電拖復習提要（交流電機部分）一、判斷題1、交流電動機由于通入的是交流電，因此它的轉速也是不斷變化的，而直流電動機則其轉速是恒定不變的。（X）2、 轉差率S是分析異步電動機運行性能的一個重要參數，當電動機轉速越快時，則對應的轉差率也就越大。（X）3、 三相異步電動機不管其轉速如何改變，定子繞組上的電壓、電流的頻率及轉子繞組中電勢、電流的頻率總是固定不變的。（X）4．三相異步電動機在起動的瞬間，由于某種原因，定子的一相繞組斷路，電動機還能起動，但是電動機處于很危險的狀態，電動機很容易燒壞。（?）5．三相異步電動機為交流電機，同步電機為直流電機。（?）異步電機轉子的轉速永遠小于旋轉磁場的轉速。（V）7．異步電機只有轉子轉速和磁場轉速存在差異時，才能運行。（V）8.異步是指轉子轉速與磁場轉速存在差異。（V）二、填空題1．改變交流電機的轉向可以通過改變三相電源相序實現。2、 交流電機是實現機械能和電能之間相互轉換的一種設備，交流電機按其功能可分為交流電動機和交流發電機兩大類。3、 異步電動機的同步轉速與磁極對數成反比，與電流的變化頻率成正比。4、 n1（旋轉磁場轉速）和n（電動機轉速）的差稱為轉差。5、 n1和n的差稱為轉差。當三相異步電動機的轉差率S=1時，電動機處于起動狀態，當S趨近于零時，電動機處于理想空載狀態。6．異步電機是靠轉速變化來適應負載變化的。7、 用Y"降壓起動時，起動電流為直接用△接法起動時的1/3，所以對降低起動電流很有效。但啟動轉矩也只有直接用△接法啟動時1/3，因此只適用于空載或輕載啟動。8、 籠型異步電機的降壓起動方法有：定子回路串電阻、星-三角降壓起動、自耦變壓器降壓起動、延邊三角形。9、 反接制動時，當電機接近于0時，應及時切斷電源防止反轉。10、 三相異步電動機的調速方法有：改變電源頻率f1調速、變極調速、改變轉差率調速。11、 三相異步電動機通電后產生旋轉磁場，此磁場的旋轉速度n1=pf160（公式），若要改變旋轉磁場的轉向只需改變電源任意兩相的相序。12、 三相異步電動機當電磁轉矩T達到最大轉矩Tm時，此時轉差率為Sm叫臨界轉差率，當電源電壓下降時，Tm的變化是下降，Sm的變化是不變；電動機最終穩定運行機械特性曲線中直線段，其轉差率S的區域是（0，sm）。13、繞線型異步電動機起動方法有轉子串電阻起動、轉子串頻敏變阻器起動，起動轉矩變大，所以它們適用的場所是重載起動。14、 三相異步電動機進行變極調速時，將定子繞組串聯時，磁極對數（大或小），電動機可以（高或低）速；定子繞組聯結方式有△或YY，YY的聯結方式可以使電動機高速運行。15、 三相異步電動機的制動方法有：能耗制動反接制動回饋制動。16、 某三相50Hz感應電動機的額定轉速為720r/min，該機的額定轉差率為。17、 單相交流繞組產生的磁勢為脈振磁勢；三相交流繞組產生的磁勢為旋轉磁勢，且旋轉速度為60f1/p（r/min）。18.異步電動機等值電路中（1-s）r2/s代表了機械負載的附加電阻，該電阻消耗的電功率與電動機電磁功率的比值是（1-s）:1。三相異步電動機等值電路中，轉子回路全部電阻上的損耗代表了電磁功率，轉子銅損耗與電磁功率的關系是S：1。20、增大繞線式感應電動機轉子回路電阻，一般情況下會使起動電流減少、起動轉矩增大、最大轉矩不變、臨界轉差率變大。交流電機采用分布繞組的主要目的是消除或削弱諧波電動勢和諧波磁動勢。22、 有一臺三相異步電動機，電源頻率為50Hz，轉子轉速n=1400r/min，則轉子繞組感應電動勢頻率為3.3Hz，轉子電流產生的旋轉磁動勢相對于轉子的轉速為100r/min，相對于定子的轉速為1500r/min。23、 當感應電動機接在頻率為50Hz的電源上額定運行，轉子的轉速為1450r/min，定子電流的頻率為50Hz;轉子電流的頻率為1.67Hz。