華科大辜承林主編《電機(jī)學(xué)》課后習(xí)題答案

1電機(jī) 學(xué)答案第 1 章 導(dǎo)論1. 1 電機(jī)和變壓器的磁路常采用什么材料制成？這些材料各有哪些主要特性？解：磁路：硅鋼片。 特點(diǎn)：導(dǎo)磁率高。電路：紫銅線。 特點(diǎn)：導(dǎo)電性能好，電阻損耗小 軋硅鋼片， 永磁材料 鐵氧體稀土鈷釹鐵硼變壓器：冷軋硅鋼片。1. 2 磁滯損耗和渦流損耗是什么原因引起的？它們的大小與哪些因素有關(guān)？解 ： 磁滯損耗 ： 鐵磁材料在交變磁場(chǎng)作用下反復(fù)磁化 ， 磁疇會(huì)不停轉(zhuǎn)動(dòng) ， 相互間產(chǎn)生摩擦 ，消耗能 量，產(chǎn)生功 率損耗。 與磁場(chǎng) 交變頻率 f ，磁通 密度 B ，材料 ，體積，厚度有關(guān)。渦流損耗 ：由電磁感應(yīng)定 律，硅鋼片中有圍 繞磁通呈渦旋狀 的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電 流產(chǎn)生叫渦流， 渦流在其流通路徑 上的等效電阻中 產(chǎn)生的損耗叫渦流 損耗。 與磁場(chǎng)交變頻率 f ，磁通密度，材料，體積，厚度有關(guān) 。1. 3 變壓器電動(dòng)勢(shì)、運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因有什么不同？其大小與哪些因素有關(guān)？解：變壓器電勢(shì)：磁通隨時(shí)間變化而在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 4. 44 mE f N = 。運(yùn)動(dòng)電勢(shì)：線圈與 磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的 e T 與磁密 B ，運(yùn)動(dòng)速度 v ，導(dǎo)體長(zhǎng)度 l ，匝數(shù) N 有關(guān)。1. 6 自感系數(shù)的大小與哪些因素有關(guān)？有兩個(gè)匝數(shù)相等的線圈，一個(gè)繞在閉合鐵心上，一個(gè)繞在 木質(zhì)材料 上，哪一 個(gè)自感系 數(shù)大？ 哪一個(gè)自 感系數(shù)是 常數(shù)？哪 一個(gè)自 感系數(shù)是 變數(shù)，隨什么原因變化？解 ： 自感電勢(shì) ： 由于電流本身隨時(shí)間變化而在線圈內(nèi)感應(yīng)的電勢(shì)叫自感電勢(shì) 。 d Le d = 對(duì)空心線圈： L 所以 d L d t= 自感： 2L m mi i i = = = Am =所以， L 的大小與匝數(shù)平方、磁導(dǎo)率 、磁路截面積 A 、磁路平均長(zhǎng)度 l 有關(guān)。閉合鐵心 0 ， 所以閉合鐵心的自感系數(shù)遠(yuǎn)大于木質(zhì)材料 。 因?yàn)?0 是常數(shù) ， 所以木質(zhì)材料的自感系數(shù)是常數(shù)，鐵心材料的自感系數(shù)是隨磁通密度而變化。1. 7 在圖 1. 30 中，若一次繞組外加正弦電壓 u 1 、繞組電阻 電流 i 1 時(shí)，問(wèn)（ 1 ）繞組內(nèi)為什么會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)？（ 2 ）標(biāo)出磁通、一次繞組的自感電動(dòng)勢(shì)、二次繞組的互感電動(dòng)勢(shì)的正方向；（ 3 ）寫出一次側(cè)電壓平衡方程式；（ 4 ）當(dāng)電流 i 1 增加或減小時(shí)，分別標(biāo)出兩側(cè)繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的實(shí)際方向。解 ： ( 1) u 1 為正弦電壓 ， 電流 i 1 也隨時(shí)間變化 ， 由 i 1 產(chǎn)生的磁通隨時(shí)間變化 ， 由電磁感應(yīng)定律知 dd = 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) .( 2) 磁通方向 ：右手螺旋定則 ，全電流定律 1e 方向：阻 止線圈中磁鏈的 變化，符合右手螺2旋定則：四指指向電勢(shì)方向，拇指為磁通方向。( 3) 1 1 1 1 d tu i = +( 4) i 1 增加，如右圖。 i 1 減小1. 8 在圖 1 . 30 中， 如果電流 i 1 在鐵 心中建立 的磁通是 s i ，二 次繞組的 匝數(shù)是2N ，試求二次繞組內(nèi) 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值的計(jì)算公式，并 寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量關(guān)系的復(fù)數(shù)表示式。解： ( 1) 2 22 2 2 222 2m m mE f N N = = = ( 2) 2 2 29 0 0 . 7 0 7 9 0 = 1. 9 有一單匝矩形線圈與一無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)體在同一平面上 ， 如圖 1. 31 所示 ， 試分別求出下列條件下線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：（ 1 ）導(dǎo)體中通以直流電流 I ，線圈以線速度 v 從左向右移動(dòng)；（ 2 ）導(dǎo)體中通以電流 s i ，線圈不動(dòng)；（ 3 ）導(dǎo)體中通以電流 s i ，線圈以線速度 v 從左向右移動(dòng)。