电机学3文档格式.doc
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根据，，，，可填写上表。
5-6试证明转子磁动势相对于定子的转速为同步转速。
证明：
利用反证法来证明
如果转子磁动势相对于定子的转速不是同步转速，则定、转子旋转磁场不同步，电磁转矩为零，不能转动。
5-7试说明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？
转子绕组折算的意义—用一个相数为、匝数为、绕组系数为的等效转子绕组来替代原来的转子绕组。
频率折算的意义—用一个静止的转子来替代旋转的转子。
折算条件—折算前后转子磁动势保持不变，转子上各种有功功率、无功功率保持不变。
5-8异步电动机定子绕组与转子绕组没有直接联系，为什么负载增加时，定子电流和输入功率会自动增加，试说明其物理过程。
从空载到满载，电机主磁通有无变化？
负载转矩增加时，电机转速下降，转子绕组切割磁场的速度增加，转子的感应电动势、感应电流相应增加，转子磁动势也增加。
由磁动势平衡关系，定子磁动势增加，定子电流增加，因此从电网吸收的电功率增加。
这一过程直到转子电流产生的电磁转矩和负载转矩重新平衡为止。
（也可以从等效电路的角度来分析）
从空载到满载，转差率增大。
由等效电路可知，转差率增大，转子支路的等效阻抗减小，，减小，减小，减小。
5-9异步电动机的等效电路有哪几种？
等效电路中的代表什么意义？
能否用电感或电容代替？
异步电动机的等效电路有3种：
T型等效电路、Γ型等效电路和简化Γ型等效电路。
用模拟电阻所消耗的有功功率来表示在转轴上产生的总机械功率。
因为电感或电容元件不消耗有功功率，所以不能用电感或电容代替等效电路中的。
5-10异步电动机带额定负载运行时，若电源电压下降过多，会产生什么严重后果？
试说明其原因。
如果电源电压下降，对感应电动机的、、、、有何影响？
如果电源电压下降过多，使起动转矩小于负载转矩时，电动机不能起动；
如果电源电压下降过多，使最大电磁转矩小于负载转矩时，原来运行的电动机将停转。
如果电源电压下降，则
由，可知下降；
在负载转矩不变的情况下，由降压调速的知识，可知转速下降，转差率增大；
由转子电路的功率因数，可知下降；
在负载转矩不变的情况下，由，可知增大。
5-11漏电抗大小对异步电动机的运行性能，包括起动电流、起动转矩、最大转矩、功率因数等有何影响？
为什么？
由等效电路，可知漏电抗越大，则起动电流越大，功率因数越低；
由，可知漏电抗越大，越小；
由，可知漏电抗越大，越小。
*说明：
在电源电压和频率一定的条件下来考虑。
5-12某绕线转子异步电动机，如果
（1）转子电阻增加一倍；
（2）转子漏电抗增加一倍；
（3）定子电压的大小不变，而频率由50Hz变为60Hz，各对最大转矩和起动转矩有何影响？
由
可知
（1）转子电阻增加一倍时，不变，可能增大，也可能减小；
（2）转子漏电抗增加一倍时，减小，减小；
（3）频率由50Hz变为60Hz时，减小，减小；
5-13一台笼型异步电动机，原来转子是插铜条的，后因损坏改为铸铝的，在输出同样转矩的情况下，下列物理量将如何变化？
（1）转速n；
（2）转子电流；
（3）定子电流；
（4）定子功率因数；
（5）输入功率；
（6）输出功率；
（7）效率；
（8）起动转矩；
（9）最大电磁转矩。
转子由插铜条改为铸铝的，则转子电阻增大。
在输出同样转矩的情况下，电磁转矩不变。
（1）转速n下降；
（2）转子电流不变；
（3）定子电流不变；
（4）定子功率因数不变；
（5）输入功率不变；
（6）输出功率减小；
（7）效率下降；
（8）考虑到实际情况，起动转矩增大；
（从原理上说，可能增大，也可能减小）
（9）最大电磁转矩不变。
5-14绕线式三相异步电动机转子回路串入适当的电阻可以增大起动转矩，串入适当的电抗时，是否也有相似的效果？
由，可知
在转子回路中串入容抗时，可以增大起动转矩；
在转子回路中串入感抗时，会使起动转矩减小。
5-15普通笼型异步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？
但深槽式或双笼电动机在额定电压下起动时，起动电流较小而起动转矩较大，为什么？
普通笼型异步电动机在额定电压下起动时，转差率较大，转子支路的等效电阻较小；
深槽式或双笼电动机在额定电压下起动时，转子电阻较大，转子支路的等效电阻较大。
5-16绕线转子异步电动机在转子回路中串入电阻起动时，为什么既能降低起动电流又能增大起动转矩？
试分析比较串入电阻前后时的、、、是如何变化的？
串入的电阻越大是否起动转矩越大？