24、 一臺異步電動機，采用Y—△降壓起動，則起動轉矩為直接起動（△接法）時的1/3倍，電網供給的起動電流為直接起動時的1/3倍。25、 合理選擇繞組節距可以削弱高次諧波電動勢，為使五次、七次諧波都受到削弱，一般選取y1二5/6t26、 頻率為50Hz的四十八極交流電機，旋轉磁勢的轉速為r/min。TOC\o"1-5"\h\z4862.525012527、 頻率為40Hz的二十極交流電機，旋轉磁勢的同步轉速為r/min。240020001200024028、 感應電動機作星-三角啟動時，啟動轉矩為直接啟動的倍。A．1/3B．1/3C.3D.3三相異步電動機負載轉矩減小，其電流，轉速。A?增加，降低B?增加，上升C減小，降低D.減小，上升三、簡答1試簡述三相異步電動機的工作原理。并說明轉差率S的定義。說明什么是“異步”？答：在定子繞組中通入三相對稱電流，則定子內部產生旋轉磁場。轉子導體與旋轉磁場之間存在著相對運動，切割磁力線產生感應電動勢。轉子繞組是閉合的，繞組中有電流流過。轉子電流與旋轉磁場相互作用，在轉子繞組中產生電磁力，該力對轉軸形成了電磁轉矩，使轉子按旋轉磁場方向轉動。旋轉磁場的轉速和轉子的轉速的差值與同步轉速的比值稱為異步電動機的轉差率S。“異步”是指轉子轉速與旋轉磁場的同步轉速不等。2、 三相異步電動機常用的調速方法有哪些？(詳見P321)3、 交流繞組產生旋轉磁動勢的條件是什么？簡述對稱三相繞組通過對稱三相電流后，所建立的三相合成基波磁動勢的性質和特點？4、 異步電動機處于不同的運行狀態時，轉子電流產生的磁勢對定子的轉速是否變化？為什么？答：當異步電動機以轉速n運行，旋轉磁場同步速為n1時，轉子電流頻率為：f2=sf1,此時轉子電流產生的旋轉磁場相對轉子而言，轉速為：sn1，而轉子本身以轉速n旋轉，故相對定子而言轉子電流產生的旋轉磁場之轉速為：sn1+n=n1。5、 異步電動機的等值電路與變壓器的等值電路有無差別？異步電動機的等值電路中的代表什么？能不能不用電阻而用電感和電容代替，為什么？(1-s)r2/s答：異步電動機的等值電路和變壓器在純電阻負載時的等值電路基本上無差別，但由于異步電動機是旋轉的，所以除了進行繞組折算外，還需進行頻率折算。另外，由于異步電動機定轉子之間存在氣隙，故等值電路的參數值和變壓器相差很大。（1-s）r2/s為代表機械負載的附加電阻，該電阻消耗的電功率實際上為電動機可以輸出的機械功率。因為輸出功率是有功功率，所以只能用電阻代替而不能用電感或電容代替。6.一臺異步電動機銘牌上寫明，額定電壓UN=380/220伏，定子繞組接法Y/△。試問：（1） 如果使用時，將定子繞組接成△，接于380伏的三相電源上，能否帶負載或空載運行？會產生什么后果，為什么？（5分）（2） 如果將定子繞組接成Y形，使用時，接于220伏三相電源上，能否帶負載或空載運行？為什么？（5分）答：（1）如將定子繞組接成△，則相電壓增加3倍，主磁通fm也增加3倍，因電機磁路原來已接近飽和，故此時勵磁電流大大增加，即使在空載運行時就可能大于額定電流，使繞組發熱甚至燒壞，所以不能空載運行，更不允許負載運行。（2）如接成Y形，接于220伏三相電源，則相電壓降低3倍，磁通也降低3倍，磁路飽和程度降低，故勵磁電流減少，允許空載運行，但如果帶負載運行，由于T=CT02cos申2導致轉子電流，定子電流大大增加，這是不允許的。7、容量為幾個千瓦時，為什么直流電動機不能直接起動而三相感應電動機可以直接起動？答：直流電動機：直接起動時，電壓較高而電樞回路電阻Ra較小，由公式la二UN/Ra可知，起動瞬間電流很大，約為額定電流的10~20倍，過大的電流使換向惡化，也會引起電網的電壓波動；此時的電磁轉矩T=CMOIa也達到額定轉矩的10~20倍，過大的轉矩沖擊也使拖動系統的傳動機構被損壞。