三相异步电动机试题及答案.docx
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三相异步电动机试题及答案
第四章三相异步电动机
一、填空（每空1分）
1.如果感应电机运行时转差率为s，则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的比例是
Pe:
P:
pCu2=。
答1:
（1s）:
s
2.★当三相感应电动机定子绕组接于50Hz的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为，定子绕组感应电势的频率为，如转差率为s，此时转子绕组感应电势的频率，转子电流的频率为。
答50Hz，50Hz，50sHz，50sHz
3.三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时sm=,转子总电阻值约为
答1，X1X2
4.★感应电动机起动时，转差率s，此时转子电流I2的值，
cos2,主磁通比，正常运行时要，因此起动转矩。
答1，很大，很小，小一些，不大
5.★一台三相八极感应电动机的电网频率50Hz，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为，转子电势的频率为。
当转差率为0.04时，转子的转速为，转子的电势频率为。
答0.02，1Hz，720r/min，2Hz
6.三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括，，，和，电动机空载输入功率P0与这些损耗相平衡。
答定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗
7.三相感应电机转速为n，定子旋转磁场的转速为n1，当nn1时为运行状
态；当nn1时为运行状态；当n与n1反向时为运行状态。
答电动机，发电机，电磁制动
8.增加绕线式异步电动机起动转矩方法有，。
答转子串适当的电阻，转子串频敏变阻器
9.★从异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应比异步电机的空气隙
要，其原因是。
答大，同步电机为双边励磁
10.★一台频率为f60Hz1的三相感应电动机，用在频率为50Hz的电源上（电压不变），电动机的最大转矩为原来的，起动转矩变为原来的。
选择（每题1分）
1.绕线式三相感应电动机，转子串电阻起动时（
）。
A
起动转矩增大，起动电流增大；
B
起动转矩增大，起动电流减小；
C
起动转矩增大，起动电流不变；
D
起动转矩减小，起动电流增大。
答
B
2.一
（
台50Hz三相感应电动机的转速为）。
n
720r/min，该电机的级数和同步转速为
（
Ａ
）。
４极，1500r/min；Ｂ
６极，
1000r/min；
Ｃ
８极，750r/min；Ｄ
１０极，600r/min。
答
C
3.★笼型三相感应电动机的额定状态转速下降10%，该电机转子电流产生的旋转磁动势相对于定子的转速（）。
A上升10%；B下降10%；
C上升1/（110%）；D不变。
答D
4.国产额定转速为1450r/min的三相感应电动机为（）极电机。
A2；B4；C6；D8。
10%此时电机的电
答B
5.
★一台三相感应电动机拖动额定恒转矩负载运行时若电源电压下降磁转矩（
答
与普通三相感应电动机相比，深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，性能差一些，
C由于X2的增加，使cos2下降；D由于R2减少，使输出功率减少。
答C
）
）
）
）
）
）
）
）
）
AI
st减少,
Tst增加,
Tmax不变,
sm增加；
BI
st增加,
Tst增加,
Tmax不变,
sm增加；
CI
st减少,
Tst增加,
Tmax增大,
sm增加；
DI
st增加,
Tst减少,
Tmax不变,
sm增加。
答
C
10.★三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调速，运行时在不同转速上时，其转子回路电流的大小（）。
A与转差率反比；C与转差率无关；
B与转差率正比；D与转差率成某种函数关系。
答C
三、判断（每题1分）
1.三相感应电动机转子为任意转数时，定、转子合成基波磁势转速不变。
（答对
2.★三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动转矩就越大。
（答错
3.当三相感应电动机转子绕组短接并堵转时，轴上的输出功率为零，则定子边输入功率亦
为零。
（答错
4.三相感应电动机的功率因数cos1总是滞后的。
（
答对
5.★感应电动机运行时，总要从电源吸收一个滞后的无功电流。
