第11章 交流电动机习题解答
电机学第二版习题答案
电机学第二版习题答案电机学是电气工程中的重要学科，它研究的是电动机的原理、设计和应用。
对于学习电机学的学生来说，理解和掌握习题的答案是非常重要的。
本文将为大家提供《电机学第二版》习题的答案，帮助大家更好地学习和应用电机学知识。
第一章：电动机基础知识1. 电动机是将电能转化为机械能的装置。
它由定子和转子两部分组成，其中定子是不动的，转子则可以旋转。
2. 电动机的分类有直流电动机和交流电动机两种。
直流电动机是通过直流电源供电，交流电动机则是通过交流电源供电。
3. 电动机的工作原理是根据洛伦兹力的作用，使得定子和转子之间产生力矩，从而实现转动。
4. 电动机的效率可以通过输入功率和输出功率的比值来计算。
效率越高，表示电动机的能量转化效率越高。
第二章：直流电动机1. 直流电动机的主要特点是转子上有一个或多个永磁体，通过改变电流的方向和大小来改变转子的转动方向和速度。
2. 直流电动机的转矩与电流成正比，转速与电压成正比。
根据这个特性，可以通过改变电流和电压来控制直流电动机的转速和转矩。
3. 直流电动机的速度调节方式有电枢电阻调速、电压调速和外加磁场调速等。
第三章：交流电动机1. 交流电动机的主要特点是转子上没有永磁体，而是通过定子上的电流产生的磁场来实现转动。
2. 交流电动机根据转子类型的不同，分为异步电动机和同步电动机两种。
3. 异步电动机的转速略低于同步速度，转速与电源频率成反比。
同步电动机的转速与电源频率成正比。
4. 交流电动机的启动方式有直接启动、星三角启动和自耦变压器启动等。
第四章：电动机的保护与控制1. 电动机的保护主要包括过载保护、短路保护和过热保护等。
这些保护装置可以保护电动机在工作过程中不受损坏。
2. 电动机的控制方式有手动控制、自动控制和远程控制等。
根据实际需要选择合适的控制方式。
第五章：电动机的应用1. 电动机广泛应用于各个领域，如工业生产、农业生产和家庭用电等。
它们在生产和生活中起着重要的作用。
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4、三相绕线式异步电动机采用转子串电阻起动，下面哪种讲法是 正确的( )。 A、起动电流减小，起动转矩减小 B、起动电流增大，起动转矩增大 C、起动电流减小、起动转矩增大 5、一台三相六极异步电动机转子相对于定子的转速△n＝20r/min， 此时转子电流的频率为( )。 A、1Hz B、3Hz C、50Hz 6、为了增大三相异步电动机起动转矩，可采取的方法是( )。 A、增大定子相电压 B、增大定子相电阻 C、适当增大转子回路电阻 7、三相异步电动机若轴上所带负载愈大，则转差率s( )。 A、愈大 B、愈小 C、基本不变
10、三相异步电动机的起动性能是( 起动转矩却( )、( )。
)很大，一般是(
)IN，而
11、三相鼠笼式异步电动机降压起动有( )、( )等，但它们只
适用于(
)起动。其中(
)倍。
)起动只适用于正常工作为
三角形接法的异步电动机，它的起动电流是直接起动时的( 起动转矩是直接起动时的( 和( ( )。 )制动、( )制动和( )制动。
例6、某三相异步电动机，其额定数据如下：PN＝10kW，UN＝
380V，三角形连接，nN＝1450r/min，cosN＝0.87，N＝0.875， m＝2，kst＝1.4，Ist/IN＝6.5，fN＝50Hz。试求：(1)极对数p；(2) 额定转差率SN和转子电路额定频率f2N；(3)额定转矩TN；(4)最大 转矩Tmax；(5)直接起动转矩Tst；(6)额定电流IN；(7)直接起动电流 Ist。
nN＝1455r/min，试求：(1)该电动机的极对数p；(2)额定转差率sN； (3)额定转速运行时，转子电动势的频率。
例5、一台三相异步电动机，其额定数据如下：PN＝40kW、UN
＝380V、nN＝1470r/min，cosN＝0.9，N＝0.9，m＝2，kst＝1.2。 试求：(1)额定电流；(2)额定转差率；(3)额定转矩、最大转矩、起 动转矩。
