《船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)》課后習(xí)題的答案解析

1、完美格式整理版船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)課后習(xí)題答案第1章電與磁1-1、鐵磁材料具有哪三種性質(zhì)？答：鐵磁材料具有“高導(dǎo)磁率”、“磁飽和”以及“磁滯和剩磁”等三種性質(zhì)。1-2、為什么通電線圈套在鐵心上，它所產(chǎn)生的磁通會顯著增加？答：通電線圈未套在鐵心上時，其產(chǎn)生的磁通所經(jīng)過的磁路主要是空氣隙，磁阻很大，因此磁通一般較小。當(dāng)通電線圈套在鐵心上時，磁通所經(jīng)過的磁路有很大的一段是由鐵磁材 料組成的，磁路的磁阻顯著下降，所以它所產(chǎn)生的磁通會顯著增加。1-3、鐵磁材料在交變磁化時，為什么會產(chǎn)生磁滯和渦流損耗？直流電磁鐵的鐵心為什么是由整塊鑄鐵制成的？答：由于鐵磁材料有磁滯和剩磁的性質(zhì)，需要一定的外界提供一定的能量

2、來克服磁滯 和剩磁的作用實現(xiàn)交變磁化，因此交變磁化時會產(chǎn)生磁滯損耗。交變磁化的磁通將在鐵心中 感應(yīng)電動勢，而由于鐵磁材料本身具有一定的導(dǎo)電能力，感應(yīng)的電動勢將在鐵心中形成渦流（以鐵心中心軸線為圓心的同心環(huán)形電流），渦流在導(dǎo)體上產(chǎn)生的損耗就是渦流損耗。直流電磁鐵產(chǎn)生的磁通是大小和方向都恒定不變的直流磁通，直流磁通不會產(chǎn)生渦流損耗，因此 沒有必要象交流電磁鐵那樣采用硅鋼片制造，為了使制造工藝簡化，直流電磁鐵的鐵心就常 常采用整塊鑄鐵制成。1-4、標(biāo)出圖1-23中通電導(dǎo)體A B和C所受電磁力的方向。答：參考書P.17頁，根據(jù)左手定則，通電導(dǎo)體A所受電磁力的方向為從右往左；通電導(dǎo)體B所受電磁力的方向為

3、從左往右；通電導(dǎo)體 C有兩個導(dǎo)體，左下邊的導(dǎo)體所受電磁力的方 向為從左往右，右上邊導(dǎo)體所受電磁力的方向為從右往左， 若兩個導(dǎo)體是一個線圈的兩個邊， 則這個線圈將受到逆時針的電磁轉(zhuǎn)矩。1-5、應(yīng)用右手定則，確定圖 1-24中的感應(yīng)電動勢方向或磁場方向（圖中箭頭表示導(dǎo)體運動 方向，®。表示感應(yīng)大多數(shù)方向）。答：（參考書P.17頁）在圖（a）中磁場為左N右S,導(dǎo)體從上往下運動，根據(jù)右手定則 感應(yīng)電動勢的方向應(yīng)該為由紙面指向外，即用。表示；在圖 （b）中磁場為右N左S,導(dǎo)體從 下往上運動，根據(jù)右手定則感應(yīng)電動勢的方向應(yīng)該為由紙面指向外，即也用。表示；圖（c）感應(yīng)電動勢的方向為是由外指向紙面，

4、運動方向從下往上運動，根據(jù)右手定則，作用兩邊的磁場應(yīng)該是左 N右S;圖（d）中磁場為右N左S,感應(yīng)電動勢為。，是由紙面指向外， 導(dǎo)體運動方向應(yīng)該是從下往上。1-6、什么是自感？如何確定自感電動勢的方向？在圖1-25所示的電路中，繪出開關(guān)SA閉合時自感電動勢的方向和開關(guān)打開時自感電動勢的方向。答：所謂自感，有兩層意思：一是指線圈的自感現(xiàn)象；二是指自感系數(shù)（反映線圈產(chǎn)生 自感電動勢的能力，即自感系數(shù)L的數(shù)值）。當(dāng)線圈通入變化的電流時，變化電流產(chǎn)生的磁通也是變化的，變化磁通在線圈本身感 應(yīng)電動勢的現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象，即由于自身電流在自身感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，簡稱自感。線 圈的匝數(shù)與磁路導(dǎo)磁能力不同時，即使

5、電流的大小和變化率相同，感應(yīng)的自感電動勢將是不同的，反映線圈產(chǎn)生自感電動勢能力的參數(shù)為自感系數(shù)L,簡稱自感。在自感現(xiàn)象中感應(yīng)的自感電動勢方向與阻礙磁通變化的方向符合右手螺旋定則，即感電動勢總是力圖阻礙磁通和電流變化的。根據(jù)右手螺旋定則，在圖 1-25所示的電路中，當(dāng) SA 閉合時，線圈中的電流 i將按圖中所示方向增加，產(chǎn)生的磁通在從下往上的方向上增加，因 此自感電動勢的方向是線圈的上端為正，下端為負(fù)。當(dāng)SA打開時，線圈中的電流i將按圖中所示方向減少，產(chǎn)生的磁通在從下往上的方向上減少，因此自感電動勢的方向是線圈的上端 為負(fù)，下端為正。1-7、交、直流接觸器有什么不同點？（注：本題主要指交、直流接

