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文檔簡介
本文格式為Word版,下載可任意編輯——電機學作業(yè)及答案(感應電機)
感應電機章節(jié)作業(yè)
1.試述“同步〞和“異步〞的含義?何謂異步電動機的轉(zhuǎn)差率?如何根據(jù)轉(zhuǎn)差率的不同來
區(qū)別各種不同運行狀態(tài)?答:“同步〞和〞異步〞是個相對概念,是指交流旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)速n對旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1而言,
若n=n1為同步電機,n≠n1為異步電機。
異步電機轉(zhuǎn)差率s是指旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之間的轉(zhuǎn)速差(n1-n)與旋轉(zhuǎn)磁
s?n1?nn1場轉(zhuǎn)速n1的比率,即
。
當n0),n>n1時轉(zhuǎn)差率為負(sn>0時,轉(zhuǎn)差率sn>∞時,轉(zhuǎn)差率s>1;
當+∞>s>1時為電磁制動運行狀態(tài),當1>s>0時為電動機運行狀態(tài),當0>s>-∞時為發(fā)電機運行狀態(tài)。
?N?0.8,nN?14502.一臺三相異步電動機,PN=4.5千瓦,380/220伏,cos?N?0.8,
轉(zhuǎn)/分,試求:
(1)接成Y形或Δ形時的定子額定電流;(2)同步轉(zhuǎn)速n1及定子磁極對數(shù)P;(3)
帶額定負載時轉(zhuǎn)差率
sN;
解:(1)Y接時:UN=380V
IN?PN3UN
cos?N?N?4.5?103?10.68A3?380?0.8?0.8
△接時:UN=220V
IN?PN3UN
nN?n1?60fpcos?N?N?4.5?103?18.45A3?220?0.8?0.8
(2)
?60?501450?2.07p?60fnN磁極對數(shù)
n1?取p=2
?1500r/min60fp?60?502同步轉(zhuǎn)速
?1500?14501500?0.0333s?n1?nNn1(3)額定轉(zhuǎn)差率
3.當異步電動機1450rpm接入50HZ電網(wǎng)運行時,定子電動勢的頻率是多少?轉(zhuǎn)子電動勢的頻率為多少?由定子電流的產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢以什么速度截切定子,又以什么速度截切轉(zhuǎn)子?由轉(zhuǎn)子電流的產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢以什么速度截切轉(zhuǎn)子,又以什么速度截切定子?,它與
定子旋轉(zhuǎn)磁動勢的相對速度是多少?
答:定子電動勢頻率為f1;轉(zhuǎn)子電動勢頻率為f2=sf1;
由定子電流產(chǎn)生的定子旋轉(zhuǎn)磁動勢以n1的速度截切定子,又以n1-n的速度截切轉(zhuǎn)子。由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢以n2?sn1的速度截切轉(zhuǎn)子,又以n2?n?n1的速度截切定子,它與定子旋轉(zhuǎn)磁動勢的相對速度為(n2?n)?n1?0。
1?sr2'4.異步電動機等效電路中的附加電阻
s的物理意義是什么?能否用電感或電容來代
替,為什么?答:異步電動機等效電路中的附加電阻實為代表機械負載(嚴格地說還包括機械損耗等)的
I2'21?ss一個虛擬電阻,用轉(zhuǎn)子電流在該電阻所消耗的功率
r2'來等效代替總機械功率(包括
軸上輸出的機械功率和機械損耗等).
因輸出的機械功率及機械損耗等均屬有功性質(zhì),因此,從電路角度來模擬的話,只能用有功元件電阻,而不能用無功元件電感或電容來等效代替。5.為什么說異步電動機的功率因數(shù)總是滯后的,而變壓器呢?
。.答:異步電動機定,轉(zhuǎn)子間的電磁關(guān)系尤如變壓器,定子電流I1也由空載電流I0和負載
.分量電流I1L兩部分組成:
1)維持氣隙主磁通和漏磁通,需從電網(wǎng)吸取一定的滯后無功電流(即為I0);2)負載分量電流取決于轉(zhuǎn)子電路;
由等效電路可知,電動機軸上輸出的機械功率(還包括機械損耗等)只能用轉(zhuǎn)子電流流
1?sr2'過虛擬的附加電阻s所消耗的功率來等效代替(因輸出的機械功率是有功的,故只能
用有功元件電阻來等效代替)。再加上轉(zhuǎn)子繞組的漏阻抗,故轉(zhuǎn)子電流只可能是滯后無功電流,則與轉(zhuǎn)子平衡的定子負載分量也只能是滯后的無功電流,因此異步電動機的功率因數(shù)總是滯后的。
變壓器卻不一定。與異步電動機一致的一點是其空載電流總是滯后無功電流,而變壓器所帶的電氣負載有阻、感、容性的(而異步電動機在電路中模擬機械負載的只能是阻性的有功元件),當其負載容抗若大于變壓器的感抗時,其功率因數(shù)就會超前。
6.一臺六極異步電動機,額定功率PN=28千瓦,UN=380伏,f1=50Hz,nN=950轉(zhuǎn)/分,額定負載時,cos?1?0.88,pcu1+pFe=2.2千瓦,pmec=1.1千瓦,pad=0,計算在額定時的sN、pcu2、ηN、I1和f2。
nN?n1?60fp解:磁極對數(shù):
p?60fnN?60?509503.16
n1?取p?3
?1000r/min60fp?60?503同步轉(zhuǎn)速:
1000?9501000?0.05sN?n1?nn1?額定轉(zhuǎn)差率:
總機械功率:Pmec?PN?pmec?28?1.1?29.1kW
pcu2轉(zhuǎn)子銅損:
Pm?sN1?sN
Pmec?0.051?0.05?29.1?1.532kWecpcu2?sN1?sN輸入功率:
P1?PN?pmec?pcu2?pFe?pcu1?28?1.1?1.532?2.2?32.832kW
??PNP1100%?2832.832P13UN100%?85.3%效率:
?32.8323?380?0.88?56.68AI1N?定子電流:
cos?1
轉(zhuǎn)子電動勢頻率:f2?sNf1?0.05?50?2.5HZ
7.異步電動機帶額定負載運行時,且負載轉(zhuǎn)矩不變,若電源電壓下降過多,對電動機的Tmax、Tst、Φ1、I1、I2、s及η有何影響,為什么?
答:由于Tem?U1,而sm與U1無關(guān),因而電源電壓下降后其Tems曲線如下圖,曲線1為正常電壓下的曲線,曲線3為電壓下降過多的曲線,曲線2為電壓下降的曲線。電機正常工作時,Tem?TL,穩(wěn)定運行于a點,其對應轉(zhuǎn)差率為sa。
1、當電壓下降過多,則電磁轉(zhuǎn)矩下降更多,當最大電磁轉(zhuǎn)矩Tm’’TL(曲線2),則穩(wěn)定運行于b點,(不停轉(zhuǎn)),但此時:Tmax減小:
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