《电机学》习题解答(吕宗枢)07章.docx
第 7 章思考题与习题参考答案
7.1简述异步电机的结构。如果异步电机的气隙过大，会带来怎样不利的后果?
答：异步电机主要由定子和转子两大部分组成，定、转子之间是气隙。定子主要由定子铁心、定子
绕组和机座三部分组成。定子铁心是电机磁路的一部分；定子绕组是电机的电路部分；机座的作用是固定和
支撑定子及端盖。转子主要由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成，整个转子靠端盖和轴承支撑着。转子
铁心也是电机磁路的一部分。转子铁心固定在转轴上，转轴用强度和刚度较高的低碳钢制成，
转子绕组分为笼型和绕线型两种。如果异步电机的气隙过大，将使励磁电流增大，导致电机的功率因数降低。
7.2异步电动机额定电压、额定电流、额定功率是如何定义的?
答：额定电压：指在额定状态下运行时，加在电动机定子绕组上的线电压；
额定电流：指在额定状态下运行时，流入电动机定子绕组中的线电流；
额定功率：指在额定状态下运行时，转轴上输出的机械功率。
7.3简述三相异步电动机的基本工作原理。
答： 1）定子产生旋转磁场：定子三相对称绕组通入三相对称电流时，在电机气隙中产生一个旋转
磁场，转速为同步转速；2）转子导体产生感应电流：定子旋转磁场切割转子导体，转子导体中将产生
感应电动势，并在闭合的转子绕组中产生感应电流；3）载有感应电流的转子导体处在定子磁场中受到
电磁力作用，对转轴形成电磁转矩，其方向与定子旋转磁场方向一致，转子在该转矩作用下便顺着旋转
磁场的方向旋转起来。
7.4为什么异步电动机的转速一定低于同步速，而异步发电机的转速则一定高于同步速? 如果没有外力帮助，转子转速能够达到同步速吗?
答：异步电动机之所以能够旋转，是因为转子受到了一个驱动性质的电磁转矩作用，该电磁转矩是在转子转速低于定子磁场转速（同步速）前提下，通过电磁感应作用而产生的，如果转子转速等于同步
转速，将不会出现电磁感应现象，也就不会产生电磁转矩，转子就不会旋转了，所以异步电动机的转速
一定低于同步速。
如果没有外力帮助，转子转速不可能达到同步速。当在外力作用下使转子转速高于同步速时，转子感应电动势和感应电流的方向改变，定子电流的方向随之改变，这时电机将由原来的电动机运行变为发
动机运行，所以异步发电机的转速一定高于同步速。
7.5简述转差率的定义。异步电机有哪三种运行状态? 在每种状态下运行时，电机的转速和转差
率的取值范围是多少？电磁转矩的性质和能量转换关系如何？
答：同步转速与转子转速之差称为转差，转差和同步转速的比值称为转差率。异步电机有电动机、
发电机、电磁制动三种运行状态。电动机状态时，0 n n1，0s 1，电磁转矩为驱动转矩，电能转换为机械能；发电机状态时，n n1，s0 ，电磁转矩为制动转矩，机械能转换为电能；电磁制动
状态时， n 0 ， s 1，电磁转矩为制动转矩，吸收电能和机械能，并全部转换成了电机内部的损耗。
7.6有一台三相异步电动机，极数 2 p 6 ，额定转差率s N＝0.05，额定频率 f1＝50Hz，问电机的同步转速和额定转速各是多少？
60 f6050
1000r / min
解： n1
3
p
n N (1s N )n1(1 0.05)1000950r / min
7.7有一台三相异步电动机，P N 4.5kW ， U N=380/220V，Y / D联结， cos N 0.8，N 0.8 ， n N1450 r / min ，求：(1)接成 Y 或D形时的额定电流I N；(2)电机的同步速n1和磁极对数 p ；(3)电机的额定转差率s N。
解：（ 1）星形联结时：I N
P N 4.510310.68A
3U N cos33800.8
N N0.8
三角形联结时： I N
P N 4.510318.45A
3U N cos32200.8
N N
0.8
（ 2）n160 f6050
1450，所以 p 2 ，p p
n160 f6050
1500r / min p2
（ 3）s N n1 n 15001450
0.033 n11500
第 7 章自测题参考答案
一、填空题
1.导体加端环、三相对称；
2.转子转速与旋转磁场转速不同步、转子电流是通过电磁感应作用产生的；
3.气隙、20～50；
4. 0.01～0.06、接近；
5.定子旋转磁场、电源相序
二、选择题
1.①
2.②
3.③
4.④
5.②
三、简答题
1.答 : 改变电源相序就可实现异步电动机的反转。因为异步电动机的转子转向与定子旋转磁场的转
向相同，而定子旋转磁场的转向取决于三相电流的相序，因此改变三相电流的相序就可改变旋转磁场的转向，从而改变转子的转向。
2.答：“异步”是指转子转速与旋转磁场转速不同步；“感应”是指转子电流是通过电磁感应作用产生的。
3.答：同步转速分别为：3000r / min ； 1500r / min 1000r / min 750r / min 600r / min
4.答：变压器的主磁路为铁心，其磁阻很小，产生额定主磁通所需要的励磁电流很小。而异步电
动机的主磁路除了定、转子铁心外，还有两段气隙，其磁阻很大，产生额定主磁通所需的励磁电流很大。
四、计算题
解：（ 1）n160 f6050
750r/ min p4
n N(1s N )n1(10.04)750 720r / min
（2）s n1n750720
1.96 n1750
（3）s1