解：關(guān)鍵求磁通 ( 1) a c v ta v t + = ( ) ( )ve b B a c v t B a v t v= + + +0 0( ) ( ) 2 ( )IB a c v t H a c v ta c v + + = + + = + + ( ) 2 ( )a c v l H a c v += = + +同理 a+v t 處的 B 值0 ( ) 0 2 ( )a v t a v a v + += = + 0 01 12 2 ( ) ( )( )I b v b I v ca v t a c v t a v t a c v + + + + + += =( 2) 只有變壓器電勢(shì)dT d = a b B = = xH l N I= N = 1 2 ( )xH a c + =0= 0 0 12 2 s i ma x a + += =0 0 012 2 2s i n s i n l n ( ) s i n l nm ma cI b I b ba c a ca ma x d x t a x I + + + = = + = 02 l n c o sb a cT ae += ( 3) 運(yùn)動(dòng)電勢(shì) e v 變?yōu)椋? s i ) ( ) v c tv a v t a c v + + += （把（ 1 ）中的 I 用 s i ）3變壓器電勢(shì)變?yōu)椋?2 s i n l c v t I b a c v tx a v ta v d t + + + + = =02 l n c a c v tT dt a v te + += = 線圈中感應(yīng)電勢(shì) v Te e e= +1. 10 在圖 1. 32 所示的磁路中 ， 兩個(gè)線圈都接在直流電源上 ， 已知 1I 、 2I 、 1N 、 2N ， 回答下列問(wèn)題：（ 1 ）總磁動(dòng)勢(shì) F 是多少？（ 2 ）若 2I 反向，總磁動(dòng)勢(shì) F 又是多少？（ 3 ） 電流方向仍如圖所示 ， 若在 a 、 b 出切開(kāi)形成一空氣隙 ， 總磁動(dòng)勢(shì) F 是多少？此時(shí)鐵心磁壓降大還是空氣隙磁壓降大？（ 4 ） 在鐵心截面積均勻和不計(jì)漏磁的情況下 ， 比較 （ 3 ） 中鐵心和氣隙中 B 、 H 的大小 。（ 5 ）比較（ 1 ）和（ 3 ）中兩種情況下鐵心中的 B 、 H 的大小。( 1) 1 1 2 2F N I N I= 有右手螺旋定則判斷可知，兩個(gè)磁勢(shì)產(chǎn)生的磁通方向相反。( 2) 1 1 2 2F N I N I= +（ 3 ） 總的磁勢(shì)不變?nèi)詾?1 1 2 2F N I N I= 磁壓降 鐵心 R = 空氣隙 00 =雖然 1 但 0 0m 空氣隙的磁壓降大（ 4 ） 忽略漏磁 而截面積相等 = 0 F （ 5 ） 第一種情況 ( 1 ) 大 ( 1 ) ( 3 )B B同理 ( 1 ) ( 3 )H H1 11 一個(gè)帶有氣隙的鐵 心線圈（參考圖 1 ，若線圈電阻為 R ，接到電壓為 U 的直流電源上， 如果改變氣隙的 大小，問(wèn)鐵心內(nèi)的 磁通 和線圈中 的電流 I 將如何變 化？若線圈電阻可忽略不計(jì) ，但線圈接到電壓有效值為 U 的工頻交流電源 上，如果改變氣隙大小，問(wèn)鐵心內(nèi)磁通和線圈中電流是否變化？如氣隙 增大磁阻 大，如磁勢(shì)不變，則 減小 dd i e R i = + = + 在減小 0dd 為電磁制動(dòng)狀態(tài)。5 2 異步電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行和作電磁制動(dòng)運(yùn)行時(shí) ， 電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向之間的關(guān)系是否一樣？怎樣區(qū)分這兩種運(yùn)行狀態(tài)？發(fā)電機(jī)運(yùn)行和電磁制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩方向都與轉(zhuǎn)向相反，是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；但發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向相同，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于同步速，電磁制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向相反。5 3 有一繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī) ， 定子繞組短路 ， 在轉(zhuǎn)子繞組中通入三相交流電流 ， 其頻率為 1f ，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子以 60 11 = （ p 為定、轉(zhuǎn)子繞組極對(duì)數(shù)）沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，問(wèn)此時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向如何？轉(zhuǎn)差率如何計(jì)算？假如定子是可轉(zhuǎn)動(dòng)的 ， 那么定子應(yīng)為順時(shí)針旋轉(zhuǎn) （ 與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同 ） 但因定子固定不動(dòng)不能旋轉(zhuǎn)，所以轉(zhuǎn)子為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 1 1n = （ n 為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速）5 4 為什么三相異步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流的標(biāo)幺值比變壓器的大得多？