異步電機(jī)例題與解答.doc
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第三篇 異步電機(jī)例題 一、 填空 1. 如果感應(yīng)電動機(jī)運(yùn)行時轉(zhuǎn)差率為s,則電磁功率、機(jī)械功率和轉(zhuǎn)子銅耗之間的比例是 = 。 答 1:(1-s):s 2. ★當(dāng)三相感應(yīng)電動機(jī)定子繞組接于50HZ的電源上作電動機(jī)運(yùn)行時,定子電流的頻率為 ,定子繞組感應(yīng)電勢的頻率為 ,如轉(zhuǎn)差率為S,此時轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電勢的頻率 ,轉(zhuǎn)子電流的頻率為 。 答 50HZ,50HZ,50SHZ,50SHZ, 3. 三相感應(yīng)電動機(jī),如使起動轉(zhuǎn)矩到達(dá)最大,此時Sm= ,轉(zhuǎn)子總電阻值約為 。 答 1, 4. ★感應(yīng)電動機(jī)起動時,轉(zhuǎn)差率S= ,此時轉(zhuǎn)子電流的值 , ,主磁通比,正常運(yùn)行時要 ,因此起動轉(zhuǎn)矩 。 答 1,很大,很小,小一些,不大 5. ★一臺三相八極感應(yīng)電動機(jī)的電網(wǎng)頻率50HZ,空載運(yùn)行時轉(zhuǎn)速為735轉(zhuǎn)/分,此時轉(zhuǎn)差率為 ,轉(zhuǎn)子電勢的頻率為 。當(dāng)轉(zhuǎn)差率為0.04時,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為 ,轉(zhuǎn)子的電勢頻率為 。 答 0.02,1HZ,720r/min,2HZ 6. 三相感應(yīng)電動機(jī)空載時運(yùn)行時,電機(jī)內(nèi)損耗包括 , , ,和 ,電動機(jī)空載輸入功率P1與這些損耗相平衡。 答 定子銅耗,定子鐵耗,機(jī)械損耗,附加損耗 7. 三相感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為n,定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為n1,當(dāng)時為 運(yùn)行狀態(tài);當(dāng)時為 運(yùn)行狀態(tài);當(dāng)n與n1反向時為 運(yùn)行狀態(tài)。 答 電動機(jī), 發(fā)電機(jī),電磁制動 8. 增加繞線式異步電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩方法有 , 。 答 轉(zhuǎn)子串適當(dāng)?shù)碾娮瑁?轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器 9. ★從異步電機(jī)和同步電機(jī)的理論分析可知,同步電機(jī)的空隙應(yīng)比異步電機(jī)的空氣隙要 ,其原因是 。 答 大,同步電機(jī)為雙邊勵磁 10. ★一臺頻率為60HZ的三相感應(yīng)電動機(jī),用在頻率為50HZ的電源上(電壓不變),電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩為原來的 ,起動轉(zhuǎn)矩變?yōu)樵瓉淼? 。 答 , 11. 感應(yīng)電動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩公式 。 答 12. 一臺三相異步電動機(jī)的額定功率是指額定運(yùn)行時的 功率,如果撤換其定子繞組,將每相匝數(shù)減小了,在電源電壓不變的條件下,氣隙中的每極磁通將 。 答 輸出的機(jī)械功率,減小 13. ★若感應(yīng)電動機(jī)的漏抗增大,則其起動轉(zhuǎn)矩 ,其最大轉(zhuǎn)矩 。 答 減小, 減小 14. ★鐵心飽和程度增加,則感應(yīng)電機(jī)的激磁電抗 。 答 減小 15. 深槽和雙籠型感應(yīng)電動機(jī)是利用 原理來改善電動機(jī)的起動性能的,但其正常運(yùn)行時 較差。 答 集膚效應(yīng), 功率因數(shù) 16. 繞線型感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子串入適當(dāng)?shù)碾娮?,會使起動電? ,起動轉(zhuǎn)矩 。 答 減小, 增大 二、 選擇 1. 繞線式三相感應(yīng)電動機(jī),轉(zhuǎn)子串電阻起動時( )。 A 起動轉(zhuǎn)矩增大,起動電流增大; B 起動轉(zhuǎn)矩增大,起動電流減?。? C 起動轉(zhuǎn)矩增大,起動電流不變; D 起動轉(zhuǎn)矩減小,起動電流增大。 答 B 2. 一臺50HZ三相感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為n=720r/min,該電機(jī)的級數(shù)和同步轉(zhuǎn)速為( )。 A 4極,1500 r/min; B 6極,1000 r/min; C 8極,750 r/min; D 10極,600 r/min。 答 C 3. ★籠型三相感應(yīng)電動機(jī)的額定狀態(tài)轉(zhuǎn)速下降,該電機(jī)轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢 相對于定子的轉(zhuǎn)速( )。 A 上升 ; B 下降; C 上升 ; D 不變。 答 D 4. 國產(chǎn)額定轉(zhuǎn)速為1450r/min的三相感應(yīng)電動機(jī)為( )極電機(jī)。 A 2; B 4; C 6; D 8。 