异步电动机习题

E1 U1 380 / 3 ≈ = = 1.496 1) 解： k e = k i = E2 U 2 254 / 3 2)r2' = ke ki r2 = 1.496 2 × 0.027 = 0.0604Ω
' x2 = ke ki x2 = 1.496 2 × 0.24 = 0.537Ω ' I1 = I 2 =
启动电流倍数 7.0
启动电流（ ） 启动转矩（ 启动电流（A） 启动转矩（N.m） ）
最大转矩（ 临界转差率s 最大转矩（N.m 临界转差率 m ）
额定功率（ ） 额定电压（ ） 额定功率（kW） 额定电压（V） 4.5 额定功率因数 0.88 最大转矩倍数 2.4 启动电流（ ） 启动电流（A） 110.6/64.05 220/380
2914
=
1486
N
⋅ m
>
1000
N
⋅ m
3、某三相鼠笼式异步电动机铭牌上标注的额度电压为380/220V，接在 、某三相鼠笼式异步电动机铭牌上标注的额度电压为 ，接在380V的交 的交 流电网上空载启动，能否采用Y-D降压启动？ 降压启动？ 流电网上空载启动，能否采用 降压启动 • 不能 4、一台笼型感应电动机，原来转子是插铜条的，后因损坏改为铸铝的。如输出同 、一台笼型感应电动机，原来转子是插铜条的，后因损坏改为铸铝的。 样转矩，电动机运行性能有什么变化？ 样转矩，电动机运行性能有什么变化？ • 答：转子由铜条改为铝条后，相当于转子回路电阻增大，使得电动机起动电流减 转子由铜条改为铝条后，相当于转子回路电阻增大， 起动转矩增大，最大转矩不变，临界转差率增大。在负载转矩不变的情况下， 小、起动转矩增大，最大转矩不变，临界转差率增大。在负载转矩不变的情况下， s增大，转速下降，效率降低。 增大， 增大 转速下降，效率降低。
U N 380 U1 = = = 220V 3 3 ' E2 E2 = = 115V ke
' 3) I1 = I 2 = 35 A ' I 2 = I 2 ⋅ ki = 35 ×1.913 = 67 A
2、一台三相绕线式异步电动机，额定电压UN＝380V，当定子加额定电压、转子 不转并开路时滑环的电压为254V，定转子绕组均为Y结。已知定、转子一相的 参数为r1＝0.044Ω，x1＝0.54 Ω， r2＝0.027Ω，x2＝0.24 Ω，忽略励磁电流，求： ① 这台电机的变比ke，ki； ② 定子加额定电压，转子短路堵转时的转子相电流。
Tem = 4426 4426 = = 580Nm s 0.15 0.02 0.15 + + 0.15 s 0.15 0.02
s=0.02时 时
0.8TN时, s＝0.0257，n=731rpm ＝ ，
铭牌及机械特性 某台三相异步电动机的已知数据如下，试求：表中空白的另一些数据，画出电机 某台三相异步电动机的已知数据如下，试求：表中空白的另一些数据， 机械特性
转子不转练习 •1、一台三相绕线式异步电动机， N1k w11 320 × 0.945 = 1.913 = 额定电压UN＝380V，额定电流 1)k e = N k 170 × 0.93 2 w 21 IN＝35A，定转子绕组均为Y结， 3 × 320 × 0.945 mNk 每相绕组的匝数和绕组系数为N1 ki = 1 1 w11 = = 1.913 3 ×170 × 0.93 m2 N 2 k w 21 ＝320，kW1＝0.945， N2＝170， ' 2)U1 ≈ E1 = E2 kW2＝0.93.求： •这台电机的变比ke，ki； •若转子开路，定子加额定电压， 求转子每相感应电动势E2； •若转子短路堵转，定子接电源， 量得定子电流为额定值，求转子 每相电流（忽略励磁电流）
额定功率（ 额定功率（kW ） 4.5 额定功率因数 0.88 最大转矩倍数 2.4
额定电压（ ） 额定电压（V） 220/380
额定电流（ ） 额定电流（A） 连接法 15.8/9.15 D，y ， 额定转矩（ 额定转矩（N.m ）
额定输入功率（ 额定输入功率（kW 额定效率 ） 额定转速n（ 额定转速 （r/min 启动转矩倍数 ） 2870 1.8