在額定 電壓時(shí)異步 機(jī)空在電流 標(biāo)么值為 30左右 ，而變壓器 的空載電流 標(biāo)么值為 50左右。這是因?yàn)楫惒綑C(jī)在定子和轉(zhuǎn)子之間必須有空隙，使轉(zhuǎn)子能在定子內(nèi)圓內(nèi)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣異步機(jī)的磁路磁阻就較大，而變壓器磁路中沒(méi)有氣隙，磁阻小，因此，相對(duì)變壓器而言，異步電動(dòng)機(jī)所需勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)大，勵(lì)磁電流大。5 5 三相異步電機(jī)的極對(duì)數(shù) p 、同步轉(zhuǎn)速 1n 、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 、定子頻率 1f 、轉(zhuǎn)子頻率 2f 、轉(zhuǎn)差 率 s 及轉(zhuǎn) 子磁動(dòng) 勢(shì) 2F 相對(duì) 于轉(zhuǎn)子 的轉(zhuǎn)速 2n 之間 的相互 關(guān)系如 何？試 填寫下 表中的空格。p 11 m i n/ m i n/ 1 2 s 12 m i n/ 0 0. 032 1000 501800 60 35 600 - 5003 1000 - 0. 24 50 116 01 11n 2 1f s f=2F 相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 2 1n n n= 2F 相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速 1 6 試證明轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速為同步速度 1n 。54轉(zhuǎn)子磁勢(shì)是由轉(zhuǎn)子三相 （ 或多相 ） 對(duì)稱繞組感應(yīng)的三相 （ 或多相 ） 對(duì)稱電流產(chǎn)生的一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁勢(shì) ，這個(gè)磁勢(shì)相對(duì) 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)子 電流的頻率決定 ，當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為 2F 相對(duì)于轉(zhuǎn)子的 轉(zhuǎn)速 n ，轉(zhuǎn)差率 為 s 時(shí)，轉(zhuǎn)子 電流的頻率 2 1f s f= ，則這個(gè) 磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn) 速 為 1s n ， 它 相 對(duì) 定 子 的 轉(zhuǎn) 向 永 遠(yuǎn) 相 同 ， 相 對(duì) 定 子 的 轉(zhuǎn) 速 為111 1 1n n n n n n+ = + = ，即永遠(yuǎn)為同步速。5 7 試說(shuō)明轉(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？繞組折算 ： 將異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組折算成一個(gè)相數(shù)為 1m ， 匝數(shù)為 1N ， 繞組系數(shù)為 1持極對(duì)數(shù)不變。頻率折算 ： 用一個(gè)等效的靜止轉(zhuǎn)子來(lái)代替原來(lái)的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子 ， 在該靜止轉(zhuǎn)子回路中串入一個(gè) 1 2 的模擬電阻，而定子方各物理量不變。折算的條件：保持轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)不變，及轉(zhuǎn)子上有功，無(wú)功率不變。5 8 異步電動(dòng)機(jī)定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組沒(méi)有直接聯(lián)系 ， 為什么負(fù)載增加時(shí) ， 定子電流和輸入功率會(huì)自動(dòng)增加，試說(shuō)明其物理過(guò)程。從空載到滿載，電機(jī)主磁通有無(wú)變化？電磁勢(shì)平衡方程式 ： 知 1 0 1 I= + 當(dāng)負(fù)載時(shí) ， 定子電流只有一個(gè)分量 0I ， 用以產(chǎn)生磁時(shí)來(lái)抵消轉(zhuǎn)子磁勢(shì)的作用 ， 雖然定轉(zhuǎn)子無(wú)直接電聯(lián)系 ， 定子電流會(huì)自動(dòng)增加的原因。從空載到滿載，由 電勢(shì)平衡方程式 1 1 1 1U E I Z= + 1U 基本不變， 1I ， 1 1I Z 略有 1E 略有下降，故主磁通 為下降。5 9 異步電動(dòng)機(jī)的等效電路有哪幾種？等效電路中的 ( ) 2/1 代表什么意義？能否用電感或電容代替？等效電路 T 形等效電路 形 準(zhǔn)確 P 形等效電路（ 為復(fù)數(shù)）換準(zhǔn)確 P 形等效電路（ 為實(shí)數(shù)）簡(jiǎn)化 形等效電路（ = 1 ）消耗在 1 2 上的電功 率就是電動(dòng)機(jī)所 產(chǎn)生的機(jī)械功率 m e 它是有 功功率，不能用電容或電感代替。5 10 異步電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，若電源電壓下降過(guò)多，會(huì)產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果？試說(shuō)明其原因 。 