三相感應電動機：由起動等值電路知，直接起動時的定子相電流約為U1/Zk,由于U1很高，而Zk很小，所以直接啟動時的電流較大，其線電流約為額定電流的4~7倍，由于起動時間很短，電機能夠承受短時過載；由于cos申2起動時比額定運行時小得多，而且主磁通比額定時也小得多，由公式T=CM1申mI2cos申2知道，雖然起動時電流較大，但起動時的電磁轉矩卻不大，一般僅為額定轉矩的（0.8~1.8）。8、 為什么三相異步電動機起動電流較大而起動轉矩卻較小？答：由起動等值電路知，直接起動時的定子相電流約為U1/Zk，由于U1很高，而Zk很小，所以直接啟動時的電流很大，其線電流約為額定電流的4~7倍。由于起動時比額定運行時小得多，而且主磁通比額定時也小得多，由公式T=CMgmI2cos申2知道，雖然起動時電流較大，但起動時的電磁轉矩卻不大，一般僅為額定轉矩的（0.8~1.8）。9、 一臺三相感應電動機，6極，電流頻率為50Hz，如果運行在轉差率S=0.08時，定子繞組產生的旋轉磁勢轉速為多少？轉子繞組產生的旋轉磁勢相對于定子的轉速為多少？旋轉磁勢切割轉子繞組的轉速為多少？10、 一臺頻率為50Hz的三相電機，通入頻率為60Hz的三相對稱電流，如電流的有效值不變，相序不變，試問三相合成基波磁動勢的幅值、轉速和轉向是否會改變？如何變化？答：（1）三相合成磁動勢基波幅值F1=1.35N1KN1I屮/P，電流有效值不變，故幅值不變。（2）轉速上升為原來的1.2倍（3），轉向不變。11、 一臺三相感應電動機，采用Y—△起動，則起動轉矩為直接起動時的多少倍？電網供給的起動電流為直接起動時的多少倍？若采用自耦變壓器降壓起動，電壓下降到額定電壓的80%，則起動轉矩為直接起動時的多少倍？電網供給的起動電流為直接起動時的多少倍？12、 畫出三相交流異步電動機的固有機械特性和降低定子電壓時的人為特性。四、計算1、一臺三相異步電動機的額定電壓220V，頻率60zH，轉速1140r/min,求電動機的極數，轉差率和轉子電流的頻率。(6分)解:ppfn36006011=二當p=1時，1n=3600r/min；當p=2時，1n=1800r/min；當p=3時，1n=1200r/min；而2n=1140r/min，所以，應選p=3，此時1n=1200r/min。電動機的極數為6。05.0120011401200121=-=-=nnns，ZHsff36005.012=?==2、一臺6極異步電動機，額定電壓380伏，頻率50赫，額定容量7.5千瓦，額定轉速962轉/分，定子繞組為△接法。額定負載時cos申N=0.827，定子銅耗470瓦、鐵耗234瓦，機械損耗45瓦，附加損耗80瓦。計算在額定負載時(1)轉差率；(2)轉子電流的頻率；(3)轉子銅耗；效率；(5)定子電流。解:(1)1000962100011-=-=nnnSNN=0.038(2)f2=sNf1=1.9(Hz)(3)因為機械功率Pm=PN+pmec+ps=7500+45+80=7625(w)所以轉子銅耗pcu2=sPm/(1-s)=301.2(W)額定負載時輸入功率P1N=PN+pcu1+pFe+pcu2+pmec+ps=7500+470+234+45+80=8329(W)所以效率n=PN/P1N=90%由P1N=111cos3?IU知定子電流I1=15.3(A)3、 一臺異步電動機，PN=17.5KW,U1N=380V,f1=50Hz,nN=950r/min，定子繞組為△接法，額定負載時cosON=0.88,定子銅耗、鐵耗共為1.2KW，機械損耗為650W，附加損耗為50W。計算在額定負載時:轉差率(2)轉子電流的頻率(3)轉子銅耗(4)效率(5)定子電流4、 一臺三相感應電動機，頻率為50Hz，額定功率為7.5KW。額定轉速nN=960r/min，定子銅耗PCu1=474W，鐵耗PFe=231W，機械損耗45W，附加損耗37.5W，試求在額定負載時：1、轉差率；2、轉子電流頻率；3、 轉子銅耗；4、 效率。