第三部分异步电机试题.docx
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第三部分异步电机试题
第五章感应电机
一、填空
1.如果感应电动机运行时转差率为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.★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。
10.一台三相异步电动机的额定功率PN是指额定运行时的功率,如果撤换其定
子绕组,将每相匝数减小了,在电源电压不变的条件下,气隙中的每极磁通将
答输出的机械功率,减小
11.
若感应电动机的漏抗增大,则其起动转矩
,其最大转矩
答
减小,减小
12.
铁心饱和程度增加,则感应电机的激磁电抗
Xm。
答
减小
13.
深槽和双笼型感应电动机是利用
原理来改善电动机的起动性能的,但
其正常运行时较差。
答集肤效应,功率因数
14.绕线型感应电动机转子串入适当的电阻,会使起动电流,起动转矩。
答减小,增大
15、异步电动机的空载激磁电流比变压器大的原因是。
(异步电动机
存在气隙)
16、一台三相四极异步电动机,电源频率为50赫,转子转速n=1440转/分,此时
转子绕组感应电势频率为。
(2Hz)
17、异步电动机处于电磁制动状态时,转差率S的范围为。
(S>1)
18.三相异步电动机短路参数可通过实验测量.(异步电动机短路实验
测量)
19.三相异步电机工作在发电机状态时其转差率。
(S<0)
20.一台三相异步电动机,额定频率为50赫,额定转速是960转/分,该机极数为
(6极)
1s'
21、三相异步电动机等效电路中的参数r2'的意义
s
。
(输出机械功率的等效电阻)
dTdTL
22.三相异步电动机稳定运行的条件。
(L)
dsds23.三相异步电动机的最大转矩与转子电阻。
(无关)
24.增大绕线式异步电动机转子回路的电阻,其临界转差率。
(增大)
25.鼠笼式异步电动机降压起动的方法有定子回路串电抗器起动、星-三角换接起动和
起动。
(自耦变压器)
选择
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;
C8极,750r/min;D10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
T0.81TN;
T0.9TN;
8.主要是
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,
A
由于R2增大,增大了损耗;
B
由于X2减小,使无功电流增大;
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
R2时,
电动机的()。
9.适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻
)。
AIst减少,Tst增加,Tmax不变,sm增加;
BIst增加,Tst增加,Tmax不变,sm增加;
CIst减少,Tst增加,Tmax增大,sm增加;
DIst增加,Tst减少,Tmax不变,sm增加。
答A
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;
B与转差率无关;
C与转差率正比;
D与转差率成某种函数关系。
答B
11.三相感应电动机电磁转矩的大小和(
)成正比
A电磁功率;
B输出功率;
C输入功率;
D全机械功率。
答A
12.设计在f150Hz电源上运行的三相感应电动机现改为在电压相同频率为60Hz的电
网上,
其电动机的(
)。
A
Tst减小,Tmax
减小,
Ist增大;
BTst减小,
Tmax增大,Ist减小;
C
Tst减小,Tmax
减小,
Ist减小;
DTst增大,
Tmax增大,Ist增大。
答
C
台绕线式感应电动机,
测得转差率将为()(R已折算到定子边)。
A等于原先的转差率s;B三倍于原先的转差率s;
C两倍于原先的转差率s;D无法确定。
答B
14.
国产额定转速为960r/min的感应电动机为()电机。
A2极;B4极;C6极;D8极。
答C
C.与负载大小有关D.与极对数有关
S=0.02时,则由定子通过气隙传递给转子的功率中有
B.2%是机械功率
D.2%是转子铜耗
A.s=0B.s=1C.0
24、三相异步电动机空载时气隙磁通的大小主要取决于(A)。
A.电源电压高低B.气隙大小
C.定、转子铁心材质D.定子绕组的漏阻抗
25、下列四台三相鼠笼式异步电动机的铭牌标记,哪一台可以采用星-三角换接起动(A)。
A.380V,D接线B.380V,Y接线
C.380/660V,D,y接线D.220/380V,D,y接线
26.三相异步电动机定子漏磁通(A)
A由定子磁势产生B由转子磁势产生
C由定转子磁势共同产生D与定子磁势无关
27.三相异步电动机当转子不动时,定转子感应电动势的频率关系是(A)
Af1=f2Bf1f2Df2=0
28、一台三角形接三相异步电动机在额定电压下起动时的起动电流为300A,现采用星三角
换接开关降压起动,其起动电流Ist为(A)
A100AB173AC212AD150A
四、简答
1s'
1.感应电动机等效电路中的()R'2代表什么含义?