如果電源電壓下降 ， 對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的 m a s 2I 、 s 有何影響？ 2 0e T= + 負(fù)載不變 e 變 2 2c m M I = 如電壓下降過(guò)多 ，為保持 e 變， 2 1I I 易燒毀電機(jī)。5521 12 21 1 1 1 21m a ( ) )m x + + += 1U m a 2m a x 1T U2 1 1 2 2 21 1 2 1 21 ( ) ( )m U Rs t R R x + + += 1U s 21s 1 1 1 1U E I Z= + 1 1E U 1 1 1 mE f N k= 1 轉(zhuǎn)矩 2 2c m M I = 不變， 2m 1e = 1 為常數(shù) e 變e 變 2c ue 22 1 2 2c uP m I R= 2I 2c s （ 或者 1U ， e 平方下降，而負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變 n s ）5 11 漏電抗大小對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能，包括起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)等有何影響？為什么？1 2 21 2 1 2( ) ( )t R R X + + +=2 1 1 2 2 21 1 2 1 21 ( ) ( )m U Rs t R R X + + +=21 12 21 1 1 1 21m a ( ) m X + + +=1 2211c os t + 漏電抗與 m a x, ,s t s T 成反比，與 1c 正比5 12 某繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，如果（ 1 ）轉(zhuǎn)子電阻增加一倍 ； （ 2 ）轉(zhuǎn)子漏電抗增加一倍 ；（ 3 ） 定子電壓的大小不變 ， 而頻率由 50為 60 各對(duì)最大轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩有何影響？（ 1 ） 2R 增加一倍， s 加， m a 變（ 2 ） 2x + 增加一倍， s 小， m a ?。?3 ） 1f 由 50為 60相當(dāng)于 2x + 增加，且分母增大了 s m a 小5 13 一臺(tái)籠型異步電動(dòng)機(jī)，原來(lái)轉(zhuǎn)子是插銅條的，后因損壞改為鑄鋁的，在輸出同樣轉(zhuǎn)矩的情況下，下列物理量將如何變化？（ 1 ）轉(zhuǎn)速 n ；2R 2 21 1 2 21 21 1 21( ) ( )R sR e m R X + + += 而負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變， n 下降（ 2 ）轉(zhuǎn)子電流 2I ；負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變， 本不變， m 2 2c m I = 2I 基本不變。（ 3 ）定子電流 1I ；1 2I I= 1I 基本不變。（ 4 ）定子功率因數(shù) 1c ；56（ 5 ）輸入功率 1P ；2T 基本不變 1P 基本不變。（ 6 ）輸出功率 2P ；2P （ 2 2c 增大）（ 7 ）效率 ； 損耗減?。?8 ）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 s s （ 9 ）最大電磁轉(zhuǎn)矩 m a m a 變5 14 繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串人適當(dāng)?shù)碾娮杩梢栽龃笃饎?dòng)轉(zhuǎn)矩，串入適當(dāng)?shù)碾娍箷r(shí)，是否也有相似的效果？轉(zhuǎn)子側(cè)串入電抗 ， 不能增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 串如電抗后 2I 雖然 大了 ， 但 2c 總起來(lái)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 2 2c t m I = 仍然不能增大。5 15 普通籠型異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓下起動(dòng)時(shí)，為什么起動(dòng)電流很大而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大？但深槽式或雙籠電動(dòng)機(jī)在額定電壓下起動(dòng)時(shí) ， 起動(dòng)電流較小而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大 ， 為什么？s 的原因是 ： 在剛啟動(dòng)時(shí) ， 轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài) ， 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以較大的轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)環(huán) ， 在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生較大的電勢(shì) ， 因而產(chǎn)生較大的電流 ， 由磁勢(shì)平衡關(guān)系 ， 定子中也將流過(guò)較大的電流。s 大的原因是 ： 在剛起動(dòng)時(shí) ， n = 0 , s = 1 ， 轉(zhuǎn)子頻率較高 ， 轉(zhuǎn)子電抗較大 ， 轉(zhuǎn)子邊的功率因數(shù)很低 ， 由 2 2c m m I = 12 12E U 12m s t 知 ， 最初起動(dòng)時(shí)，雖然 2I 較大，但因 2c 很低， s 然不大。