答 B 5. ★一臺三相感應(yīng)電動機(jī)拖動額定恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行時若電源電壓下降此時電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩( )。 A ; B ; C ; D 。 答 A 6. ★三相異步電動機(jī)氣隙增大,其他條件不變,則空載電流( )。 A 增大 ; B 減小 ; C 不變 ; D 不能確定。 答 A 7. 三相感應(yīng)電動機(jī)等效電路中的附加電阻 上所消耗的電功率應(yīng)等于( ): A 輸出功率; B 輸入功率 ; C 電磁功率 ; D 總機(jī)械功率Pm。 答 D 8. 與普通三相感應(yīng)電動機(jī)相比,深槽、雙籠型三相感應(yīng)電動機(jī)正常工作時,性能差一些,主要是( )。 A 由于增大,增大了損耗; B 由于減小,使無功電流增大; C 由于的增加,使下降; D 由于減少,使輸出功率減少。 答 C 9. ★適當(dāng)增加三相繞線式感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子電阻時,電動機(jī)的( )。 A 減少, 增加, 不變, 增加; B 增加, 增加, 不變, 增加; C 減少, 增加, 增大, 增加; D 增加, 減少, 不變, 增加。 答 A 10. ★三相繞線式感應(yīng)電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行時,采用轉(zhuǎn)子回路串入電阻調(diào)速,運(yùn)行時在不同轉(zhuǎn)速上時,其轉(zhuǎn)子回路電流的大?。? )。 A 與轉(zhuǎn)差率反比 ; B 與轉(zhuǎn)差率無關(guān); C 與轉(zhuǎn)差率正比 ; D 與轉(zhuǎn)差率成某種函數(shù)關(guān)系。 答 B 11. 三相感應(yīng)電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的大小和( )成正比 A 電磁功率 ; B 輸出功率 ; C 輸入功率 ; D 總機(jī)械功率 。 答 A 12. ★設(shè)計(jì)在f1=50HZ電源上運(yùn)行的三相感應(yīng)電動機(jī)現(xiàn)改為在電壓相同頻率為60HZ的電網(wǎng)上,其電動機(jī)的( )。 A 減小,減小, 增大; B 減小,增大,減小; C 減小,減小,減小; D 增大,增大, 增大。 答 C 13. 一臺繞線式感應(yīng)電動機(jī),在恒定負(fù)載下,以轉(zhuǎn)差率S運(yùn)行,當(dāng)轉(zhuǎn)子邊串入電阻,測得轉(zhuǎn)差率將為( )(R已折算到定子邊)。 A 等于原先的轉(zhuǎn)差率S; B 三倍于原先的轉(zhuǎn)差率S; C 兩倍于原先的轉(zhuǎn)差率S; D 無法確定。 答 B 14. 國產(chǎn)額定轉(zhuǎn)速為960r/min的感應(yīng)電動機(jī)為( )電機(jī)。 A 2極; B 4極; C 6極; D 8極。 答 C 15. ★如果有一臺三相感應(yīng)電動機(jī)運(yùn)行在轉(zhuǎn)差率為S=0.25,此時通過氣隙傳遞的功率有( )。 A 25%的轉(zhuǎn)子銅耗; B 75%是轉(zhuǎn)子銅耗; C 75%是輸出功率; D 75%是總機(jī)械功率。 答 A 三、判斷 1. 三相感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子為任意轉(zhuǎn)數(shù)時,定、轉(zhuǎn)子合成基波磁勢轉(zhuǎn)速不變 。 ( ) 答 對 2. ★三相繞線式感應(yīng)電動機(jī)在轉(zhuǎn)子回路中串電阻可增大起動轉(zhuǎn)矩,所串電阻越大,起動轉(zhuǎn)矩就越大。 ( ) 答 錯 3. 當(dāng)三相感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短接并堵轉(zhuǎn)時,軸上的輸出功率為零,則定子邊輸入功率亦為零 。 ( ) 答 錯 4. 三相感應(yīng)電動機(jī)的功率因數(shù)總是滯后的 。 ( ) 答 對 5. ★感應(yīng)電動機(jī)運(yùn)行時,總要從電源吸收一個滯后的無功電流。 ( ) 答 對 6. ★只要電源電壓不變,感應(yīng)電動機(jī)的定子鐵耗和轉(zhuǎn)子鐵耗基本不變。 ( ) 答 錯 7. 感應(yīng)電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩在任何時候都絕不可能大于額定轉(zhuǎn)矩。 ( ) 答 錯 8. 繞線型感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻可以增大起動轉(zhuǎn)矩;籠型感應(yīng)電動機(jī)定子串電阻亦可以增大起動轉(zhuǎn)矩。 ( ) 答 錯 9. 三相感應(yīng)電動機(jī)起動電流越大,起動轉(zhuǎn)矩也越大。 ( ) 答 錯 10. ★三相繞線式感應(yīng)電動機(jī)在轉(zhuǎn)子回路中串電阻可增大起動轉(zhuǎn)矩,所串電阻越大,起動電流就越小。 ( ) 答 對 11. 深槽型和雙籠型感應(yīng)電動機(jī)與普通籠型電動機(jī)相比,能減小起動電流的同時增大起動轉(zhuǎn)矩。 ( ) 答 對 12. ★繞線型感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速在空載或輕載時的調(diào)速范圍很大。 ( ) 答 錯 13. 三相感應(yīng)電動機(jī)的起動電流很大,所以其起動轉(zhuǎn)矩也很大。 ( ) 答 錯 14. 三相感應(yīng)電動機(jī)的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩都與電機(jī)所加的電源電壓成正比。 ( ) 答 錯 15. 在機(jī)械和工藝容許的條件下,感應(yīng)電機(jī)的氣隙越小越好。 ( ) 答 對 16. ★對于感應(yīng)電動機(jī),轉(zhuǎn)差功率就是轉(zhuǎn)子銅耗。 ( ) 答 錯 17. 定、轉(zhuǎn)子磁動勢相對靜止是一切電機(jī)能正常運(yùn)行的必要條件。 ( ) 答 對 18. ★感應(yīng)電動機(jī)空載運(yùn)行時的功率因數(shù)很高。 ( ) 答 錯 四、簡答 1. 感應(yīng)電動機(jī)等效電路中的)代表什么含義? 能否用電感或電容代替﹖為什么? 答 代表與轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的機(jī)械功率相對應(yīng)的等效電阻,消耗在此電阻中的功率將代表實(shí)際電機(jī)中所產(chǎn)生的全(總)機(jī)械功率;不能;因?yàn)殡姼小㈦娙菹臒o功功率,而電機(jī)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的全(總)機(jī)械功率為有功功率。 2. ★感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時,轉(zhuǎn)子磁勢相對定子的轉(zhuǎn)速是否改變?相對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是否改變? 答 轉(zhuǎn)子磁勢相對定子轉(zhuǎn)速不變,相對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速改變。 3. ★繞線型感應(yīng)電動機(jī),若⑴轉(zhuǎn)子電阻增加;⑵漏電抗增大;⑶電源電壓不變,但頻率由50HZ變?yōu)?0HZ;試問這三種情況下最大轉(zhuǎn)矩,起動轉(zhuǎn)矩,起動電流會有什么變化? 答 (1)最大轉(zhuǎn)矩不變,起動轉(zhuǎn)矩上升,起動電流下降; (2) 最大轉(zhuǎn)矩下降,起動轉(zhuǎn)矩下降,起動電流下降; (3) 最大轉(zhuǎn)矩下降,起動轉(zhuǎn)矩下降,起動電流下降。 4. ★三相感應(yīng)電動機(jī)運(yùn)行時,若負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變而電源電壓下降10%,對電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,主磁通,功率因數(shù),電磁轉(zhuǎn)矩有何影響? 答 同步轉(zhuǎn)速不變;轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降;主磁通下降;功率因數(shù)下降;電磁轉(zhuǎn)矩不變。 5. 說明三相異步電動機(jī)等效電路中,參數(shù)以及各代表什 么意義? 答 定子繞組電阻;定子繞組漏抗,表征定子繞組漏磁效應(yīng);激磁電阻,表征鐵心損耗;激磁電抗,表征鐵心磁化性能;歸算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子繞組電阻;歸算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子繞組漏抗;代表與轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的機(jī)械功率相對應(yīng)的等效電阻。 6. 感應(yīng)電動機(jī)運(yùn)行時,定子電流的頻率是多少?由定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢以什么速度 切割定子和轉(zhuǎn)子?由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢基波以什么速度切割定子和轉(zhuǎn)子?兩個基波磁動勢的相對運(yùn)動速度多大? 答 定子電流的頻率為f1,轉(zhuǎn)子電流的頻率為f2=S f1,定子磁動勢以n1速度切割定子,以(n1-n)速度即Sn1速度切割轉(zhuǎn)子;轉(zhuǎn)子磁動勢也以n1速度切割定子,以S n1速度切割轉(zhuǎn)子。定、轉(zhuǎn)子基波磁動勢同步旋轉(zhuǎn),相對靜止。 7. 說明三相感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組折算和頻率折算的意義,折算是在什么條件下進(jìn)行的? 答 轉(zhuǎn)子繞組折算就是用新繞組替換原繞組。為了導(dǎo)出等效電路,用一個與定子繞組的相數(shù)、匝數(shù)和繞組因數(shù)相同的等效繞組替換實(shí)際轉(zhuǎn)子繞組,折算前后轉(zhuǎn)子繞組的磁動勢和各種功率及損耗不變,因而從定子邊看轉(zhuǎn)子,一切未變。頻率折算即用靜止的轉(zhuǎn)子替換旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子,折算條件也是磁動勢和各種功率及損耗不變。為此,只要將轉(zhuǎn)子電阻換成。 8. ★普通籠型感應(yīng)電動機(jī)在額定電壓下起動時,為什么起動電流很大,而起動轉(zhuǎn)矩并不大? 答 起動時n=0,S=1,旋轉(zhuǎn)磁場以同步速度切割轉(zhuǎn)子,在短路的轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)很大的電動勢和電流,引起與它平衡的定子電流的負(fù)載分量急劇增加,以致定子電流很大;起動時S=1,很小,電動機(jī)的等效阻抗很小,所以起動電流很大。