电磁分析练习 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 。 、三相感应电动机转子为任意转数时， （ ） • 答 对 2、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 、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， 输入功率亦为零 。 （ ） • 答 错 3、感应电动机运行时，总要从电源吸收一个滞后的无功电流。 、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
• 一台三相6极异步电机．额定电压为380V，Y联结，频率为50Hz，额定功率为 28kw，额定转速为950rpm，额定负载时的功率因数cosφN＝0.88，定子铜损 耗及铁损耗共为2.2kw，机械损耗为1.1kW。忽略附加损耗计算。在额定负载 时，转差率为 ；转子铜损耗为 ；效率为 ；定子电流为 ；转子电流的 频率 。
•
下图是一台异步电动机结构示意图，画出ωt1时刻定子旋转磁场的位置，标出此 时转子感应电势，若转子为纯阻性，标出此时转子感应电流，画出此时转子受 力方向，说明转子转速的大概范围。（规定绕组首出尾进为正方向） A
Z n N S
Y
U N Ia n Ea S
Tem
B
C
X
T0 T2
转子不转练习 1、一台三相绕线式异步电动机，额定电压UN＝380V，额定电流IN＝35A，定转子 绕组均为Y结，每相绕组的匝数和绕组系数为N1＝320，kW1＝0.945， N2＝ 170，kW2＝0.93.求： ① 这台电机的变比ke，ki； ② 若转子开路，定子加额定电压，求转子每相感应电动势E2； ③ 若转子短路堵转，定子接电源，量得定子电流为额定值，求转子每相电流 （忽略励磁电流）
' s
2
×
2914
=
757
.2 N
⋅ m ∆ 接。
<
1000
N
⋅ m
达不到要求，不行。 Y − ∆ 启ห้องสมุดไป่ตู้，绕组不是
( 2 ) 不能用
( 3 ) 对于自耦变压器启动时 1800 k 2 = = 0 . 51 3531 T s ' = k 2 T s = 0 . 51 × 故可以采用。 k = 0 . 51 = 0 . 714
P1 = 56.67 A
p cu 2 = s N Pem = 1.53kW
3U 1 cos φ N f 2 = sf1 = 2.5Hz
1、机械特性。已知一台三相异步电动机，额定功率为70kW，额定电压 、机械特性。已知一台三相异步电动机，额定功率为 ， 220/380V，额定转速725rpm，λ =2.4,求其转矩的实用公式。及s=0.02时，Tem； ，额定转速 ， 求其转矩的实用公式。 时 ； 求其转矩的实用公式 0.8TN时, n=?
4、说明三相异步电动机等效电路中，参数 、说明三相异步电动机等效电路中，
' ' R1 , X 1 , Rm , X m , R2 , X 2
以及
1− s ' R2 s
各代表什么意义？ 各代表什么意义？
答:定子绕组电阻；定子绕组漏抗，表征定子绕组漏磁效应；激磁电阻，表征铁 定子绕组电阻；定子绕组漏抗，表征定子绕组漏磁效应；激磁电阻， 心损耗；激磁电抗，表征铁心磁化性能；归算到定子侧的转子绕组电阻； 心损耗；激磁电抗，表征铁心磁化性能；归算到定子侧的转子绕组电阻；归算到 定子侧的转子绕组漏抗；代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻。 定子侧的转子绕组漏抗；代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻。
SN
n1 − nN 750 − 725 = = n1 750
= 0 . 033
Sm = SN (λ + λ 2 − 1) = 0.15
PN TN ≈ = 922 Nm 2πnN / 60
解：
Tem =
2λ TN 2 × 2.4 × 922 4426 = = Nm s sm s 0.15 s 0.15 + + + sm s 0.15 s 0.15 s
U1 (0.044 + 0.0604) + (0.54 + 0.537)
