电机与拖动第五章自测题答案

（一）填空题：
1. 当s在0～1范围内，三相异步电动机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为驱动转矩，电动势的性质为反电动势；在 -∞～0范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为制动转矩，电动势的性质为电源电动势。

2. 三相异步电动机根据转子结构不同可分为笼型异步电动机和绕线型异步电动机两类。

3. 一台六极三相异步电动机接于50H z的三相对称电源，其s=，则此时转子转速
为950r/min，定子旋转磁动势相对于转子的转速为50r/min，定子旋转磁动势相对于转子旋转磁动势的转速为0r/min。

4. 一个三相对称交流绕组，2p=2，通入f=50H z的对称交流电流，其合成磁动势为
圆形旋转磁动势，该磁动势的转速为3000r/min。

5. 一个脉动磁动势可以分解为两个幅值和转速相同而转向相反的旋转磁动势。

6. 为消除交流绕组的五次谐波电动势，若用短距绕组，其节距y应选为4/5τ，此时基波短距系数为。

7. 三相异步电动机等效电路中的附加电阻为是模拟总机械功率的等
值电阻。

1. 不管异步电动机转子是旋转还是静止，定子旋转磁动势和转子旋转磁动势之间都是相对静止的。

（√）
2. 三相异步电动机转子不动时，经由空气隙传递到转子侧的电磁功率全部转化为转子铜损耗。

（√）
3. 改变电流相序，可以改变三相旋转磁动势的转向。

（√）
4. 通常，三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数不相等，而三相绕线转子异步电动机的定、转子相数则相等。

（√）
5. 三相异步电动机转子不动时，转子绕组电流的频率与定
子电流的频率相同。

（√）
（三）选择题：
1. 若在三相对称绕组中通入i u=I m sinωt，i v=I m sin(ωt+120o)， i w=I m sin(ωt-120o)的三相电流，当ωt=210o时，其三相基波合成磁动势的幅值位于：（③）
① u相绕组轴线上；② v相绕组轴线上；
③ w相绕组轴线上；④在三相绕组轴线之外的某一位置。

2. 三相异步电动机的空载电流比同容量变压器大的原因是：（③）
①异步电动机是旋转的；②异步电动机的损耗大；
③异步电动机有气隙；④异步电动机有漏抗。

3. 三相异步电动机空载时气隙磁通的大小主要取决于：（①）
①电源电压；②气隙大小；
③定、转子铁心材质；④定子绕组的漏阻抗。

4. 三相异步电动机能画出像变压器那样的等效电路是由于 （ ② ）
① 它们的定子或一次侧电流都滞后于电源电压；
② 气隙磁场在定、转子或主磁通在一次、二次侧都感应电动势； ③ 它们都有主磁通和漏磁通；
④ 它们都是由电网取得励磁电流。

（四）简答题：
1. 三相异步电动机空载运行时，电动机的功率因数为什么很低？
答：空载时， ，而 ，其中， 为有功分量电流，
用来供给空载损耗； 为无功分量电流，用来建立磁场。

由于
，所以空载电流基本是一无功性质的电流，因而电动机功率因数 很低。

2. 三相圆形旋转磁动势的特点有哪些？ 答：（1）幅值恒定，幅值为 ；
（2）转速为
； （3）旋转磁动势的转向与电流相序一致，由载有超前电流相转向载有滞后电流相； （4）旋转磁场的位置：当某相电流达到最大值时，旋转磁动势的幅值恰好转到该
相绕组的轴线上。

3. 一台异步电动机，将转子卡住不转，而定子绕组上加额定电压，此时电动机的定子、转子绕组中的电流及电动机的温度将如何变化？为什么？
答：转子不转时，n=0，s=1，此时旋转磁场将以最大速度截切转子导体，转子绕组中将产生较大的感应电流，据磁动势平衡关系可知，定子也将产生较大的电流，定、转子电流都将超出额定值的数倍，电动机的温度也将大大增加。

4. 异步电动机的定、转子电路之间并无电的直接联系，当 负载增加时，为什么定子电流和输入功率会自动增加？
答：当负载增加时，转子转速n 下降，则转差率上升，转子绕组切割磁力线的速度增加，转子的感应电动势E 2s 和感应电流I 2相应增加，转子磁动势F 2也增加，由磁动势平衡关系知，定子磁动势也要相应增加，则定子电流I 1上升，即从电网输入的电功率增加。

（四）简答题：
1. 一台交流发电机，定子绕组为双层叠绕组，定子槽数Z=36，极数2p=2，节距y 1=14，线圈匝数N c =1，每相绕组并联支路数a=1，频率为50H z ，每极基波磁通Φ1=，试求相电动势的大小。

解：极距：
每极每相槽数：
I I
01=I I I r a 000+=I
r
0I I a r
00>>ϕ1
cos I k p
w p N 1
35.1p f n 601
=18
2362===p Z τ6
3
2362=⨯=
=
pm
Z
q
1036
3601360=⨯=⋅=Z p α
槽距角：
用空间电角度表示节距：
基波矩距系数： 基波分布系数：
基波绕组系数： 每相串联匝数： 基波电动势：
2. 已知一台三相50H z 绕线式异步电动机，额定数据为:P N =
100kW ，U N =380V ，n N =950r/min 。

在额定转速下运行时，机械损耗P mec =，附加损耗P ad =。

求额定运行时的:（1）额定转差率s N ；电磁功率P em ；（3）转子铜损耗P Cu2；（4）输出转矩T 2；（5）空载转矩T 0；（6）电磁转矩T em 。

解：（1）额定转差率s N
由 ，得： 取p=3
所以
1401014=⨯==αγy 94
.02sin 1
==γ
k y 956
.02
10sin
62106sin
2sin 2sin 7=⨯⨯==
a q qa k q 匝121
16122=⨯⨯⨯==
a Pq N N c 899
.0956.094.01
1
1
=⨯=⋅=k k k q y w V
V
fN k E w p
16.629663.2899.0125044.444.41
1
=⨯⨯⨯⨯=Φ
=p f n n N 601=≈16.3950
5060601=⨯=≈n N f p min /1000min /350
601r r n =⨯=
05
.01000950
10001
1=-=-=n n n s N N
（2）电磁功率P em 所以
（3）转子铜损耗P Cu2
（4）输出转矩T 2
（5）空载转矩T 0
（6）电磁转矩T em
P
s P P P P P P P P em
N
ad
mec
Cu ad
mec
em
+++=+++=2
2
2
kW kW s P P P P N ad mec em
3.10605
.013.07.010012=-++=-++=kW
kW P s P em
N
Cu 3.53.10605.02
=⨯==m N m N n P P T N N N ⋅=⋅⨯=
==
Ω2.100560950
2101006023
22ππ()m N m N P P T ad mec ⋅=⋅⨯+=Ω+=05.10609502103.07.030π
()m N m N T T T em ⋅=⋅+=+=25.101505.102.100502。