三相异步电动机试题及答案.docx

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1、第四章三相异步电动机一、填空（每空1分）1. 如果感应电机运行时转差率为 s,则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的比例是pe：p ： py。答 1: （1 s）:s2. 当三相感应电动机定子绕组接于50Hz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 50Hz , 50Hz, 50sHz, 50sHz3. 三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时sm=,转子总电阻值约为答 1 , X1 X24. 感应电动机起动时，转差率 s ,此时转子电流 I2的值 ,cos 2主磁通比，正常运行时要 ,因此起动

2、转矩 。答1 ,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 50Hz,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 。当转差率为时，转子的转速为 , 转子的电势频率为 。答 ，1Hz, 720r/min , 2Hz6. 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 P0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 n ,定子旋转磁场的转速为 n1,当n n1时为 运行状态；当 n n1时为 运行状态；当 n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

3、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 f 60 Hzi的三相感应电动机，用在频率为50Hz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 。225 5一 , 一6 6选择（每题1分）1.绕线式三相感应电动机，转子串电阻起动时（）。A 起动转矩增大，起动电流增大；C起动转矩增大，起动电流不变；答B2. 一台50 Hz三相感应电动机的转速为 （）。A 4 极,1500r/min ； Bc 8 极，750r/mi

4、n; D 答CB起动转矩增大，起动电流减小；D起动转矩减小，起动电流增大。n 720r/min ,该电机的级数和同步转速为6 极,1000r/min ；1。极，600r/min。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（）。A 上升10%; B 下降10%;C上升1/(1 10%); D 不变。答D4 .国产额定转速为1450r/min的三相感应电动机为（）极电机。A 2; B 4; C 6; D 8。答B5. 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（）。A T Tn ;BT 0.81Tn ;

5、C T0.9TN ;DT TN o答A6. 三相异步电动机气隙增大，其他条件不变，则空载电流（）。A增大；B减小；C 不变；D不能确定。答A7. 三相感应电动机等效电路中的附加电阻支一s）R2上所消耗的电功率应等于 （）:SA输出功率P2 ;B输入功率P1 ;C电磁功率Pem ; D 总机械功率P 。答D8. 与普通三相感应电动机相比，深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，性能差一些， 主要是（）。A由于R2增大，增大了损耗;B 由于X 2 减小，使无功电流增大；C 由于X 2 的增加，使cos 2 下降；D 由于R2 减少，使输出功率减少。答 C9. 适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻R2

6、 时，电动机的（） 。A I St减少，Tst增加，Tmax不变，Sm增加;B I st增加，Tst增加，Tmax不变，Sm增加;C I St减少，Tst增加，Tmax增大，Sm增加;D I St增加，TSt减少，Tmax不变，Sm增加。答 C10. 三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调速，运行时在不同转速上时，其转子回路电流的大小（） 。A 与转差率反比；C与转差率无关；B 与转差率正比；D与转差率成某种函数关系。答 C三、 判断（每题1 分）1. 三相感应电动机转子为任意转数时，定、转子合成基波磁势转速不变。（）答对2. 三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可

7、增大起动转矩，所串电阻越大，起动转矩就越大。（）答错3. 当三相感应电动机转子绕组短接并堵转时，轴上的输出功率为零，则定子边输入功率亦为零 。（）答错4. 三相感应电动机的功率因数coS 1 总是滞后的。（）答对5. 感应电动机运行时，总要从电源吸收一个滞后的无功电流。（）答对6. 只要电源电压不变，感应电动机的定子铁耗和转子铁耗基本不变。（）答错7. 感应电动机的负载转矩在任何时候都绝不可能大于额定转矩。（）答错8. 绕线型感应电动机转子串电阻可以增大起动转矩；笼型感应电动机定子串电阻亦可以增大起动转矩。（）答错9. 三相感应电动机起动电流越大，起动转矩也越大。（）答错10. 三相绕线式感应

8、电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动电流就越小。（）答对四、简答（每题3分）1 s _'1. 感应电动机等效电路中的（）R2代表什么含义？能否用电抗或电容代替？为什s么？答 LsR2代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻，消耗在此电阻中的功率C 1 smJ； -R22将代表实际电机中所产生的全（总）机械功率；不能；因为电抗、电容s消耗无功功率，而电机转子所产生的全（总）机械功率为有功功率。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？答转子磁势相对定子转速不变，相对转子转速改变。3. 绕线型感应电动机，若转子电阻增加；漏电抗

9、增大；电源电压不变，但频率由50Hz变为60Hz；试问这三种情况下最大转矩，起动转矩，起动电流会有什么变化？答（1）最大转矩不变，起动转矩上升，起动电流下降；（2）最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流下降；（3）最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流下降。4. 三相感应电动机运行时，若负载转矩不变而电源电压下降10%,对电机的同步转速n1，转子转速n ,主磁通 m,功率因数cos 1,电磁转矩Tem有何影响？答 同步转速不变；转子转速下降；主磁通下降；功率因数下降；电磁转矩不变。1 s5. 说明三相异步电动机等效电路中，参数R1,X1,Rm,Xm,R2,X2以及 一sR2各代表什s么意义？答 定