6、觸器的電磁機構(gòu)）答：交、直流接觸器的不同點基本上體現(xiàn)在交、直流電磁鐵的不同點上，即，它們的電 磁機構(gòu)的不同點上。交、直流接觸器電磁機構(gòu)的主要不同點有：鐵心構(gòu)造不同，線圈結(jié) 構(gòu)不同，工作原理方面存在差異。具體如下：鐵心構(gòu)造方面的不同：交流電磁鐵的鐵心由鋼片疊壓而成，且一般有短路環(huán)；直流電磁 鐵的鐵心一般由整塊鑄鐵制成，且不設(shè)短路環(huán)。交流電磁鐵為了減少渦流損耗，鐵心的應(yīng)該 由片間涂有絕緣材料的硅鋼片疊壓而成。此外為了避免鐵心中因磁通過零而出現(xiàn)的吸力為零，從而出現(xiàn)銜鐵振動現(xiàn)象，交流電磁鐵的鐵心一般設(shè)有短路環(huán)。而直流電磁鐵因為穩(wěn)定運行時 不會產(chǎn)生渦流損耗，為了簡化工藝等，鐵心通常由整塊鑄鐵制成。直流電

7、磁鐵鐵心產(chǎn)生的吸 力恒定不變，因此不需要設(shè)置短路環(huán)。線圈結(jié)構(gòu)方面的不同：交流電磁鐵線圈是帶骨架的“矮胖形”線圈，線徑粗，匝數(shù)少； 直流電磁鐵線圈是不帶骨架的“細(xì)長形”線圈，線徑細(xì)，匝數(shù)多。交流電磁鐵工作時鐵心會 產(chǎn)生磁滯損耗，線圈也會產(chǎn)生銅損耗，這些損耗都將轉(zhuǎn)換成熱量，為了增加線圈與鐵心的散 熱效果，交電磁鐵的線圈通常做成“矮胖形” ，繞制在專門的骨架上，與鐵心之間形成一定的 間隙以利于它們各自的散熱。直流電磁鐵穩(wěn)定工作時不會產(chǎn)生鐵損耗，溫度通常較線圈低， 因此，直流電磁鐵的線圈通常直接繞在與鐵心緊密貼在一起的絕緣材料上，這樣，線圈產(chǎn)生 的熱量容易通過鐵心散發(fā)，為了增加散熱效果，直流電磁鐵的線

8、圈則通常做成“細(xì)長形”，以利于與鐵心的接觸面積。此外，交流電磁鐵工作時感應(yīng)電動勢平衡電源電壓，起限流作用， 為了使其有足夠的吸力，線圈的線阻應(yīng)較小，因而線徑較粗，匝數(shù)少。而直流電磁鐵工作時 不感應(yīng)電動勢，為了限制通過線圈的電流，線圈的線阻應(yīng)較大，因而線徑較細(xì)，匝數(shù)多。工作原理方面存在的差異：交流電磁鐵是恒磁通型的，直流電磁鐵是恒磁勢型的。對于 交流電磁鐵，只要電源電壓和頻率不變，因為U= E=4.44Nf，其磁通基本不變，因此不管銜鐵是否吸合，電磁鐵產(chǎn)生的吸力基本保持不變。但是，銜鐵吸合前，磁路的磁阻大，線圈 通過的電流大；銜鐵吸合后磁路的磁阻小，線圈通過的電流小（因為磁勢IN=磁阻X，不變而

9、磁阻大，I就大；磁阻小，I就小）。若工作時交流電磁鐵的銜鐵不能完全吸合，將很 容易使線圈因過熱而損壞。對于直流電磁鐵，要電源電壓不變，流過線圈的電流只與線圈的 導(dǎo)線電阻有關(guān)。已經(jīng)制好的線圈，電阻不變，線圈通過的電流也不變。因此，不管銜鐵是否 吸合，電磁鐵產(chǎn)生的磁勢保持不變。但是，銜鐵吸合前，磁路的磁阻大，磁勢不變，則產(chǎn)生 的吸力小；銜鐵吸合后磁路的磁阻小，磁勢不變，則產(chǎn)生的吸力大。因此直流電磁鐵的線圈 通常在銜鐵吸合前通以較大的電流以增加其吸力，銜鐵吸合后則串入“經(jīng)濟電阻”限制電流， 提高線圈的工作壽命，且可避免銜鐵因為剩磁而出現(xiàn)不能釋放。1-8、交流接觸器接到相同電壓的直流電源上會出現(xiàn)什么現(xiàn)

10、象？答：交流接觸器因其線圈工作時會感應(yīng)電勢，此電勢正常工作時起限流作用，為了使其 有足夠的吸力，線圈的線阻應(yīng)較小，因而線徑較粗，匝數(shù)較少。若將其接到直流電路中，由 于不能感應(yīng)出電勢，在相同大小的電壓下，將產(chǎn)生非常之大的電流（十幾甚或幾十倍于額定范文范例參考完美格式整理版電流），這將使接觸器的線圈立即燒毀。1-9、交流接觸器為什么要用短路環(huán)？答：簡單地說，交流接觸器用短路環(huán)是為了避免銜鐵的振動。交流接觸器的線圈通過的 是交流電流，在鐵心中產(chǎn)生的是交變磁通。在一個周期內(nèi)，交流電流和交變磁通都有兩個瞬 時值為零的“過零點”。在“過零點”瞬間，鐵心產(chǎn)生的電磁吸力為零。而交流接觸器的銜鐵 是靠反力彈簧釋

11、放的，工作時銜鐵是靠電磁吸力克服反力彈簧作用力而吸合的，因此若不采 用短路環(huán)，在“過零點”銜鐵就會出現(xiàn)振動。短路環(huán)是用良導(dǎo)體焊接成的，將鐵心的一部分 套住。接觸器工作時產(chǎn)生的交變磁通也通過被短路環(huán)套住的部分鐵心，且在短路環(huán)中感應(yīng)電 動勢，產(chǎn)生電流。短路環(huán)中的電流也會產(chǎn)生磁通，而且，接觸器線圈產(chǎn)生的磁通為零時（變 化率最大），短路環(huán)感應(yīng)的電動勢、產(chǎn)生的電流和磁通都達到最大，因此保證接觸器線圈電流 “過零點”時鐵心產(chǎn)生的磁通和吸力不圍零，從而避免銜鐵的振動。也就是說，交流接觸器 鐵心中的短路環(huán)是避免鐵心兩部分產(chǎn)生的磁通同時為零，從而避免銜鐵的振動的。1-10、交流接觸器為什么要用鋼片疊成？答：交流