由等效电路可知，在转子回路中串入电阻起动时，能降低起动电流；
由可知，在一定条件下，在转子回路中串入电阻起动时，能增大起动转矩；
在转子回路中串入电阻起动时，转子支路的等效阻抗增大，增大，增大，增大；
由转子电路的功率因数，可知增大；
在转子回路中串入电阻起动时，转子支路的等效阻抗增大，减小，减小；
由增大和减小，可知减小；
由可知，并不是串入的电阻越大起动转矩就越大。
5-17两台同样的笼型异步电动机共轴连接，拖动一个负载。
如果起动时将它们的定子绕组串联以后接至电网上，起动完毕后再改接为并联。
试问这样的起动方法，对起动电流和起动转矩的影响怎样？
将两台同样的笼型异步电动机的定子绕组串联以后接至电网上，相当于起动电压降为原来的。
所以，总的起动电流为原来的，总的起动转矩为原来的。
5-18绕线式三相异步电动机拖动恒转矩负载运行，试定性分析转子回路突然串入电阻后降速的电磁过程。
转子回路突然串入电阻后瞬间，转子支路的等效电阻增大，主磁通增大，电磁转矩减小。
在接下来的过渡过程中，转速下降，转差率增大，转子支路的等效电阻减小为原来的值，主磁通减小为原来的值，电磁转矩增大为原来的值。
5-19绕线式三相异步电动机拖动恒转矩负载运行，在转子回路接入一个与转子绕组感应电动势同频率、同相位的外加电动势，试分析电动机的转速将如何变化？
在转子回路中接入一个与转子绕组感应电动势同频率、同相位的外加电动势，相当于在转子回路中串入一个负电阻，即减小转子电阻。
所以，在恒转矩负载下运行时，转速上升。
5-20单绕组变极调速的基本原理是什么？
一台四极异步电动机，采用单绕组变极方法变为两极电机时，若外加电源电压的相序不变，电动机的转向将会怎样？
关于单绕组变极调速的基本原理，请参考书上259页的内容。
采用单绕组变极方法变为两极电机时，若外加电源电压的相序不变，电动机的转向就不变。
5-21为什么在变频恒转矩调速时要求电源电压随频率成正比变化？
若电源的频率降低，而电压的大小不变，会出现什么后果？
电源电压随频率成正比变化，可保持主磁通不变。
由可知，若电源的频率降低，而电压的大小不变，则增大，磁路过饱和，励磁电流增大。
5-22如果电网的三相电压显著不对称，三相异步电动机能否带额定负载长期运行？
负序电压会产生较大的负序电流，引起电机过热；
负序旋转磁场使损耗增加，效率降低，也会产生制动转矩。
因此，三相异步电动机不能带额定负载长期运行。
5-23如果某一台三相异步电动机在额定电压下直接起动时，起动电流等于额定电流的6倍，试计算当电网三相电压不对称，负序电压分量的大小等于额定电压的10％、电机带额定负载运行时，定子相电流可能出现的最大值是额定电流的多少倍？
这样的运行情况是否允许？
定子相电流可能出现的最大值是额定电流的7倍左右。
这样的运行情况显然是不允许的，会使电机发热严重，破坏绕组的绝缘。
5-24三相异步电动机在运行时有一相断线，能否继续运行？
当电机停转之后，能否再起动？
当定子绕组为Y联接时，在运行中有一相断线后，气隙磁场为脉振磁场，能够继续运行；
停转之后，不能再起动。
当定子绕组为Δ联接时，在运行中有一相断线后，气隙磁场为椭圆形旋转磁场，能够继续运行；
停转之后，能够再起动。
5-25怎样改变单相电容电动机的旋转方向？
对罩极式电动机，如不改变其内部结构，它的旋转方向能改变吗？
把单相电容电动机的起动绕组的两个接线端对调之后，就能改变其方向。
对罩极式电动机，如不改变其内部结构，它的旋转方向就不能改变。
5-26试画出三相笼型异步电动机由单相电网供电、当作单相电动机应用时的接线原理图。
钉子绕组的联接示意图
5-27感应调压器与自耦变压器相比，有何优缺点？
感应调压器的功率传递关系与自耦变压器相同，其额定容量=传导容量+电磁容量，调压器的尺寸仅决定于电磁感应容量。
感应调压器无滑动触头，运行比较安全可靠。
与同容量的自耦变压器相比，其价格较贵。
5-28已知一台型号为的三相异步电动机的额定功率为55KW，额定电压为380V，额定功率因数为0.89，额定效率为91.5％，试求该电动机的额定电流。
解：
额定电流
5-29已知某异步电动机的额定频率为50Hz，额定转速为970r/min，问该电机的极数是多少？
额定转差率是多少？
由额定转速为970r/min，可知同步转速
极数
额定转差率
5-30一台50Hz三相绕线式异步电动机，定子绕组Y联接，在定子上加额定电压。
当转子开路时，其滑环上测得电压为72V，转子每相电阻，每相漏抗。
忽略定子漏阻抗压降，试求额定运行时，
（1）转子电流的频率；
（2）转子电流的大小；
（3）转子每相电动势的大小；
（4）电机总机械功率。
（1）转子电流的频率
（2）转子电流
该电流为转子每相绕组的相电流。
（3）转子每相电动势