10、子绕组电阻；定子绕组漏抗，表征定子绕组漏磁效应；激磁电阻，表征铁心损耗；激磁电抗，表征铁心磁化性能；归算到定子侧的转子绕组电阻；归算到定子侧的 转子绕组漏抗；代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻。6. 感应电动机运行时， 定子电流的频率是多少？由定子电流产生的旋转磁动势以什么速度切割定子和转子？由转子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定子和转子？两个基波磁动势的相对运动速度多大？答定子电流的频率为 f1，转子电流的频率为 f2 sf1，定子磁动势以 速度切割定子，以（n n）速度即sn1速度切割转子；转子磁动势也以n1速度切割定子，以sn1速度切割转子。定、转子基波磁动势同步旋转，相

11、对静止。7. 说明三相感应电动机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？答 转子绕组折算就是用新绕组替换原绕组。为了导出等效电路，用一个与定子绕组的相相数、匝数和绕组因数相同的等效绕组替换实际转子绕组，折算前后转子绕组的磁动势和 各种功率及损耗不变，因而从定子边看转子，一切未变。频率折算即用静止的转子替换旋转的转子，折算条件也是磁动势和各种功率及损耗不变。为此，只要将转子电阻R2换成R2/So8. 普通笼型感应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？答 起动时n 0, s 1,旋转磁场以同步速度切割转子， 在短路的转子绕组中感应很 大的电动势和电流，引

12、起与它平衡的定子电流的负载分量急剧增加，以致定子电流很大；起 动时s 1, R2/S很小，电动机的等效阻抗很小，所以起动电流很大。由于X2 一Tem Ct m12 cos 2,当S 1、f2f1时，使转子功率因数角2 arctan接R2近90 , cos 2很小，12 cos 2并不大；另外，因起动电流很大，定子绕组漏抗压降大，使感应电动势E1减小，与之成正比的m也减小。起动时，m减小，12 cos 2并不大，使得起动转矩并不大。9. 感应电动机带负载运行，若电源电压下降过多，会产生什么严重后果？如果电源电压下降20% ,对最大转矩、起动转矩、转子电流、气隙磁通、转差率有何影响（设负载转矩不

13、变）？答 最大转矩和起动转矩与电压平方成正比。 如果电源电压下降过多， 当起动转矩下降 到小于负载转矩时，电动机不能起动。当最大转矩下降到小于负载转矩时， 原来运行的 电动机将停转。电源电压下降20% ,则最大转矩下降到原来的64% ,起动转矩也下降到原来的64%。磁通下降到原来的 20% ,不考虑饱和的影响时，空载电流下降到原来的20%。在负载转矩不变的情况下，12 cos 2上升25% ,定子电流相应上升，电动机的转速有所降低，s增大，sm不变。10. 漏抗大小对感应电动机的起动电流、起动转矩、最大转矩、功率因数等有何影响？答 当电源电压和频率一定时，最大转矩近似与漏抗X1 X2成反比，漏

14、抗越大，起动电流、起动转矩越小，功率因数越低。五、计算（每题5分）1. 一台三相感应电动机，额定功率Pn 4kW ,额定电压Un 380V , 型接法，额定转速nN 1442r/min ,定、转子的参数如下：R1 4.47R2 3.18Rm 11.9 ；X16.7X29.85Xm 6.7 。试求在额定转速时的电磁转矩、最大转矩、起动电流和起动转矩。解：转差率 s 比n11500 144215000.0387额定转速时的电磁转矩Tem3U12R s3 38021 (Ri R2)2 (Xi X2 )2 s3.180.038721500""603 18 o(4.47 )2 (6.

15、7 9.85)0.0387-N m 29.14N m2最大转矩为Tmax13U：1 2RiRi2 (Xi X2 )223 38021500 24.47.,4.472 (6.7 9.85)260m 63.77N m起动电流为1stUi,(Ri R2)2 (XiX2 )2(4.47380 A 20.84A 3.18)2 (6.7 9.85)2起动线电流1 stl31st.3 20.84A 36.05A起动转矩2 _3U1 R21 (Ri R2)2 (XiX2 )22-_3 3803.1821500 (4.47 3.18)2(6.7 9.85)26026.39N m2. 一台 50Hz、八极的三相感

