电机试题及答案

2、异步电动机等效电路中的附加电阻 的物理意义是什么？能否用电抗或电容
代替这个附加电阻？为什么？
（异步电动机等效电路中的附加电阻代表总机械功率的一个虚拟电阻，
加损耗等）。

因输出的机械功率和机械损耗等均属有功性质。

因此，从电路角度来模拟的话， 只能用有功元件电阻，而不能用无功元件电抗或电容代替这个附加电阻。

）
3、为什么变压器的空载损耗可近似看成铁损耗，而短路损耗可近似看成为铜损耗？
（变压器铁损耗的大小决定于铁心中磁通密度的大小， 铜损耗的大小决定决
定于绕组中电流的大小。

变压器空载和短路时，输出功率都为零。

输入功率全部变为变压器的损耗。

即铜损耗与铁损耗之和。

空载时，电源电压为额定值，铁心中磁通密度达到正常 运行的数值，铁损耗也为正常运行时的数值。

而此时二次绕组中的电流为零，没 有铜损耗，一次绕组中电流仅为励磁电流，远小于正常运行的数值，它产生的铜 损耗相对于这时的铁损耗可以忽略不计，因而空载损耗可近似看成为铁损耗。

短 路试验时，输入功率为短路损耗。

此时一次、二次绕组电流均为额定值，铜损耗 也达到正常运行时的数值，而电压大大低于额定电压，铁心中磁通密度也大大低 于正常运行时的数值，此时铁损耗与铜损耗相比可忽略不计。

因此短路损耗可近 似看成铜损耗。

）
5、异步电动机中的空气隙为什么做得很小？
（异步电动机气隙小的目的是为了减小其励磁电流 （空载电流），从而提高电动机功率 因数。

因异步电动机的励磁电流是由电网供给的， 故气隙越小，电网供给的励磁电流就小。

而励磁电流有属
于感性无功性质， 故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因 数。

）
计算题
1、一台并励直流电动机 ,铭牌数据如下：P N =3.5kW, U=220V ，I N =20A ，n N =1000r/min, 电枢电阻 R a =1Q ，△U b =1V,励磁回路电阻 R i =440Q ，空载实验：当U=220V,n=1000r/min 时, I 0=2A,试计算当电枢电流I a =10A 时，电机的效率（不计杂散损耗）。

解：励磁电流: I f
U f R f
220 A A 440
0.5A
- -2
U
2
2202 励磁损耗： P Cuf
R flf
110W
R f 440
空载时：
输入功率： P
UI 0 220 2W
440W
励磁功
率：
P f 110W
电枢铜损耗: F C ua
R a l f
' 2
R a （l 。

I f ）2
2.25W
电刷接触损耗：
f^Cub 2
2
UbI
a
2 1 1.5W
3.0W
附加损耗： F a d 0
则：P mec
Re
P R f R
R
F a d 324.75W
Cua
Cub
电阻所消耗的功率
吁也2来代替总机械功率
（包括轴上输出的机械功率和机械损
耗、 用转子电流在该
当l a 10A时，l l a l f 10.5A
输入功率：P Ul22010.5W 2310W
f"Cua
R a i；
1
2
10 W 100W
P f110W
f^Cub2U b l a 2 1 10W 20W
输出功率：F2 R P P F Cua P f F Cub (P mec F Fe) 1755.25W
效率：P2100% 75.98%
P
1、已知一台三相四极异步电动机的额定数据为：P N=10kW，U=380V, I N=11.6A，定子为Y联结，额定运行时，定子铜损耗P：ui=560W转子铜损耗P cu2=310W机械损耗P.e<=70W附加损耗P ad=200W试计算该电动机在额定负载时的：（1）额定转速；（2）空载转矩；（3）
转轴上的输出转矩；（4）电磁转矩。

