异步电机例题与解答
第三篇 异步电机例题
一、 填空
1. 如果感应电动机运行时转差率为,则电磁功率、机械功率和转子铜耗之间的比例是
2::Cumem
pPP
。
答 :():
2. ★当三相感应电动机定子绕组接于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,此时转子绕组感应
电势的频率 ,转子电流的频率为 。
答 ,,,,
3. 三相感应电动机,如使起动转矩到达最大,此时 ,转子总电阻值约为
。
答 , 21XX
4. ★感应电动机起动时,转差率 ,此时转子电流2I的值 ,
2
cos
,主磁通比,正常运行时要 ,因此起动转矩 。
答 ,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,空载运行时转速为转分,此时转差率
为 ,转子电势的频率为 。当转差率为时,转子的转速为 ,转子
的电势频率为 。
答 ,,,
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,定子旋转磁场的转速为,当1nn时为 运行状态;
当1nn时为 运行状态;当与反向时为 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. ★从异步电机和同步电机的理论分析可知,同步电机的空隙应比异步电机的空气隙
要 ,其原因是 。
答 大,同步电机为双边励磁
10. ★一台频率为的三相感应电动机,用在频率为的电源上(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 。
答 265,265
11. 感应电动机最大转矩公式 maxT 。
答 221111211)XX(RRf4pUm
12. 一台三相异步电动机的额定功率NP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
13. ★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
14. ★铁心饱和程度增加,则感应电机的激磁电抗mX 。
答 减小
15. 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
16. 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
二、 选择
1. 绕线式三相感应电动机,转子串电阻起动时( )。
起动转矩增大,起动电流增大; 起动转矩增大,起动电流减小;
起动转矩增大,起动电流不变; 起动转矩减小,起动电流增大。
答
2. 一台三相感应电动机的转速为,该电机的级数和同步转速为( )。
A 4极, ; B 6极, ;
C 8极, ; D 10极, 。
答
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( )。
上升 %10; 下降%10;
上升 %)101/(1; 不变。
答
4. 国产额定转速为的三相感应电动机为( )极电机。
; ; ; 。
答
5. ★一台三相感应电动机拖动额定恒转矩负载运行时若电源电压下降%10此时电机的电
磁转矩( )。
NTT ; N
TT81.0
;
NTT9.0 ; N
TT
。
第五部分(异步电动机,思考题与习题)
第五部分(异步电动机,思考题与习题)第五部分异步电动机一、思考与习题1、三相异步电动机为什么会旋转,怎样改变它的转向?2、什么是异步电动机的转差率?如何根据转差率来判断异步电机的运行状态?3、在三相绕线转子异步电动机中,如将定子三相绕组短接,并且通过滑环向转子绕组通入三相电流,转子旋转磁场若为顺时针方向,问这时电动机能转吗?如能旋转,其转向如何?4、异步电动机为什么又称感应电动机?5、异步电机动中的空气隙为什么做得很小?6、假如有一台星形联结的三相异步电动机,在运行中突然切断三相电流,并同时将任意两相定子绕组(如U、V相)立即接入直流电源,这时异步电动机的工作状态如何,试画图分析。