电机参考答案
电机参考答案电机参考答案电机是现代工业中不可或缺的重要设备，广泛应用于各个领域。
无论是家用电器，还是工业生产线，都离不开电机的帮助。
然而，电机的原理和运行机制对于大部分人来说是一个相对陌生的领域。
在这篇文章中，我将为大家提供一些电机方面的参考答案，希望能够帮助大家更好地理解电机的工作原理。
首先，让我们来了解一下电机的基本原理。
电机的核心部分是电磁铁，通过电流在导线中产生的磁场与磁铁之间的相互作用，使得电机能够产生力和运动。
简单来说，电机就是将电能转化为机械能的装置。
接下来，我们来了解一下电机的分类。
根据电机的不同工作原理和结构，可以将电机分为直流电机和交流电机两大类。
直流电机是利用直流电源供电的电机，它的优点是转速可调，扭矩大，但是成本较高。
而交流电机则是利用交流电源供电的电机，它的优点是结构简单，成本较低，但是转速不可调。
在电机的运行过程中，我们经常会遇到一些问题。
比如，电机发热、噪音大、转速不稳定等等。
这些问题的解决方法有很多，但是最重要的是要保证电机的正常运行。
首先，要确保电机的供电电压稳定，避免电压过高或过低对电机的损害。
其次，要定期检查电机的绝缘性能，防止绝缘老化导致电机故障。
此外，还要注意电机的通风散热，避免过热引起火灾等安全问题。
除了以上提到的问题，电机的维护保养也是非常重要的。
定期清洁电机的外壳和内部零部件，检查电机的轴承和润滑系统是否正常运行。
同时，要注意电机的运行环境，避免灰尘、湿气等有害物质对电机的侵蚀。
如果发现电机有异常情况，应及时停机检修，避免问题扩大。
在电机的应用领域中，有一类特殊的电机被广泛使用，那就是步进电机。
步进电机是一种能够按照预定步长旋转的电机，它的特点是转速稳定、精度高。
步进电机在打印机、数控机床、机器人等领域有着广泛的应用。
它通过控制电流的大小和方向来实现精确的位置控制。
最后，让我们来谈一谈电机的发展趋势。
随着科技的不断进步，电机的性能和效率也在不断提高。
电机 习题答案
电机习题答案电机习题答案电机是现代工业中不可或缺的重要设备之一，它在各个领域的应用广泛。
无论是制造业还是交通运输业，电机都扮演着至关重要的角色。
然而，电机的原理和运行机制对于许多人来说仍然是一个难以理解的谜题。
在学习电机的过程中，我们常常会遇到各种各样的习题，下面是一些常见电机习题的解答，希望对大家的学习有所帮助。
1. 电机的工作原理是什么？电机的工作原理基于电磁感应现象。
当电流通过导线时，会产生磁场。
而当导线处于磁场中移动时，磁场会对导线产生力，从而使导线发生运动。
电机利用这个原理，通过电流在导线中的流动和磁场的相互作用来产生转动力，从而实现机械能转化为电能的过程。
2. 什么是电机的转速？电机的转速是指电机旋转的速度，通常以每分钟转数（rpm）表示。
转速取决于电机的电源电压和电机的设计参数。
一般来说，电机的转速越高，其输出功率也就越大。
3. 如何计算电机的输出功率？电机的输出功率可以通过以下公式计算：功率（P）= 扭矩（T）× 角速度（ω）。
扭矩是指电机输出的力矩，可以通过测量电机的转矩和负载的半径来计算。
角速度是指电机旋转的速度，可以通过测量电机的转速和转动角度来计算。
4. 什么是电机的效率？电机的效率是指电机输出功率与输入功率之间的比值。
电机的效率越高，其能量转化效率也就越高。
电机的效率可以通过以下公式计算：效率（η）= 输出功率（Pout）/ 输入功率（Pin）× 100%。
5. 什么是电机的起动方式？电机的起动方式是指电机在启动时所采用的方法。
常见的电机起动方式有直接起动、星三角起动和自耦变压器起动等。
直接起动是指电机直接从停止状态启动，适用于小功率电机。
星三角起动是通过将电机起动时的电源接线方式从星形切换为三角形，适用于中等功率电机。
自耦变压器起动是通过变压器改变电压大小来控制电机的起动，适用于大功率电机。
6. 什么是电机的保护装置？电机的保护装置是用于保护电机免受过载、短路、过热等故障的设备。
第十一章课后答案