12、電磁鐵工作時，線圈通入的是交流電流，在鐵心中產(chǎn)生的是交變磁通，交變磁 通會在鐵心中產(chǎn)生渦流損耗。為了減少渦流損耗，鐵心的應(yīng)該由片間涂有絕緣材料的硅鋼片 疊壓而成。1-11、交流接觸器鐵心卡住為什么會燒毀線圈？（應(yīng)該說是“銜鐵卡住”較合適）答：交流電磁鐵是恒磁通型的，只要電源電壓和頻率不變，因為U E=4.44Nf，其磁通基本不變，因此不管銜鐵是否吸合，電磁鐵產(chǎn)生的吸力基本保持不變。但是，銜鐵吸合前， 磁路的磁阻大，線圈通過的電流大；銜鐵吸合后磁路的磁阻小，線圈通過的電流小（因為磁 勢IN=磁阻X，不變而磁阻大，I就大；磁阻小，I就?。?。若接觸器工作時交流電磁鐵 的銜鐵卡?。床荒芡耆希?，將

13、使線圈一直保持較大的電流，產(chǎn)生的銅損耗增加，很容易 使線圈因過熱而燒毀。1-12、直流接觸器鐵心為什么是整塊鑄鐵？為什么沒有短路環(huán)？答：直流接觸器線圈通入的是直流電源，在鐵心中產(chǎn)生的磁通是大小和方向都恒定不變 的直流磁通，直流磁通不會在鐵心產(chǎn)生渦流損耗，因此沒有必要象交流接觸器鐵心那樣采用 硅鋼片制造，為了使制造工藝簡化，直流接觸器的鐵心就常常采用整塊鑄鐵制成。由于鐵心 中產(chǎn)生的磁通直流磁通，沒有“過零點”，在工作時鐵心產(chǎn)生的吸力一直保持恒定，因此沒有必要設(shè)置短路環(huán)來防止銜鐵的振動。第2章變壓器2-1、變壓器中主磁通和漏磁通的性質(zhì)和作用有什么不同？在分析變壓器時是怎樣反映它們的 作用的？答：主

14、磁通：沿鐵心閉合，同時與原、副邊繞組交鏈，并在所交鏈的繞組中感應(yīng)電動勢。 它是實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的媒介，是變壓器的工作磁通，占總磁通的絕大部分。無論空在還是運行， 只要變壓器的端電壓一定，主磁通都將不會改變，維持在一個恒定的值。在分析變壓器時常 以勵磁電抗Xm反應(yīng)主磁通的作用。由于主磁通的磁路是非線性的，故Xm不是常數(shù)，隨著鐵心飽和程度的提高而減小。漏磁通：主要沿非鐵磁材料閉合，僅與原邊繞組或者副邊繞組交鏈，在所交鏈的繞組中 感應(yīng)電動勢，起漏抗壓降的作用，在數(shù)量上遠(yuǎn)小于主磁通。由于漏磁通主要沿非鐵磁物質(zhì)閉范文范例參考完美格式整理版合，所經(jīng)磁路是線性的，它與所交鏈繞組的電流成正比。在分析變壓器時，以漏

15、抗X。反映漏磁通的作用。由于磁路基本上是線性的，故X。壓基本上為常數(shù)。主磁通由原邊繞組和副邊繞組磁通勢共同產(chǎn)生，漏磁通僅由原邊或副邊繞組磁通勢單獨產(chǎn)生。2-2、感應(yīng)電動勢的量值與哪些因素有關(guān)？勵磁阻抗Zm的物理意義如何？ Xm的大小與哪些因素有關(guān)？答：根據(jù)“ 4.44公式"（即E=4.44fN向，影響變壓器繞組感應(yīng)的電動勢量值（即幅值大小）的因素有：繞組的匝數(shù)、電源的頻率和與繞組交鏈磁通的幅值。勵磁阻抗Zm的物理意義是：阻抗的電阻部分用來反映變壓器磁路損耗在一相電路中的等效，阻抗的電抗部分 則反映變壓器在磁路中產(chǎn)生主磁通時，對電路相電流產(chǎn)生相位的影響和對相電壓產(chǎn)生電壓降 落的影響。其

16、中，勵磁阻抗Zm=Rm+jXm, Rm是變壓器的勵磁電阻，反映變壓器鐵損大小的等效電阻，不能用伏安法測量。 Xm是變壓器的勵磁電抗，反映了主磁通對電路的電磁效應(yīng)。與Xm的大小有關(guān)的因素主要有：繞組匝數(shù)、磁路磁阻（材料的導(dǎo)磁率和磁路截面尺寸）以及電源頻率，因為，Xm=2兀fXLm,而Lm又與繞組匝數(shù)、磁路磁阻等有關(guān)。當(dāng)電源頻率、線圈匝數(shù)和鐵心尺寸一定時，4主要由繞組的磁導(dǎo)率成正比。2-3、額定電壓為110/24V變壓器，若將原邊繞組接于220V交流電源上，其結(jié)果如何？若將220/24V的變壓器接于110V交流電源上，其結(jié)果又將如何？答：若將110/24V變壓器的原邊繞組接于 220V交流電源上，