7、异步电动机在起动及空载运行时,为什么功率因数较低?当满载运行时,功率因数为什么会较高?8、当异步电动机运行时,设外加电源的频率为f1,电机运行时转差率为s,问:定子电动势的频率是多少?转子电动势的频率是多少?由定子电流所产生的旋转磁通势以什么速度截切定子?又以什么速度截切转子?由转子电流产生的旋转磁通势以什么速度截切转子?又以什么速度截切定子?定、转子旋转磁通势的相对速度为多少?9、三相异步电动机主磁通和漏磁通是如何定义的?主磁通在定、转子绕组中感应电动势的频率一样吗?两个频率之间数量关系如何?10、为什么三相异步电动机励磁电流的标么值比相应的三相变压器的大很多?11、为什么三相异步电动机的功率因数总是滞后的,而变压器呢?12、试说明异步电动机转轴上机械负载增加时,电动机的转速n、定子电流I1和转子电流I2如何变化?为什么?113、当三相异步电动机在额定电压下正常运行时,如果转子突然被卡住,会产生什么后果?为什么?1?s?"2s14、异步电动机等效电路中的附加电阻的物理意义是什么?能否用电抗或电容代替这个附加电阻?为什么?15、三相异步电动机带额定负载运行时,如果负载转矩不变,当电源电压降低时,电动机的Tm、Tst、φo、I1、I2和n如何变化?为什么?16、漏抗大小对异步电动机的起动转矩、最大转矩及功率因数有何影响,为什么?17、绕线转子异步电动机:如①转子电阻增加;②转子漏抗增大;③定子频率增大,对最大转矩和起动转矩都分别有哪些影响?18、一台笼型异步电动机,原转子铜条改为铝条,如输出同样的功率,试问对这时对sN、cosφ1、ηN、I1N、sm、Tm及Tm等有何影响?19、增大异步电动机气隙时,对空载电流、漏抗、最大转矩和起动转矩有何影响?20、一台异步电动机额定运行时,通过气隙传递的电磁功率约有3%转化为转子铜损耗,试问这时电动机的转差率是多少?有多少转化为总机械功率?21、异步电动机的电磁转矩与哪些因素有关?哪些是运行因素?哪些是结构因素?22、在异步电动机等效电路图中,Zm反映什么物理量?是否为变量?在额定电压下电动机由空载到满载,Zm如何变化?23、单相异步电动机主要分哪几种类型?简述罩极电动机的工作原理。
例题-电动势
(4)极相组基波电动势
q Q 36 p 360o 3 360o 2, 30o , 2mp 2 3 3 Q 36
(5)相绕组基波电动势
N1
2 pq 2 3 2 NK 20 240 a 1
E1 4.44 f N1 kdp1 1 4.44 50 240 0.932 0.00398 197.6V
例:数据同上例,五次谐波每极磁通 5 0.0004Wb ,七次谐波每极磁通
5 5 30 o ) sin(2 ) 2 2 0.259 5 5 30 o q sin 2 sin 2 2 sin(q 7 7 30 o ) sin(2 ) 2 2 0.259 7 7 30 o q sin 2 sin 2 2 sin(q
五次谐波分布因数为: k d 5
30o sin( q ) sin(2 ) 2 2 0.965 ; kd 1 30o q sin 2 sin 2 2
kdp1 k p1 kd 1 0.966 0.965 0.932
极相组基波电动势:
Eq1 4.44 f qN K kdp1 1 4.44 50 2 20 0.932 0.00398 32.94V
七次谐波分布因数为: k d 7
五次谐波绕组系数为: k dp5 k p5 k d 5 0.259 0.259 0.067 七次谐波绕组系数为: k dp7 k p 7 k d 7 0.259 0.259 0.067 相绕组五次谐波电动势为:
E5 4.44 5 f N1 kdp5 5 4.44 5 50 240 0.067 0.00004 0.715V ,
异步电机习题
1、有一台额定功率为5.5kW ,f =50Hz ,p =2的三相异步电动机,在转差率S =0.03情况下运行,定子输入功率为6.5kW ,定子铜耗为350W ,铁耗170W ,机械损耗45W ,求该机运行时的转速、电磁功率、输出机械功率、输出机械转矩及效率为多少?(略去附加损耗)2、一台三相异步电动机,额定功率N P =7.5kW ,额定电压N U =380V ,定子△接法,额定频率f =50Hz ,额定转速N n =960r/min 。
额定负载时的功率因数ϕCos =0.824,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:⑴转差率;⑵转子电流频率;⑶转子铜耗;⑷效率;⑸定子电流。
3、一台三相四极绕线式异步电动机,额定功率N P =155kW ,N U =380V ,Y接法,额定频率f =50Hz ,额定负载时测得转子铜耗为2210W ,机械损耗1640W ,附加损耗1310W ,试求: ⑴额定工作时M P , S ,n,T;⑵当负载转矩不变时,在转子中串入电阻R =0.1Ω,此时的S ,n ,Pcu ,(转子每相电阻R =0.012Ω,Rr 已归算到定子边)。
