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第11章：三相异步电动机-复习要点基本概念：了解三相异步电动机的基本结构，工作原理，理解转差率的概念；理解机械特性及铭牌数据的含义，正确理解额定转距、最大转距和起动转距，以及过载系数和启动能力；掌握三相异步电动机起动和反转的方法。分析依据和方法：掌握转速、转差率和同步转速三者之间关系，以及同步转速与磁极对数和电源频率之间的关系；掌握转矩的计算公式；会利用机械特性曲线作简单的定性分析；掌握额定转距、最大转距和起动转距以及额定电流和起动电流的计算；能判断电动机能否起动；掌握降压起动时，起动转矩和起动电流的计算。基本公式：转速、转差率和同步转速三者之间关系nnns−=0同步转速与磁极对数和电源频率之间的关系pfn1060=转矩与转速的关系nPT29550=转矩与转差率的关系22022212)(sXRUsRKT+=，21UT∝过载系数NTTmax=λ，起动能力NstTT=，效率12PP=ηY-△降压起动Δ=stYstTT31,Δ=stYstII31自耦降压起动ststTUUT21'1')(=,ststIUUI1'1'=一、填空题：1.电动机是将电能转换为机械能的设备。2.三相异步电动机主要有定子和转子两部分组成。3.三相异步电动机的定子铁心是用薄的硅钢片叠装而成，它是定子的磁路部分，其内表面冲有槽孔，用来嵌放定子绕组。4.三相异步电动机的三相定子绕组是定子的电路部分，每相的空间位置应相差1200。5.三相异步电动机的转子有鼠笼式和绕线式两种形式。6.三相异步电动机的三相定子绕组通以三相交流电流，则会产生旋转磁场。7.三相异步电动机旋转磁场的转速称为同步转速，它与电源频率和磁极对数有关。8.三相异步电动机旋转磁场的转向是由电源的相序决定的，运行中若旋转磁场的转向改变了，转子的转向随之改变。9.一台三相四极异步电动机，如果电源的频率f1=50Hz，则定子旋转磁场每秒在空间转过25转。10.三相异步电动机的转速取决于磁场极对数P、转差率S和电源频率f。11.三相异步电机的调速方法有变极调速、变频调速和转子回路串电阻调速。12.电动机的额定转矩应小于最大转矩。13.三相异步电动机机械负载加重时，其定子电流将增大。14.三相异步电动机负载不变而电源电压降低时，其转子转速将降低。15.绕线式异步电动机通过转子回路串接三相对称可变电阻来改善起动和调速性能的。16.笼型三相异步电动机常用的降压起动方法有：Y-△降压起动和自耦变压器降压起动。17.三相异步电动机采Y-△降压起动时，其起动电流是三角型联接全压起动电流的1/3，起动转矩是三角型联接全压起动时的1/3。18.三相异步电动机的额定功率是额定状态时电动机转子轴上输出的机械功率，额定电流是满载时定子绕组的线电流，其转子的转速小于旋转磁场的速度。19.电动机铭牌上所标额定电压是指电动机绕组的线电压。20.某三相异步电动机额定电压为380/220V，当电源电压为220V时，定子绕组应接成三角形接法；当电源电压为380V时，定子绕组应接成星形接法。21.在额定工作情况下的三相异步电动机，已知其转速为960r/min，电动机的同步转速为：1000r/min、磁极对数为：3对，转差率为0.04。22.三相异步电动机的定子主要由铁芯和线圈组成。23.三相异步电动机的转子主要由铁芯和线圈组成。24.一台三相二极异步电动机，如果电源的频率f1=50Hz，则定子旋转磁场每秒在空间转50转。25.三相异步电动机旋转磁场的转速称为同步转速，它与电源频率和磁极对数有关。26.三相异步电动机的转速取决于磁场极对数P、转差率S和电源频率f。27.三相异步电机的调速方法有变极调速、变频调速和转子回路串电阻调速。28.三相异步电动机的额定功率是额定状态时电动机转子轴上输出的机械功率，额定电流是满载时定子绕组的线电流，其转子的转速小于旋转磁场的速度。29.在额定工作情况下的三相异步电动机，已知其转速为960r/min，电动机的同步转速为：1000r/min、磁极对数为p=3，转差率为：0.04。