能否用电感或电容代替﹖为什
s
么?
1s
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
21s'2
m1I12R2'2将代表实际电机中所产生的全(总)机械功率;不能;因为电感、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。
3.三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。
4.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'各代表什么
s
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。
5.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。
6.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。
7.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
X
TemCTmI2cos2,当s1、f2f1时,使转子功率因数角2arctan2接
R2
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。
8.绕线式感应电动机在转子回路串电阻起动时,为什么既能降低起动电流,又能增大起动转矩?
所串电阻是否越大越好?
答从等效电路可以看出,增加转子电阻使总的阻抗增加了,所以起动电流减小。
转子
电阻增加,使得cos2提高;起动电流减小使得定子漏抗电压降低;电势E1增加,使气隙
磁通和cos2增加,使起动转矩增加了。
如果所串电阻太大,使起动电流太小,起动转矩也将减小。
9.一台笼型感应电动机,原来转子是插铜条的,后因损坏改为铸铝的。
如输出同样转矩,电动机运行性能有什么变化?
答转子由铜条改为铝条后,相当于转子回路电阻增大,使得电动机起动电流减小、起
动转矩增大,最大转矩不变,临界转差率sm增大。
在负载转矩不变的情况下,s增大,转
速下降,效率降低。
10.绕线型异步电机转子绕组的相数、极对数总是设计得与定子相同,鼠笼型异步电机的转子相数、极对数又是如何确定的呢?
与鼠笼条的数量有关吗?
答:
鼠笼型异步电机转子相数就是鼠笼转子上的导条数;转子极对数是靠定子绕组磁动势感应而得的,因此它始终与定子绕组的极对数相等,与鼠笼转子的导条数无关.
11.三相异步电动机的堵转电流与外加电压、电机所带负载是否有关?
关系如何?
是否堵转电
流越大堵转转矩也越大?
负载转矩的大小会对起动过程产生什么影响?
答:
堵转电流与外加电压成正比关系,与负载大小无关。
若电机参数不变,则堵转电流越大,堵转转矩也越大。
负载转矩的大小会对起动时间的长短产生影响。
12.画出异步电动机负载时的等值电路,说明1sR2'的物理意义?
为什么异步电动机的
s2
功率因数总是滞后的?
