電機學作業(yè)及答案（感應電機）

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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差率？如何根據轉差率的不同來

區(qū)別各種不同運行狀態(tài)？答：“同步〞和〞異步〞是個相對概念，是指交流旋轉電動機的轉速n對旋轉磁場的轉速n1而言，

若n=n1為同步電機，n≠n1為異步電機。

異步電機轉差率s是指旋轉磁場轉速n1與轉子轉速n之間的轉速差（n1-n）與旋轉磁

s?n1?nn1場轉速n1的比率，即

。

當n0），n>n1時轉差率為負（sn>0時，轉差率sn>∞時，轉差率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/分，試求：

（1）接成Y形或Δ形時的定子額定電流；（2）同步轉速n1及定子磁極對數P；（3）

帶額定負載時轉差率

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

n1?取p=2

?1500r/min60fp?60?502同步轉速

?1500?14501500?0.0333s?n1?nNn1(3)額定轉差率

3.當異步電動機1450rpm接入50HZ電網運行時，定子電動勢的頻率是多少？轉子電動勢的頻率為多少？由定子電流的產生的旋轉磁動勢以什么速度截切定子，又以什么速度截切轉子？由轉子電流的產生的旋轉磁動勢以什么速度截切轉子，又以什么速度截切定子？，它與

定子旋轉磁動勢的相對速度是多少？

答：定子電動勢頻率為f1；轉子電動勢頻率為f2=sf1；

由定子電流產生的定子旋轉磁動勢以n1的速度截切定子，又以n1-n的速度截切轉子。由轉子電流產生的轉子旋轉磁動勢以n2?sn1的速度截切轉子，又以n2?n?n1的速度截切定子，它與定子旋轉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，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總是滯后的，而變壓器呢？

。.答：異步電動機定，轉子間的電磁關系尤如變壓器，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）。再加上轉子繞組的漏阻抗，故轉子電流只可能是滯后無功電流，則與轉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/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：

p?60fnN?60?509503.16

n1?取p?3

?1000r/min60fp?60?503同步轉速：

1000?9501000?0.05sN?n1?nn1?額定轉差率：

總機械功率：Pmec?PN?pmec?28?1.1?29.1kW

pcu2轉子銅損：

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,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，其對應轉差率為sa。

1、當電壓下降過多，則電磁轉矩下降更多,當最大電磁轉矩Tm’’TL(曲線2)，則穩(wěn)定運行于b點，（不停轉），但此時：Tmax減?。?/p>