16、应电动机，额定转差率SN=,问该机的同步转速是多少？当该机运行在700r/min时，转差率是多少？当该机运行在800r/min时，转差率是多少？当该机运行在起动时,转差率是多少?解 同步转速n1 60 f160-50 r/ min 750r / minP 4额定转速nN (1 SnMi(1 0.043) 750r/min 717r/min当 n 700r/min 时,转差率 sn1 n750 7000.067750当 n 800r/min 时,转差率 sn1 n750 8000.067当电动机起动时，n0,转差率3.有一台三相四极感应电动机,n17500.35, R20.34I 1NI2N 2

17、0.5A,解:全机械功率输出功率P2电磁功率Pem同步转速额定转速nN电磁转矩TemTem负载转矩n1s ni50Hz ,750 1750U n 380V , Y 接法，cos n 0.83 ,0.04,机械损耗与附加损耗之和为288W。设求此电动机额定运行时的输出功率、电磁功率、Pm1I2N2R23 20.52s1 0.040.04电磁转矩和负载转矩。0.34W 10288W(P60 f1pad) (10288 288)W 10000W端W10716W60 50 r/min 1500r/min(1s) n1(10.04) 1500r/min1440r / minPemP2Pemn12 L60

18、10716 60 N2 3.16 1500m 68.26N10288N m 68.26 N14402 6010000N m 66.35N m21440604. 一台三相感应电动机，Pn7.5W ,额定电压U n 380V ,定子 接法，频率为50 Hz 。额定负载运行时，定子铜耗为 474W ,铁耗为231W ,机械损耗45W ,附加损耗37.5W ,已知nN 960r/min , cos N 0.824 ,试计算转子电流频率、转子铜耗、定子电流和电机效率。到刊*.ni n 1000 960解转差率 s 0.04n11000转子电流频率f2 sf1 0.04 50 Hz 2 Hz全机械功率PP

19、2 (PPad) (7500 45037.5)W 7583W电磁功率PemP7583 W 7898W1 s1 0.04转子铜耗Pcu2sPem0.04 7898W 316W定子输入功率P1PemPCu1 PFe (7898 474 231)W 8603WPi8603.4Ii定子线电流.3U n cos i 3 380 0.824A 15.86A电动机效率P2 7500 87.17%P186035. 一台三相四极 50Hz感应电动机，PN 75kW , nN1450r/min, U N 380V,In 160A ,定子丫接法。已知额定运行时，输出转矩为电磁转矩的90% , pw pcu2 ,PF

20、e 2.1kW o试计算额定运行时的电磁功率、输入功率和功率因数。珈 为1500 1450解转差率 s 0.03331500输出转矩3_ _T2 P275 10 60 n m 494.2N m n 21450电磁功率Pem Tem 109 1转子铜耗pCu2sFem0.0333494.2 21500 .kW 86.21kW0.96086210W 2870W定子铜耗Pcu1Pcu2 2870W输入功率P1( pCu1PFe) Fem(28702100 86210 )W 91180W功率因数91180cos 1, 3UnIn 3 380 1600.8676.已知三相铝线感应电动机的数据为PN 10

21、kW , UN 380V,定子接法，IN 11.673a, 50Hz,定子铝耗(75 ) p. 557W ,转子铝耗(75 ) p® 314W ,铁耗PFe 276W ,机械损耗p 77W,附加损耗Pad 200W。试计算此电动机的额定转速、负载制动转矩、空载的制动转矩和电磁转矩。解同步转速为60 fni 一 p60 50r/min 1500r/min2全机械功率为PP2Ppad (10 0.077 0.2)kW 10.28kW额定负载试的转差率Pcu2 p em0 3140314 0.0296510.59额定转速nN (1 sN)n1(1 0.02956) 1500r/min145

22、6r/min负载制动转矩T2 P210 10 N m 65.61N m21456260空载制动转矩T0 上忸77 200 N m 1.817N m1456260电磁转矩Tem T2 T0(65.6 1.817)N m 67.42N m7. 一台三相四极50Hz绕线式感应电动机，转子每相电阻R2 0.015 。额定运行时,转子相电流为200A, nN 1475r/min ,计算额定电磁转矩。若保持额定负载转矩不变,在转子回路串电阻，使转速降低到1200r/min ,求转子每相应串入的电阻值，此时定子电流、电磁功率、输入功率是否变化？解sN3 1500 1475 0.0167ni1500PCu2

23、PemSn2m212 R223 2000.015 kW 107.8kW 0.0167Pem107.8 60 N121500686.5N m当 n 1200r/min 时n1 n 1500 1200 02ni1500因R2反正Sn s一s0.2所以Rt1R2-10.0150.165Sn0.0167从感应电机的T型等效电路可知，由于 52 R艮，电路中的Z1、Z2以及Zm均 SnS未变化。当U1、f1不变时，则定子电流、定子功率因数、定子电动势、气隙磁通、电磁功率、定子输入功率均未变化。转子电流、转子功率因数也未变化。接入电阻后，转子铜耗pCu2 sPem 0.2 107.78kW 21.56kW