（4）总机械功率
5-31已知一台三相异步电动机的数据为：
，定子△联接，50Hz，额定转速，，，，，忽略不计，。
试求：
（1）极数；
（2）同步转速；
（3）额定负载时的转差率和转子频率；
（4）绘出T型等效电路并计算额定负载时的、、和。
（1）由额定转速为1426r/min，可知
（2）由额定转速为970r/min，可知同步转速
（3）额定转差率
转子频率
（4）
等效阻抗
由定子△联接，可知
定子绕组的相电流
功率因数
输入的电功率
转子相电流
5-32已知三相异步电动机的数据为：
，（定子△联接），，，，，，，，机械损耗。
试用T型、较准确Γ型和简化Γ型三种等效电路计算额定负载时的定子电流、功率因数和效率，并对计算结果进行分析比较。
采用T型等效电路来计算
总机械功率
在忽略附加损耗的情况下，效率
5-33某三相异步电动机，，（线电压），，4极，Y联接，。
空载试验数据为：
（线电压），，，机械损耗。
短路试验中的一点为：
（线电压），，。
试计算出忽略空载附加损耗和认为时的参数、、和。
在短路试验中，近似认为励磁支路开路，则有
在开路试验中，近似认为转子支路开路，则有
*说明：
注意定子绕组Y联接。
5-34一台三相异步电动机的输入功率为10.7KW，定子铜耗为450W，铁耗为200W，转差率为，试计算电动机的电磁功率、转子铜耗及总机械功率。
电磁功率
转子铜耗
5-35一台异步电动机，额定电压为380V，定子△联接，频率50Hz，额定功率7.5KW，额定转速960r/min，额定负载时，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。
（1）额定转差率
（2）转子电流的频率
（3）转子铜耗
（4）效率
（5）输入电功率
定子电流，即是额定电流
5-36一台4极中型异步电动机，，，定子△联接，定子额定电流，频率50Hz，定子铜耗，转子铜耗，铁耗，机械损耗，附加损耗，，。
正常运行时，，；
起动时，由于磁路饱和与趋肤效应的影响，，，。
试求
（1）额定负载下的转速、电磁转矩和效率；
（2）最大转矩倍数（即过载能力）和起动转矩倍数。
（1）同步转速
电磁功率
额定转差率
额定转速
额定电磁转矩
效率
（2）临界转差率
最大转矩倍数，即过载能力
由电磁转矩的参数表达式，可得
额定转矩
其中，，，
起动转矩
其中，，，
于是，起动转矩倍数
5-37一台三相8极异步电动机的数据为：
，，，，过载能力。
（1）产生最大电磁转矩时的转差率；
（2）s=0.02时的电磁转矩。
产生最大电磁转矩时的转差率，即临界转差率
（2）额定转矩
当s=0.02时，电磁转矩
5-38一台三相4极异步电动机额定功率为28KW，，，，定子△联接。
在额定电压下直接起动时，起动电流为额定电流的6倍，试求用Y-△起动时，起动电流是多少？
用Y-△起动时，起动电流为
5-39一台三相绕线转子异步电动机，，，2p=4，，Y联接。
其参数为，，，电动势及电流的变比为。
现要求把起动电流限制为3倍额定电流，试计算应在转子回路每相中接入多大的起动电阻？
这时的起动转矩为多少？
5-40一台4极绕线型异步电动机，50Hz，转子每相电阻，额定负载时，若负载转矩不变，要求把转速降到1100r/min，问应在转子每相串入多大的电阻？
额定负载时，转差率，转子电阻为。
降速后，转差率，转子电阻为。
由电磁转矩的参数表达式
可知在负载转矩不变的情况下，
可得
5-41一台三相4极异步电动机，，定子Y接法，（滞后），，，，机械损耗和附加损耗之和为288W，设，试求：
（1）额定运行时输出功率、电磁功率和输入功率；
（2）额定运行时的电磁转矩和输出转矩。
（1）输出功率
输入功率
（2）同步转速
额定输出转矩
5-42一台三相4极绕线式异步电动机，，转子每相电阻，额定运行时转子相电流为200A，转速，试求：
（1）额定电磁转矩；
（2）在转子回路串入电阻将转速降至1120r/min，求所串入的电阻值（保持额定电磁转矩不变）；
（3）转子串入电阻前后达到稳定时定子电流、输入功率是否变化，为什么？
额定电磁功率
额定电磁转矩
（2）额定负载时，转差率，转子电阻为。
由电磁转矩的参数表达式
（3）
从等效电路的角度来分析，可知在转子串入电阻前后达到稳定时转子支路的相等，所以定子电流和输入功率不变。
5-43一台三相6极笼型异步电机，，，定子绕组Y接法，，，，，，。
当转差率s从1变化到0时，假设电机参数不变，试计算电磁转矩的大小并画出曲线。
由电磁转矩的参数表达式，即可计算电磁转矩的大小并画出曲线。
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