由于,當(dāng)S=1、f2=Sf1時,使轉(zhuǎn)子功率因數(shù)角接近,很小,并不大;另外,因起動電流很大,定子繞組漏抗壓降大,使感應(yīng)電動勢E1減小,與之成正比的也減小。起動時,減小,并不大,使得起動轉(zhuǎn)矩并不大。 9. 感應(yīng)電動機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行,若電源電壓下降過多,會產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果?如果電源電壓下 降20%,對最大轉(zhuǎn)矩、起動轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子電流、氣隙磁通、轉(zhuǎn)差率有何影響(設(shè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變)? 答 最大轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比。如果電源電壓下降過多,當(dāng)起動轉(zhuǎn)矩下降到小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時,電動機(jī)不能起動。當(dāng)最大轉(zhuǎn)矩下降到小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時,原來運(yùn)行的電動機(jī)將停轉(zhuǎn)。 電源電壓下降20%,則最大轉(zhuǎn)矩下降到原來的64%,起動轉(zhuǎn)矩也下降到原來的64%。磁通下降到原來的20%,不考慮飽和的影響時,空載電流下降到原來的20%。在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的情況下,上升25%,定子電流相應(yīng)上升,電動機(jī)的轉(zhuǎn)速有所降低,S增大,Sm不變。 10. ★漏抗大小對感應(yīng)電動機(jī)的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)等有何影響? 答 當(dāng)電源電壓和頻率一定時,最大轉(zhuǎn)矩近似與漏抗成反比,漏抗越大,起動電流、起動轉(zhuǎn)矩越小,功率因數(shù)越低。 11. 兩臺型號完全相同的籠型感應(yīng)電動機(jī)共軸聯(lián)接,拖動一個負(fù)載。如果起動時將它們的定子繞組串聯(lián)以后接至電網(wǎng)上,起動完畢后再改為并聯(lián)。試問這樣的起動方法,對起動電流和起動轉(zhuǎn)矩有何影響? 答 定子繞組串聯(lián),每臺電動機(jī)的端電壓為1/2。由于起動電流與電壓成正比,起動轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比,使得總的起動電流為原來的1/2,總的起動轉(zhuǎn)矩為原來的1/4。 12. 繞線式感應(yīng)電動機(jī)在轉(zhuǎn)子回路串電阻起動時,為什么既能降低起動電流,又能增大起動轉(zhuǎn)矩?所串電阻是否越大越好? 答 從等效電路可以看出,增加轉(zhuǎn)子電阻使總的阻抗增加了,所以起動電流減小。轉(zhuǎn)子電阻增加,使得提高;起動電流減小使得定子漏抗電壓降低;電勢增加,使氣隙磁通增加。起動轉(zhuǎn)矩與氣隙磁通、起動電流、成正比,雖然起動電流減小了,但氣隙磁通和增加,使起動轉(zhuǎn)矩增加了。 如果所串電阻太大,使起動電流太小,起動轉(zhuǎn)矩也將減小。 13. ★一臺籠型感應(yīng)電動機(jī),原來轉(zhuǎn)子是插銅條的,后因損壞改為鑄鋁的。如輸出同樣轉(zhuǎn)矩,電動機(jī)運(yùn)行性能有什么變化? 答 轉(zhuǎn)子由銅條改為鋁條后,相當(dāng)于轉(zhuǎn)子回路電阻增大,使得電動機(jī)起動電流減小、起動轉(zhuǎn)矩增大,最大轉(zhuǎn)矩不變,臨界轉(zhuǎn)差率Sm增大。在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的情況下,S增大,轉(zhuǎn)速下降,效率降低。 14. ★感應(yīng)電動機(jī)定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組之間沒有直接的聯(lián)系,為什么負(fù)載增加時,定子電流和輸入功率會自動增加,試說明其物理過程。從空載到滿載電機(jī)主磁通有無變化? 答 負(fù)載增加時,電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降,轉(zhuǎn)差率上升,轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度增加,轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流相應(yīng)增加,轉(zhuǎn)子磁動勢也增加。由磁動勢平衡關(guān)系,定子磁動勢增加,定子電流上升,即從電網(wǎng)吸收的電功率增加。這一過程直到轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩重新平衡為止。 在U1不變的情況下,I1的增加導(dǎo)致I1Z1增加,使E1減小,主磁通略有減小。 15. ★感應(yīng)電動機(jī)在輕載下運(yùn)行時,試分析其效率和功率因數(shù)都較額定負(fù)載時低的原因。如定子繞組為聯(lián)接的感應(yīng)電動機(jī)改為Y聯(lián)接運(yùn)行,在輕載下其結(jié)果如何?此時所能負(fù)擔(dān)的最大負(fù)載必須少于多少? 答 (1)輕載時功率因數(shù)低的原因是由于輕載時定子負(fù)載電流小,定子電流主要取決于無功的勵磁電流,而在感應(yīng)電動機(jī)中,由于空氣隙的存在,勵磁電流較大,一般為.。 (2) 效率低的原因是由于輕載在輸入的電功率中輸出的有功功率小,而不變損耗(鐵耗和機(jī)耗)所占的分量較大,因此效率低。 (3)輕載時如將接改為Y接,由于相電壓只為原來的,因此,勵磁電流及鐵耗都大為減少,功率因數(shù)及效率將顯著改善。此時最大轉(zhuǎn)矩必須小于聯(lián)接時電動機(jī)的最大電磁轉(zhuǎn)矩的1/3。 16. ★為什么相同容量的感應(yīng)電機(jī)的空載電流比變壓器的大很多? 答 變壓器的主磁路全部用導(dǎo)磁性能良好的硅鋼片構(gòu)成,感應(yīng)電機(jī)的主磁路除了用硅鋼片構(gòu)成的定、轉(zhuǎn)子鐵心外,還有空氣隙。氣隙的長度盡管很小,但磁阻很大,使得感應(yīng)電機(jī)主磁路的磁阻比相應(yīng)的變壓器大,感應(yīng)電機(jī)空載電流標(biāo)么值為,變壓器空載電流的標(biāo)么值為 。 17. 感應(yīng)電機(jī)中,主磁通和漏磁通的性質(zhì)和作用有什么不同? 答 主磁通通過氣隙沿鐵心閉合,與定、轉(zhuǎn)子繞組同時交鏈,它是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的媒介,它占總磁通的絕大部分。主磁通可以由定子電流單獨(dú)產(chǎn)生。也可以由定、轉(zhuǎn)子電流共同產(chǎn)生。主磁通路徑的磁導(dǎo)率隨飽和程度而變化,與之對應(yīng)的勵磁電抗不是常數(shù)。 除主磁通以外的磁通統(tǒng)稱為漏磁通,它包括槽漏磁通。端部漏磁通和諧波漏磁通。僅與定子交鏈的稱為定子漏磁通,僅與轉(zhuǎn)子交鏈的稱為轉(zhuǎn)子漏磁通。漏磁通在數(shù)量上只占總磁通的很小的一部分,沒有傳遞能量作用。漏磁通路徑的磁導(dǎo)率為常數(shù),與之對應(yīng)的定子漏電抗、轉(zhuǎn)子漏電抗是常數(shù)。 18. 分析轉(zhuǎn)差率S對感應(yīng)電動機(jī)效率的影響。 答 空載到額定轉(zhuǎn)差時,定子鐵耗與機(jī)耗很小,可看成不變損耗,而定子、轉(zhuǎn)子銅耗則與定、轉(zhuǎn)子電流的平方成正比,是隨負(fù)載變化的損耗,因此,電動機(jī)的效率也隨負(fù)載而變化。當(dāng)負(fù)載從零開始增加時,S逐漸增加,總損耗增加緩慢,效率上升很快。由于,當(dāng)負(fù)載超過一定值,急劇增加,h降低,故此時h隨或S增加而降低。 19. 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子有哪兩種類型,各有何特點(diǎn)? 答:一種為繞線型轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子繞組像定子繞組一樣為三相對稱繞組,可以聯(lián)結(jié)成星形或三角形。繞組的三根引出線接到裝在轉(zhuǎn)子一端軸上的三個集電環(huán)上,用一套三相電刷引出來,可以自行短路,也可以接三相電阻。串電阻是為了改善起動特性或?yàn)榱苏{(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。 另一種為鼠籠型轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組大不相同,在轉(zhuǎn)子鐵心上也有槽,各槽里都有一根導(dǎo)條,在鐵心兩端有兩個端環(huán),分別把所有導(dǎo)條伸出槽外的部分都聯(lián)結(jié)起來,形成了短路回路,所以又稱短路繞組。具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠的優(yōu)點(diǎn)。但不能通過轉(zhuǎn)子串電阻的方式改善起動特性或調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。 20. ★異步電動機(jī)的氣隙比同步電動機(jī)的氣隙大還是小?為什么? 答:異步電動機(jī)的氣隙比同步電動機(jī)的氣隙小,因?yàn)楫惒诫妱訖C(jī)的勵磁電流由三相交流電源提供,如果氣隙大,則磁阻大,所需的勵磁電流就大,因勵磁電流為無功電流,所以勵磁電流大就使異步電動機(jī)功率因數(shù)變壞,即降低。而同步電動機(jī)勵磁電流由直流電源提供,從同步電動機(jī)的U形曲線可知,當(dāng)勵磁電流從小增大,勵磁狀態(tài)從欠勵到過勵時,功率因數(shù)可由滯后的轉(zhuǎn)變?yōu)槌暗模惒诫妱訖C(jī)的功率因數(shù)永遠(yuǎn)為滯后的。 21. 三相異步電動機(jī)的主磁通指什么磁通?它是由各相電流分別產(chǎn)生的各相磁通,還是由三相電流共同產(chǎn)生的?在等效電路中哪個電抗參數(shù)與之對應(yīng)?該參數(shù)本身是一相的還是三相的值?它與同步電動機(jī)的哪個參數(shù)相對應(yīng)?這與變壓器中的勵磁電抗是完全相同的概念嗎? 答:三相異步電動機(jī)的主磁通指的是由三相電流合成的基波旋轉(zhuǎn)磁動勢產(chǎn)生井通過氣隙到達(dá)轉(zhuǎn)子的磁通,它是由三相電流共同產(chǎn)生的,等效電路中勵磁電抗Xm與之對應(yīng),該參數(shù)本身是一相的值,它與同步電動機(jī)的電樞反應(yīng)電抗Xs相對應(yīng),與變壓器中勵磁電抗的概念是不完全相同的,變壓器中的勵磁電抗,為一相勵磁電流產(chǎn)生的主磁通所感應(yīng)的電動勢與該相勵磁電流的比值,即(忽略鐵損耗)。 22. 如果電源電壓不變,則三相異步電動機(jī)的主磁通大小與什么因素有關(guān)? 答:如果電源電壓不變,則三相異步電動機(jī)的主磁通大小就與定子電流I1有關(guān)。根據(jù) ,其中大小與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速有關(guān),所以主磁通大小還與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n有關(guān),或與轉(zhuǎn)差率S有關(guān)。 