p cu 2和总机械功率P m 之间的比例是P M ：P m ：p cu 2 =_________________。
1:(1):s s -6. 三相异步电动机电磁转矩的物理表达式为_______________________________，该式反映了三相异步电动机的电磁转矩是由气隙基波磁通与_______________________相互作用产生的这一物理本质。
22cos T m T C I ϕ=Φ，转子电流的有功分量()221122211122m pU s T R f R X X s π=⎡⎤'⎛⎫'+++⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦8. 三相异步电动机的最大电磁转矩T m = ，临界转差率s m = 。
2'9. 鼠笼式异步电动机降压起动时，常用的起动方法有_____________________、______________________、_________________________。
《电机与拖动基础（第2版）》（习题解答）
《电机与拖动基础（第2版）》（习题解答）电机与拖动基础第⼀章电机的基本原理 (1)第⼆章电⼒拖动系统的动⼒学基础 (6)第三章直流电机原理 (12)第四章直流电机拖动基础 (14)第五章变压器 (29)第六章交流电机的旋转磁场理论 (43)第七章异步电机原理 (44)第⼋章同步电机原理 (51)第九章交流电机拖动基础 (61)第⼗章电⼒拖动系统电动机的选择 (73)第⼀章电机的基本原理1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系，并列出其基本物理规律与数学公式。
答：电与磁存在三个基本关系，分别是（1）电磁感应定律：如果在闭合磁路中磁通随时间⽽变化，那么将在线圈中感应出电动势。
感应电动势的⼤⼩与磁通的变化率成正⽐，即 tΦNe d d -= 感应电动势的⽅向由右⼿螺旋定则确定，式中的负号表⽰感应电动势试图阻⽌闭合磁路中磁通的变化。
（2）导体在磁场中的感应电动势：如果磁场固定不变，⽽让导体在磁场中运动，这时相对于导体来说，磁场仍是变化的，同样会在导体中产⽣感应电动势。
这种导体在磁场中运动产⽣的感应电动势的⼤⼩由下式给出 Blv e = ⽽感应电动势的⽅向由右⼿定则确定。
（3）载流导体在磁场中的电磁⼒：如果在固定磁场中放置⼀个通有电流的导体，则会在载流导体上产⽣⼀个电磁⼒。
载流导体受⼒的⼤⼩与导体在磁场中的位置有关，当导体与磁⼒线⽅向垂直时，所受的⼒最⼤，这时电磁⼒F 与磁通密度B 、导体长度l 以及通电电流i 成正⽐，即Bli F = 电磁⼒的⽅向可由左⼿定则确定。
1-2 通过电路与磁路的⽐较，总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系（如电阻与磁阻），请列表说明。
答：磁路是指在电⼯设备中，⽤磁性材料做成⼀定形状的铁⼼，铁⼼的磁导率⽐其他物质的磁导率⾼得多，铁⼼线圈中的电流所产⽣的磁通绝⼤部分将经过铁⼼闭合，这种⼈为造成的磁通闭合路径就称为磁路。
⽽电路是由⾦属导线和电⽓或电⼦部件组成的导电回路，也可以说电路是电流所流经的路径。
(完整word版)机电传动课后习题答案第5章(word文档良心出品)
第五章5.1 有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50H Z，满载时电动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。
n0=60f/p S=(n0-n)/ n0=60*50/2 0.02=(1500-n)/1500=1500r/min n=1470r/min电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470 r/min,转子电流频率.f2=Sf1=0.02*50=1 H Z5.2将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动机是否会反转？为什么？如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调,例如将B,C两根线对调,即使B相遇C相绕组中电流的相位对调,此时A相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转,与未对调的旋转方向相反. 5.3 有一台三相异步电动机，其n N=1470r/min,电源频率为50H Z。