17、由于這時原邊電壓增加一倍， 由于U E=4.44Nf8，就要求磁路的磁通也增加一倍。但一般變壓器設(shè)計時都讓其鐵心 工作在半飽和區(qū)，在半飽和區(qū)再使磁通增加一倍，則勵磁電流（空載電流）將大大增加，使 繞組的銅耗和鐵心損耗大大增加，變壓器將很快燒毀。若將220/24V的變壓器接于110V交流電源上，磁路的磁通減少， 對于變壓器運行沒有什 么不良影響。只是此時磁路完全不飽和，變壓器鐵心的利用率降低而已。同時，變壓器副邊 輸出電壓減小為12V,不能滿足原來負(fù)載的要求。2-4、額定頻率為50Hz的變壓器接于頻率為 60Hz的額定電壓上，以及額定頻率為60Hz的變壓器接于頻率為 50Hz的額定電壓上，將對變

18、壓器運行帶來什么影響？50Hz和60Hz的變壓器能通用嗎？答：鐵心損耗與頻率有關(guān)，頻率增加鐵心損耗也增加。但頻率增加，根據(jù)U= E=4.44Nf，若電源電壓不變，則磁路的磁通 減少，勵磁電流減小，繞組的銅損耗略有減少；同理， 60Hz的變壓器接于頻率為 50Hz的額定電壓上，鐵耗有所減少，但磁路飽和程度增加，繞組 的銅耗有所增加。由于空載電流較小，頻率在 50Hz和60Hz之間變化，銅耗和鐵耗的變化量 都不太不大，而且一個增加另外一個就減少，同時考慮變壓器都有一定的過載能力。因此， 在50Hz和60Hz的變壓器還是可以通用的。2-5、一臺額定電壓為 220/110V的變壓器，原、副邊繞組匝數(shù)N

19、v N2分別為2000和1000,若為節(jié)省銅線，將匝數(shù)改為400和200,是否可以？答：不可以。根據(jù) U- E=4.44fNm可知，當(dāng)匝數(shù)減小而為了維持同樣電壓，必須導(dǎo)致磁 通大大增加，必然使得磁路飽和，電流顯著增大。題中條件下，匝數(shù)減少為原來的1/5 ,為了平衡電源電壓，磁通需要增加到原來的5倍，磁路嚴(yán)重飽和，電流增加的倍數(shù)可達原來的幾十倍，若沒有保護措施，線圈將瞬間燒毀。2-6、變壓器負(fù)載運行時引起副邊電壓變化的原因是什么？副邊電壓變化率的大小與這些因素有何關(guān)系？當(dāng)副邊帶什么性質(zhì)負(fù)載時有可能使電壓變化率為零？答：變壓器負(fù)載運行，引起副邊端電壓變化的原因有：短路阻抗，負(fù)載的大小和性質(zhì)。 相同

20、負(fù)載時，變壓器短路阻抗值越大， 其輸出電壓變化越大。短路阻抗一定、負(fù)載的功率因數(shù)保持不變時，負(fù)載越大（負(fù) 載阻抗值小、電流大），變壓器的輸出電壓變化越大。負(fù)載 的性質(zhì)主要指負(fù)載是感性、容性和電阻性。一般而言，若忽略 變壓器繞組的電阻壓降，從變壓器負(fù)載相量圖（題圖 2-6）可 見，電感性負(fù)載電流具有去磁性質(zhì)，對變壓器副邊電壓變化率 起增大的作用。電容性負(fù)載電流具有增磁作用（或者說容性負(fù) 載電流在變壓器的漏抗上產(chǎn)生了負(fù)的壓降值），其作用的體現(xiàn)是使副邊電壓升高。若負(fù)載容抗大于變壓器漏抗，容性負(fù)載將 使電壓變化率減??；若負(fù)載容抗等于變壓器漏抗，容性負(fù)載將 使電壓變化率為零；若負(fù)載容抗小于變壓器漏抗，容

21、性負(fù)載將 使電壓變化率變?yōu)樨?fù)值。也就是說，當(dāng)副邊帶電容性負(fù)載時有可能使電壓變化率為零。簡單地說，變壓器負(fù)載運行，引起副邊端電壓變化的原因有：短路阻抗，負(fù)載的大小 和性質(zhì)。短路阻抗的大，負(fù)載的大，副邊電壓變化率就大。當(dāng)副邊帶電容性負(fù)載時有可 能使電壓變化率為零。題圖2-7感性及容性負(fù)載時的相量圖2-7、根據(jù)圖2-4所示的簡化等效電路圖，列出電 壓平衡方程式，并分別畫出感性及容性負(fù)載 時的相量圖。答：電壓平衡方程式為：L2=?>R_+j 劣Xl?1=- ?2U=-0+7iR+j ?iXk相量圖如右圖所示?！菊f明】：由題圖2-7b）可見：當(dāng)變壓器帶容 性負(fù)載時，若保持變壓器副邊端電壓不變，則其

22、原邊電壓應(yīng)該減小。這是因為容性負(fù)載使負(fù)載電流比 副邊電壓的相位超前，超前的電流在變壓器短路阻 抗上產(chǎn)生負(fù)的壓降值（或者說，超前的電流具有增 磁性質(zhì)）。2-8、變壓器空載時，原邊加額定電壓，雖然原邊電阻中ri很小，可空載電流并不大，為什么？答：變壓器空載運行時，從電源輸入的電流主要在鐵心磁路中產(chǎn)生交變的主磁通，交變 的主磁通在原邊繞組將感應(yīng)幅值接近電源電壓的反電勢，且與電源電壓的實際相位幾乎相反。原邊繞組上的反電勢作用是與電源電壓相平衡，使加在原邊繞組電阻ri中電壓很小。因此,雖然很小，但空載電流并不大。2-9、一臺50Hz的單相變壓器，若誤把原邊繞組接到與其額定電壓相同直流電源上，會發(fā)生 什么