（
答对
6.★只要电源电压不变，感应电动机的定子铁耗和转子铁耗基本不变。
（
答错
7.感应电动机的负载转矩在任何时候都绝不可能大于额定转矩。
（
答错
8.绕线型感应电动机转子串电阻可以增大起动转矩；笼型感应电动机定子串电阻亦可以增大起动转矩。
（答错
9.三相感应电动机起动电流越大，起动转矩也越大。
答错
10.★三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动电流就越小。
（）答对
四、简答（每题3分）
1s'
1.感应电动机等效电路中的（）R'2代表什么含义？
能否用电抗或电容代替﹖为什
s
么？
答1sR2'代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻，消耗在此电阻中的功率
s
1s
m1I12R2'2将代表实际电机中所产生的全（总）机械功率；不能；因为电抗、电容
s
消耗无功功率，而电机转子所产生的全（总）机械功率为有功功率。
2.★感应电机转速变化时，转子磁势相对定子的转速是否改变？
相对转子的转速是否改变？
答转子磁势相对定子转速不变,相对转子转速改变。
3.★绕线型感应电动机，若⑴转子电阻增加；⑵漏电抗增大；⑶电源电压不变，但频率由50Hz变为60Hz；试问这三种情况下最大转矩，起动转矩，起动电流会有什么变化？
答
（1）最大转矩不变，起动转矩上升，起动电流下降；
（2）最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流下降；
（3）最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流下降。
4.★三相感应电动机运行时，若负载转矩不变而电源电压下降10%，对电机的同步转速n1，转子转速n，主磁通m，功率因数cos1，电磁转矩Tem有何影响？
答同步转速不变；转子转速下降；主磁通下降；功率因数下降；电磁转矩不变。
''1s'
5.说明三相异步电动机等效电路中，参数R1,X1,Rm,Xm,R2',X2'以及1sR2'各代表什
s
么意义？
答定子绕组电阻；定子绕组漏抗，表征定子绕组漏磁效应；激磁电阻，表征铁心损耗；激磁电抗，表征铁心磁化性能；归算到定子侧的转子绕组电阻；归算到定子侧的转子绕组漏抗；代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻。
6.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？
答定子电流的频率为f1，转子电流的频率为f2sf1，定子磁动势以n1速度切割定
子，以（n1n）速度即sn1速度切割转子；转子磁动势也以n1速度切割定子，以sn1速度切割转子。
定、转子基波磁动势同步旋转，相对静止。
7.说明三相感应电动机转子绕组折算和频率折算的意义，折算是在什么条件下进行的？
答转子绕组折算就是用新绕组替换原绕组。
为了导出等效电路，用一个与定子绕组的相相数、匝数和绕组因数相同的等效绕组替换实际转子绕组，折算前后转子绕组的磁动势和各种功率及损耗不变，因而从定子边看转子，一切未变。
频率折算即用静止的
转子替换旋转的转子，折算条件也是磁动势和各种功率及损耗不变。
为此，只要将转子
电阻R2换成R2s。
8.★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？
答起动时n0，s1，旋转磁场以同步速度切割转子，在短路的转子绕组中感应很大的电动势和电流，引起与它平衡的定子电流的负载分量急剧增加，以致定子电流很大；起动时s1，R2s很小，电动机的等效阻抗很小，所以起动电流很大。
由于
X2
TemCTmI2cos2，当s1、f2f1时，使转子功率因数角2arctan2接
emTm22212R2
近90，cos2很小，I2cos2并不大；另外，因起动电流很大，定子绕组漏抗压降大，
使感应电动势E1减小，与之成正比的m也减小。
起动时，m减小，I2cos2并不
大，使得起动转矩并不大。
9.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？
如果电源电压下降20%，对最大转矩、起动转矩、转子电流、气隙磁通、转差率有何影响（设负载转矩不变）？
答最大转矩和起动转矩与电压平方成正比。
如果电源电压下降过多，当起动转矩下降到小于负载转矩时，电动机不能起动。
当最大转矩下降到小于负载转矩时，原来运行的电动机将停转。
电源电压下降20%，则最大转矩下降到原来的64%，起动转矩也下降到原来的
64%。
磁通下降到原来的20%，不考虑饱和的影响时，空载电流下降到原来的20%。
在负载转矩不变的情况下，I2cos2上升25%，定子电流相应上升，电动机的转速有所降低，s增大，sm不变。