设在额定负载下运行，试求：①定子旋转磁场对定子的转速；1500 r/min②定子旋转磁场对转子的转速；30 r/min③转子旋转磁场对转子的转速；30 r/min④转子旋转磁场对定子的转速；1500 r/min⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。
0 r/min5.4当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？因为负载增加n减小,转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加,转子导体被磁感线切割的速度提高,于是转子的感应电动势增加,转子电流特增加,.定子的感应电动使因为转子的电流增加而变大,所以定子的电流也随之提高.5.5 三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变.5.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。
试求：①线电压为380V时，三相定子绕组应如何接法？②求n0,p,S N,T N,T st,T max和I st；③额定负载时电动机的输入功率是多少？①线电压为380V时，三相定子绕组应为Y型接法.②T N=9.55P N/n N=9.55*3000/960=29.8NmTst/ T N=2 Tst=2*29.8=59.6 NmT max/ T N=2.0 T max=59.6 NmI st/I N=6.5 I st=46.8A一般n N=(0.94-0.98)n0n0=n N/0.96=1000 r/minS N= (n0-n N)/ n0=(1000-960)/1000=0.04P=60f/ n0=60*50/1000=3③η=P N/P输入P输入=3/0.83=3.615.7三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会如何变化？对电动机有何影响？电动机的电流会迅速增加,如果时间稍长电机有可能会烧毁.5.8 三相异步电动机断了一根电源线后，为什么不能启动？而在运行时断了一线，为什么仍能继续转动？这两种情况对电动机将产生什么影响？三相异步电动机断了一根电源线后，转子的两个旋转磁场分别作用于转子而产生两个方向相反的转矩，而且转矩大小相等。
《电机与拖动》部分作业题解答
第一章 直流电机1-3 直流发电机和直流电动机中的电磁转矩T 有何区别？它们是怎样产生的？而直流发电机和直流电动机中的电枢电动势，a E 又有何区别？它们又是怎样产生的？解：直流发电机的电磁转矩T 是制动性质的，直流电动机的电磁转矩T 是驱（拖）动性质的，它们都是由载流导体在磁场中受到的电磁力，形成了电磁转矩；直流发电机的电枢电动势E a 大于电枢端电压U ，直流电动机的电枢电动势E a 小于电枢端电压U ，电枢电动势E a 都是运动导体切割磁场感应产生的。
1-4 直流电机有哪些主要部件？各起什么作用？解：直流电机的主要部件有定子：主磁极（产生主极磁场）、机座（机械支撑和导磁作用）、换向极（改善换向）、电刷（导入或导出电量）；转子：电枢铁心（磁路的一部分，外圆槽中安放电枢绕组）、电枢绕组（感应电动势，流过电流，产生电磁转矩，实现机电能量转换）、换向器（与电刷一起，整流或逆变）1-5 直流电机里的换向器在发电机和电动机中各起什么作用？解：换向器与电刷滑动接触，在直流发电机中起整流作用，即把线圈（元件）内的交变电整流成为电刷间方向不变的直流电。
在直流电动机中起逆变作用，即把电刷间的直流电逆变成线圈（元件）内的交变电，以保证电动机能向一个方向旋转。
1-6 一台Z2型直流发电机，m in,/1450,230,145r n V U kW P N N N ==-求该发电机额定电流。
解： A U P I N N N 43.630230101453=⨯== 1-7 一台Z2型直流发电机，m in,/1500%,90,220,160r n V U kW P N N N N ===-η求该额定电流是多少？解： A U P I N N NN 08.8089.022*******=⨯⨯==η1-10 电枢反应对气隙磁场有何影响？解：电枢反应使合成磁场发生畸变，磁路饱和时有去磁作用。
1-11 有一台四极直流电机，电枢绕组为单叠整距绕组，每极磁通为3.5×10-2Wb ，电枢总导线数N=152，转速min /1200r n =。
电机与拖动 第五章 自测题答案