4、一台三相四极鼠笼式异步电动机,额定功率N P =17.2kW ,N U =380V , N I =33.8A , f =50Hz ,定子绕组Y联接。
如果已知空载时0I =11.5A ,ϕCos =0.102。
短路时当k I =N I =33.8A ,k U =46.5V ,并知1X =0.423k X ,额定负载时,当转子每相电流2I =29.4A 时的定子铜耗784W 瓦,铁耗350W ,机械损耗250W ,转子铜耗580W ,附加损耗86W 。
试求: ⑴额定输出时M P ,S ,T;⑵额定负载时的功率因数。
5、一台三相异步电动机:N P =10kW ,N U =380V ,N n =1455r/min ,1R =1.375Ω,1X =2.43Ω,2R =1.047Ω,2X =4.4Ω,m R =8.34Ω,m X =82.6Ω,定子绕组为△接法。
三相异步电动机习题解答
三相异步电动机习题解答第二章三相异步电动机2-1三相异步电动机的旋转磁场是如何产生的?答:在三相异步电动机的定子三相对称绕组中通入三相对称电流,根据三相对称电流的瞬时电流来分析由其产生的磁场,由于三相对称电流其大小、方向随正弦规律变化,由三相对称电流建立的磁场即合成磁极在定子内膛中随一定方向移动。
当正弦交流电流变化一周时,合成磁场在空间旋转了一定角度,随着正弦交流电流不断变化,形成了旋转磁场。
2-2三组异步电动机旋转磁场的转速由什么决定?对于工频下的2、4、6、8、10极的三相异步电动机的同步转速为多少?答:三相异步电动机旋转磁场的转速由电动机定子极对数P交流电源频率f1决定,具体公式为n1=60f1/P。
对于工频下的2、4、6、8、10极的三相异步电动机的同步转速即旋转磁场的转速n1分别为3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min、600r/min。
2-3试述三相异步电动机的转动原理,并解释“异步”的意义。
答:首先,在三相异步电动机三相定子绕组中通入三相交流电源,流过三相对称电流,在定子内膛中建立三相旋转磁场,开始转子是静止的,由于相对运动,转子导体将切割磁场,在转子导体中产生感应电动势,又由于转子导体是闭合的,将在其内流过转子感应电流,该转子电流与定子磁场相互作用,由左手定则判断电磁力方向,转子将在电磁力作用下依旋转磁场旋转方向旋转。
所谓“异步”是指三相异步电动机转子转速n与定子旋转磁场转速n1之间必须有差别,且n n1。
2-4旋转磁场的转向由什么决定?如何改变旋转磁场的方向?答:旋转磁场在空间的旋转方向是由三相交流电流相序决定的,若要改变旋转磁场的方向,只需将电动机三相定子绕组与三相交流电源连接的三根导线中的任意两根对调位置即可。
如果来绕组U1接电源L1、V1接L2、W1接L3为正转,要想反转U1仍接L1,但V1接L3、W1接L2即可。
2-5当三相异步电动机转子电路开路时,电动机能否转动?为什么?答:三相异步电动机转子电路开路时,电动机是不能转动的。
三相异步电动机练习题(ppt)
(2)根据近似等效电路求额定负载时的定子电流I1、转子电流I2、励磁电流I0和功率因数。
3.有一台Y形连接的6极三相异步电动机,PN=145 kW,UN=380 V ,fN=50 Hz。额定运行时pCu2=3000 W ,pm+pad=2000 W,pCu1+pFe=5000 W, cos=0.8。试求:
(1)额定运行时的电磁功率Pem、额定转差率sN、额定效率ηN和额定电流IN。
(2)额定运行时的电磁转矩T、额定转矩TN和空载阻转矩T0。
4.某三相异步电动机,定子电压的频率f1=50 Hz,极对数p=1,转差率s=0.015。求同步转速n0,转子转速n和转子电流频率f2。
5.某三相异步电动机,p= 1,f1=50 Hz,s=0.02,P2=30KW,T0=0.51N.m.求(1)n0(2)n(3)输出转矩(4)电磁转矩.
三相异步电动机例题
1.一台Y160M2—2三相异步电动机的额定数据如下:PN=15 kW,UN=380 V,=0.88,=88.2%,定子绕组为△连接。试求该电动机的额定电流和对应的相电流。
解:
2.有一台Y形连接的三相绕线转子异步电动机,UN=380 V,fN=50 Hz ,nN=1400 r/min ,其参数为r1==0.4 Ω,X1==1 Ω,Xm=40 Ω,忽略rm,已知定、转子有效匝数比为4。
6.某三相异步电动机,定子电压为380 V,三角形联结。当负载转矩为51.6 N · m时,转子转速为740 r/min,效率为80%,功率因数为0.8。求:(1)输出功率;(2)输入功率;(3)定子线电流和相电流
7.