（12分）5、 有一臺4極三相感應電動機，頻率為50Hz，額定功率為5.5KW。當該電動機在輸入功率為6.6KW運行時，轉差率s=0.032,定子銅耗PCu1=350W，鐵耗PFe=172W，機械損耗和附加損耗之和為46W，求該電動機此狀態時的；1、 轉速n；2、 電磁轉矩T；3、 輸出轉矩T2；4、 效率皿⑴分）（1） min/1500250606011rpfn=?==min/1450032.0111rnsn=?-=-=）（）（（3分）（2） WePPcuPPFM6078172350660011=--=--=mNnPPTMM?===0=71.38150014.3260607860/2/11n（3分）（3）WPsPmM5.58836078032.011=?-=-=）（）（機械功率WPsPmecPmP5.5837465.58832=-=+-=）（mNnPPTN?===Q=4.38145214.32605.583760/2/222n（3分）（4）45.8866005.5837%12==?=PPn%（3分）6、JO2-52-4型籠型異步電動機技術數據如下：en=1450r/min,eI=20A,eU=380V，接法：三角形聯結，87.0cos=e?,%,5.87=en，7/=eQII4.1/二eQTT。求：（1）額定轉差率Se；⑵軸上輸出額定轉矩；⑶電網電壓降至多少伏以下就不能滿載起動？(eQTT=')；(4)如采用星—三角起動，起動電流為多少？能否半載起動？(2/'eQTT=)(12分)所以不能半載起動eQYeQQYeQQYQQeeeeeeeeeTTTTTAIIIVUUUTTmnrwnPTwIUPnnnS2147.03147373132166min/145****2055.955.9)(10020875.0*87.0*20*380*3cos3033.0150014501500'12'11'11<=====二？=======-=-=??n甲8已知一臺三相異步電動機的額定數據如下：eP=4.5KW,en=950r/min,n=84.5%，cos?=0.8,起動電流云額定電流之比QI/eI=5，入=2,起動轉距與額定轉距之比QT/eT=1.4,額定電壓220/380V，接法星/三角，1f=50Hz。求(1)磁極對數p；額定轉差率es;(3)額定轉距eT;(4)三角形聯結和星形聯結時的額定電流eI;(5)起動電流Q1;(6)起動轉距QT。(12分)解：(1)ppfn30006011==,當1=p時，min/30001rn二當2=p時，min/15001rn=當3=p時，min/10001rn=而min/950rne二/所以取3=p,此時min/10001rn=05.01000950100011=-=-=nnnSee(3)mNnPTeee?=?==2.45950450055.955.9(4)三角形聯結時AUPIee1.10845.08.038034500cos3二二二n?星形聯結時 AUPIeeeee47.17845.08.022034500cos3===n?(5)三角形聯結時AIIeQ5.501.1055=?==星形聯結時AIIeQ35.8747.1755=?==mNTTeQ?=?==4.902.452入9、 一臺籠型異步電動機技術數據如下：PN=55KW，nN=1450r/min,IN=20A,UN=380V,接法：三角形連接，1Q/IN=7,TQ/TN=1.4,試求：(1)額定轉矩TN；(2)如采用“星-三角”起動，起動電流是多少？能否半載(TL=TN/2)起動？解：TN=9.55PN/nN二362.2(N.M)IS'=1/3IS=1/3?7?20=46.7(A)TS'=1/3TS=1/3?1.4TN<TN/2,所以不能半載起動。