笼型异步电动机星形三 角形起动的原理线路图
n接近稳 定转速
• D.起动过程：如图，Q2投向Y侧 Q2投向 Δ侧 • 注：停转时，断开Q1，同时断开Q2，并放在中间 位置 • E.优缺点
*4．延边三角形起动
引出9个出线端的 定子三相绕组
笼型异步电动机定子三相 绕组连接成延边三角形
（三）软起动方法 1．限流或恒流起动方法。用电子软起动器实现起动时限 制电动机起动电流或保持恒定的起动电流，主要用于轻载 软起动；
2 2
a2=b
Rst
b 1X 2 bR 2 R
R=(0.25~0.4)Z
• 当定子绕组为星形联结时
• 当定子绕组为三角形联结时
•
• • •
X Z 2 R 2 0.91 ~ 0.97Z [例11-1]一笼型异步电动机的电压为380V；电流 为13.6A；起动电流倍数KI=4.4；起动转矩倍数 Kst=3，试就下列两种情况，求定子串接电阻Rst； （1）起动电流减小到直接起动时的一半； （2）起动转矩减小到直接起动时的一半。 解:定子星形接法时
• 但Tst随电压平方正比下降，起动时能耗较多等
笼型异步电动机电阻 减压起动的原理图
笼型异步电动机电抗 减压起动的原理图
异步电动机自耦补偿 起动的原理线路图
• ②自耦减压起动 • A.方法：自耦降压→定子 电压降低 • B.原理图：如下 • C.原理分析：
自耦变压器的 减压原理图
• 由变压器原理知
•
1
X
' 2 2
I1st K I a I1st aI Tst K st b Tst aT
2 Tst I1st
《电工电子技术》习题答案(1~11章)
（2）由式（2–52）可得：
所以，谐振时电路中的电流I为：
（3）由式（2–52）可得：
10．在文中图2-17所示的收音机输入电路中，线圈的电感L＝0.3mH，电阻R＝16Ω。今欲收听640kHz某电台的广播，应将可变电容C调到多大？如在调谐回路中感应出电压U＝2μV，试求这时回路中该信号的电流多大，并在线圈（或电容）两端得出多大电压？
（2）根据电位的定义可知，VB＝UBO。如图1-3所示，电动势E的参考方向与电压UBO的参考方向相同，则有：
E＝－UBO＝－VB＝40（V）
4．如图1-4所示电路，三个元件中流过相同的电流I＝－2A，U1＝－2V。（1）求元件a的功率P1，并说明它是吸收功率还是发出功率；（2）若已知元件b发出功率10W，元件c吸收功率12W，求U2和U3。
（a）（b）
（c）（d）（e）
图1-12题12图
一、填空题
1．正半周负半周取负
2．有效值
3．幅值或有效值初相位
4．高频电流直流阻交流、通直流高频电流频率很低或直流阻直流、通交流
5．电源设备的容量不能得到充分利用增加线路上的功率损耗电容器或同步补偿器
6．谐振现象串联谐振并联谐振
7．非正弦周期量傅里叶级数
对节点aI1－I2－IG＝0
对节点bI3＋IG－I4＝0
对节点cI2＋I4－I＝0
对回路abdaI1R1＋IGRG－I3R3＝0
对回路acbaI2R2－I4R4－IGRG＝0
对回路dbcdI3R3＋I4R4－E＝0
联立方程，解得：
IG＝0.126A
10．如图1-10所示（a）电路，试用叠加定理求电路中的电流IL。
电机部分习题及参考答案
电机部分习题及参考答案变压器1. 变压器的原副绕组匝数比k=2，原边电压为220V，副边接5Ω负载，计算变压器的输出功率以及原副边的电流。
解：①.变压器的输出功率：P2 = U22/RL=（220/2）2/5 = 2420（W）=2.42（kw）②.副边电流：I2 = U2/RL= （220/2）/ 5 = 110/5 = 22（A）原边电流：I1 = I2/k = 22/2 =11（A）2. 变压器原边接600V，60HZ 的电源，N1= 1200匝，N2= 240匝，计算副边额定电压及主磁通的最大值。
解：①.副边额定电压：U2 = U1⨯ N2/ N1= 600 ⨯ 240/1200 = 120（V）②.主磁通的最大值：Φm ≈ U1/（4.44 ⨯ f1⨯ N1）= 600 /（4.44 ⨯ 60 ⨯1200）= 1.8769（mWb）。