10.★漏抗大小对感应电动机的起动电流、起动转矩、最大转矩、功率因数等有何影响？
答当电源电压和频率一定时，最大转矩近似与漏抗X1X2成反比，漏抗越大，起动电流、起动转矩越小，功率因数越低。
五、计算（每题5分）
1.一台三相感应电动机，额定功率PN4kW，额定电压UN380V，型接法，额定
转速nN
1442r/min
，定、转子的参数如下：
R1
4.47
R2
3.18Rm11.9；
X1
6.7
X2
9.85Xm6.7。
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。
当n
700r/min时，
转差率s
n1
n
750700
0.067
n1
750
当n
800r/min时，
转差率s
n1
n
750800
0.067
n1
750
当电动机起动时，n
0，转差率
s
n1
n7501
n1750
3.★有一台三相四极感应电动机，50Hz，UN380V，Y接法，cosN0.83，
R10.35，R20.34，sN0.04，机械损耗与附加损耗之和为288W。
设
I1NI2N20.5A，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。
解：
全机械功率Pm1I2N21sR2320.5210.040.34W10288W
12Ns20.04
输出功率
P2
P
（p
pad）（10288288）W
10000W
电磁功率
Pem
P
10288W10716W
1
s
10.04
60f1
6050
同步转速
n1
r/min1500r/min
p
2
额定转速
nN
（1
s）n1（10.04）1500r/min
1440r/min
电磁转矩
Tem
Pem
Pem1071660Nm68.26N
1
2n123.161500
2
60
P
10288
或
em
Nm68.26Nm
1440
2
60
负载转矩
T2
P2
10000
Nm66.35Nm
2
2
1440
60
4.★一台三相感应电动机，PN7.5W，额定电压UN380V，定子接法，频率为50Hz。
额定负载运行时，定子铜耗为474W，铁耗为231W，机械损耗45W，附加损耗37.5W，已知nN960r/min，cosN0.824，试计算转子电流频率、转子铜耗、定
子电流和电机效率。
n1n1000960
解转差率s10.04
n11000
转子电流频率f2sf10.0450Hz2Hz
全机械功率PP2（ppad）（750045037.5）W7583W
电磁功率PemP7583W7898W
em1s10.04
转子铜耗pCu2sPem0.047898W316W
定子输入功率P1PempCu1pFe（7898474231）W8603W
定子线电流
I1
P1
3UNcos1
8603.4
33800.824
A15.86A
电动机效率
P27500
P18603
87.17%
5.
★一台三相四极
50Hz感应电动机，
PN75kW，nN1450r/min，UN
IN160A，定子Y接法。
已知额定运行时，输出转矩为电磁转矩的90%，pCu1
380V，
pCu2，
解转差率
s
1500
1450
0.0333
1500
输出转矩
T2
P2PN
N
75
2
10360N
1450
m494.2Nm
电磁功率
Pem
Tem1
T2
494.2
21500kW86.21kW
60
0.91
0.9
转子铜耗
pCu2
sPem
em
0.0333
86210W
2870W
定子铜耗
pCu1
pCu2
2870W
输入功率
P1
（pCu1p
Fe）Pem（2870
210086210）W91180W
pFe2.1kW。
试计算额定运行时的电磁功率、输入功率和功率因数。
P1
6.已知三相铝线感应电动机的数据为PN10kW，
UN380V，定子接法，
IN11.63A，50Hz，定子铝耗（75）pCu1557W，
转子铝耗（75）pCu2314W，
铁耗pFe276W，机械损耗p77W，附加损耗pad
200W。
试计算此电动机的额定转速、负载制动转矩、空载的制动转矩和电磁转矩。
解同步转速为
n1
60f
6050r/min1500r/min
2
全机械功率为
P2
pad（100.0770.2）kW10.28kW
额定负载试的转差率
pCu2
pem
0.314
0.02965
10.59
额定转速
nN
（1
sN）n1
（1
0.02956）1500r/min
1456r/min
负载制动转矩
P2
3
1010Nm65.61Nm1456
2
60
空载制动转矩
T0
pad77200Nm1.817N
1456
2
60
电磁转矩
Tem
T2T0（65.61.817）Nm67.42N
7.★一台三相四极
50Hz绕线式感应电动机，转子每相电阻R20.015。