解：（1）P em P2 P mec P ad 10.58kW
S N f：Cu2 / P em 0.0293
n N（1 s N）n i 1456r/min
P P
（2）T0心俎1.77N m
F2
（3）T2— 65.59 N m
N
（4）T em T2 T0 67.36 N m
1. 一台6极感应电动机，额定电压为380V,定子△联接，频率50Hz,额定功率7.5kW，额定转速960r/min，额定负载时cos 1 0.8，定子铜耗474W铁耗231W机械损耗45W附加损
耗37W试计算额定负载时，
（1）转差率S;
（2）转子电流的频率f2 ;
（3 ）转子铜耗Pcu2;
（4）效率n；
（5）定子线电流。

2、S ' =(15001100)/1500=0.266 S=0.013 R=0.389 Q
(1)S=0.04 2、(2)f2=S*f1=2
⑶P Q =7500+45+37=7582W Pe= P Q /-S=7582/1-0.04=7898W
Pcu2=S x Pe=0.04*7898=0.04(7898)=315.9W
⑷ P1=7898+474+231=8603W n =7.5/8.603=87.2%
2、已知一台三相异步电动机，额定频率为 150kW 额定电压为380V ,额定转速为
1460r/min ，过载倍数为2.4，试求：（1）转矩的实用表达式；（2）问电动机能否带动额 定负载起动。

T N 9550乩 981.2N m
解：（1）
T m
m 〒N
2355N m
根据额定转速为1460r/min ，可判断出同步转速 n 1=1500 r/min ，则额定转差率为
0.027
S
m
S N
( m \ m
1) 0.124
转子不串电阻的实用表达式为:
為 s 0.124 s
（2）电机开始起动时，s=1，T=T s ，代入实用表达式得:
0.124 1
因为T s T N
，故电动机不能拖动额定负载起动。

5.11有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下:
I i
P i
_3U i COS i
8603 16.3A
1.732 380 0.8
2T m
s
為
4710 s 0.124
4710
1 0.124 575N m
TN=9.55 PN/ nN
=9.55*40000/1470
=260Nm
Tst/TN=1.2
Tst=312Nm
Tst=KR2U2/ (R22+X202 )
=312 Nm
312 Nm>250 Nm 所以U=UN时电动机能启动。

当U=0.8U 时Tst= ( 0.82) KR2U2/ (R22+X202 )
=0.64*312
=199 Nm
Tst<TL所以电动机不能启动。

②欲采用Y-△换接启动，当负载转矩为0.45 TN和0.35 TN两种情况下，电动机能否启动？
TstY=Tst △ /3
=1.2* TN /3
=0.4 TN
当负载转矩为0.45 TN时电动机不能启动
当负载转矩为0.35 TN时电动机能启动
③若采用自耦变压器降压启动，设降压比为0.64，求电源线路中通过的启动电流和电
动机的启动转矩。

IN= PN/ UN n N cos $ N V3
=40000/1.732*380*0.9*0.9
=75A
lst/IN=6.5
lst=487.5A
降压比为0.64时电流=K2 1st
=0.642*487.5=200A
电动机的启动转矩T= K2 Tst=0.642312=127.8 Nm
3.15 一台直流他励电动机，其额定数据如下:PN=2.2KW,UN=Uf=110V, nN=1500r/mi n,
n N=0.8,Ra=0.4 Q , Rf=82.7 Q .试求：
①额定电枢电流IAn;
②额定励磁电流IfN;
③励磁功率Pf;
④额定转矩TN;
⑤额定电流时的反电势；
⑥直接启动时的启动电流；
⑦如果要是启动电流不超过额定电流的2倍,求启动电阻为多少欧此时启动转矩又为多少PN=UNIaN N
2200=110*IaN*0.8
IaN=25A
Uf= RfIfN
IfN=110/82.7
=1.33A
③Pf= UfIfN
=146.3W
④额定转矩TN=9.55 PN/ nN
=14Nm
⑤额定电流时的反电势EN=UN-INRa
=110V-0.4*25
=100V
⑥直接启动时的启动电流lst=UN/Ra
=110/0.4
=275A
⑦启动电阻2IN> UN/ (Ra+Rst) Rst>1.68 Q
启动转矩Ke$ =(UN-INRa)/nN =0.066
Ia= UN/ (Ra+Rst) T=KtIa $
=52.9A =9.55*0.066*52.9
=33.34Nm。