23、現(xiàn)象？答：當(dāng)原邊接到直流電源上時，主磁通是恒定直流磁通，原、副邊繞組中沒有感應(yīng)電動 勢。沒有感應(yīng)電動勢與電源電壓相平衡，直流電源電壓將全部降落在原邊繞組的電阻上，產(chǎn) 生巨大的短路電流。若沒有短路保護措施，原邊繞組很快將被燒毀。2-10、在使用電壓互感器及電流互感器時，各應(yīng)注意什么？為什么？答：電壓互感器使用時應(yīng)注意：副邊繞組不許短路。這是因為電壓互感器正常運行 時，負(fù)載接電壓表，阻抗很大，接近于空載運行。如果副邊繞組短路，則變成短路運行，電 流從空載電流變成短路電流，造成原副邊繞組電流均變得很大，會使互感器繞組過熱而燒毀。鐵心和副邊繞組的一端必須可靠接地。這是因為電壓互感器的原邊所接電壓都是高

24、電壓， 為了避免由于絕緣老化或損壞造成漏電，危及副繞組所連接的設(shè)備甚至人身安全。副邊所 帶的負(fù)載阻抗不能低于額定負(fù)載阻抗。否則，負(fù)載電流引起的電壓變化率將超過允許值，互 感器的精度將受到影響。電流互感器使用時應(yīng)注意：副邊繞組不許開路。這是因為電流互感器正常運行 時，相當(dāng)于變壓器工作在短路狀態(tài)，原副邊磁動勢處于平衡狀態(tài)，磁場很弱。若副邊開路， 原邊電流完全用于勵磁，磁場變得很強，將在副邊感應(yīng)出很高的電壓，將擊穿絕緣，危及人 身及設(shè)備安全。即使不會損傷絕緣，強大的勵磁磁場也會使磁路嚴(yán)重飽和，鐵心嚴(yán)重磁化， 從而導(dǎo)致電流互感器報廢。鐵心和副邊繞組的一端必須可靠接地。這是因為電流互感器的 原邊所接電路

25、通常又是高電壓的電路，為了避免由于絕緣老化或損壞造成漏電，危及副繞組 所連接的設(shè)備甚至人身安全。副邊所帶的負(fù)載阻抗不能高于額定負(fù)載阻抗，否則也將影響 互感器的測量精度。2-11、一臺三相變壓器，額定容量為SN=400kVA,額定電壓為 Ui/U2=36000/6000V , Y/連接。試求：(1)原、副邊額定電流；(2)在額定工作情況下，原、副邊繞組中的電流；(3)已知原邊繞組匝數(shù) N=600,問副邊繞組匝數(shù) 區(qū)為多少？解：(1)原、副邊額定電流：由于額定電流、額定電壓分別為線電流、線電壓，因此：I1n=Sn/( J3 U1n)=400000/( <3 X 36000)=6.415(A)

26、I2n=Sn/( 43 U2n)=400000/( V3 X 6000)=38.49(A)(2) 在額定工作情況下，原、副邊繞組中的電流：設(shè)， I1p、12P分別為額定工作情況下原、副邊繞組中的電流。對于Y/連接的變壓器，原邊 Y連接有：I /I 1n=6.415(A) 副邊連接有：I2P=I 2N/ . 3 =38.49/ 、3 =22.22(A)(3) 求副邊繞組匝數(shù) N2:因為I2/I產(chǎn)N1/N2,因此：N2=NI 1p/I 2P=600 X 6.415/22.22 =173(匝)答：(1)原、副邊額定電流分別為6.415A和38.49A; (2)在額定工作情況下，原、副邊繞組中的電流分

27、別為6.415A和22.22 A ; (3)原邊繞組匝數(shù) N=600匝時，副邊繞組匝數(shù)N2約為1732-12、一臺三相變壓器，其額定值為SN=1800kVA, Ui/U2=6300/3150 , Y/連接，繞組銅損與鐵損之和為(6.6+21.2 ) kW求：當(dāng)輸出電流為額定值、負(fù)載功率因數(shù)cos邛=0.8時的效率。解：(1)額定輸出電流：I 2 n=Sn/( V3 U2n)=1800/( J3 X3.15)=329.9(A)(2) 輸出電流為額定值、負(fù)載功率因數(shù)cos備0.8時，副邊輸出的有功功率P2N：P2n=SnX cos 61800 X 0.8=1440kW(3) 輸出電流為額定值、負(fù)載

28、功率因數(shù)cos 0.8時的效率Z”=P2/Pi X 100%=P/(P 2+PFe+Pcu) X 100%=1440/(1440+6.6+21.2) X 100%=98.1 %答：當(dāng)輸出電流為額定值、負(fù)載功率因數(shù)cos0.8時的效率約為98.1 %。第3章異步電動機3-1、什么叫轉(zhuǎn)差率？如何根據(jù)轉(zhuǎn)差率判斷異步電動機的運行狀態(tài)？答：所謂轉(zhuǎn)差率，就是轉(zhuǎn)差的比率，是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場之間的轉(zhuǎn)差與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的相對比率。其定義式為s=（n o-n）n °。根據(jù)轉(zhuǎn)差率可以判斷異步電動機轉(zhuǎn)子與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的關(guān)系，從而判斷異步電動機的運行狀態(tài)，具體如下：當(dāng)s<0時，n>n0,異步電

29、動機處于發(fā)電（即第七章介紹的回饋或再生）制動狀態(tài)；當(dāng)s=0時，n=n°,異步電動機處于理想空載運行狀態(tài)；當(dāng)0vsv1時，nvn0,異步電動機處于電動運行狀態(tài)；當(dāng)s=1時，n=0,異步電動機處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，或者電動機起動的瞬間；當(dāng)s>1時，n<0,異步電動機處于反接制動運行狀態(tài)（參見第七章）?！菊f明】：異步電動機的電磁制動有三種，分別稱為：發(fā)電制動、反接制動和能耗制動。其中，發(fā)電制動又稱為回饋制動或再生制動；反接制動則包括電源反接制動和倒拉反接制動。書上P.37頁說：“當(dāng)s>1時，n<0,異步電動機處于電磁制動狀態(tài)。”不妥當(dāng)，應(yīng)當(dāng)改為:“當(dāng)s>1時，n<