（一）填空题：1. 当s在0～1范围内，三相异步电动机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为驱动转矩，电动势的性质为反电动势；在 -∞～0范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为制动转矩，电动势的性质为电源电动势。
2. 三相异步电动机根据转子结构不同可分为笼型异步电动机和绕线型异步电动机两类。
3. 一台六极三相异步电动机接于50H z的三相对称电源，其s=0.05，则此时转子转速为950r/min，定子旋转磁动势相对于转子的转速为50r/min，定子旋转磁动势相对于转子旋转磁动势的转速为0r/min。
4. 一个三相对称交流绕组，2p=2，通入f=50H z的对称交流电流，其合成磁动势为圆形旋转磁动势，该磁动势的转速为3000r/min。
5. 一个脉动磁动势可以分解为两个幅值和转速相同而转向相反的旋转磁动势。
6. 为消除交流绕组的五次谐波电动势，若用短距绕组，其节距y应选为4/5τ，此时基波短距系数为0.951。
7. 三相异步电动机等效电路中的附加电阻为是模拟总机械功率的等值电阻。
1. 不管异步电动机转子是旋转还是静止，定子旋转磁动势和转子旋转磁动势之间都是相对静止的。
（√）2. 三相异步电动机转子不动时，经由空气隙传递到转子侧的电磁功率全部转化为转子铜损耗。
（√）3. 改变电流相序，可以改变三相旋转磁动势的转向。
（√）4. 通常，三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数不相等，而三相绕线转子异步电动机的定、转子相数则相等。
（√）5. 三相异步电动机转子不动时，转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同。
（√）（三）选择题：1. 若在三相对称绕组中通入i u=I m sinωt，i v=I m sin(ωt+120o)， i w=I m sin(ωt-120o)的三相电流，当ωt=210o时，其三相基波合成磁动势的幅值位于：（③）① u相绕组轴线上；② v相绕组轴线上；③ w相绕组轴线上；④在三相绕组轴线之外的某一位置。
电机与拖动基础习题解答第五章
武汉纺织大学第五章5 . 1 什么是直流伺服电机的电枢控制方式?什么是磁场控制方式?答: 将直流伺服电机的电枢绕组接控制电压,励磁绕组接恒定电压的控制方式称为电枢控制方式;将励磁绕组接控制电压, 电枢绕组接恒定电压的控制方式称为磁场控制方式。
5 . 2 为什么直流伺服电机常采用电枢控制方式而不采用磁场控制方式?答: 直流伺服电机采用电枢控制方式时, 控制电压加在电枢绕组上, 励磁绕组接恒定电压,控制精度高,线性度好; 采用磁场控制方式时, 电枢绕组接恒定电压, 控制电压加在励磁绕组上,由于磁路的非线性, 控制精度较差,性能较差,所以直流伺服电机常采用电枢控制方式而不采用磁场控制方式5 . 3 直流伺服电机采用电枢控制方式时,始动电压是多少?与负载大小有什么关系?答: 直流伺服电机采用电枢控制方式时,始动电压 0C U =T C RT ,与负载大小成正比。
5 . 4 常有哪些控制方式可以对交流伺服电机的转速进行控制?答: 或通过改变控制电压的幅值,或改变控制电压的相位,或同时改变控制电压的幅值和相位,都可以对交流伺服电机的转速进行控制,所以常有幅值控制、相位控制和幅值—相位控制等三种控制方式对交流伺服电机的转速进行控制。
5 . 5 何谓交流伺服电机的自转现象?怎样消除自转现象?直流伺服电机有自转现象吗?答: 转动中的交流伺服电机在控制电压为零时继续转动而不停止转动的现象,称为交流伺服电机的自转现象。
增加交流伺服电机的转子电阻可以消除自转现象。
直流伺服电机没有自转现象。
5 .6 幅值控制和相位控制的交流伺服电机,什么条件下电机气隙磁动势为圆形旋转磁动势?答: 当控制电压CU 与励磁电压f U 大小相等、相位差为090时, 幅值控制和相位控制的交流伺服电机,其气隙磁动势为圆形旋转磁动势。
5 . 7 为什么交流伺服电机常采用幅值-相位控制方式?答: 幅值-相位控制方式只需要电容器和电位器,不需要复杂的移相装置, 控制设备简单;而幅值控制方式或者相位控制方式都需要移相装置,所以交流伺服电机常采用幅值-相位控制方式。
电机与拖动第五章习题解答
