第三章异步电动机

习题三3-1旋转磁场是如何产生的？其转速和转向由什么决定的？笼型电动机的转子电流是不是三相的？答：对称的三相对称的绕组（且在铁芯空间位置是彼此互差1200电角度）中通入三相对称的三相正弦交流电源后就会产生一个旋转的磁场。旋转磁场转速由电源频率1f与磁极对数有关。旋转磁场转向由三相电流的相序决定，即把通入三相绕组中的电流相序任意调换其中的两相，就可以改变旋转磁场的方向。转子电流是感应电流，不是三相的，通常认为一根导条就是一相。3-2为什么三相异步电动机的转速2n和旋转磁场1n之间有差别才能使电动机转动？答：因为只有2n，1n有差别，才会存在相对运动，才会切割磁感线而产生感应电动势，由于转子绕组是闭合的，于是在感应电动势的作用下，绕组内有电流流过，转子电流与旋转磁场相互作用，使在转子中产生电磁力，该力对转轴形成了电磁转矩，使转子按旋转磁场方向转动。3-3三相异步电动机转子轴上的机械负载发生变化时，为什么会引起定子输入电功率的变化？答：机械负载变化时，由于T与M反不再平衡，电动机速度发生变化，使旋转磁场与转子的相对运动发生变化，从而使感应电动势和电流发生变化，使定子电流发生变化，使定子输入电功率发生变化。3-4异步电动机的转子因有故障已取出修理，如果误将定子绕组接上额定电压，问将会产生什么后果？为什么？答：如果有转子时，加上额定电压后，有电磁感应原理会使定子中有反电动势，而无转子后，便没了发电动势，额定电压完全加在了定子上，定子线圈会烧坏。3-5怎样才能改变三相异步电动机的转向和转速？答：改变电动机的转速，由)1(6012SPfn，可改变电源额定1f,极对数Ｐ，以及转差率Ｓ。改变电动机转向，改变电源中三相的任意两相的相序。3-6试分析三相异步电动机的负载增加时，定、转子电流变化趋势，并说明原因。答：负载增加，发反增加，使MTM，电动机减速运行，转子感应电动势和电流增加，转子磁动势也增加，由2.21.11.0NININI，可知，在外加电源电压保持不变的情况下，要保持此时空载磁动势不变，定子电流也会增加。3-7三相异步电动机在一定的负载下运行时，如果电源电压升高，电动机的转矩、电流及转速有和变化？如果长期运行在这种状态下，会产生什么后果？答：电源电压升高，221222(*20)SRTCURS也会升高，发MT电动机转速上升，加速运行，转子电流变小，由于定子绕组的,mI铁芯，绕组都会发热。长期运行：电动机烧坏。3-8为什么三相异步电动机不在最大转矩mT处或接近最大转矩处运行。答：如果最大转矩Tm或接近Tm运行时1）电动机的转速n明显下降很多（软特性）2）起动转矩可能小于额定转矩（Tst＜TN）可能起动不起来。3）万一负载转矩稍有增加，会引起堵转，不及时处理电动机会烧坏。3-9一台三相异步电动机的额定电压220V，频率60ZH,转速1140min/r,求电动机的极数，转差率和转子的频率。答：min/11402rn3360060min/120011PPPfrn05.012001140120021nnnSHZSff360*05.0213-10三相异步电动机的最大转矩mT和起动转矩QT与转子电阻2R及电源电压1U的关系如何？答：12211202221122202mmQQUTCTUXCRUTTURX2与成正比,与R无关。，与成正比，与成反比3-11异步电动机的额定电压是220/380V，当三相电源的线电压分别是220V和380V时，问电动机的定子绕组各应作何种联结方法？答：三相电源线电压为220Ｖ时，定子绕组结成△。三相电源线电压为380Ｖ时，定子绕组结成。3-12三相异步电动机正常运行时，如果转子忽然被卡住而不能转动，试问这时电动机的电流有何改变？对电动机有何影响？答：电流迅速上升到额定电流的6～7倍，使短结时严重过热，电动机处于“闷车”状态，如不马上切断电源会烧坏电动机。3-13已知一台三相异步电动机的额定数据如下：NP=4.5KW,Nn＝950min/r＝84.5％，cos＝0.8，起动电流与额定电流之比QI/NI＝5，＝2，起动转矩与额定转矩之比NQTT/＝1.4，额定电压220/380V，星/三角连接，1f＝50ZH求：（1）磁极对数p；（2）额定转差率NS＝0.03；（3）额定转矩NT；（4）三角形联接和星形联接时的额定电流NI；（5）起动电流QI；（6）起动转矩QT。