答案
1.该电动机的额定电流为
异步机 习题课
4-19 试述双速感应电动机的变极原理。
解答:
不要求。
4-20 试分析绕线型感应电动机的转子中串 入调速电阻时,电机内部所发生的物理过 程。若负载为恒转矩负载,问调速前、后 转子电流如何变化?为什么? 解答:转子串电阻后, z2σs增大,I2reg减小。而Te如何 变化取决于转子电流有功分量I2a(参见下页ppt), 其变化规律论证如下。 运行时f2小,X2σs小于R2,故导数为负。即I2a随R2变大 而变小。从而Te变小。
f1的三相电流后所生磁场 逆时针旋转。据右手定则、 左手定则、牛三定律分析 如右图。加黑框的转速表 示内定外转时的情况。接 下页------
反装电动机:
4-2 续:试问 1)气隙磁场相对于转子 的转速 2)气隙磁场相对于定子 的转速 3)转子的转向
据上页分析知: 1)气隙磁场相对于转子的转 速为ns,逆时针方向。 2)气隙磁场相对于定子的转 速为ns-n,顺时针方向。 3)转子的转向:顺时针方向。
4-1题 续4 若把原动机去掉,电机的转速将下 降。 原因:Te为制动性质。去掉原动机 的驱动转矩后,电动机将在Te 的作用下减速,回到电动状态。
4-2有一台三相绕线型感 应电动机,将定子三相短 路,转子中通入频率为f1 的三相交流电流。试问气 隙旋转磁场相对于转子和 相对于定子的转速及转子 的转向。 解答:设转子中通入频率为
3 绕型机的起动原理
4-20: 续1
起动时,转子中串入起动电阻Rst, 不仅使Ist减小,而且使cosψ2增 大,从而使Tst增大。
课本第149页有:
4-20 续2: 内部物理过程分析
解答:前已论证,转子 串电阻后转速不变 时, Te下降。 Te↓→TL> Te→n↓ →Δn↑→E2↑ → I2↑→Te↑ →Te =TL → 新n下(C点)运行。
电机学答案第5章
第五章 异步电机5.1 什么叫转差率?如何根据转差率来判断异步机的运行状态? 转差率为转子转速n 与同步转速1n 之差对同步转速1n 之比值11n n n s-=0s <为发电机状态。
01s <<为电动机状态,1s >为电磁制动状态。
5.2 异步电机作发电机运行和作电磁制动运行时,电磁转矩和转子转向之间的关系是否一样?怎样区分这两种运行状态?发电机运行和电磁制动运行时,电磁转矩方向都与转向相反,是制动转矩;但发电机的转向与旋转磁场转向相同,转子转速大于同步速,电磁制动运行时,转子转向与旋转磁场转向相反。
5.3 有一绕线转子感应电动机,定子绕组短路,在转子绕组中通入三相交流电流,其频率为1f ,旋转磁场相对于转子以p f n /6011=(p 为定、转子绕组极对数)沿顺时针方向旋转,问此时转子转向如何?转差率如何计算?假如定子是可转动的,那么定子应为顺时针旋转(与旋转磁场方向相同)但因定子固定不动不能旋转,所以转子为逆时针旋转。
11n n n s +=(n 为转子转速)5.4 为什么三相异步电动机励磁电流的标幺值比变压器的大得多?在额定电压时异步机空在电流标么值为30﹪左右,而变压器的空载电流标么值为50﹪左右。
这是因为异步机在定子和转子之间必须有空隙,使转子能在定子内圆内自动转动,这样异步机的磁路磁阻就较大,而变压器磁路中没有气隙,磁阻小,因此,相对变压器而言,异步电动机所需励磁磁动势大,励磁电流大。
5.5 三相异步电机的极对数p 、同步转速1n 、转子转速n 、定子频率1f 、转子频率2f 、转差率s 及转子磁动势2F 相对于转子的转速2n 之间的相互关系如何?试填写下表1601f Pn =11n n n s -=21f sf =2F 相对于转子的转速21n n n =- 2F 相对于定子的转速1n5.6 试证明转子磁动势相对于定子的转速为同步速度1n 。
转子磁势是由转子三相(或多相)对称绕组感应的三相(或多相)对称电流产生的一个旋转磁势,这个磁势相对转子的转速由转子电流的频率决定,当转子的转速为2F 相对于转子的转速n ,转差率为s 时,转子电流的频率21f sf =,则这个磁动势相对转子的转速为1sn ,它相对定子的转向永远相同,相对定子的转速为11111n nn sn n n n n -+=+=,即永远为同步速。
异步电机习题1
课堂习题 一、 填空 1. 如果感应电动机运行时转差率为s,则电磁功率、总机械功率和转子铜耗之间的比例是
。
2. 当三相感应电动机定子绕组接于Hz50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 。
3. 感应电动机起动时,转差率s ,此时转子电流2I的值 ,
2cos ,主磁通比正常运行时要 ,因此起动转矩 。
4. 一台三相八极感应电动机的电网频率Hz50,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 。
5. 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0P与这些损耗相平衡。
6. 三相感应电机转速为n,定子旋转磁场的转速为1n,当1nn时为 运行状态;当1nn时为 运行状态;当n与1n反向时为 运行状态。
7. 从异步电机和同步电机的理论分析可知,同步电机的空隙应比异步电机的空气隙要 ,其原因是 。
8. 一台三相异步电动机的额定功率NP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 。
9. 铁心饱和程度增加,则感应电机的激磁电抗mX 。 10. 一台50Hz三相感应电动机的转速为min/720rn,该电机的级数和同步转速为 。
11. 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 。
12.三相异步电动机气隙增大,其他条件不变,则空载电流 。
13.三相感应电动机等效电路中的附加电阻 2)1(Rss 上所消耗的电功率应等于 。
14.三相感应电动机电磁转矩的大小和 成正比 二、简答 1. 感应电动机等效电路中的ss1()'2R代表什么含义? 能否用电感或电容代替﹖为什么? 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?
