交流电机部分习题

电机学交流电机习题
一、 简答、分析
1、感应电动机等效电路中的s
s -1()'2R 代表什么含义？ 能否用电感或电容代替﹖为什么？ 2、感应电动机运行时，定子电流的频率是多少？由定子电流产生的旋转磁动势以什么速度切割
定子和转子？由转子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定子和转子？两个基波磁动势的相对运动速度多大？
3、 普通笼型感应电动机在额定电压下起动时，为什么起动电流很大，而起动转矩并不大？
4、 感应电动机带负载运行，若电源电压下降过多，会产生什么严重后果？
5、 绕线式感应电动机在转子回路串电阻起动时，为什么既能降低起动电流，又能增大起动转 矩？所串电阻是否越大越好？
6、 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？
7、 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，说明其物理过程。

从空载到满载电机主磁通有无变化？
8、 感应电动机在轻载下运行时，试分析其效率和功率因数都较额定负载时低的原因。

如定子
绕组为∆联接的感应电动机改为Y 联接运行，在轻载下其结果如何？此时所能负担的最大负载必须少于多少？
9、 分析转差率s 对感应电动机效率的影响。

10、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？
11、交流发电机定子电枢绕组相电动势的频率、波形和大小与哪些因素有关？这些因素中哪些
是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？
12、交流电机单相磁动势的性质、它的幅值大小、幅值位置、脉动频率各与哪些因素有关？这
些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？
13、交流电机三相合成基波圆形旋转磁动势的性质、它的幅值大小、幅值空间位置、转向和转
速各与哪些因素有关？这些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？
14、一台50Hz 的交流电机，今通入60Hz 的三相对称交流电流，设电流大小不变，问此时基波
合成磁动势的幅值大小、转速和转向将如何变化？
15、试说明一个脉振磁场可以分解成两个大小相等、转速相同、转向相反的旋转磁场。

16、试说明一个圆形磁场可以用两个在时间上和在空间上相差90度的等幅脉振磁场来表示。

17、为什么同步电机的气隙要比容量相同的感应电机的大？
18、试述直轴和交轴同步电抗的意义？如何用试验方法来测定？
19、为什么同步发电机的短路特性是一条直线？
20、在直流电机中，U E >还是U E <是判断电机作为发电机运行还是电动机运行的依据之
一，在同步电机中，这个结论还正确吗？
二、计算
1. 一台三相感应电动机，额定功率kW P N 4=，额定电压V U N 380=，∆型接法，额定转
速min /1442r n N =，定、转子的参数如下：
Ω=47.41R Ω='18.32
R Ω=9.11m R ； Ω=7.61σX Ω='85.92
σX Ω=7.6m X 。

试求在额定转速时的电磁转矩、最大转矩、起动电流和起动转矩。

2. 一台Hz 50、八极的三相感应电动机，额定转差率04.0=N s ，问该机的同步转速是多少？当该机运行在min /700r 时，转差率是多少？当该机运行在min /800r 时，转差率是多少？当该机运行在起动时， 转差率是多少？
3. 有一台三相四极感应电动机，Hz 50，V U N 380=，Y 接法，83.0cos =N ϕ，Ω=35.01R ，
Ω='34.02
R ，04.0=N s ，机械损耗与附加损耗之和为W 288。

设A I I N N 5.2021='=，求此电动机额定运行时的输出功率、电磁功率、电磁转矩和负载转矩。

4. 一台三相四极Hz 50感应电动机，kW P N 75=，min /1450r n N =，V U N 380=，A I N 160=，定子Y 接法。

已知额定运行时，输出转矩为电磁转矩的%90，21Cu Cu p p =，kW p Fe 1.2=。

试计算额定运行时的电磁功率、输入功率和功率因数。

5. 一台三相异步电动机，额定电压为V 380，Y 联接，频率为Hz 50，额定功率为kW 28，额定转速为min /950r ，额定负载时的功率因数为88.0，定子铜损耗及铁损耗共为kW 2.2，机械损耗为kW 1.1，忽略附加损耗，计算额定负载时的：
（1） 转差率；（2） 转子铜损耗； （3）效率； （4）定子电流；（5）转子电流的频率。

6. 有一台三相四极Hz 50绕线式感应电动机额定功率kW P N 150=，额定电压V U N 380=，转子铜耗W p Cu 22102=，机械损耗W p 2600=Ω，附加损耗W p ad 1000=。

试求：
（1）额定运行时的电磁功率，额定转差率的额定转速。

（2）已知每相参数012.021='=R R ，06.021='=σσX X ，求产生最大转矩时的转差率。

（3）若要求在起动时产生最大转矩，转子每相绕组应串入多大的电阻
7. 一台四极笼式感应电动机，kW P N 200=，V U N 3801=，定子三角形接法，定子额定电流A I N 2341=，频率Hz 50，定子铜耗kW 12.5，转子铜耗kW 85.2，铁耗kW 8.3，机械损耗kW 98.0，附加损耗kW 3，试求：额定负载下的转速，电磁转矩和效率。

8、有一台三相四极绕线式感应电动机，V U N 3801=，Y 接法，Hz f 501=。

已知
Ω='=012.02
1R R ，06.021='=σσX X ，并设11=σ，在输入功率为kW 155时，测得转子铜耗为W 2210，机械损耗为W 1640，附加损耗为W 1310。

试求：此时的em P ，s ，n 和em T ；
9、有一台kW P N 25000=，kV U N 5.10=，Y 联接，8.0cos =ϕ（滞后）的汽轮发电机，
13.2*=s X ，电枢电阻略去不计。

试求额定负载下励磁电动势0E 及0
E 与I 的夹角ψ。

10、额定转速为每分钟3000转的同步发电机，若将转速调整到3060转/分运行，其它情况不变，问定子绕组三相电动势大小、波形、频率及各相电动势相位差有何改变？
三、交流电机类型题解题简介
1、已知三相异步电动机： 1P , 1cu P ，Fe P ，S ，求： em P ； 2cu P ； j P 。

提示：)(11Fe cu em P P P P +-= 、 em cu sP P =2、 em i P s P )1(-=
2、已知笼式异步电动机：N P ，N U ， N I 1，N f ，1cu P ，2cu P ，Fe P ，mech P ，ad P 。

求：em T η
提示：由ad m ech cu N em P P P P P +++=2、em cu P P
s 2
=、250
601⨯=n 、)
1(1s
n n N -⨯= 得：1Ω=Pem T em 、 Fe cu em P P P P ++=11、 1
2
P P =η
3、已知三相异步电动机：N P ，N U ，N f ，N n ，N ϕcos ，Fe cu P P +1，mech P ，
求：N S ；2cu P ；η；N I ； 2f 。

提示：11n n n
s N N -=、ad m ech N i P P P P ++= 、N
i
em s P P -=1、em N cu P s P =2
)(11Fe cu em N P P P P ++= 、N N
P P 1=η、N
N N
N U P I ϕcos 31= 、12f s f N =。