额定运行时，
转子相电流为200A，nN1475r/min，计算额定电磁转矩。
若保持额定负载转矩不变，在转子回路串电阻，使转速降低到1200r/min，求转子每相应串入的电阻值，此时定子电流、电磁功率、输入功率是否变化？
解sN
n1n150014750.0167
n1
1500
Pem
pCu2
2
m2I2R2
2
32000.015kW107.8kW
当n
sN
Pem
107.860N
21500
1200r/min时
0.0167
686.5N
n1n
n1
150012000.2
1500
因R2
sN
R2
Rt
s
s
所以Rt
1R2
0.2
1
0.0150.165
sN
0.0167
从感应电机的
T型等效电路可知，
由于
R2R2Rt，电路中的Z1、Z2以及Zm均
sNs
未变化。
当U1、f1不变时，则定子电流、定子功率因数、定子电动势、气隙磁通、电磁功
率、定子输入功率均未变化。
转子电流、转子功率因数也未变化。
接入电阻后，转子铜耗
pCu2sPem0.2107.78kW21.56kW所以，接入电阻后，转子总的铜耗增加，输出功率减小，电机效率降低。
8.★★一台三相异步电动机，额定电压为380V，Y联接，频率为50Hz，额定功率为28kW，额定转速为950r/min，额定负载时的功率因数为0.88，定子铜损耗及铁损耗共为2.2kW，机械损耗为1.1kW，忽略附加损耗，计算额定负载时的：
⑴转差率；⑵转子铜损耗；⑶效率；⑷定子电流；⑸转子电流的频率。
sf12.5Hz
9.★★一台四极笼式感应电动机，
PN200kW，U1N380V，定子三角形接法，定
子额定电流I1N234A，频率50Hz，定子铜耗5.12kW，转子铜耗2.85kW，铁耗3.8kW，
机械损耗0.98kW，附加损耗3kW，R10.0345，Xm5.9，产生最大转矩时
转矩和效率。
所以
Tem
Pem
1
3
206.83103
1316.7Nm
2
60
1500
P1
Pem
pCu1
pFe206.835.123.8215.75kW
N
P2
100%
200
100%92.7%
P1
215.75
nNn1（1s）1479r/min
2）
所以kmTmax为过载能力TN
而
所以
所以
10.★一台JQ2526异步电动机，额定电压380伏，定子三角形接法，频率50Hz，额
定功率7.5kW，额定转速960r/min，额定负载时cos10.824，定子铜耗474W，铁耗231W，机械损耗45W，附加损耗37.5W，试计算额定负载时，
（1）转差率；
（2）转子电流的频率；
（3）转子铜耗；（4）效率；（5）定子电流。
sn1n10009600.04n11000
7582.5315.944742318603.44WP27500
2100%100%87.17%
P18603.44
16.一台三相、六极、50赫的绕线式异步电动机，在额定负载时的转速为980转/分，折算
为定子频率的转子每相感应电势E′2=110伏。
问此时的转子电势E2和它的频率f2为何值？
若转子不动，定子绕组上施加某一低电压使电流在额定值左右，测得转子绕组每相感应电势为10.2伏，转子相电流为20安，转子每相电阻为0.1欧，忽略集肤效应的影
响，试求额定运行时的转子电流I2和转子铜耗PCU2为何值？
解：
同步转速
0.1欧
x2Z22r220.5120.120.5欧
由于不转，f250赫，电流在额定值左右并忽略集肤效应的影响，所以r2和x2可作
为电机正常运行时转子电阻值和折算到50赫的转子漏抗值
转子相电流
I2
r22
E2s
2.2安
（sx2）2
0.12
（0.020.5）2
转子铜耗
pcu2
3I22r23
21.92
0.1144瓦
17.
17.一台JQ2－52－6异步电动机，
额定电压
380伏，
定子三角形接法，频率50Hz，额定功
率7.5kw，额定转速960r/m，额定负载时
Cos1
0.824，定子铜耗474W，铁耗231W，
机械损耗45w，附加损耗37.5w.试计算额定负载时的：
（1）转差率；
（2）转子电流的频率；
（3）转子铜耗；
（4）效率；
（5）定子电流。
解：
（1）
60f1n1＝
P
60501000r/m
Sn1
10009600.04
n1
1000
2）
3）
4）
5）
Pmec
P1
I1
P2
Sf10.0450
PmPad7500
Pcu2
S
Pmec
1S
Pcu2Pcu1PFe
2Hz
37.5457582.5w
315.94w
Pmec
7582.5315.94474
2318603.44w
P2
P2100%
P1
7500
8603.44
100%87.17%
3U1Cos1
8603.4415.86A
33800.824
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