3. 单相额定容量250 kVA，7200V/600V，60HZ的三相变压器组，Ｙ∕Δ联接用于12470V的三相电源，若三相负载是450 kVA，计算：（1）变压器输入和输出边的线电流；（2）原副边绕组的电流。
解：①.副边线电压：U2N = U1N/（√3⨯k）= 12470 /（√3⨯7200/600）≈ 600（V）输出线电流：I2N = SL/ U2N= 450000 /（√3⨯600）≈ 433（A）输出线电流：I1N = I2N/（√3⨯k）= 433 /（√3⨯7200/600）≈ 20.8（A）；②.∵原边为Ｙ联接，∴原边绕组电流：I1 = I1N= 20.8（A）；∵副边为Δ联接，∴副边绕组电流：I2 = I2N/√3 = 433 /√3 = 250（A）异步电动机1. 一台三相12极60HZ感应电动机，它的同步转速是多少？如果满负荷转差率为0.06，求它的额定转速是多少？1解：①.同步转速: n0 = 60f1/p = 60⨯60/6 = 600（转/分）；②.额定转速：nN = （1-sN）n= (1 - 0.06) ⨯ 600 = 564（转/分）。
电机原理及拖动基础课后习题答案矿大
02
习题二解析
分析直流电机的工作原理和调速方 法。答案详见教材。
习题四解析
阐述步进电机的工作原理和应用领 域。答案详见教材。
04
THANKS
感谢观看
电机原理及拖动基础 课后习题答案
目录
• 电机原理概述 • 直流电机原理及习题答案 • 交流电机原理及习题答案 • 变压器原理及习题答案 • 电机拖动基础及习题答案
01
电机原理概述
电机的种类和用途
直流电机
用于电力机车、无轨电车、船 舶、发电机组等。
交流电机
用于工业自动化、家用电器、 泵和风机等。
3
直流电机制动和反转的应用场景
在工业自动化、交通运输、家用电器等领域广泛 应用。
习题答案解析
习题一解析
考察直流电机的基本原理，重点掌握直流电机的 工作原理和结构组成。
习题二解析
考察直流电机的启动和调速，重点掌握启动和调 速的方法及其应用。
习题三解析
考察直流电机的制动和反转，重点掌握制动和反 转的方法及其应用。
伺服电机
由定子和转子组成，通过控制 输入电压或电流来控制输出转
速和转矩。
电机的性能指标
电压
电机的输入电压，影响电机的输出转矩和转 速。
功率
电机的输入功率，反映电机的能量转换效率。
电流
电机的输入电流，影响电机的输出转矩和转 速。
转速
电机的旋转速度，反映电机的转动性能。
02
直流电机原理及习题答案
直流电机的基本原理
交流电机的反转
改变电源相序或改变电机接线，可以实现电机的正反转运行，满足生产工艺的 不同需求。
习题答案解析
习题一解析
主要考察交流电机的基本原理，包括工作原理、分类和额定参数 等。
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P2 N P1N
=
45 48.75
= 0.923
11.9 四极三相异步电动机的额定功率为 30kW，额定电压为 380V，三角形接法，频率为
第 11 章 交流异步电动机
283
50Hz。在额定负载下运行时，其转差率为 0.02，效率为 90%，电流为 57.5A，试求：（1）同步 转速；（2）额定转矩；（3）电动机的功率因数。
= 9.55× P2N nN
= 9.55× 22×103 1470
= 143 (N.M)
282
第 11 章 交流异步电动机
λ st
= Tst TN
=
314.6 143
= 2.2
Tm = λmTN = 2.2 ×143 = 314.6 (N.M)
11.7 已知 Y180M-4 型三相异步电动机，其额定数据如下表所示。
PN
=
18.5 ×103
=35.9(A)
3U1N cosϕ NηN 3 × 380 × 0.86 × 0.91
com （2）额定转差率 s = n0 − nN = 1500 −1470 = 0.02
. n0
1500
hdaw （3）额定转矩TN
= 9.55×