13.简述异步电动机的工作原理。
14.试说明异步电动机的调速方法及主要特点。
15、说明三相交流绕组合成的基波磁动势性质。
16、为什么绕线型三相异步电动机转子回路串入电阻后,转子电流减小,而起动转矩反而增
大
五、计算
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nN1442r/min,定、转子的参数如下:
R14.47R23.18Rm11.9;
X16.7X29.85Xm6.7。
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。
1500
3U12R2
380
A20.84A
22
(4.473.18)2(6.79.85)2
起动线电流
起动转矩
2
3U1R2
Istl3Ist320.84A36.05A
1
22
1(R1R2)2(X1X2)2
2
133803.18
22Nm26.39Nm
21500(4.473.18)2(6.79.85)2
60
2.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。
21s210.04
解:
全机械功率Pm1I2N2R2320.520.34W1028W8
s0.04
输出功率P2P(ppad)(10288288)W10000W
P10288
电磁功率Pem10288W10716W
1s10.04
同步转速n160f16050r/min1500r/min
p2
额定转速nN(1sN)n1(10.04)1500r/min1440r/min
电磁转矩
Tem
Pem
1
Pem
1071660
Nm68.26Nm23.161500
n1
2
60
P
10288
或
Tem
Nm68.26Nm
1440
2
60
负载转矩
T2
P2
10000
Nm66.35Nm
1440
2
60
3.一台三相感应电动机,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。
4.一台三相四极50Hz感应电动机,PN75kW,nN1450r/min,UN380V,
IN160A,定子Y接法。
已知额定运行时,输出转矩为电磁转矩的90%,pCu1pCu2,pFe2.1kW。
试计算额定运行时的电磁功率、输入功率和功率因数。
5.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pad200W。
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n160f6050r/min1500r/min
1p2
全机械功率为PP2ppad(100.0770.2)kW10.28kW
电磁功率为PemPpCu2(10.280.314)kW10.59kW
额定负载试的转差率sNCu20.3140.02965
额定转速
NPem10.59
nN(1sN)n1(10.0296)51500r/min1456r/min
负载制动转矩
3
P210103
T22Nm65.61Nm
21456
2
60
空载制动转矩
ppad77200
T0adNm1.817Nm
1456
2
60
电磁转矩
TemT2T0(65.61.817)Nm67.42Nm
台三相四极50Hz绕线式感应电动机,转子每相电阻
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sNn1n150014750.0167n11500
Pem107.860
TNm686.5Nm
121500
RRR
从感应电机的T型等效电路可知,由于22t,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。
7.一台三相异步电动机,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:
(1)转差率;
(2)转子铜损耗;(3)效率;(4)定子电流;(5)转子电流的频率。
8.有一台三相四极50Hz绕线式感应电动机额定功率PN150kW,额定电压
UN380V,转子铜耗pCu22210W,机械损耗p2600W,附加损耗pad1000W。
试求:
(1)额定运行时的电磁功率,额定转差率的额定转速。
(2)已知每相参数R1R20.012,X1X20.06,求产生最大转矩时的转差
率。
(3)若要求在起动时产生最大转矩,转子每相绕组应串入多大的电阻
9.有一台三相4极感应电动机PN5.5kw,f150Hz,P16.32kW,pCu1341w,
pCu2237.5w,pFe167w,pm45w,pa29w,试求:
PM,Pm,,s,n,T,T2
10.一台绕线式三相异步电动机,绕组Y连接,其额定数据为:
PN=75kW,U1N=380V,IN148A,nN720r/min,E2N213V,I2N220Aλ=24.,用它来拖动TL=0.8TN的恒转矩负载运行时,欲使电动机运行在nN500r/min。
(1)若采用转子回路串电阻,求每相电阻值;
(2)若采用降压调速,求电源电压;(3)
若采用变频调速,保持U/f=常数,求频率与电压。
11、某三相四极笼型异步电动机,其定子绕组Y连接,PN=11kW,U1N=380V,nN=1430r/min,
λ=2.2,用它来拖动TL=0.85TN的恒转矩负载运行。
求:
(1)电动机的转速;
(2)电源电压降低到0.8UN时电动机的转速;(3)频率降低到0.7fN=35Hz、保持E1/f1不变时电动机的转速。
12、一台绕线式三相异步电动机,PN=75kW,nN=725r/min,λ=24.,E2N=213V,I2N=220A。
TL=TN定子和转子绕组均为Y形连接,忽略传动机构的转矩损耗,求:
(1)要求启动转矩为1.48TN,转子每相应串入多大电阻?
(2)要求转速为-350r/min时(倒拉反转制动状态),转子每相应串入多大电阻?
13某绕线式三相异步电动机,技术数据为:
PN60KW,nN960r/min,E2N200VI2N195A,2.5.。
该电动机拖动起重
机主钩,当提升重物时电动机负载转矩TL540N.m,试求:
(1)电动机工作在固有机械特性上提升该重物时,电动机的转速。
(2)不考虑提升机构传动损耗,如果改变电源相序,下放该重物,下
放速度是多少?
(3)若使下放速度为n280r/min,不改变电源相序,转子回路应
串入多大电阻?