异步电机 (2)
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 2::Cu e p P P Ω= 。
答 s :s)(1:1-2. ★当三相感应电动机定子绕组接于Hz 50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 Hz 50,Hz 50,sHz 50,sHz 503. 三相感应电动机,如使起动转矩到达最大,此时m s = ,转子总电阻值约为 。
答 1, σσ21X X '+4. ★一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50,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,Hz 1,min /720r ,Hz 25. 三相感应电机转速为n ,定子旋转磁场的转速为1n ,当1n n <时为 运行状态;当1n n >时为 运行状态;当n 与1n 反向时为 运行状态。
答 电动机, 发电机,电磁制动6. 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7. ★一台频率为 160Hz f =的三相感应电动机,用在频率为Hz 50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 。
答 265⎪⎭⎫ ⎝⎛,265⎪⎭⎫ ⎝⎛ 8. 感应电动机最大转矩公式 =max T 。
答 []221111211)X X (R R f 4pU m σσπ'+++9. ★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10. 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11. 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 。
异步电机习题
1、一台50Hz 的三相异步电动机,V U N 380=,2p=4,Y 接,测出定子电阻:Ω=5.01r 。
空载试验:V U 3801=时,A I 4.50=,W P 4250=,W p mec 170=;短路试验:A I s 8.19=,V U s 130=,W P s 1050=。
试求异步电动机的励磁参数和短路参数。
2、一台三相异步电动机的有关数据如下:V U N 380=,kw P N 10=,min /1452r n N =;每相参数:Ω=33.11r ,Ω=43.21x ,Ω='12.12r ,Ω='4.42x ,Ω=7m r ,Ω=90m x 。
定子绕组为三角形接法。
在额定负载时,求:(1)转差率N s ;(2)励磁电流m I(3)转子电流2I ';(4)定子电流1I ;(5)功率因数1cos ϕ;(6)输入功率P 1;(7)效率η。
(可用近似等效电路计算)3、三相绕线转子异步电动机定子Y 接,转子Y 接。
额定电压380V ,额定频率50Hz ,额定容量13.5KW ,额定转速950m in /r ,每相参数 Ω=4.01r ,Ω='4.02r ,Ω=11x ,Ω='12x ,Ω=40m x ,Ω=5.2m r ,4==i e k k 。
求:(1)额定负载时的转差率S N ;(2)计算 1I ,2I ,m I ;(3)总机械功率mec P 。
4、一台四极三相异步电动机,其额定数据为:kW P N 55=,V U N 3801=,定子Y 接,额定运行时W p cu 10911=,W p Fe 5.972=,W p cu 2.7372=,W p mec 600=,附加损耗W p s 1100=。
当电机额定运行时,试求:(1)总机械功率mec P(2)电磁功率em P ;(3)额定转速N n ;(4)电磁转矩em T ;(5)空载转矩0T ;(6)输入功率1P ;(7)效率η;5、一台笼型异步电动机,kW P N 5.7=,V U N 3801=,定子Y 接,min /960r n N =,额定运行时824.0cos 1=ϕ,W p cu 4741=,W p Fe 231=,W p mec 5.82=。
