电机学上复习资料2、三相异步电机在额定电压下堵转和空载运行时

电机学上复习资料
2、三相异步电机在额定电压下堵转和空载运行时，分别主要有哪些损耗？哪些损耗通常可以忽略不计？
答：三相异步电动机在额定电压下堵转运行时，主磁通Φm 约减至额定运行时的一半，因此铁耗PFe 约减至额定运行时的1/4；而定、转子电流分别约增大至额定时的5～7倍，定、转子铜耗增大至额定时的几十倍；机械损耗Pm=0W ，附加损耗pad 较小。

所以，此时的主要损耗是定、转子铜耗。

相对而言，其它损耗可以忽略不计。

三相异步电动机在额定电压下空载运行时，铁耗、机械损耗都与额定运行时基本一致；定子电流约为额定值的20%～50%，即定子铜耗p cu1一般在额定运行时的1/4以下；转子铜耗p cu2为零，附加损耗p ad 很小。

所以，此时主要损耗是铁耗、机械损耗和定子铜耗。

相对而言，p ad 和p cu2可以忽略不计。

4、异步电机的气隙比同容量同步电机的大还是小，为什么？（10分）
答：异步电机的气隙比同容量同步电机的要小。

因为异步电机的励磁电流由三相交流电源提供，如果气隙大，则磁导小，产生一定的气隙磁通所需的励磁电流就大。

由于励磁电流基本是无功电流，因此励磁电流大就使电动机的功率因素降低，使电源或电网的无功功率负担增加。

而同步电机的励磁电流由独立的直流电源提供，可以通过调节励磁电流来改变其功率因数的大小和性质。

5、并联在电网上运行的同步电机，从发电机状态变为电动机状态时，其功角θ、电磁转矩T 、电枢电流I 及功率因数cos ψ各会发生怎样的变化？（10分） 答：功角θ和电磁转矩T 先都逐渐减少，减为零后，再随负载增加而反向逐渐增大。

随着θ减少，电枢电流I 和功率因数cos ψ的值也减少。

当θ减至零时，I 的值达到最小，cos ψ=0，即ψ=90。

之后，随着θ反向增大，I 和cos ψ的大小又都增大，但cos ψ符号与原来发电机的相反，即仍为发电机惯例时，有ψ>90，而向电网发出的无功功率的性质（电感性和电容性）未变。

1、一台装有换向极的复励直流发电机，串励绕组与电枢绕组串联，并励绕组并联在电机出线端。

额定值为P N =6kW ，U N =230V ，n N = 1450r/min ，电枢绕组电阻为0.57Ω，串励绕组电阻为0.076Ω，换向极绕组电阻为0.255Ω，并励绕组电阻为177Ω，一对电刷上的电压降为2V 。

额定运行时，铁耗P Fe = 234W ，机械损耗P m =61W ，不计附加损耗。

求该发电机额定运行时的电磁功率、电磁转矩和效率。

解 串励绕组和换向极绕组都与电枢绕组串联，因此电枢绕组回路的总电阻为：
Ω=++=∑901.0255.0076.057.0a r
额定电流、并励绕组电流和额定电枢电流分别为：
A U P I N N N
09.26230
6000=== A R U I f fN N
299.1177
230=== A I I I fN N aN 39.27299.109.26=+=+=
则
V U r I U E b a aN N aN 7.2562901.039.272302=+⨯+=∆++=∑
W I E P aN aN em N 703139.277.256
=⨯=⋅= m N n P P T N e m N e m N N ⋅==Ω=3.4660
2π W p p P P m Fe em N N 7326612347031
1=++=++= %9.81732660001===N
N N P P η 2、一台三相绕线转子异步电机，定、转子绕组均为星形联结，额定电压Un=380V ，当定子施加额定电压、转子绕组开路时，集电环上电压为254V 。

已知定、转子参数为R 1=0.044Ω，R 2=0.027Ω，Ω=24.02δX ，忽略励磁电流，求：
（1）该电机的电压变比k e 和电流变比k i ；
（2）定子施加额定电压、转子堵转时的转子相电流。

解：（1）496.132543380232121===≈==U U U E E k k N U N i e φ
（2）不计励磁电流，用等效电路计算转子相电流I 2。

Ω=⨯=⋅⋅=06043.0027.0496.1222'R k k R i e
Ω=⨯=⋅⋅=5371.024.0496.1222'δδX k k X i e
A
X X R R N U I 7.202)5371.054.0()06043.0044.0()()(1223380
2'212'212'=+++=+++=
δδφ A I k I i 2.3037.202496.12'2=⨯=⋅=
4、一台三相同步发电机，极对数为3，额定转速n1=1000r/min ，定子每相串联匝数N1=125，基波绕组因数kdp1=0.92。

如果每相基波感应电动势为E1=230V ，求每极磁通量Ф1（10分）
解：先由转速求出频率为
50H z 60
1000360n p f 1=⨯=⨯= 再由dp1111k N 44f .4E ⋅⋅⋅=φ可求出
Ф1=0.9009×10-2Wb。