异步电机习题

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220/380V，额定转速725rpm， =2.4,求其转矩的实用公式。及s=0.02时，Tem； 0.8TN时, n=? 解： SN
n1 nN 750 725 0.033 n1 750
Sm SN ( 2 1) 0.15
额定电流（A） 15.8/9.15 84.9 启动转矩倍数 1.8 35.93
连接法 D， y 14.97 启动电流倍数 7.0 0.197
额定功率因数
0.88 最大转矩倍数 2.4 启动电流（A） 110.6/64.05
额定输入功率（kW） 额定效率
额定转矩（N.m）
最大转矩（N.m） 临界转差率sm
8、一绕线式异步电动机铭牌参数为： PN =75KW,U1N =380V, U2N =399V, I1N=144A, I2N =116A,nN=1460rpm; =2.8。 （1）当负载转矩为0.8TN，要求转速nB＝500rpm时， 转子每相应串入多大的电阻。
1500 1460 解：s N 0.0267 1500 U 2N 399 r2 s N 0.0267 0.053 3I 2 N 3 116 (1) s N 0.8 0.8 s N 0.0213 1500 500 sB 0.667 1500 r2 Rc r2 Rc 1.6 s N 0.8 0.667
PN TN 922 Nm 2nN / 60
Tem
s=0.02时
2TN 2 2.4 922 4426 Nm s sm s 0.15 s 0.15 sm s 0.15 s 0.15 s
4426 4426 580Nm s 0.15 0.02 0.15 0.15 s 0.15 0.02
8、若拖动恒转矩负载的三相异步电动机保持E1/f1＝常数，当 f1＝50Hz时，n＝2900rpm。若频率降到f1＝40Hz时，则电 动机转速为（ ） • 2300rpm 9、拖动恒转矩负载的三相异步电动机，保持E1/f1＝常数，降 低频率后电动机过载倍数（ ），电动机电流（ ），电 动机Δn（ ）。 • 不变，不变，不变 10、一台三相绕线式异步电动机拖动恒转矩负载运行，增大 转子回路串入的电阻，电动机转速（ ），过载倍数（ ）， 电流（ ）。 • 降低，不变，不变 11、三相绕线式异步电动机拖动恒转矩负载运行，，电磁功 率Pem＝10kW，当转子串入电阻调速运行在s＝0.4时，电 机转子总铜耗（ ），机械功率（ ）。 • 4kW，6kW
连接法 D， y 额定转矩（N.m）
额定输入功率（kW） 额定效率
启动转矩倍数
启动电流倍数
2.4
启动电流（A）
2870
启动转矩（N.m）
1.8
7.0
最大转矩（N.m） 临界转差率sm
额定功率（kW） 额定电压（V） 4.5 220/380 5.30 额定转速n（r/min） 2870 启动转矩（N.m） 26.95
2
2、笼型电机启动。
•某三相鼠笼式异步电动 机，PN＝300kW，定子Y 接，UN＝380V，IN＝ 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 械要求启动转矩不小于 1000N.m，试选择适当的 启动方法。
解：直接启动时启动电 流和启动转矩分别为： I s i I N 6.7 527 3531A Ts k TN 1.5 9550 (1)定子串电抗启动时 1800 0.51 3531 Ts' k 2Ts 0.512 2914 757.2 N m 1000N m k Ts'达不到要求，不行。 ( 2)不能用Y 启动，绕组不是 接。 (3)对于自耦变压器启动时 1800 0.51 3531 Ts' k 2Ts 0.51 2914 1486N m 1000N m k2 故可以采用。 k 0.51 0.714 300 N m 1475
1500 1460 解：s N 0.0267 1500 U 2N 399 r2 s N 0.0267 0.053 3I 2 N 3 116 1500 1460 ( 2) s c 1.973 1500 r2 Rc r2 Rc r2 r2 Rc 2.56 s N 1.5 1.973 1.5 0.0267 1.973
7、有一台三相四极的绕线型异步电动机， 额定转速为1485rpm，转子每相电阻为 0.012欧。设负载转矩保持为额定值不变， 今欲把转速从额定转速降为1050rpm，问 转子应串入多大的电阻？