24、所以，接入电阻后，转子总的铜耗增加，输出功率减小，电机效率降低。8. 一台三相异步电动机，额定电压为 380V , Y联接，频率为50Hz ,额定功率为 28kW,额定转速为950r/min ,额定负载时的功率因数为 0.88,定子铜损耗及铁损耗共 为2.2kW,机械损耗为1.1kW,忽略附加损耗，计算额定负载时的： 转差率； 转子铜损耗； 效率； 定子电流； 转子电流的频率。解 n1 60-f1 1000r/min;sN n1 nN 0.05Pn1 PP2 P 29.1kW- Pc一Pe30.63 ; pcu2 SN Pe 1 .531 SnP R Pcu1 PFe 32.83kW PN 2

25、 100% 85.3% P I1 R 56.67A3U1cos N f2 sf12.5Hz9. 一台四极笼式感应电动机，Pn 200kW , Uin 380V ,定子三角形接法，定子额定电流11N 234 A ,频率50Hz ,定子铜耗5.12kW ,转子铜耗2.85kW ,铁耗3.8kW ,机械损耗0.98kW ,附力口损耗3kW , R10.03455.9 ,产生最大转矩时,起动时由于磁路饱和集肤效应的影响,。试求：（1）额定负载下的转速，电磁Xi0.202 , R20.022, X20.195Xi0.1375 , R20.0715 , X20.11转矩和效率。（2）最大转矩倍数（即过载能

26、力）和起动转矩倍数解：（1）电磁功率PemPn200pCu2PempCu22.852.85206.83P Pad0.98 3 206.83kW0.0138ni6050一 1500r/min所以nNn1 (1 s) 1479r/minTemPem3206.83 10 1316.7N m601500P1PemPcu1pFe 206.83 5.12 3.8 215.75kW100%XiXm200100% 92.7%215.75(2).0.2021 1.0345.9所以kmTm axTn为过载能力Tn4 f1Pn2T7nN601R1602m1 pU 1.R12(X13033.6N m1X2 )2200

27、 1000 1291.3N m21479所以TmaxTn3033.61291.32.36所以Tst 2 fiR1kst1R2)2 (Xi1X2 )22633.4N m白驹2.04Tn 1291.310. 一台JQ2 52 6异步电动机，额定电压 380伏，定子三角形接法，频率 50Hz,额定功率7.5kW,额定转速960r/min,额定负载时cos 10.824,定子铜耗474W ,铁耗23W ,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。曲i60 fl60 50解：(1)n11 1000r / mi

28、nP 3n1 n 1000 960s 0.04n11000(2)f2sf10.04 50 2 Hz(3)(4)P1P pCu2 pCu1 pFeP P2 P pad 7500 37.5 45 7582.5WpCu2315.94W7582.5 315.94 474 231 8603.44WP27500100%100% 87.17%P18603.44(5)Pi3U 1 cos 18603.44-3 380 0.82415.86A980转/分，折算E和它的频率f2为何 测得转子绕组每相16. 一台三相、六极、50赫的绕线式异步电动机，在额定负载时的转速为 - 、 . > 、 、 ' 为

29、定子频率的转子每相感应电势E 2=110伏。向此时的转子电势值？若转子不动，定子绕组上施加某一低电压使电流在额定值左右，感应电势为伏，转子相电流为20安，转子每相电阻为欧，忽略集肤效应的影响，试求额定运行时的转子电流I 2和转子铜耗PCU2为何值?解：同步转速60 fl60 5031000转/分额定转差率ni n1000ni10009800.02转子相电势E2s SE20.02 1102.2伏转子频率0.02 50低压不转时转子每相漏阻抗E2kI 2k10.2200.51 欧r20.1 欧X2JZ2 2r22J0.512 0.120.5 欧由于不转，f2 50赫，电流在额定值左右并忽略集肤效应

30、的影响，所以2和X2可作为电机正常运行时转子电阻值和折算到50赫的转子漏抗值转子相电流2.2转子铜耗2Pcu2312 r23,0.1221.92(0.02 0.5)20.1 144 瓦21.9 安17.定子三角形接法，频率50Hz,额定功17. 一台JQ 526异步电动机，额定电压380伏,率，额定转速960r/m ,额定负载时Cos 1 0.824 ,定子铜耗474VV铁耗231W机械损耗45w,附加损耗.试计算额定负载时的:(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。解：(1)(2 )(3 )P mecPi(5 )60flPf2P2P mec60 50 1000r/m1000 960 八0.04ni1000Sf1 0.04 50Pm Pad 7500Pcu2S P mec1 SPcu2 Pcu1 P Fe7582.5 315.94 474P2匚 100%P175008603.442Hz37.5 45 7582.5w315.94 w231 8603.44w100% 87.17% P13u Cos 18603.44= 15.86A.3 380 0.824