2 2
= 203 A
' I 2 = ki I 2 = 304 A
1、星形联接的交流电机的定子绕组接于三相对称电源，当绕组内有一相断线时， 、星形联接的交流电机的定子绕组接于三相对称电源，当绕组内有一相断线时， 产生的基波合成磁势为（ 磁势，该磁势可分解为（ 产生的基波合成磁势为（ ）磁势，该磁势可分解为（ ）。 • 脉振；两个幅值相等、转速相同、 脉振；两个幅值相等、转速相同、转向相反的旋转磁势 2、三相对称绕组极对数及有效匝数一定，当接三相对称电源后产生的基波旋转磁 、三相对称绕组极对数及有效匝数一定， 势幅值大小由（ 决定， 其转向由（ 决定， 势幅值大小由（ ）决定， 其转向由（ ）决定， 其转速由 决定。 （ ）决定。 • 三相电流的大小；三相电流的相序； 三相电流的大小；三相电流的相序；三相电流的频率
方程计算课堂练习 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 、如果感应电动机运行时转差率为s，则电磁功率、 之间的比例是 • 1：(1-s)：s。 ： ： 。 2、定、转子磁动势相对静止是一切电机能正常运行的必要条件。 转子磁动势相对静止是一切电机能正常运行的必要条件。 、 （ ） • 答 对
n1 =
60 f1 n −n = 1000r / min; s N = 1 N = 0.05 p n1
P = Pem + pcu1 + pFe = 32.83kW 1
Pmec = P2 + pmec = 29.1kW
Pem = Pmec = 30.63kW 1 − sN
ηN =
I1 =
P2 × 100% = 85.3% P1
额定电流（ ） 额定电流（A） 15.8/9.15
连接法 D，y ， 额定转矩（ 额定转矩（N.m ） 14.97 启动电流倍数 7.0 临界转差率s 临界转差率 m 0.197
额定输入功率（ ） 额定输入功率（kW） 额定效率 5.30 2870 启动转矩（ 启动转矩（N.m） ） 26.95 84.9 1.8 最大转矩（ 最大转矩（N.m ） 35.93
N
P2 × 100 P1 = 9 . 55 = λ = λ =
i K
4 .5 5 . 298
PN n N
N N N
= 9 . 55
4500 2870
= 14 . 97 N . m = 110 . 6 / 64 . 05 A ( D / Y )
st st max
× I
= 7 . 0 × 15 . 8 / 9 . 15 = 1 . 8 × 14 . 97 = 2 . 4 × 14 . 97
解：直接启动时启动电 I s = λ i I N = 6 . 7 × 527 T
s
= ×
流和启动转矩分别为： 3531 A 300 1475 = N ⋅ m
=
λ
k
T
N
=
1 . 5 × 9550
( 1 ) 定子串电抗启动时 1800 k = = 0 . 51 3531 T s ' = k 2 T s = 0 . 51 T
× T
m
= 26 . 95 N . m = 35 . 93 N . m
= λ
× T
N
N
n1 − n n1
N
m
= S
(λ
m
+
λ
2 m
− 1 ) = 0 . 043
× ( 2 .4 +
2 .4
2
− 1 ) = 0 . 197
2、笼型电机启动。 、笼型电机启动。 •某三相鼠笼式异步电动机，PN＝ 某三相鼠笼式异步电动机， 某三相鼠笼式异步电动机 300kW，定子Y接，UN＝380V，IN＝ ，定子 接 ， 527A，nN＝1475rpm，λi＝6.7，λk＝ ， ， ， 1.5，λ＝2.5。车间变电站允许最大冲 ， ＝ 。 击电流为1800A，生产机械要求启动 击电流为 ， 转矩不小于1000N.m，试选择适当的 转矩不小于 ， 启动方法。 启动方法。
额定转速n（ 额定转速 （r/min） 启动转矩倍数 ）
(0,1);(1,0.957);(2.4,0.803);(1.8,0)
P1 =
3U
1 N
I 1 N cos % =
ϕ
1
=
3 × 220 × 100 %
× 15 . 8 × 0 . 88 = 84 . 9 %
= 5298
W
η =
T I T T S S