30、;0,異步電動機處于反接制動狀態(tài)（參見第七章）。”下同。3-2、異步電動機處于發(fā)電機運行狀態(tài)和處于電磁（反接）制動運行狀態(tài)時， 電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向之間的關(guān)系是否一樣？應(yīng)該怎樣分析，才能區(qū)分這兩種運行狀態(tài)？答：所謂制動，從字面上看就是“制止運動”，只有電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反才能制動。因此，只要處于制動狀態(tài)，電磁轉(zhuǎn)矩的方向都是與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反。也就是說，異步電動機處 于發(fā)電機運行狀態(tài)和處于反接制動運行狀態(tài)時，電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向之間的關(guān)系都是一樣的。要區(qū)分這兩種運行狀態(tài)可以從異步電動機轉(zhuǎn)子與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的關(guān)系（即轉(zhuǎn)差率）進行判斷：當(dāng)s<0時，異步電動機處于發(fā)電制動狀態(tài)。此時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n高于氣隙旋轉(zhuǎn)

31、磁場的轉(zhuǎn)速 n0;當(dāng)s>1時，異步電動機處于反接制動運行狀態(tài)。此時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 n°方向相反，若以氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n°方向為參考正方向，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n低于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n°。3-3、如果將繞線式異步電動機的定子繞組短接，而把轉(zhuǎn)子繞組連接到對稱三相電源上，將會 發(fā)生什么現(xiàn)象？答：若將繞線式異步電動機的定子繞組短接，而把 轉(zhuǎn)子繞組連接到電壓合適的對稱三相電源上，則繞線式 異步電動機的轉(zhuǎn)子仍然能夠正常轉(zhuǎn)動。當(dāng)此時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向 與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向相反，氣隙旋轉(zhuǎn)磁場相對于轉(zhuǎn)子的 速度為n°氣隙旋轉(zhuǎn)磁場相對于定子的轉(zhuǎn)速為sn0,轉(zhuǎn)向也與轉(zhuǎn)子

32、轉(zhuǎn)向相反，如右圖 （題圖3-3）所示。在題圖3-3中，轉(zhuǎn)子繞組通入三相交流電流，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場以n0（相對于轉(zhuǎn)子）或$ n 0 （相對于定子）的轉(zhuǎn)速按照a、b、c的相序順時針旋轉(zhuǎn)， 切割定子繞組感應(yīng)電勢，產(chǎn)生電流如圖3-3 b）所示。根據(jù)左手定則，定子繞組受力F方向為:AJ、XT,而由于定子固定不動，轉(zhuǎn)子將受到相反方向力的作用，因此電磁轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的方向都為逆時針方向。3-4、與同容量的變壓器相比較，異步電動機的空載電流大，還是變壓器的空載電流大？為什 么？范文范例參考完美格式整理版答：異步電動機的空載電流大，因為異步電動機磁路中含有氣隙，氣隙磁阻大，使得產(chǎn) 生額定磁通量的勵磁磁動勢增大

33、，相應(yīng)勵磁（空載）電流就大，約占額定電流的203 40%（早期電機為20%-50%;而變壓器主磁路是閉合的不含有氣隙，其勵磁電流也小的多，約占額 定電流的3%- 8% （早期變壓器為 5%- 10%。3-5、一臺三相異步電動機，如果把轉(zhuǎn)子抽掉，而在定子繞組上加三相額定電壓，會產(chǎn)生什么后果？答：三相異步電動機抽掉轉(zhuǎn)子，磁路中氣隙將大大增加，即磁路的導(dǎo)磁率減小。當(dāng)定子 繞組施加三相額定電壓，由4.44公式知，磁通仍為額定值，在磁路的磁阻增大的情況下，需要有很大的勵磁磁動勢，勵磁電流將大大超過額定電流，很快將使定子繞組燒毀。3-6、異步電動機定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組沒有直接的電氣聯(lián)系，為什么負(fù)載增加時，定

34、子電流和輸入功率會自動增加，試說明其物理過程。從空載到滿載電機主磁通有無變化？答：異步電動機的相量圖與變壓器相似，由相量圖可見，轉(zhuǎn)子電流具有去磁性質(zhì)。由轉(zhuǎn)子電流公式或等效電路中轉(zhuǎn)子等效電阻r 2/s可知：當(dāng)負(fù)載增加時，轉(zhuǎn)子電流將增大。 而轉(zhuǎn)子電流的去磁性質(zhì)將使主磁通出現(xiàn)下降的趨勢，定子繞組感應(yīng)的電勢也將出現(xiàn)減少的趨勢。當(dāng) 電源電壓不變時，定子繞組的電流將自動增加，以補償轉(zhuǎn)子電流的去磁作用。因此，負(fù)載增 加時，定子電流和輸入功率會自動增加。由于定子繞組的電阻和漏抗都較小，從異步電動機定子回路的電壓平衡方程式可知，定 子電壓Ui約等于定子繞組感應(yīng)的電勢 U = Ei=4.44kwfmi因此，從空載

35、到滿載，若不考慮定 子漏阻抗影響，異步電機的主磁通基本不變。若考慮定子漏阻抗影響，則主磁通略有減少。3-7、三相異步電動機正常運行時，如果轉(zhuǎn)子突然被卡住而不能轉(zhuǎn)動，試問這時電動機的電流有無變化？對電動機有何影響？答：如果轉(zhuǎn)子突然卡住，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢將突然增大，致使轉(zhuǎn)子電流突然增大，產(chǎn)生較 大的電流沖擊和機械力矩的沖擊。而根據(jù)磁勢平衡關(guān)系知，轉(zhuǎn)子電流增大定子電流也將增加，電機定、轉(zhuǎn)子繞組的銅損耗增加，時間稍長繞組將過熱，若保護裝置不動作則可能燒毀繞組。3-8、在分析異步電動機時， 轉(zhuǎn)子邊要進行哪些折算？為什么要進行這些折算？折算的條件是什么？答：在分析異步電動機時，轉(zhuǎn)子邊要進行的折算有：頻率折算