二、选择题1．在额定工作情况下的三相异步电动机Y180L-6型，其转速为960转/分，频率为50赫兹，问电机的同步转速是多少？有几对磁极对数？转差率是多少？解：∵nN=960(r/min)∴n1=1000(r/min)p=304.01000960100011=−=−=nnnsN2．一台两极三相异步电动机，额定功率10KW，额定转速为ｎN＝2940转／分，额定频率ｆ1＝５０Ｈｚ，求：额定转差率ＳN，轴上的额定转矩ＴN。解:sN=(ｎ1-ｎN)/ｎ1=(3000-2940)/3000=0.02ＴN＝9550ＰN／ｎN＝9550×10/2940=32.48牛·米3．一台三相异步电动机，电源频率ｆ1=50Hz，额定转差率ＳN＝２％。求：当极对数Ｐ＝３时电动机的同步转速ｎ1及额定转速ｎN。解:因：ｎ1=60ｆ1/ｐ所以Ｐ＝3时,ｎ1=60×50/3=1000(r/min)则ｎN=ｎ1(1-ｓN)=980(r/min)4．极数为８的三相异步电动机，电源频率ｆ1＝50Ｈｚ，额定转差率ＳN＝0.04，ＰN＝10KW，求：额定转速和额定电磁转矩。解:ｎ1=60ｆ1=/ｐ=300/4=750转/分∴ｎN=ｎ1(1-ｓN)=720转/分ＴN＝9550ＰN／ｎN＝132.6Ｎ.ｍ5．有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下:型号Ｙ180Ｌ－6，50Ｈz，15ＫＷ，380Ｖ，31.4Ａ，970r/min，cosφ＝0.88，当电源线电压为380Ｖ时，问：(1)电动机满载运行时的转差率；(2)电动机的额定转矩；(3)电动机满载运行时的输入电功率；(4)电动机满载运行时的效率。解:(1)sN=(ｎ1-ｎN)/ｎ1ｎ1＝1000r/min∴Ｓ＝0.03(2)电动机额定转矩ＴN＝9550ＰN/ｎN＝147.66牛·米(3)∵ＰN＝１５ＫＷＰ1＝3ＵLＩLcosφ＝18.2ＫＷ(4)电机效率为η＝ＰN/Ｐ1＝82.8％6．一台异步电动机的技术数据为：ＰN=2.2ＫＷ，ｎN＝1430r／min，ηN=0.82，cosφ＝0.83，ＵN为220／380伏。求Ｙ形和△形接法时的额定电流ＩN。解:Ｐ1=ＰN/η=2.2/0.82=2.68KWＹ连接时：ＩN＝Ｐ1／(3ＵLcosφ)＝2.68×10/(3×380×0.83)=4.91A△连接时：ＩN＝Ｐ1／(3ＵLcosφ)＝2.68×10/(3×220×0.83)=8.5A7．某异步电动机，其额定功率为55ＫＷ，额定电压380Ｖ、额定电流101Ａ，功率因数0.9。试求该电机的效率。解:Ｐ1＝3ＵLＩLcosφ=3×380×101×0.9=59.8KW效率η=ＰN／Ｐ1=55/59.8=0.928．有一台四极异步电动机的额定输出功率为28ＫＷ，额定转速为1370转/分，过载系数λ＝2.0，试求异步电动机的：①额定转矩②最大转矩③额定转差率解:⑴ＴN＝9550×28／1370＝195.2(牛·米)⑵Ｔmax＝λＴN＝2×195.2＝390.4(牛·米)⑶sN=(ｎ1-ｎN)/ｎ1＝(1500－1370)＝0.0879．已知一台三相异步电动机的技术数据如下：额定功率4.5ＫＷ，额定转速950r/min，ｆ1=50Hz，试求：①极对数ｐ；②额定转差率ＳN；③额定转矩ＴN；解：⑴由已知ｎN950r/min与之接近的同步转速ｎ1＝1000r/min∴Ｐ＝60ｆ1／ｎ1＝60×50／1000＝3⑵sN=(ｎ1-ｎN)/ｎ1＝(1000－950)／1000＝0.05⑶ＴN＝9550ＰN／ｎN＝9550×4.5／950＝45.2Ｎ·ｍ10．已知一台三相异步电动机的技术数据如下：额定功率4.5ＫＷ，转速950r/min，效率84.5％，cosφ＝0.8，起动电流与额定电流之比Ist/IN＝5,最大转矩与额定转矩之比Ｔmax/ＴN=2,起动转矩与额定转矩之比Tst/TN=1.4，ＵN=220／380Ｖ，ｆ1=50Hz，试求：试求：三角形联接时的①额定电流ＩN；②起动电流Ｉst；③起动转矩Ｔst；④最大转矩Ｔmax。