23.★當(dāng)主磁通確定之后,異步電動機(jī)的勵磁電流大小與什么有關(guān)?有人說,根據(jù)任意兩臺同容量異步電動機(jī)勵磁電流的大小,便可比較其主磁通的大小,此話對嗎?為什么? 答:當(dāng)主磁通確定之后,異步電動機(jī)的勵磁電流大小與定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙大小有密切關(guān)系,氣隙大也就是磁阻大,根據(jù)磁路歐姆定律,磁動勢=磁通磁阻,在磁通確定時,磁組大則磁動勢大,也就是勵磁電流大,所以一般異步電動機(jī)氣隙較小,以使勵磁減小,在主磁通相同時,氣隙大小不同,勵磁電流大小就不同,即不同大小的勵磁電流可產(chǎn)生相同的主磁通。所以,根據(jù)勵磁電流的大小便可比較其主磁通的大小,此話是不對的。 24. ★繞線型異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、極對數(shù)總是設(shè)計(jì)得與定子相同,鼠籠型異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子相數(shù)、極對數(shù)又是如何確定的呢?與鼠籠條的數(shù)量有關(guān)嗎? 答:鼠籠型異步電機(jī)轉(zhuǎn)子相數(shù)就是鼠籠轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)條數(shù);轉(zhuǎn)子極對數(shù)是靠定子繞組磁動勢感應(yīng)而得的,因此它始終與定子繞組的極對數(shù)相等,與鼠籠轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條數(shù)無關(guān). 25. 三相異步電動機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流與外加電壓、電機(jī)所帶負(fù)載是否有關(guān)?關(guān)系如何?是否堵轉(zhuǎn)電流越大堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩也越大?負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小會對起動過程產(chǎn)生什么影響? 答:堵轉(zhuǎn)電流與外加電壓成正比關(guān)系,與負(fù)載大小無關(guān)。若電機(jī)參數(shù)不變,則堵轉(zhuǎn)電流越大,堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩也越大。負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小會對起動時間的長短產(chǎn)生影響。 五、計(jì)算 1. 一臺三相感應(yīng)電動機(jī),額定功率,額定電壓,型接法,額定轉(zhuǎn)速nN=1442r/min,定、轉(zhuǎn)子的參數(shù)如下: ; 。 解:轉(zhuǎn)差率 試求在額定轉(zhuǎn)速時的電磁轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、起動電流和起動轉(zhuǎn)矩。 額定轉(zhuǎn)速時的電磁轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩為 起動電流為 起動線電流 起動轉(zhuǎn)矩 2. 一臺八極的三相感應(yīng)電動機(jī),額定轉(zhuǎn)差率SN=0.04,問該機(jī)的同步轉(zhuǎn)速是多少?當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在700r/min時,轉(zhuǎn)差率是多少?當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在800r/min時,轉(zhuǎn)差率是多少?當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在起動時, 轉(zhuǎn)差率是多少? 解 同步轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)速 當(dāng)時,轉(zhuǎn)差率 當(dāng)時,轉(zhuǎn)差率 當(dāng)電動機(jī)起動時,n=0,轉(zhuǎn)差率 3. ★有一臺三相四極感應(yīng)電動機(jī),50HZ,,Y接法,,,,SN=0.04,機(jī)械損耗與附加損耗之和為288W。設(shè),求此電動機(jī)額定運(yùn)行時的輸出功率、電磁功率、電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩。 解: 總機(jī)械功率 輸出功率 電磁功率 同步轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)速 電磁轉(zhuǎn)矩 或 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 4. ★一臺三相感應(yīng)電動機(jī),PN=7.5W,額定電壓UN=380V,定子接法,頻率為50HZ。額定負(fù)載運(yùn)行時,定子銅耗為474W,鐵耗為231W,機(jī)械損耗45W,附加損耗37.5W,已知nN=960r/min,,試計(jì)算定子電流頻率、轉(zhuǎn)子銅耗、定子電流和電機(jī)效率。 