P2 N nN
= 9.55× 18.5×103 1470
4651
= 8.3 （A）
3 × 380× 0.85
aw. 定子绕组连接成△形时
IN =
P1
=
3 ×U N × cosϕN
4651
= 14.4 （A）
3 × 220× 0.85
khd （3）TN
= 9.55×
P2 N nN
= 9.55× 4×103 = 26.3 1450
(N.m)
. 11.14 一台额定电压为 380V 的异步电动机在某一负载下运行。测得输入电功率为
试问它们的磁极对数各是多少？额定转差率分别是多少？
解：当额定转速分别为 1430r/min 和 2900r/min 时，电动机的同步转速分别为：
1500r/min 和 3000r/min
所以：它们的磁极对数分别是：2 和 1，对应的额定转差率
分别是：
om s = n0 − nN = 1500 −1430 = 0.047 ， s = n0 − nN = 3000 − 2900 = 0.033
（2）∵ Tm
=
9.55 ×
P2 N nN
∴ P2N
= TmnN 9.55
=
290.4 ×1480 9.55
= 45000 （W）
（3） ∵ P1N = 3U L ILCosϕN
∴ CosϕN =
P1N = 3U L IL
48.75 ×103 = 0.88 3 × 380 × 84.2
（4）η N
=
习
题
11.1 有一台四极三相电动机，电源频率为 50Hz，带负载运行时的转差率为 0.03，求同
步转速和实际转速。
解：由于四极电机对应的同步转速为:750r/min
当 s=0.03 时， n = n0 (1− s) = 750 × (1− 0.03) = 727 （r/min）
11.2 两台三相异步电动机的电源频率为 50Hz，额定转速分别为 1430r/min 和 2900r/min，
定子磁场的转速即同步转速 n0=(60×50)/3=1000(r/min)
11.6 Y180L—4 型电动机的额定功率为 22kW，额定转速为 1470r/min，频率为 50Hz，起
动电磁转矩为 314.6N ⋅ m。试求电动机的起动系数 λst ？如果 λm = 2.2 ，则最大转矩为多ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ？
解： TN
ww 4kW，线电流为 10A，求这时的功率因数是多少？若这时的输出功率为 3.2kW，则电动机
w 的效率为多少?
网 解：由于 P1 = 3U N I N cosϕN 所以 cosϕN = 案 η = PN = 3200 = 0.8 答 P1 4000
P1 = 3U N I N
4000 = 0.6 3 × 380×10
定转速为 1450r/min，额定功率因数为 0.85，额定效率为 0.86。试求：（1）额定运行时的输入
功率；（2）定子绕组连接成 Y 形和△形时的额定电流；（3）额定转矩。
解：（1） P1
= PN ηN
=
4000 0.86
= 4651 （W）
com （2）定子绕组连接成 Y 形时
IN =
P1
=
3 ×U N × cosϕN
由 1.2TN K2
= 0.85TN
网 所以自耦变压器的变比 K= 1.2 =1.188 案 0.85
答 （2）电动机的启动电流 IST=7×57.5/1.1882=285.2(A)
后 线路上的启动电流 IL=7×57.5/1.1882=285.2(A)
课 11.12 一台三相异步电动机的铭牌数据如下： 三相异步电动机
型号 Y112M—4
接法 △
功率 4.0kW
电流 8.8A
电压 380V
转速 1440r/min
又知其满载时的功率因数为 0.8，试求：
（1）电动机的极数；（2）电动机满载运行时的输入电功率；（3）额定转差率；（4）额定
效率；（5）额定转矩。
解：（1）n=1440r/min
p=3
（2） P1 = 3U N I N cosϕN = 3 × 380 ×8.8× 0.8 = 4634 （W）