36、，繞組折算。折算的目的是：由于轉(zhuǎn)子電路的電靈頻率隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（或電機的轉(zhuǎn)差率）變化 而變化，難于直接進行電氣分析。因此需要進行頻率折算，將轉(zhuǎn)子電量的頻率折算成與定子 電量頻率一致的等效電量，以便進行電氣分析。即用一個靜止不動的繞組代替實際轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn) 子繞組，而且兩個繞組對磁路的影響必須一樣。通過頻率折算后的轉(zhuǎn)子繞組與變壓器的情 況相同，但頻率折算后的靜止繞組的匝數(shù)與定子繞組匝數(shù)不一樣，仍然不能進行直接的電氣 分析，因此還必須象變壓器一樣進行繞組折算，用一個匝數(shù)相同的等效繞組代替頻率折算后 的靜止繞組，從而消除磁路分析的麻煩得到與變壓器相似的等效電路。進行頻率折算和繞組折算的條件是：折算前后等效繞組

37、與實際繞組的磁勢一樣，產(chǎn)生的電磁功率和損耗一樣。3-9、異步電動機的等效電路與變壓器的等效電路有無差別？等效電路中的口 1代表什么？s能否用電感或電容代替？為什么？答：首先，兩種等效電路是有相似的地方的。兩者相同點主要是：形式一樣；變壓器 的原邊和三相異步電動機定子邊都采用每相參數(shù)的實際值，而變壓器的副邊和異步電動機轉(zhuǎn) 范文范例參考完美格式整理版子都采用折合值。但是，兩者卻有如下突出的不同點：變壓器中折合只是繞組匝數(shù)折合，而異步電 動機除了繞組匝數(shù)折合外，還有頻率、相數(shù)折合。變壓器負(fù)載運行時，變壓器的負(fù)載阻抗只 需要乘以變比的平方，便可以用等效電路計算，變壓器的輸出的電功率的性質(zhì)及功率因素完

38、全取決于負(fù)載的性質(zhì)，可以是電阻性、電感性或電容性的。而三相異步電動機運行時，實際 輸出機械功率，但在等效電路上用一個等效電阻表示，其上消耗（電功率）代表了電動機輸 出的機械功率。也就是說，機械功率的大小與電動機轉(zhuǎn)差率有關(guān)，性質(zhì)也是電阻上的有功功率，不可能有電感性或者電容性的。轉(zhuǎn)子電路中是機械功率的等效電阻。3-10、異步電動機帶額定負(fù)載運行時，若電源電壓下降過多，會產(chǎn)生什么后果？試說明其原 因。如果電源電壓下降20%對異步電動機的最大轉(zhuǎn)矩、起動轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)等各有何影響？答：異步電動機帶額定負(fù)載運行時，若電源電壓下降過多，將使定、轉(zhuǎn)子電流都將增 大較多，電機的銅損耗增加較多，可能使電機出現(xiàn)過熱

39、現(xiàn)象，從而加速繞組絕緣的老化，甚 至燒毀。這是因為異步電動機產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，電壓下降電機產(chǎn)生 的電磁轉(zhuǎn)矩減小，在額定負(fù)載小運行時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將明顯下降，轉(zhuǎn)差率將增加較多。從轉(zhuǎn)子電 流計算公式看，轉(zhuǎn)子電流增大較多，同時引起定子電流有較大的增加。由于異步電動機的最大轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)矩都與電源電壓的平方成正比，電源電壓下降20%即電源電壓為原來的 0.8,因此異步電動機的最大轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)矩都為額定電壓時的 0.64 ,即下降了 36%根據(jù)前面的分析，電壓下降，轉(zhuǎn)差率增加，轉(zhuǎn)子回路的等效電阻r2/s減小，轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)cos%=（r 2/s）/x 22+（r 2/s）2將減小。而帶額

40、定負(fù)載時定子電流主要成分是轉(zhuǎn)子 電流分量，勵磁電流分量所占的比例較小，cos邛2減小則定子電路的功率因數(shù)cos%也將比額定電壓時對應(yīng)的數(shù)值有所減小。3-11、漏抗大小對異步電動機的運行性能，包括起動電流、起動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)等有何影響？答：漏抗大小對異步電動機的運行性能有影響，具體表現(xiàn)為：由于等效電路可知，漏抗增大，起動電流減??；由于轉(zhuǎn)矩與功率因數(shù)表達式（式 3-23、式3-21和式3-10）可知，起 動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)都減小。3-12、有些三相異步電動機有 380/220V兩種額定電壓，定子繞組可以連接成星形，也可連接 成三角形。試問在什么情況下采用何種連

41、接方法？答：三相異步電動機有兩種額定電壓380/220V時，一般同時標(biāo)注其連接形式為Y/Ao因為對于已經(jīng)出廠的異步電動機，其磁路的磁通與相繞組感應(yīng)的電動勢基本確定，也就是說 定子一相繞組的耐壓已經(jīng)確定。但三相繞組采用Y或連接形式，電機線間電勢有不同的數(shù)值。因此，當(dāng)三相異步電動機標(biāo)出的額定電壓380/220V時，說明其定子一相繞組的額定電壓為220V。當(dāng)異步電動機定子三相繞組采用Y連接時，其額定電壓為 380V;當(dāng)異步電動機定子三相繞組采用連接時，其額定電壓為220V。3-13、三相異步電動機在滿載和空載下起動時，起動電流和起動轉(zhuǎn)矩是否一樣？答：三相異步電動機的機械特性與其所帶負(fù)載沒有任何關(guān)系，