解:∵Ｐ1＝ＰN／η Ｐ1＝N3ＵNＩNcosφ∴ＩN＝ＰN／(3ηＵNcosφ )ＴN＝9550ＰN／ｎN＝45.2Ｎ·ｍ(1)Δ形接法ＵN＝220Ｖ∴ＩN＝4.5×1000／(0.845×3×220×0.8)＝17.47Ａ(2)Ｉst＝5ＩN＝5×17.47＝87.4Ａ,(3)Ｔst＝1.4ＴN＝1.4×45.2＝63.3Ｎ·ｍ（4）Ｔmax＝2ＴN＝2×45.2＝90.4Ｎ·ｍ11．已知一台三相异步电动机的技术数据如下：额定功率4.5ＫＷ，转速950r/min，效率84.5％，cosφ＝0.8，起动电流与额定电流之比Ist/IN＝5,最大转矩与额定转矩之比Ｔmax/ＴN=2,起动转矩与额定转矩之比Tst/TN=1.4，ＵN=220／380Ｖ，ｆ1=50Hz，试求：试求：星形联接时的①额定电流ＩN；②起动电流Ｉst；③起动转矩Ｔst；④最大转矩Ｔmax。解:(1)∵Ｐ1＝ＰN／η Ｐ1＝N3ＵNＩNcosφ∴ＩN＝ＰN／(3ηＵNcosφ )（1分）Ｙ形接法ＵN＝380Ｖ∴ＩN＝4.5×1000／(0.845×3×380×0.8)＝10.1Ａ(2)Ｉst＝5ＩN＝5×10.1＝50.5Ａ(3)Ｔst＝1.4ＴN＝1.4×45.2＝63.3Ｎ·ｍ(4)Ｔmax＝2ＴN＝2×45.2＝90.4Ｎ·ｍ12．某三相异步电动机其额定功率为10千瓦,额定电压为380伏,以△联接,额定效率为87.5％，额定功率因数为0.88，额定转速为2920转／分。过载能力为2.2，起动能力为1.4，试求电动机额定电流、额定转矩、起动转矩、最大转矩。解:(1)电动机输入功率Ｐ1＝10KW/0.875=11.43KWＩN＝Ｐ1／(3ＵNcosφ)＝11.43×103/(3×380×0.88)=19.73A（2分）(2)ＴN＝9550ＰN／ｎN＝9550×10/2920=32.7牛·米(3)Ｔst＝1.4ＴN=1.4×32.7=45.8牛·米(4)Ｔmax=2.2×ＴN＝2.2×32.7=71.9牛·米13．三相异步电动机的技术数据如下：电压220/380Ｖ，接法△/Ｙ，功率0.6ＫＷ，电流2.0／1.4Ａ，功率因数0.86，转速2870转／分，电源频率为50Ｈz。求:(1)电源输入功率，(2)额定转矩。(3)转差率，(4)额定效率。解：(1)输入功率Ｐ1=3ＵNＩNcosφ＝3×380×1.4×0.86=0.792KW(2)额定转矩ＴN＝9550ＰN／ｎN＝9550×0.6/2870=2.0牛·米(3)转差率s=(ｎ1-ｎ)/ｎ1=(3000-2870)/3000=0.043(4)输入功率Ｐ1=3ＵNＩNcosφ＝3×380×1.4×0.86=0.792KW额定效率η=ＰN／Ｐ1＝0.6/0.792=75.7％14．Y180L-4型电动机的额定功率为22kw，额定转速为1470r/min，频率为50HZ，最大电磁转矩为314.6N.M。试求电动机的过载系数？解：143147022955095502=×=×=NNNnPT(N.M)，2.21436.314===NmTTλ15．一台Y132－52－４型三相异步电动机其额定数据如下：转速：1450r/min，功率：10kW，电压：380Ｖ，接法：△，效率：87.5％，功率因数：0.87，试求：ＩN、ＳN。解：ＰN=3ＵNＩNcosφη＝3×380×ＩN×0.87×0.875=10KW则ＩN＝103/501＝20Ａｎ1＝1500ｒ／ｍｉｎ∴Ｓ＝（ｎ1－ｎ）／ｎ1＝0.03316．已知Y180M-4型三相异步电动机，其额定数据如下表所示。求：(1)额定电流IN；(2)额定转差率SN；(3)额定转矩TN；最大转矩TM、启动转矩Tst。解：（1）额定电流IN==NNNNUPηϕcos31=91.086.03803105.183××××=35.9(A)（2）额定转差率SN=(1500-1470)/1500=0.02（3）