對(duì)深槽和雙鼠籠異步電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí) 2 1f f= ， 有明顯的集膚效應(yīng) ， 即轉(zhuǎn)子電流在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體表面流動(dòng) ， 相等于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體截面變小 ， 電阻增大 ， 即相等于轉(zhuǎn)子回路串電阻 ，使 ,s t s 當(dāng)起動(dòng)完畢后， 2 1f s f= 很小，沒(méi)有集膚效 應(yīng)，轉(zhuǎn)子電流流過(guò)的導(dǎo)體截面積增大 ， 電阻減小 ， 相當(dāng)于起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子回路所串電阻去掉 ， 減小了轉(zhuǎn)子銅損耗 ，57提高了電機(jī)的效率。5 16 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子回路中串人電阻起動(dòng)時(shí)，為什么既能降低起動(dòng)電流又能增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩？試分析比較串入電阻前后起動(dòng)時(shí)的 2I 、 2c 、 s 如何變化的？串入的電阻越大是否起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大？為什么？繞線式轉(zhuǎn)子串入電阻 ，轉(zhuǎn)子電流減小，定子電流也減小，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大 ， 這是因?yàn)?： 在起動(dòng)時(shí) ， 1s = ， 雖然串入 致 2I 減小 ， 但卻使得 1 1E U 設(shè)串電阻前由于 1 2R R ， 1 2x 11 12E U 大，接近正常運(yùn)行時(shí)的主磁通，轉(zhuǎn)子回路功率因數(shù) 2 2 2 22 ( )c + += 增大，綜合三個(gè)因素， s 一般情況下 ， 串入電阻后 ， 2I 和 1I 將變小 ， 本不變 ， 嚴(yán)格地講 ， 隨 1I 變小 ， 1 1 1 1E U I Z = 變小 ， ） ， 2c 將明顯提高 s 顯增加 ， s 因?yàn)?2c 最大為 1 ， 接近 1 時(shí)變化不大了 ， 相反 ， 電阻率大了 ， 電流明顯減小 ， s 并不是串電阻越大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大。5 17 兩臺(tái)同樣的籠型異步電動(dòng)機(jī)共軸連接，拖動(dòng)一個(gè)負(fù)載。如果起動(dòng)時(shí)將它們的定子繞組串聯(lián)以后接至電網(wǎng)上 ， 起動(dòng)完畢后再改接為并聯(lián) 。 試問(wèn)這樣的起動(dòng)方法 ， 對(duì)起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩的影響怎樣？通過(guò)串聯(lián) 起動(dòng)，使每臺(tái)電動(dòng) 機(jī)定子繞組電壓 為并聯(lián)起動(dòng)時(shí)候的 12 因此 s 并聯(lián)時(shí)的 14 ， s 并聯(lián)起動(dòng)時(shí)的 12 ， 而電網(wǎng)供給的起動(dòng)電流為并聯(lián)時(shí)的 14 （ 電網(wǎng)供給的電流并聯(lián)是一臺(tái)起動(dòng)電流的 2 倍）5 18 繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，試定性分析轉(zhuǎn)子回路突然串入電阻后降速的電磁過(guò)程。5 19 繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，在轉(zhuǎn)子回路接入一個(gè)與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)同頻率、同相位的外加電動(dòng)勢(shì)，試分析電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將如何變化？5 20 單繞組變極調(diào)速的基本原理是什么？一臺(tái)四極異步電動(dòng)機(jī)，采用單繞組變極方法變?yōu)閮蓸O電機(jī)時(shí)，若外加電源電壓的相序不變，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向?qū)?huì)這樣？5 21 為什么在變頻恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)要求電源電壓隨頻率成正比變化？若電源的頻率降低，而電壓的大小不變，會(huì)出現(xiàn)什么后果。5 22 如果電網(wǎng)的三相電壓顯著不對(duì)稱，三相異步電動(dòng)機(jī)能否帶額定負(fù)載長(zhǎng)期運(yùn)行？為什么？5 23 已知某一臺(tái)三相 異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓下直接起動(dòng) 時(shí)，起動(dòng)電流等于額定電流的 6倍，試 計(jì)算當(dāng)電網(wǎng) 三相電壓不 對(duì)稱、負(fù)序 電壓分量的 大小等于額 定電壓 10%、電機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí) ， 定子相電流可能出現(xiàn)的最大值是額定電流的多少倍？這樣的運(yùn)行情況是否允許？為什么？