10、 一臺三相異步電動機，PN=100kW,nN=1447r/min,U1N=380V，定子△接，I=184.6A，起動電流倍數K=6.5，起動轉矩倍數KM=1.0，帶50%額定負載起動要求把起動電流降低到800A，試選擇恰當的起動方法(自耦變壓器為QJ3系列，QJ3系列抽頭電壓為40%、60%、80%)。1)直接起動IQ=KII1N=6.5*184.6=1200A>800A該電動機不能直接起動。定子串電阻(或電抗)5.180********===QIaMNnPKTKTNNMNMQ.6609550=?==MNTTQQ.2932/==aTfz=0.5Te=0.5x660=330N.M因為fz/TTQ<故不能星-三角起動fzQQTMNTT<==.22031/也不能4)自耦變壓器起動QJ3系列抽頭電壓為40%、60%、80%。TQ/=(W2/W1)2TQ=0.42x660=105.6N.M<Tfz,不能用40%抽頭。TQ/=(W2/W1)2TQ=0.62x660=237.6N.MvTfz,不能用60%抽頭。TQ/=(W2/W1)2TQ=0.82x660=422.4N.M>Tfz,IQ/=(W2/W1)2I1Q=0.82x1200=768Av800A可選用自耦變壓器80%抽頭進行降壓起動。11、 一臺三相異步電動機，PN=5.5KW,n=2900r/min,UN=380V，定子Y接法，IN=11A，起動電流倍數KI=7，起動轉矩倍數KM=2O試問：(1)采用變比為sqrt(3)的自耦變壓器起動，起動電流和起動轉矩各為多少？電網要求起動電流不得超過40A，負載要求起動轉矩不得低于10.5N?m，此時電機能否起動？(2)該機能否采用Y—△降壓起動？12、 一臺三相繞線式感應電動機，已知P=75KW,U1N=380V,I1N=148A,nN=720r/min，nN=90.5%,入M=2.4,E2N=213V,I2N=220A，定轉子繞組均是Y接法，試求：1、 用反接制動使位能性額定負載以n=300r/min的速度穩速下放,求轉子每相應串多大電阻？2、 該機在額定運行時突然將定子任意兩相對調,要求制動瞬間的制動轉矩為2TN，求轉子每相應串多大電阻？13、 一臺繞線式異步電動機，PN=22KW,nN=723r/min,E2N=197V,I2N=70.5A，入M=3。如果拖動額定負載運行時，采用反接制動要求制動開始時最大制動轉矩為2TN，求：(1)額定轉差率和固有特性的臨界轉差率(2)轉子每相電阻(3)制動瞬間電動機轉差率(4)反接制動機械特性的臨界轉差率(5)轉子每相串入的制動電阻14、 一臺三相繞線式感應電動機，已知P=75KW,U1N=380V,I1N=144A,nN=1460r/min,AM=2.8,E2N=399V,I2N=116A，定轉子繞組均是Y接法，試求：1、 采用反接制動使負載轉矩為0.8TN的位能性負載以n=300r/min的速度穩速下放，求轉子每相應串多大電阻？2、 該機在額定運行時突然將定子任意兩相對調，要求制動瞬間的制動轉矩為1.5TN，求轉子每相應串多大電阻？1)027.015001460150011=-=-=nnnSNN054.01163399027.03222=??==NNNIESr146.018.28.2027.0122二-+?=-+=)()(mmSSmN入入2.11500300150011=--=-=)(nnnS(后者不穩定，舍去)或'175.022.82.12.18.228.02=?'+'??=?'+'=SmmSmSTTSmSmSSTmTNNQ=-=?+=QQ98.21222rSmSmRrRrSmSm)(‘‘2)973.115001460150011=+=+=-nnnSN575.079.6973.1973.18.225.12或'=?'+'??=?'+