解 轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)子電流頻率 總機(jī)械功率 電磁功率 轉(zhuǎn)子銅耗 定子輸入功率 定子線電流 電動機(jī)效率 5. ★一臺三相四極50HZ感應(yīng)電動機(jī),PN=75KW,nN=1450r/min,UN=380V,IN=160A,定子Y接法。已知額定運(yùn)行時,輸出轉(zhuǎn)矩為電磁轉(zhuǎn)矩的90%,,。試計(jì)算額定運(yùn)行時的電磁功率、輸入功率和功率因數(shù)。 解 轉(zhuǎn)差率 輸出轉(zhuǎn)矩 電磁功率 轉(zhuǎn)子銅耗 定子銅耗 輸入功率 功率因數(shù) 6. 有一臺三相感應(yīng)電動機(jī),50HZ,380V,接法,其空載和短路數(shù)據(jù)如下: 空載試驗(yàn) , 短路試驗(yàn) , , 已知機(jī)械損耗為,,求該電機(jī)的型等效電路參數(shù)。 解 由空載損耗求得鐵損耗為 勵磁電阻 空載總電抗 由短路試驗(yàn)求得 短路阻抗 短路電阻 短路電抗 轉(zhuǎn)子電阻 轉(zhuǎn)子漏抗 勵磁電抗 7. ★三相繞線式感應(yīng)電動機(jī),轉(zhuǎn)子開路時,在定子上加額定電壓,從轉(zhuǎn)子滑環(huán)上測得電壓為100V,轉(zhuǎn)子繞組Y接法,每相電阻R2=0.6W,每相漏抗X2=3.2W,當(dāng)nN=1450r/min時,求轉(zhuǎn)子電流的大小和頻率、總機(jī)械功率。 解 轉(zhuǎn)差率 開路時,轉(zhuǎn)子相電勢 當(dāng)nN=1450r/min時,轉(zhuǎn)子電流頻率為 轉(zhuǎn)子電流 總機(jī)械功率 8. 已知三相鋁線感應(yīng)電動機(jī)的數(shù)據(jù)為PN=10KW,UN=380V,定子接法,,50HZ,定子銅耗(),轉(zhuǎn)子銅耗(),鐵耗,機(jī)械損耗,附加損耗。 試計(jì)算此電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速、負(fù)載制動轉(zhuǎn)矩、空載的制動轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩。 解 同步轉(zhuǎn)速為 總機(jī)械功率為 電磁功率為 額定負(fù)載試的轉(zhuǎn)差率 額定轉(zhuǎn)速 負(fù)載制動轉(zhuǎn)矩 空載制動轉(zhuǎn)矩 電磁轉(zhuǎn)矩 9. ★一臺三相四極50HZ繞線式感應(yīng)電動機(jī),轉(zhuǎn)子每相電阻。額定運(yùn)行時,轉(zhuǎn)子相電流為200A,nN=1475r/min,計(jì)算額定電磁轉(zhuǎn)矩。若保持額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變,在轉(zhuǎn)子回路串電阻,使轉(zhuǎn)速降低到1200r/min,求轉(zhuǎn)子每相應(yīng)串入的電阻值,此時定子電流、電磁功率、輸入功率是否變化? 解 當(dāng)n=1200r/min時 因 所以 從感應(yīng)電機(jī)的型等效電路可知,由于,電路中的、以及均未變化。當(dāng)U1、f1不變時,則定子電流、定子功率因數(shù)、定子電動勢、氣隙磁通、電磁功率、定子輸入功率均未變化。轉(zhuǎn)子電流、轉(zhuǎn)子功率因數(shù)也未變化。 接入電阻后,轉(zhuǎn)子銅耗 所以,接入電阻后,轉(zhuǎn)子總的銅耗增加,輸出功率減小,電機(jī)效率降低。 10. ★★一臺三相異步電動機(jī),額定電壓為380V,Y聯(lián)接,頻率為50HZ,額定功率為28KW,額定轉(zhuǎn)速為950r/min,額定負(fù)載時的功率因數(shù)為0.88,定子銅損耗及鐵損耗共為2.2KW,機(jī)械損耗為1.1KW,忽略附加損耗,計(jì)算額定負(fù)載時的: (1) 轉(zhuǎn)差率;(2) 轉(zhuǎn)子銅損耗; (3)效率; (4)定子電流;(5)轉(zhuǎn)子電流的頻率。 解 (1) (2) (3) (4) (5) 11. ★有一臺三相四極50HZ繞線式感應(yīng)電動機(jī)額定功率PN=150KW,額定電壓UN=380V,轉(zhuǎn)子銅耗pcu2=2210W,機(jī)械損耗pm=2600W,附加損耗ps=1000W。試求: (1)額定運(yùn)行時的電磁功率,額定轉(zhuǎn)差率的額定轉(zhuǎn)速。 (2)已知每相參數(shù),,求產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)差率。 (3)若要求在起動時產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)子每相繞組應(yīng)串入多大的電阻 解 (1)電磁功率 額定轉(zhuǎn)差率 額定轉(zhuǎn)速 (2) (3) 故 12. ★一臺50HZ、380V的異步電動機(jī)的數(shù)據(jù)為:,,,,過載能力。試求:(1)產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)差率;(2)時的電磁轉(zhuǎn)矩。 解:(1) 所以 即 解之得 或(舍去) 故 (2) 所以 13. ★★一臺四極籠式感應(yīng)電動機(jī),,,定子三角形接法,定子額定電流,頻率50HZ,定子銅耗5.12KW,轉(zhuǎn)子銅耗2.85KW,鐵耗3.8KW,機(jī)械損耗0.98KW,附加損耗3KW,,,產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時,,,起動時由于磁路飽和集膚效應(yīng)的影響,,,。試求:(1)額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速,電磁轉(zhuǎn)矩和效率。 (2)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)(即過載能力)和起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 解:(1)電磁功率 所以 (2) 所以 為過載能力 而 所以 所以 14. ★一臺JQ2-52-6異步電動機(jī),額定電壓380伏,定子三角形接法,頻率50HZ,額定功率7.5KW,額定轉(zhuǎn)速960r/min,額定負(fù)載時,定子銅耗474W,鐵耗231W,機(jī)械損耗45W,附加損耗37.5W,試計(jì)算額定負(fù)載時,(1)轉(zhuǎn)差率;(2)轉(zhuǎn)子電流的頻率; (3)轉(zhuǎn)子銅耗;(4)效率;(5)定子電流。 解:(1) (2) (3) (4) (5) 15. ★★設(shè)有一臺380V、50HZ、1450r/min、15KW的三角形聯(lián)結(jié)得三相感應(yīng)電動機(jī),定子參數(shù)與轉(zhuǎn)子參數(shù)如折算到同一邊時可作為相等,,每相漏抗為每相電阻的4倍,,,并且電流增減時漏抗近似為常數(shù)。試求: (1) 在額定運(yùn)行時的輸入功率,電磁功率,總機(jī)械功率以及各項(xiàng)損耗; (2) 最大電磁轉(zhuǎn)矩,過載能力,以及出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)差率; (3) 為了在起動時得到最大轉(zhuǎn)矩,在轉(zhuǎn)子回路中應(yīng)接入的每相電阻,并用轉(zhuǎn)子電阻的倍數(shù)表示之。 解:(1) , 所以 // 則 所以 輸入功率 電磁功率 總機(jī)械功率 定子銅耗 轉(zhuǎn)子銅耗 鐵耗 (2)最大轉(zhuǎn)矩 而 所以 而 所以 (3)要想起動時得到最大轉(zhuǎn)矩,則應(yīng)使 即 解得 每相應(yīng)串入的電阻方使起動時得到最大轉(zhuǎn)矩。 16. 一臺三相、六極、50HZ的繞線式異步電動機(jī),在額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)速為nN=980r/min,折算為定子頻率的轉(zhuǎn)子每相感應(yīng)電勢。問此時的轉(zhuǎn)子電勢和它的頻率為何值?若轉(zhuǎn)子不動,定子繞組上施加某一低電壓使電流在額定值左右,測得轉(zhuǎn)子繞組每相感應(yīng)電勢為10.2V,轉(zhuǎn)子相電流為20A,轉(zhuǎn)子每相電阻為,忽略集膚效應(yīng)的影響,試求額定運(yùn)行時的轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子銅耗為何值? 解:同步轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)子相電勢 轉(zhuǎn)子頻率 低壓不轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子每相漏阻抗 由于轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn),,電流在額定值左右并忽略集膚效應(yīng)的影響,所以和可作為電機(jī)正常運(yùn)行時轉(zhuǎn)子電阻值和折算到50HZ的轉(zhuǎn)子漏抗值 轉(zhuǎn)子相電流 轉(zhuǎn)子銅耗 17. ★有一臺三相四極繞線式感應(yīng)電動機(jī),,Y接法,。已知,,并設(shè),在輸入功率為時,測得轉(zhuǎn)子銅耗為,機(jī)械損耗為,附加損耗為。 試求:(1)此時的,,和; (2) 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(設(shè)電磁轉(zhuǎn)矩也不變),在轉(zhuǎn)子中每相串入電阻,那時的,,各為多少? 解:(1) (2) 代入數(shù)值有 解之。 另:此時 未加時 據(jù)得 代入數(shù)值解得 則有: 18. ★一臺型三相50HZ籠型感應(yīng)電動機(jī), ,定子Y接法,定子額定電流,額定轉(zhuǎn)速,起動時電機(jī)參數(shù), , ,, , 試求: (1) 直接起動時的起動電流倍數(shù)和起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù); (2) 若自耦變壓器降壓起動,自耦變壓器的變比,此時的起動電流倍數(shù)和起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為多少? (3) 若定子串電抗器降壓起動,降壓值與(2)相同,其起動電流和起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)時多少? (4) 一般當(dāng)應(yīng)用換接降壓起動時,電網(wǎng)供給的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩減小為直接起動的多少?該電機(jī)能否應(yīng)用起動? 解:(1) 所以 起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) (2)自耦變壓器起動時,加在電機(jī)上的電壓 所以 ,故電網(wǎng)提供的起動電流倍數(shù) 起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) (3) 串電抗器起動: 所以 (4)Y-起動時, 而 因?yàn)榇藭r電機(jī)正常運(yùn)行在Y接,所以不能采用Y-起動。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 異步電機(jī) 例題 解答
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