585 24 三相異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)有一相斷線，能否繼續(xù)運(yùn)行？當(dāng)電機(jī)停轉(zhuǎn)之后，能否再起動(dòng)？5 25 怎樣改變單相電容電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向？對(duì)罩極式電動(dòng)機(jī)，如不改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它的旋轉(zhuǎn)方向能改變嗎？5 26 已知一臺(tái)型號(hào)為 J 82三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率為 55額定電壓為 380V，額定功率因數(shù)為 0 . 89，額定效率為 91. 5%，試求該電動(dòng)機(jī)的額定電流3 c N N I = 3 005 5 1 03 c o s 3 3 8 0 0 . 8 9 9 1 . 5 I = = =5 27 已知某異步電動(dòng)機(jī)的額定頻率為 50 額定轉(zhuǎn)速為 970r / m i n ， 問(wèn)該電機(jī)的極數(shù)是多少？額定轉(zhuǎn)差率是多少？ m i m i 000 6 01 6 0 5 01 0 0 0 3p = = 極數(shù)為 6 極。111 0 0 0 9 7 01 0 0 0 = = =5 28 一臺(tái) 50相繞線式異步電 動(dòng)機(jī)，定子繞組 Y 聯(lián)接，在定子上加 額定電壓。當(dāng)轉(zhuǎn)子 開(kāi) 路 時(shí) ， 其 滑 環(huán) 上 測(cè) 得 電 壓 為 72V， 轉(zhuǎn) 子 每 相 電 阻 = 每 相 漏 抗= 42 X 。忽略定子漏阻抗壓降，試求額定運(yùn)行 s ，時(shí)，（ 1 ）轉(zhuǎn)子電流的頻率；轉(zhuǎn)子電流的頻率 2 1 0 2( )Nf s f H z= = =（ 2 ）轉(zhuǎn)子電流的大小；滑環(huán)上測(cè)得電壓為 72V，這是線電壓，相電壓為 7 2 3 轉(zhuǎn)子開(kāi)路，且忽略定子漏阻抗壓降，說(shuō)明轉(zhuǎn)子上的電壓為 7 22 3v = 2 2e iR k k R= 2 2e iX k k = 7 2 322 2 22 2 0 . 622 22 2 0 . 0 42 2 . 6 82 ( ) 4( )( ) ( ) eR iR ie k += = = = 2 2 )iI k I A= =（ 3 ）轉(zhuǎn)子每相電動(dòng)勢(shì)的大?。?轉(zhuǎn) 子 開(kāi) 路 時(shí) 測(cè) 得 的 轉(zhuǎn) 子 感 應(yīng) 電 勢(shì) 為 7 22 3 )E V= = 此 時(shí) 轉(zhuǎn) 子 不 轉(zhuǎn) ， 即1S = ，當(dāng) 時(shí) 2 2 )E V= = =（ 4 ）電機(jī)總機(jī)械功率。 2 21 1 1 0 . 0 41 2 2 2 2 2 0 . 0 43 )s sm e c s sP m R I m I R V = = = =5 29 已知一臺(tái)三相異步 電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為： 380= ，定子 聯(lián)接， 50額定轉(zhuǎn)速m i n/1426 = ， = = X ， = = X ，略不計(jì)， = 202試求：（ 1 ）極數(shù)；59解： m i m i 500 P=2，即 2P=4（ 2 ）同步轉(zhuǎn)速；m i 500（ 3 ）額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)子頻率；111 5 0 0 1 4 2 61 5 0 0 = = =2 1 0 )f s f = =（ 4 ）繪出 T 型等效電路并計(jì)算額定負(fù)載時(shí)的 1I 、 1P 、 1c 和 2I 。 2 2 . 8 22 2 0 . 0 4 9 3 j X j + = + = + =222 0 2 5 8 . 4 1 1 . 6 1 1 1 7 9 6 . 8 1 0 1 . 6 1 1 1 7 9 6 . 8 1 0 1 . 6 12 2 0 2 5 7 . 2 1 1 . 2 5 5 7 . 2 2 1 3 . 7 5 2 2 1 . 2 7 7 5 jm j j X Z+ + += = = = =i 1 1 2 j X X Z j j + + = + + + = += 1 3 8 0 01 5 9 . 5 9 3 1 . 9 9 = = 定子電流為 13 )I A=1 1 1 13 c 380 c )P U I = =1c os c = （滯后）1 1 1 1 380 2 380 I Z= = = i= 380 j = = 123 3 9 . 9 7 5 . 4 0 52 5 8 . 4 1 1 . 6 1 )= = = - - - - - - - - - - 已知 J 92相異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為： k 52 = ， 380= （定子 聯(lián)接 ） ， m i n/1480 = ， = = X ， = = X ， = = 26 機(jī)械損耗 k Wp m e c 。 試用 T 型 、較準(zhǔn)確 型和簡(jiǎn)化 型三種等效電路計(jì)算額定負(fù)載時(shí)的定子電流、功率因數(shù)和效率 ，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析比較。T 型等效電路：111 5 0 0 1 4 8 01 5 0 0 = = = 2 0 . 0 7 32 2 0 . 0 1 3 3 3 j X j + = + = + =6 )m m j X j= + = + = 60222 6 . 