解：（1）由于 n=1470 (r/min)，所以 n0=1500 (r/min)
（2）额定转矩 TN
= 9.55×
P2 N nN
= 9.55× 30×103 1470
= 194.5
(N.m)
（3）电动机的功率因数 CosϕN =
PN
=
3U LILηN
30 ×103
= 0.88
3 × 380 × 57.5 × 0.9
= 147.7 (N.M)
答 λm
= Tm TN
= 295 147.7
= 2.0
后 Tst = λstTN = 1.6×147.7 = 236.3 (N.M)
课 11.5 有一台六极三相绕线式异步电动机，在 f=50Hz 的电源上带额定负载运行，其转差
率为 0.02，求此电动机的同步转速。
解：六极电动机，p=3
后 11.15 当三相异步电动机的起动方式分别为直接起动、Y−△降压起动和自耦变压器在 40%
的抽头降压起动时，试以相对值表示起动电流和起动转矩。
课 解：设电动机直接起动时的起动电流为 Ist、起动转矩为 Tst
在 Y−△降压起动时起动电流和起动转矩分别为：
I s′t
=
1 3 I st
Ts′t
=
1 3 Tst
网 TN=290.4N ⋅ m，求：（1）电动机的额定转速 nN；（2）轴上输出的机械功率 PN；（3）功率因 案 数 cosϕN （4）效率ηN 。
答 解：（1）从电动机型号可知电动机为 4 极电机，磁极对数为 p=2，由
s = n0 − n n0
后所以 n = n0 (1− s) = 1500× (1− 0.013) = 1480 (r/min) 课
c n0
1500
n0
3000
w. 11.3 在额定工作情况下的三相异步电动机，已知其转速为 960r/min，试问电动机的同步
a 转速是多少？有几对磁极对数？转差率是多大？
d 解：∵ nN=960(r/min)
∴n0=1000(r/min)
kh p=3
s = n0 − nN = 1000 − 960 = 0.04
PN
UN
nN
cosφ
Tst/TN
Ist/IN Tm/TN
ηN
18.5kW 380V 1470r/min 0.86 2.0
7.0
2.2 91%
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、起动转矩 Tst。
fN 50Hz
接法 Δ
解：（1）额定电流 IN==
w. （2）因为 Y—△降压起动时 T！st=0.4TN， da 当负载转矩为额定转矩的 60%时, 由于 Tst 小于负载转矩，电动机不能启动。 kh 当负载转矩为额定转矩的 25%时，由于 Tst 大于负载转矩，电动机可以启动。 . 11.11 在习题 11.9 中，如果采用自耦变压器降压起动，使电动机的起动转矩为额定转矩的 ww 85%，试求：（1）自耦变压器的变比；（2）电动机的起动电流和线路上的起动电流各为多少？ w 解：（1）因为异步电动机的转矩与电压的平方成正比，所以有
11.10 上题中电动机的 Tst/TN=1.2，Ist/IN=7，试求：（1）用 Y—△换接起动时的起动电流 和起动转矩；（2）当负载转矩为额定转矩的 60%和 25%时，电动机能否起动？
m 解：（1）用 Y-△降压启动时的启动电流 Ist=7×57.5/3=134(A) co 用 Y-△降压启动时的启动转矩 Tst=1.2×194.5/3=77.8(Nm)
自耦变压器在 40%的抽头降压起动时起动电流和起动转矩分别为：
Is′t = 0.42 Ist = 0.16Ist
Ts′t = 0.42Tst = 0.16Tst
= 120
(N.m)
.k 最大转矩 TM=2.2×120=264(N.m) ww 启动转矩 Tst=2.0×120=240(N.m) w 11.8 Y225—4 型三相异步电动机的技术数据如下：380V、50Hz、△接法，定子输入功
率 P1N=48.75kW ， 定 子 电 流 I1N=84.2A 、 额 定 转 差 率 sN=0.013 ， 轴 上 输 出 额 定 转 矩