第五章 变压器 5-10 解：（1）变压器的电压比为）变压器的电压比为'1L 2L 6008.668NR k N R ==== 回路电流回路电流'0L 1200.1(A)600600E I R R ===++ 负载上获得的功率负载上获得的功率2'2L L 0.16006(W)P I R ==´=信号源的输出功率信号源的输出功率2'20L ()0.1(600600)12(W)P I R R =+=´+=效率效率L 6100%100%50%12P Ph =´=´= （2）如果负载直接接至信号源，回路电流为）如果负载直接接至信号源，回路电流为0L 1200.197(A)6008E I R R ==»++ 负载上获得的功率负载上获得的功率22L L 0.19780.31(W)P I R ==´=信号源的输出功率信号源的输出功率220L ()0.197(6008)23.6(W)P I R R =+=´+»效率效率L 0.31100%100% 1.31%23.6P P h =´=´» 5-11 有一台单相变压器，已知1 2.19R =W ，115.4X =W ，20.15R =W ，20.964X =W ，f 1250R =W ，f 12600X =W ，1876N =匝，2260N =匝，26000V U =，2180A I =，2cos 0.8j =（滞后），试用T 型等效电路和简化等效电路求1U 和1I 。
解：电压比12876 3.37260N k N ==»（1）T 型等效电路如下图所示等效电路如下图所示'2222 3.370.15 1.70(Ω)R k R ==´»'2222 3.370.96410.95(Ω)X k X ==´» 以2U 为参考向量，设260000V U =Ð，则218036.87A I =Ð-'22 3.3760000)202200(V)U kU ==´Ð=Ð.2'218036.8753.4136.87(A )k 3.37I I Ð-==»Ð-''''22220f f ()20220053.4136.87(1.710.95) 1.6396.89(A)+125012600U I R jX j I R jX j --+-Ð-Ð-+==»Ð+'1021.6396.8953.4136.8754.1737.5854.17142.42(A )I I I =-=Ð-Ð-»-Ð-=Ð''111122221110f f (j )(j )(j )(j )54.1737.58(2.19j15.4) 1.6396.89(1250j12600)21243.66 2.77(V)U I R X U I R X I R X I R X =+--+=+++=-Ð-´++д+»-Б’（2）简化等效电路如下图所示，将相关参数折算到高压侧来计算）简化等效电路如下图所示，将相关参数折算到高压侧来计算'sh 12 2.19 1.70 3.89()R R R =+=+=W'sh 1215.410.9526.35()X X X =+=+=W sh sh sh j 3.89j26.3526.6481.6()Z R X =+=+=аW 以'2U 为参考向量，设'26000 3.370202200(V)U =´Ð°=а'2218036.8753.41-36.87(A)3.37I I k Ð-°==»Ð°'1253.41-36.8753.41143.13(A)I I =-=-а=а'121sh202200(-53.41-36.8726.6481.6)-20220-1422.8444.7221254.59 2.7(V)U U I Z =-+=-а+а´Ð°=а=-а5-13 解：（1）归算到高压侧的参数）归算到高压侧的参数1N 2N /43.3A/1082.6A I I =1N 2N1000025400U k U ===由空载试验数据，先求低压侧的励磁参数由空载试验数据，先求低压侧的励磁参数'2f 00400 3.85(3.85(Ω)Ω)360UZ Z I »==»´'Fe 0f 222Δ38000.35(0.35(Ω)Ω)360p P R I I =»=»´''2'222f f f 3.850.35 3.83(3.83(Ω)Ω)X Z R =-=-»折算到高压侧的励磁参数为折算到高压侧的励磁参数为2'2f f 25 3.852406.25(2406.25(Ω)Ω)Z k Z ==´=2'2f f 250.35218.75(218.75(Ω)Ω)R k R ==´=2'2ff25 3.832393.75(2393.75(Ω)Ω)X k X ==´=由短路试验数据，计算高压侧室温下的短路参数由短路试验数据，计算高压侧室温下的短路参数sh sh sh440 5.87(5.87(Ω)Ω)343.3U Z I ==»´Cu sh sh 222sh1NΔ10900 1.94(1.94(Ω)Ω)343.3p P R I I =»=»´2222sh sh sh 5.87 1.94 5.54(5.54(Ω)Ω)X Z R =-=-» 换算到基准工作温度o75C 时的数值时的数值o shsh75C2287522875 