1 4 5 8 3 . 6 9 5 . 5 2 9 82 2 8 7 2 . 9 2 )m Z += = = i 1 3 8 0 015 . 3 8 9 2 2 . 8 )= = = 即1 I A= 1c （ 滯后 ） 為了求功率，要計(jì)算 2I ， 2 1 1 1 380 1 380 )E E U I Z = = = + = 2 3 8 6 . 3 7 3 8 6 . 3 72 5 . 5 2 9 )= = = 1 3 8 6 . 3 72 6 . 1 4 5 ) = = = 2 21 1 13 3 312( )c R W= = = 2 22 2 23 3 073( )c R W= = =2 23 3 802( )F e m R W= = = 1100( )m e = a 略。1 1 1 11 3 1 2 1 0 7 3 1 8 0 2 1 1 0 0 5 2 8 7 0 03 c o s 7 4 1 0 11 1 ( 1 ) I + + += = = =較準(zhǔn)確 P 型電路5 30 某三相異步電動(dòng) 機(jī)， k 0= ， 380= （線電壓 ） ， ， 4 極，Y 聯(lián)接 ， = 空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)為 ： 801 = （ 線電壓 ） ， ， k ，機(jī)械損耗 k Wp m e c 。短路試 驗(yàn)中的一點(diǎn)為： 20= （線電壓 ） ， AI k ，k Wp k 。 試計(jì)算出忽略空載附加損耗和認(rèn)為 21 時(shí)的參數(shù) 2R 、 1X 、 空載試驗(yàn)： 3 8 0 31 000 5 . 4 ) = = 忽略 a 0 1 0 1 425 3 0 )F e m e m I R P W= = =2 21 0 3 0 1 . 2 63 5 . 4 )m = = = 或者 24 2 5 8 03 5 . 4 = 2 2 2 20 0 0 )X Z k= = = 短路試驗(yàn)：1 2 0 31 8 . 1 )Z = = = 219 2 03 1 8 . 1 2 m = = = 2 2 2 )k k R= = = 00 4 0 . 3 42 1 4 0 . 3 4 3 . 7 1 2( ) ( R = = = 61200 2 2 24 0 . 3 4 3 . 7 1 21 2 0 2 0 4 0 . 3 4( ) ) X R = = + = + = 0 1 ) X = = = 5 31 一臺(tái)三相異步電動(dòng) 機(jī)的輸入功率為 10. 7子銅耗為 450W，鐵耗為 200W，轉(zhuǎn)差率為 s = ，試計(jì)算電動(dòng)機(jī)的電磁功率、轉(zhuǎn)子銅耗及總機(jī)械功率。1 1 10700 450 200 10050( )e m c u F P P W= = = 電磁功率2 0050 e P W= = =( 1 ) 10050 e c e P W= = =5 35 一臺(tái) J 52步電動(dòng)機(jī)，額定電壓為 380V，定子 聯(lián)接，頻率 50額定功 率7 . 5 額定轉(zhuǎn)速 960r / m i n ， 額定負(fù)載時(shí) = ， 定子銅耗 474W， 鐵耗 231W，機(jī)械損耗 45W，附加損耗 計(jì)算額定負(fù)載時(shí)，（ 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。（ 1 ） 1 60 3000 1000 m i rn p= = = 111000 960 = = =（ 2 ） 2 1 0 2f Z= = =（ 3 ） 2m e c m e c a dP p p p= + + = 7500+45+37. 5=1 )m e c e P= 03 60 1317 500e me = = = 161 1 e e P S = = = （ 4 ） 2U F e m e c a P P P P= + + + + = 474+316+213+45+37. 5=1103. 51 2P 7500= 7500 = = =+ +（ 5 ） 1 1 1 1 13 c 380 I = 6217500 80 + = = 5 33 一臺(tái) 4 極中型異步電動(dòng)機(jī) ， k 00= ， 380= ，定子 聯(lián)接，定子額定電流 385= ， 頻率 50 定子銅耗 k u ， 轉(zhuǎn)子銅耗 k u ，鐵 耗 k e ， 機(jī) 械 損 耗 k Wp m e c ， 附 加 損 耗 k Wp a d 3= ，= = 正 常 運(yùn) 行 時(shí) = X ， = = X ； 起動(dòng) 時(shí) ， 由于 磁 路 飽和 與 趨 膚效 應(yīng) 的影 響 ， = X ，= = X 。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(guò)載能力）和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。解 ： （ 1 ） 2m e c m e c a dP p p p= + + =200+=e P= ( 1 )m e c e P= 2 1c um e p S = S=1 ) ( 1 500 1479 m i n r= = =2 ue m pP k = =03 60 1317 500e me = = = 2 21 2P 200= 200 = = =+ + + + + +（ 2 ） 21 1m a x 2 21 1 1 1 212( ( ) )m X = + + +22 260 3 380 3186 500 2 ( N = + + +3200 10 60 2 1479 = = = 63m a x 3186 = =( )21 1 22 21 1 2 1 22 ( )s U R X = + + + 21 = =( ) ( )22 23 2 3 8 0 0 . 0 7 1 5 2 7 2 1 . 5 0 0 . 0 3 4 5 0 . 