答：由min/950rnN，得min/10001rn，3,6011PPfn%510009501000121nnnSNmNnPTNNN.2.459504500*55.955.9mNTQ.3.634.1*2.45WPPN4.5325845.04500845.01cos31NNIUP，△连接：AIN5.178.0*220*34.5325连接AIN108.0*380*34.5325△连接时，AIINQ5.87*5连接时，AIINQ50*53-14已知一台三相异步电动机NP＝20KW，NU＝380V，＝87.5％，cos＝0.89，QI/NI＝7，NQTT/＝1.3，Nn＝3930min/r，试求电动机的起动转矩QT和起动电流QI。答：mNIPTNNN.6.48393010*20*55.955.93mNTTNQ.2.63kmPPN86.221cos31NNIUPAIN393*89.0*38022860AIQ27339*73-15有一台四极三相异步电动机，已知额定功率NP＝3KW，NS＝0.03；过载系数＝2.5，电源频率f＝50ZH，求：该电动机的额定转矩和最大转矩。答：2Pmin/1500min/145597.0*250*60)1(60112rnrSPfnmNnPTNN.5.2914554500*55.995502NmTTmNTm.75.735.29*5.23-16某一台电动机的铭牌数据如下：2.8KW，△/，220/380，10.90/6.3A，1370min/r50ZH，cos＝0.84，△84A，22.5A。说明上述数据的意义，并求：（1）额定负载时的效率；（2）额定转矩；（3）额定转差率。答：数据意义：电源电压为220Ｖ时，定子绕组为△连接，额定电流10.9Ａ，额定转速1370r/min，频率50ＨＺ，功率因数0.8，启动电流22.5Ａ。电源电压为380Ｖ时，定子绕组为连接，额定电流为6.3Ａ，额定转速1370r/min，频率50ＨＺ，功率因数0.8，启动电流84Ａ。△时，%3.848.0*9.10*220*32800cos3NNNNIUP时，%8.488.0*9.10*380*32800cos3NNNNIUP5.191370280055.955.9NNNnPT086.0150013701500121nnnSN3-17一台三相四极异步电动机的额定功率为30KW，额定电压380V，三角形联接，频率为50ZH。在额定负载运行时，其转差率为0.02，效率为90％，线电流为57.5A。试求：（1）定子旋转磁场对转子的转速；（2）额定转矩；（3）电动机的功率因数。3-18为什么三相异步电动机的起动电流大而起动转矩不大？为什么采用降压起动时只能减小起动电流而不能提高起动转矩？答：（1）启动瞬间，1,02Sn，旋转磁场的最大相对速度切割转子导体，转子感应电动势和电流最大，致使定子启动电流QI1也很大，但因功率因素甚低，启动转矩QT较小。（2）降压启动时，可限制启动电流，由于21UTQ与成正比，所以QT不能提高。3-19笼型异步电动机可采用那些方法调速？绕线异步电动机又可采用那些方法调速？答：笼型异步电动机：改变电流频率1f调速，变极调速，改变转差率调速绕线式异步电动机：转子串电阻调速。3-202524Jo型笼型异步电动机技术数据如下：1Nn＝1450min/r，NI＝20ANU＝380V，三角形联接，cosN＝0.87，N＝87.5％，QI/NI＝7，NQTT/＝1.4。试求：（1）轴上输出额定转矩；（2）电网电压降至多少伏以下就不能满载（QNTT）起动？（3）若采用“星－三角”起动，起动电流为多少？能否半载（QNTT/2）起动？（4）若采用自耦变压器降压起动，要求半载时能起动，其起动电流为多少？并确定电压抽头。答：（1）2PmNIUnPTNNNNN.997.65145087.0*20*380*3*875.0*55.91450cos*3*875.0*55.955.9mNTQ.4.92997.65*4.1AIQ14020*7（2）当mNTTNQ.997.6522UTUTQNQ223804.1UTTNNVU321（3）“星－三角”启动后：AIIQQ7.4631*14031mNTTQQ.2231而半载时，mNTMN.332反QTM反不能启动。（4）半载时，mNTMN.332反22223804.12380NNQQTUTUTTVU227选择60％的抽头，67.1uk67.1227380ukAkIIuQQ8.8367.1140