1.94 2.37(2.37(Ω)Ω)22822820R R q ++==´»++o o2222sh sh75C sh75C2.37 5.54 6.03(6.03(Ω)Ω)Z R X =+=+» 额定短路损耗为额定短路损耗为o o 221N shN75C sh75C 3343.3 2.3713330.5(W)P I R ==´´= 短路电压（阻抗电压）为短路电压（阻抗电压）为o o 1N shN75C sh75C 43.3 6.03261.1(V)U I Z =´=´»o shN75C sh 1N 261.1100%100% 4.52%10000/3U u U =´=´» （2）满载（1b =）及2cos 0.8j =（滞后）时（滞后）时o 1N 2sh 2sh75C 1NΔ%(cos sin )100%43.3(2.370.8 5.540.6)100%10000/33.91%I U R XU b j j =+´=´´+´´»22N (1Δ)(1 3.91%)400384.4(V)U U U =-=-´»o o20shN75C2N 20shN75C3(1)100%cos 380013330.5(1)100%750100.8380013330.597.2%P P S P P b h b j b +=-´+++=-´´´++»（3）当o 0m shN75C38000.5313330.5P P b b ===»时maxN 2032(1)100%cos 223800(1)100%0.53750100.82380097.7%PS P h hb j ==-´+´=-´´´´+´»5-14 解：（1）归算到高压侧的短路参数）归算到高压侧的短路参数 变比1N 2N 600026.1230U k U ==» '22sh 1212 4.3226.10.006318.62(8.62(Ω)Ω)R R R R k R =+=+=+´»'22sh 12128.926.10.01317.76(17.76(Ω)Ω)X X X X k X =+=+=+´»2222sh sh sh 8.6217.7619.74(19.74(Ω)Ω)Z R X =+=+» （2）满载时，1b =。
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一、填空
1.如果感应电动机运行时转差率为 ，则电磁功率、机械功率和转子铜耗之间的比例是
=。
答
2.★当三相感应电动机定子绕组接于 的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为，定子绕组感应电势的频率为，如转差率为 ，此时转子绕组感应电势的频率，转子电流的频率为。
答 ， ， ，
3.三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时 =,转子总电阻值约为
答A
10.★三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调速，运行时在不同转速上时，其转子回路电流的大小（）。
A与转差率反比；B与转差率无关；
C与转差率正比；D与转差率成某种函数关系。
答B
11.三相感应电动机电磁转矩的大小和（）成正比
A电磁功率；B输出功率；
C输入功率；D全机械功率。
6.三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括，，，和，电动机空载输入功率 与这些损耗相平衡。
答定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗
7.三相感应电机转速为 ，定子旋转磁场的转速为 ，当 时为运行状态；当 时为运行状态；当 与 反向时为运行状态。
答电动机，发电机，电磁制动
8.增加绕线式异步电动机起动转矩方法有，。
答A
12.★设计在 电源上运行的三相感应电动机现改为在电压相同频率为 的电网上，其电动机的（）。
A 减小， 减小， 增大；B 减小， 增大， 减小；
C 减小， 减小， 减小；D 增大， 增大， 增大。
答C
13.一台绕线式感应电动机，在恒定负载下，以转差率 运行，当转子边串入电阻 ,测得转差率将为（）（ 已折算到定子边）。
A由于 增大，增大了损耗；B由于 减小，使无功电流增大；
C由于 的增加，使 下降；D由于 减少，使输出功率减少。
答C
9.★适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻 时，电动机的（）。
A 减少, 增加, 不变, 增加；
B 增加, 增加, 不变, 增加；