0 7 1 5 0 . 1 3 7 5 0 . 1 1 N = = + + + ts t = =5 34 一臺(tái)三相 8 極異步電 動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為： k 00= ， 380= ， 0= ，m i n/722 = ，過(guò)載能力 k 。試求：（ 1 ）產(chǎn)生最大電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)差率；（ 2 ） s = 的電磁轉(zhuǎn)矩。（ 1 ）2( 1m N m k k= + 推倒如下：m a NN m T = =+（即 e m = 時(shí)）2 22 0m m N m NS k S S + = 求一元二次方程即可11750 722 = = =) + =（ 2 ）3200 10 60 2 722 = = = m a x m NT k T N m= = =m a =+642 2 2 = =+480 .e m= =5 35 一 臺(tái) 三 相 4 極 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 額 定 功 率 為 28 380= ， %90= ， 定子為三角形聯(lián)接 。 在額定電壓下直接起動(dòng)時(shí) ， 起動(dòng)電流為額定電流的 6 倍，試求用 Y - 起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流是多少？解：328 10 c 380 U = = = 直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流：6 6 t A= = =用 起動(dòng)時(shí)：ts t = =5 36 一臺(tái)三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī) ， k 55= ， 294= ， 42 =p ， 380= ，Y 聯(lián)接 。 其參數(shù)為 = R ， = 11 ， 電動(dòng)勢(shì)及電流的變 比 ie 現(xiàn)要 求把起動(dòng)電 流限制為 3 倍額定 電流，試計(jì) 算應(yīng)在轉(zhuǎn)子回路每相中接入多大的起動(dòng)電阻？這時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為多少？解：3 3 294 882s t A= = =起動(dòng)時(shí)阻抗：380 882Ns ts = = 2 21 2 1 2( ) ( )s t s R R X = + + + +2 21 2 R + + = + = = = 每相接入的起動(dòng)電阻為：s ts t e k= = = ( )21 1 22 21 1 2 1 22 ( ) ( )s ts ts tm R R X += + + + + ( )( )222 23803 2 2 0 m = = +5 37 一 臺(tái) 4 極 繞 線 型 異 步 電 動(dòng) 機(jī)， 50 轉(zhuǎn) 子 每 相 電 阻 = 額 定 負(fù) 載 時(shí)m i n/1480 = ，若負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，要求把轉(zhuǎn)速降到 1100r / m i n ，問(wèn)應(yīng)在轉(zhuǎn)子每相串入多大的電阻？解：160 60 50 1500 m i = =111500 1480 = = =111500 1100 = = = 負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變 電磁轉(zhuǎn)矩不變2 2 += 1 ) 1333= = = 5 38 一臺(tái) 三相 4 極異 步電動(dòng)機(jī) ， 3801 = ，定 子 Y 接法 ， 滯 后 ） ，= = s ， 機(jī)械 損耗 和 附加 損耗 之 和為 288W， 設(shè)N = ，試求：（ 1 ）額定運(yùn)行時(shí)輸出功率、電磁功率和輸入功率；（ 2 ）額定運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩和輸出轉(zhuǎn)矩。（ 1 ） 2P=4， 1 1500rn mi n=66（ 2 ） 111500 1426 = = =2 1 0 s f H Z= = =與 4 ） 2e m c uP s p=2 22 2 23 3 86c R W = = =2 286 ue m s = = =0 37 500e me = = 5 39 一臺(tái)三相 4 極繞線式異步電動(dòng)機(jī) ， 01 = ， 轉(zhuǎn)子每相電阻 = 額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子相電流為 200A，轉(zhuǎn)速 m i n/1475 = ，試求：（ 1 ）額定電磁轉(zhuǎn)矩；1 5 0 0 1 4 7 51 5 0 0 =22 2 0 . 0 1 52 2 0 . 0 1 6 6 73 200 10800( )Re m SP m I W= = =11 0 8 0 02 1 5 0 0 688( )e = = = （ 2 ） 在轉(zhuǎn)子回路串入電阻將轉(zhuǎn)速降至 1120r / m i n ， 求所串入的電阻值 （ 保持額定電磁轉(zhuǎn)矩不變 ） ；1 5 0 0 1 1 2 01 5 0 0 =2 2 +=0 . 2 5 3 32 0 . 0 1 6 6 7( 1 ) ( 1 ) ) = = = （ 3 ）轉(zhuǎn)子串入電阻前后達(dá)到穩(wěn)定時(shí)定子電流、輸入功率是否變化，為什么？ 保持電磁轉(zhuǎn)矩 e 變，而 1= e 變1 1e m c u F P P= 電壓不變 變， 1E 不變（ 1 1E U ）1 11 11U ER j += 不