电机学课后习题答案 吕宗枢10章 三相异步电动机的基本性能

电机学课后习题答案 吕宗枢 高等教育

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第10章 思考题与习题参考答案

10.1 异步电动机的性能指标有哪些？它们代表的物理意义是什么？

答：异步电动机的性能指标主要有五项，分别是：额定效率 N，额定功率因数cos N，最大转矩倍数TmaxN，起动转矩倍数TstN和起动电流倍数IstIN。其中， N和cos N是反映电动机出力能力

和IstIN是反映电动机起动性能的指标。

10.2 什么是三相异步电动机的Y-△降压起动? 它与直接起动相比，起动转矩和起动电流有何变化? 答：为了降低三相异步电动机的起动电流，对于定子绕组为Δ形联结电动机，起动时先将定子绕组接成Y形，实现降压起动，当起动完毕后，再将定子绕组恢复成Δ形联结进入正常运行。Y-△降压起动时，绕组电压降低

倍，起动电流和起动转矩降均低为直接起动时的

变化?

后

答

10.3 三相笼型异步电动机采用自耦变压器降压起动时，起动电流和起动转矩与直接起动时相比有何

案

3

网

1

aw

.

1。 3

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压器的变比）。

10.4 在绕线转子异步电动机转子回路内串电阻起动，既可提高起动转矩，又能减少起动电流，这是什么原因？串电感或电容起动，是否也有同样效果？

答：从等效电路来看，起动时，转子回路串入电阻，转子电流将减小，根据磁动势平衡关系，此时的定子电流也将减小。虽然转子电流减小了，但是因为转子电阻的增大，转子回路功率因数将提高，由

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cos 2可知，当所串电阻值适当时，转子电流有功分量I2 cos 2是增大的，所以起动转矩Tem CT 0I2

cos 2减小，导致起动转矩反而会增大。必须指出，串入的电阻值不能过大，否则转子电流太小，使I2

cos 2减小，导致起减小。转子回路串电感，可以降低起动电流，但同时转子的功率因数也降低，使I2

动转矩减小；串电容时可分两种情况：1）当X2-XC=0或|X2-XC|<X2时，起动电流增大，起动转矩也增大；2）|X2-XC|>X2，起动电流减小，起动转矩也减小。

10.5三相异步电动机进行变频调速时，应按什么规律来控制定子电压?为什么?

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课

答：采用自耦变压器降压起动时，起动电流和起动转矩都降低为直接起动时的

com

1

倍（ka为自耦变2ka

的指标，称为力能指标；TmaxN是反映电动机短时间承受过负载能力的指标，称为过载能力；TstN

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答：在变频调速时，为了保持电机良好的运行性能，总希望维持主磁通 0不变，因此需要U1f1保持不变，即电压与频率成正比变化。这也称为电压频率协调控制。

10.6 绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速有哪些特点？

答：转子回路串电阻调速不能实现连续调节（分级调速），调速范围较小，转子电阻铜损耗增大，电机效率降低。

10.7 什么是绕线转子电动机的串级调速？与绕线转子电动机转子串电阻调速相比，其优点是什么？ 答：绕线转子异步电动机的串级调速不是在转子回路中串入电阻，而是串入一个与转子感应电动势

E2s频率相同、相位相反的附加电动势Ead，从而改变转子电流的大小，实现速度调节。与转子回路串电

转差功率中只有一小部分被转子绕组电阻所消耗，而其余大部分被产生Ead的装置回馈到了阻调速相比，

10.8 简述电磁转差离合器的工作原理和调速过程。

答：工作原理：电磁转差离合器本质上也是一台感应电动机，但结构简单，主要由电枢（由铸钢制成的圆筒）和磁极组成。磁极上的励磁线圈通入直流电流产生恒定的磁场，电枢由异步电动机拖动，电枢因切割直流励磁磁场而产生涡流，该涡流与励磁磁场相互作用产生电磁力，拖动磁极转子沿电枢旋转

调速过程：调节直流励磁电流的大小，可以平滑地调节机械负载的转速。在负载不变时，增大励磁电流，磁场增强，涡流增大，电磁转矩增大，磁极转子转速（既机械负载转速）上升，与之相伴，磁场与电枢相对速度减小，涡流开始减小，电磁转矩也减小，当转速升高到某一值时，电磁转矩减小（恢复）到又与负载转矩平衡，电机便在这个高转速下稳定运行。因此，增大励磁电流，负载转速上升，反之，减小励磁电流，负载转速下降。

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10.9 如果电网电压不对称程度严重，三相异步电动机在额定负载下能否长时间运行？为什么？

答：如果电源电压不对称程度严重，三相异步电动机不能在额定负载下长期运行。因为这时负序电

压较大，负序磁场强，制动性质的负序电磁转矩大，电机转速低，正序电流大，再加上较大的负序电流，造成电机发热，长时间运行将烧毁电机。

10.10 三相异步电动机起动时，如果电源或绕组一相断线，电动机能否起动？如果运行中电源或绕

组一相断线，能否继续旋转？为什么？

答：对于Y形联结的电动机，一相电源断线或一相绕组断线情况是相同的，这时电机气隙中产生一

个脉动磁场，因此电机不能起动。但运行中发生一相断线，电机仍能能继续旋转，这时相当于单相电动

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方向旋转，磁极转子的转速必小于电枢的转速（即拖动电枢的异步电动机的转速）。

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电网，所以即使电机在低速运行，效率也较高。

后

答

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机运行，但此时电流会增大，电机发热，长时间运行会烧毁电机。

对于Δ形联结的电动机，如果一相电源断线，这时电机气隙中产生一个脉动磁场，因此电机不能起动。但运行中发生这种断线，能继续旋转，相当于单相电动机。如果一相绕组断线，电机变成两相绕组通两相电流，由于绕组在空间上有相位差、绕组电流在时间上有相位差，所以产生一个椭圆形旋转磁场，因此电机能起动，运行中发生这种断线，也能继续旋转。当然也将出现电机过热现象。

cos N=0.85，起动电流倍数kI 5.5，起动转矩倍数kT 1.2，供电变压器允许起动电流为150A，能

（2）负载转矩为0.5TN。 否在下列情况下采用Y 降压起动？（1）负载转矩为0.25TN；

解： IN

PN

3UNcos N N

40 103

3 380 0.85 0.9

79.44A

Ist kIIN 5.5 79.44 436.9A Tst kTTN 1.2TN IstY TstY

因此，负载转矩为0.25TN时，可以采用Y—Δ起动；负载转矩为0.5TN时，不可以采用Y—Δ起动。

10.12 一台三相笼型异步电动机的数据为：UN 380V，△联结，IN=20 A，kI 7，kT 1.4，

www.

IstY

TstY

求：(1)采用Y-△降压起动时，起动电流为多少? 能否半载起动? (2)采用自耦变压器在半载下起动，起动电流为多少? 试选择自耦变压器的抽头比。

解：（1）Ist kIIN 7 20 140A

Tst kTTN 1.4TN

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Tst 1.4TN 0.467TN 0. …… 此处隐藏：2586字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……