C 减少, 增加, 增大, 增加；
D 增加, 减少, 不变, 增加。
A ；B ；
C ；D 。
答A
6.★三相异步电动机气隙增大，其他条件不变，则空载电流（ ）。
A 增大 ； B 减小 ；
C 不变 ； D 不能确定。
答A
7.三相感应电动机等效电路中的附加电阻 上所消耗的电功率应等于（）：
A输出功率 ；B输入功率 ；
C电磁功率 ；D总机械功率 。
答D
8.与普通三相感应电动机相比，深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，性能差一些，主要是（）。
答集肤效应，功率因数
16.绕线型感应电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流，起动转矩。
答减小，增大
二、选择
1.绕线式三相感应电动机，转子串电阻起动时（）。
A起动转矩增大，起动电流增大；B起动转矩增大，起动电流减小；
C起动转矩增大，起动电流不变；D起动转矩减小，起动电流增大。
答B
2.一台50 三相感应电动机的转速为 ，该电机的级数和同步转速为（）。
。
答1，
4.★感应电动机起动时，转差率 ，此时转子电流 的值， ,主磁通比，正常运行时要，因此起动转矩。
答 1，很大，很小，小一些，不大
5.★一台三相八极感应电动机的电网频率 ，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为，转子电势的频率为。当转差率为0.04时，转子的转速为，转子的电势频率为。
答0.02， ， ，
答错
9.三相感应电动机起动电流越大，起动转矩也越大。（）
答错
10.★三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动电流就越小。（）
答对
11.深槽型和双笼型感应电动机与普通笼型电动机相比，能减小起动电流的同时增大起动转矩。（）
答对
12.★绕线型感应电动机转子回路串电阻调速在空载或轻载时的调速范围很大于原先的转差率 ；D无法确定。
答B
14.国产额定转速为 的感应电动机为（）电机。
A 2极；B 4极；C 6极；D 8极。
答C
15.★如果有一台三相感应电动机运行在转差率为 ，此时通过气隙传递的功率有（）。
A 的转子铜耗；B 是转子铜耗；
C 是输出功率；D 是全机械功率。
答
12.一台三相异步电动机的额定功率 是指额定运行时的功率，如果撤换其定子绕组，将每相匝数减小了，在电源电压不变的条件下，气隙中的每极磁通将。
答 输出的机械功率，减小
13.★若感应电动机的漏抗增大，则其起动转矩，其最大转矩。
答减小，减小
14.★铁心饱和程度增加，则感应电机的激磁电抗 。
答减小
15.深槽和双笼型感应电动机是利用原理来改善电动机的起动性能的，但其正常运行时较差。
答A
三、判断
1.三相感应电动机转子为任意转数时，定、转子合成基波磁势转速不变。（）
答对
2.★三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动转矩就越大。（）
答错
3.当三相感应电动机转子绕组短接并堵转时，轴上的输出功率为零，则定子边输入功率亦为零。（）
答错
4.三相感应电动机的功率因数 总是滞后的。（）
Ａ４极， ； Ｂ６极， ；
Ｃ８极， ；Ｄ１０极， 。
答C
3.★笼型三相感应电动机的额定状态转速下降 ，该电机转子电流产生的旋转磁动势
相对于定子的转速（）。
A上升 ；B下降 ；
C上升 ；D不变。
答D
4.国产额定转速为 的三相感应电动机为（ ）极电机。
A 2； B 4； C 6； D 8。
答 B
5.★一台三相感应电动机拖动额定恒转矩负载运行时若电源电压下降 此时电机的电磁转矩（）。
答对
5.★感应电动机运行时，总要从电源吸收一个滞后的无功电流。（）
答对
6.★只要电源电压不变，感应电动机的定子铁耗和转子铁耗基本不变。（）
答错
7.感应电动机的负载转矩在任何时候都绝不可能大于额定转矩。（）
答错
8.绕线型感应电动机转子串电阻可以增大起动转矩；笼型感应电动机定子串电阻亦可以增大起动转矩。（）
答 转子串适当的电阻， 转子串频敏变阻器
9.★从异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应比异步电机的空气隙要，其原因是。
答大，同步电机为双边励磁
10.★一台频率为 的三相感应电动机，用在频率为 的电源上（电压不变），电动机的最大转矩为原来的，起动转矩变为原来的。
答 ，
11.感应电动机最大转矩公式 。
答错
13.三相感应电动机的起动电流很大，所以其起动转矩也很大。（）