电工技术习题答案第七章

第七章 异步电动机

习题参考答案

1．三相异步电动机主要由哪几部分组成，各部分的作用是什么？

答：三相异步电动机主要由静止的定子和转动的转子两部分组成 。定子的作用是在电动机内形成旋转磁场 ；转子的作用是进行机电能量的转换。

2．三相异步电动机的转子转速能否与旋转磁场的转速相等，为什么?

答 ：在一般情况下，转子转速n 小于旋转磁场的同步转速n 0。因为只有这两者之间存在速度差，转子和磁场之间才会存在相对运动，才能产生感应电动势、感应电流和电磁转矩。所以，转子转速与旋转磁场转速之间的差值是必然存在的，即转子的速度与旋转磁场两者无法同步运转

3．简述三相异步电动机的工作原理

答 ：定子绕组中通以三相对称电流，在电动机定子内部产生旋转磁场。转子绕组与旋转磁场的相对运动产生感应电动势和感应电流。感应电流再在旋转磁场的作用下产生电磁力矩，驱动转子转动。这是三相异步电动机的工作原理。

4．为什么说异步电动机是感应电动机？

答：由于转子电流是由于电磁感应而产生，所以称之为感应电动机。

5．三相电源的相序对旋转磁场有何影响？

答：旋转磁场的旋转方向由通入三相绕组中的电流的相序决定的。即当通入三相对称绕组的对称三相电流的相序发生改变时，即将三相电源中的任意两相绕组接线互换，旋转磁场就会改变方向。

6．什么是转差率？通常感应电动机的约为多少？

答：旋转磁场的同步转速n 0与转子转速n 的差值被称为转差n ∆。转差n ∆与同步转速n 0的比值被定义为转差率s 。实际电动机在工频下带额定负载运行时 s=0.01~0.08

7．三相异步电动机的电磁转矩能否随负载而变化？如何变化？

答：负载增大，电动机的转速降低，按照AB 段，速度降低后转差率增大，产生的感应电动势增大，电流增大，电磁转矩随之增大，因此拖动转矩会增大去适应负载直至达到新的平衡，当拖动转矩等于负载转矩，就在较低的速度下重新稳速运行。

8．三相异步电动机如果有一相开路，会发生什么后果？

答：三相异步电动机如果有一相开路，则旋转磁场无法形成，只能由剩余的两相形成脉振磁场。电动机仍转动，转速会降低。

9．三相异步电动机带额定负载运行，电源电压突然下降，电动机的转速、转子电流、定子电流、电磁转矩如何变化？

答：电动机的转速下降，转子电流增大，定子电流增大，电磁转矩下降。

10．为什么异步电动机的起动电流很大而起动转矩不大？异步电动机在满载和空载起动时，其起动电流和起动转矩是否一样大小？

答：异步电动机起动时的转差率很大，感应电动势很高，所以起动电流很大，但由于此时的电流中的有功分量很小，即此时的功率因数很低，所以产生的电磁转矩不大。异步电动机在满载和空载起动时，其起动电流和起动转矩是一样大小的。

11．绕线型异步电动机串电阻起动，是否串入电阻越大起动转矩越大？ 答：适当增大转子电阻R 2时，T ST 会有所增大，当R 2增大到一定数值时使s m =1时， T ST 会等于T m ，此后如果R 2继续增大的话，T ST 反而会减小。

12．三相异步电动机反接制动时，为什么需要在定子或转子绕组中串入一个大电阻？

答：反接时，旋转磁场与转子的相对速度很大，转子感应电流很大，制动冲击也很大。因此，当功率较大的电动机进行反接制动时，需要在绕线型电动机的转子绕组或笼型电动机的定子绕组中串入电阻进行限流。

13．三相异步电动机有几种调速方式，各有什么特点？

答：变频调速的调速范围广，机械特性硬，调速性能优良，因此目前被广泛应用于机械、造纸、冶金、印染、建筑、交通、建材等各行各业。

变极调速具有较硬的机械特性，稳定性较好。但变极调速时，磁极对数只能按p=1、p=2、p=3的规律变化，不能进行连续、平滑的调速。

改变转差率可以通过改变定子供电电压，转子串电阻等措施来进行。由于降低定子电压的调速方法，电磁转矩太小，机械特性变软，因此降低定子电压的方法通常用于起动，而较少用于调速。

转子绕组中串入电阻的调速方法简单、经济，是在变频器之前常用的调速方法，在起重机吊钩和天车移动中被广泛使用。

14．简述绕线型电动机转子串电阻调速的调速过程 。

答：电机处于匀速运动状态，在转子绕组串入电阻的瞬间，转子电流立即减小，电磁转矩下降，电动机的转速不能突变。由于此时的电磁转矩小于负载转矩，电动机减速，转子与旋转磁场的相对速度增大，感应电动势上升，电流增大，电磁转矩将回升。当电磁转矩回升到等于负载转矩时，电动机进入稳定运行。转子绕组串入的电阻越大，转差率越大，电动机最终的稳定转速就越小。

15．单相异步电动机为什么没有起动转矩？单相异步电动机的起动方法有哪些？

答：单相异步电动机的脉振磁场相当于两个大小相等、方向相反的旋转磁场。因此，在单相异步电动机转子静止时，顺时针旋转磁场B 1与转子作用产生顺时针的电磁转矩T 1，逆时针旋转磁场B 2与转子作用产生逆时针的电磁转矩T 2。这两个转矩大小相等、方向相反，合成转矩为零，所以单相异步电动机无法自行起动。

分相式单相异步电动机和罩极式分单相异步电动机的起动方法是最常用的。

16．一台三相异步电动机，p=2，试分别写出电源频率为f=50Hz 和f=60Hz 时的同步转速。

解：根据p

f n 600= 频率为f=50Hz 的同步转速为min /1500250600r n =*=

频率为f=50Hz 的同步转速为min /18002

60600r n =*= 17．一台三相异步电动机，已知电源频率f=50Hz ，额定转速n N =1450r/min ，求磁极对数p 和转差率s 。

解：由于额定转速n N 仅略小于同步转速n 0，所以

n 0=1500r/min

所以磁极对数 p=2

转差率 s=（1500-1450）/1500=0.03

18．一台三相异步电动机在某一负载下运行，测得输入电功率为4kW ，线电压为380V ，线电流为10A 。试求：（1）功率因数cos φ；（2）若输出功率为3.2kW ，求电动机的效率。 解：