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1、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 n1 之差对同步转速n1 之比值 sn1 nn1s 0 为发电机状态。 0 s 1 为电动机状态， s1 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。53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f1 ，旋转磁
2、场相对于转子以n160 f1 / p （ 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。 sn1nn1（ 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
3、电流大。5 5三相异步电机的极对数p 、同步转速 n1、转子转速n 、定子频率f1 、转子频率 f 2 、转差率 s 及转子磁动势F2 相对于转子的转速n2 之间的相互关系如何？试填写下表中的空格。1500.03210005018006035600-50031000-0.24501F2 相对于转子的转速n2 n1n F2 相对于定子的转速 n15 6试证明转子磁动势相对于定子的转速为同步速度n1。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 F2 相对于转子的转速n ，转差率为 s 时，转子电流
4、的频率f2sf1 ，则这个磁动势相对转子的转速为sn1 ，它相对定子的转向永远相同，相对定子的转速为 sn1 nn1n n n1 n n1 ，即永远为同步速。15 7试说明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？绕组折算：将异步电机转子绕组折算成一个相数为m1 ，匝数为 N1 ，绕组系数为 kN 1 的等效转子绕组来替代原来的转子绕组，保持极对数不变。频率折算：用一个等效的静止转子来代替原来的旋转的转子，在该静止转子回路中串入一个1 s sR 2 的模拟电阻，而定子方各物理量不变。折算的条件：保持转子磁动势不变，及转子上有功，无功率不变。5 8异步电动机定子绕组与转子绕组没有直
5、接联系，为什么负载增加时，定子电流和输入功率会自动增加，试说明其物理过程。 从空载到满载， 电机主磁通有无变化？电磁势平衡方程式：知I1I 0I1L当负载时，定子电流只有一个分量I 0 ，用以产生磁时来抵消转子磁势的作用，虽然定转子无直接电联系，定子电流会自动增加的原因。从空载到满载，由电势平衡方程式U 1E1I 1Z1 U 1 基本不变，I1， I1Z1略有 E1 略有下降，故主磁通m 略为下降。5 9异步电动机的等效电路有哪几种？等效电路中的1s / s R2 代表什么意义？能否用电感或电容代替？等效电路T形等效电路形准确P 形等效电路（为复数）换准确 P 形等效电路（为实数）简化形等效电
6、路（=1）消耗在 1 ss R2 上的电功率就是电动机所产生的机械功率Pmec ，它是有功功率，不能用电容或电感代替。5 10异步电动机带额定负载运行时，若电源电压下降过多，会产生什么严重后果？试说明其原因。如果电源电压下降，对感应电动机的Tm ax 、 Tst 、m 、 I 2 、s 有何影响？ TemT2T0 负载不变 Tem 不变 TemC M m I 2 cos2 如电压下降过多m，为保持 Tem 不变， I 2I 1 易烧毁电机。Tmax1m1U12 U 1TmaxTmaxU21 2(RR2( xx )2111121m U 2 R2Tst112 U 1TstTstU 1U 1E1 I
7、1Z11( R1 2( x1)2R2 )x2 E1U 1E14.44 f1N1kN1 m U 1m转矩 TemCMmI 2 cos2 不变，mI 2 TemPem1 为常数 Tem 不变1Rem 不变 s p Pcu 2m1I 2 R2 I 2 Pcu2 s （或者 U 1， Tem 成平Pcu 22em方下降，而负载转矩不变ns）5 11漏电抗大小对异步电动机的运行性能，包括起动电流、起动转矩、最大转矩、功率因数等有何影响？为什么？漏电抗与I st , Tst , Tmax 成反比，与 cos 1 成正比5 12某绕线转子异步电动机，如果（1）转子电阻增加一倍； （ 2）转子漏电抗增加一倍；
8、（3）定子电压的大小不变，而频率由50Hz 变为 60Hz，各对最大转矩和起动转矩有何影响？（1） R2增加一倍， Tst 增加， Tmax 不变（2） xx2 增加一倍， Tst 减小， Tmax 减小（3）f1，相当于 xx增加，且分母增大了Tst ， Tmax 减由 50Hz 变为 60Hz2小5 13一台笼型异步电动机，原来转子是插铜条的，后因损坏改为铸铝的，在输出同样转矩的情况下，下列物理量将如何变化？（ 1）转速 n ；R2Tem1Rm1U12 R2 s2 Te m而负载转矩不变，n 下降1 ( R2( X)2)1X1s2（2）转子电流 I 2 ；负载转矩不变，Tem 基本不变，T
9、e mCmm I 2 cos 2 I 2 基本不变。（3）定子电流 I 1 ；I1I 2 I1 基本不变。（ 4）定子功率因数cos 1 ；（5）输入功率 P1 ；T2 基本不变P1 基本不变。（6）输出功率 P2 ；P2（ R2Pcu 2 增大）（7）效率；损耗减小（8）起动转矩 Tst ；（9）最大电磁转矩Tm ax 。Tm ax 不变5 14绕线式三相异步电动机转子回路串人适当的电阻可以增大起动转矩，串入适当的电抗时，是否也有相似的效果？转子侧串入电抗，不能增大起动转矩串如电抗后I 2虽然m 增大了，但cos 2下降总起来起动转矩TstCmmI 2 cos 2 仍然不能增大。5 15普通
10、笼型异步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不大？但深槽式或双笼电动机在额定电压下起动时，起动电流较小而起动转矩较大，为什么？I st 大的原因是：在刚启动时，转子处于静止状态，旋转磁场以较大的转速切割转子导环，在转子中产生较大的电势，因而产生较大的电流，由磁势平衡关系，定子中也将流过较大的电流。Tst 不大的原因是：在刚起动时，n =0 , s =1，转子频率较高，转子电抗较大，转子边的功率因数很低，由Tem11m 知，Cm mI 2 cos 2E22 U 1mst2最初起动时，虽然 I 2 较大，但因 cos 2很低， Tst仍然不大。对深槽和双鼠笼异步电动机在起动时f2
11、f1 ，有明显的集肤效应，即转子电流在转子导体表面流动，相等于转子导体截面变小，电阻增大，即相等于转子回路串电阻，使I st,Tst当起动完毕后，f 2sf1 很小，没有集肤效应，转子电流流过的导体截面积增大，电阻减小， 相当于起动时转子回路所串电阻去掉，减小了转子铜损耗，提高了电机的效率。5 16绕线转子异步电动机在转子回路中串人电阻起动时，为什么既能降低起动电流又能增大起动转矩？试分析比较串入电阻前后起动时的m 、 I 2 、 cos2 、I st 是如何变化的？串入的电阻越大是否起动转矩越大？为什么？绕线式转子串入电阻R 后，转子电流减小，定子电流也减小，但起动转矩增大，这是因为： 在起动时， s1 ，虽然串入 R 导致 I 2 减小，但却使得 E1U 1 设串电阻前由于 R1 R2 ， x1x2 E112 U1 m 较大，接近正常运行时的主磁通，转子回路功率因数 cos 2(RR2RTstR) 2