解：s N 0.01 s 0.3 0.012 0.012 Rc Rc 0.348 0.01 0.3
6、异步电动机拖动额定负载运行时，若电源电压下 降过多，往往会使电动机过热甚至烧毁，试说明 原因。
Tem CTmI 2 cos 2
• 电压下降瞬间，Tem减少，转速下降，S增大，转 子回路电阻r2’/s减少，x2σ’不变，从而使cosφ2减少。 另外， 电压下降时，φm变小。 • 所以若负载转矩不变，I2需增大，即I1需增大，定 转子电流超过额定值，引起电机温度升高甚至烧 毁电机。
8、一绕线式异步电动机铭牌参数为： PN =75KW,U1N =380V, U2N =399V, I1N=144A, I2N =116A,nN=1460rpm; =2.8。 （1）当负载转矩为0.8TN，要求转速nB＝500rpm时， 转子每相应串入多大的电阻。 （2）从电动状态nA＝nN时换接到反接制动状态，如 果要求开始的制动转矩等于1.5TN，则转子每相应串入 多大的电阻。 （3）如果该电动机带位能性负载，负载转矩为0.8TN， 要求稳定下放的速度为-300rpm，求转子每相应串入 多大的电阻。 （4）若在电动机不断电的条件下，欲使额定重物停 在空中，应如何处理？并做定量计算。
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380V的交流电网上 空载启动，能否采用Y-D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。
5、感应电动机定子绕组与转子绕组之间没有直接的 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？
• 答：负载增加时，电动机转速下降，转差率上升， 转子绕组切割磁力线的速度增加，转子的感应电动 势、感应电流相应增加，转子磁动势也增加。由磁 动势平衡关系，定子磁动势增加，定子电流上升， 即从电网吸收的电功率增加。这一过程直到转子电 流产生的转矩与负载转矩重新平衡为止。 • 在U1不变的情况下，I1的增加导致I1Z1增加，使E1减 小，主磁通略有减小。
2
r2 Rc r2 Rc 1.62 0.1446 4.56
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8、一绕线式异步电动机铭牌参数为： PN =75KW,U1N =380V, U2N =399V, I1N=144A, I2N =116A,nN=1460rpm; =2.8。 （2）从电动状态nA＝nN时换接到反接制动状态，如果要 求开始的制动转矩等于1.5TN，则转子每相应串入多大的 电阻。
Tem
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 机械特性
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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 额定转速n（r/min） 220/380
额定电流（A） 15.8/9.15
8、一绕线式异步电动机铭牌参数为： PN =75KW,U1N =380V, U2N =399V, I1N=144A, I2N =116A,nN=1460rpm; =2.8。 （1）当负载转矩为0.8TN，要求转速nB＝500rpm时， 转子每相应串入多大的电阻。
其他方法：利用实用表 达式计算出s BN或s Bm 计算 2TN 2 2.8 T 0.8 sm 4.56或0.097 sm s sm 0.667 sm s sm 0.667 取sm 4.56。 固有特性上sm s N ( 1) 0.1446
(0,1);(1,0.957);(2.4,0.803);(1.8,0)
P 3U1N I1N cos1 3 22015.8 0.88 5298 W 1 P2 4.5 100% 100% 84.9% P 5.298 1 PN 4500 TN 9.55 9.55 14.97N .m nN 2870 I st i I N 7.0 15.8 / 9.15 110.6 / 64.05A( D / Y ) Tst K TN 1.8 14.97 26.95N .m Tmax m TN 2.4 14.97 35.93N .m n1 nN SN n1 S m S N (m m 1) 0.043 (2.4 2.4 2 1) 0.197