42、因此在滿載和空載下起動 時，其起動電流和起動轉(zhuǎn)矩都是一樣的。這可從異步電動機的電流和起動轉(zhuǎn)矩計算公式得到 驗證。若忽略勵磁電流，起動電流可由P.40頁式3-9進行計算（令s=1）;起動轉(zhuǎn)矩則可由P.44頁式3-23或P.43頁式3-18進行計算（令 s=1）。而式3-9、式3-18和式3-23都與其所帶負(fù)載的大小沒有任何關(guān)系。3-14、如果電動機的三角形連接誤接成星形連接，或者星形連接誤接成三角形連接，其后果 將如何？答：如果電動機的三角形連接誤接成星形，則定子每相繞組的端電壓下降為原來的1/卡,主磁通將大大減小，若要使流過電動機繞組不超過額定電流，由于式 3-12可知，應(yīng)該減小電動機所帶的負(fù)

43、載轉(zhuǎn)矩。否則當(dāng)接額定負(fù)載運行時，繞組中電流將增加，超過額定值，致使保護器件動作或者燒毀繞組(因為T減小，轉(zhuǎn)速將下降，轉(zhuǎn)差率 s將增加，由式3-9可知，I2將增大；由式3-12可知，J只有12T才能使T保持額定值與額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡)。如果電動機的星形連接被誤接為三角形，則定子每相繞組的端電壓將為原額定電壓白M3倍，為了感應(yīng)電動勢與電源電壓平衡，要求主磁通也要增加到為原來的收倍,磁路將嚴(yán)重飽和，勵磁電流大大增加，也會致使保護器件動作或者燒毀繞組。3-15、某三相異步電動機的額定轉(zhuǎn)速為460r/min ,當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的一半時，電動機的轉(zhuǎn)速約為多少？解：由于異步電動機的額定轉(zhuǎn)差率為1%9%,即

44、Sn=0.010.09可以推算出該電機為6對極的異步電動機，其理想空載轉(zhuǎn)速n0為500r/min : no=nN/(1-s n)=460/(0.91 0.99)=464.6 505.5r/minp=60f/n0=3000/(464.6 505.5)=5.934 6.457 ,而 p 只能為整數(shù)，p=6(對極)；no=60f/p=3000/6=500(r/min), SN=(no-n)/n 0=(500-460)/500=0.08從機械特性看，由于異步電動機在額定工作范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)差率 s與負(fù)載轉(zhuǎn)矩T可以 用直線近似代替，即近似認(rèn)為 s8n或s=kT) O因此，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的一半(即 T=0.

45、5 Tn)時，電動機的轉(zhuǎn)差率 s和轉(zhuǎn)速n分別為：s =SnT/Tn=0.08 X 0.5=0.04n=n0(1-s)=500(1-0.04)=500x 0.96=480(r/min)答：該三相異步電動機負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的一半時的轉(zhuǎn)速約為480r/min 。3-16、單相分相式電動機如何改變其旋轉(zhuǎn)方向？罩極式電動機的旋轉(zhuǎn)方向能否改變？答：改變單相分相式電動機旋轉(zhuǎn)方向，可單獨改變其任意一個繞組的接線(即，將其兩 根引線脫開對調(diào)一下再接上。注：若同時改變其兩個繞組的接線則電動機旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒉粫?變)。這是因為，單獨改變其任意一個繞組的接線時，流過該繞組電流方向變反，兩個繞組流 過的電流相位關(guān)系發(fā)生

46、變化(原來電流相位比另一繞組電流超前的繞組，單獨改變?nèi)我庖粋€ 繞組的接線后，該繞組電流相位變成滯后流過另一繞組的電流)，而單相分相式電動機兩個繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向總是從電流相位超前的繞組向電流相位滯后的繞組轉(zhuǎn)動。電流相位 關(guān)系發(fā)生變化，電動機產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)方向就與原來的旋轉(zhuǎn)方向相反，電動機的轉(zhuǎn)向也 就與原來的轉(zhuǎn)向相反，即單相分相式電動機的旋轉(zhuǎn)方向得到改變。3-17、一臺三相異步電動機銘牌上標(biāo)明f=50Hz , nN=960r/min ,問該電動機的極數(shù)是多少？解：由于異步電動機的額定轉(zhuǎn)差率為1%9%,即Sn=0.010.09,通過Sn、nN和n0之間的關(guān)系，以及 n。、f和p之間的關(guān)系

47、可以求出該電動機的極對數(shù)，具體過程如下：n0=nN/(1-s n)=960/(0.91 0.99)=969.7 1054.9r/minp=60f/n0=3000/(969.7 1054.9)=2.8 3.1 ,而 p 只能為整數(shù)，. . p=3(對極)。即，該電動機的極數(shù)是 6 (個)極。答：該電動機的極數(shù)是 6極。3-18、三相鼠籠式異步電動機在額定狀態(tài)附近運行，當(dāng) (1)負(fù)載增大、(2)電壓升高、(3)頻率 升高時，其轉(zhuǎn)速和定子電流分別有何變化？答：根據(jù)三相異步電動機的固有機械特性、調(diào)壓人工機械特性和調(diào)頻人工機械特性， 可以知道：當(dāng)負(fù)載增大時，三相異步電動機的轉(zhuǎn)速有所下降；當(dāng)電壓升高時，三

48、相異步 電動機的轉(zhuǎn)速有所上升；當(dāng)頻率升高時，三相異步電動機的轉(zhuǎn)速也有所上升。(【注】：調(diào)頻人工機械特性可以由于 P.36頁式3-1的理想空載轉(zhuǎn)速或磁場的同步轉(zhuǎn)速表達式推知：當(dāng)f T ,no也T ,整個機械特性向上平移；當(dāng) f J , no也J ,整個機械特性向下平移。)由三相異步電動機的相量圖及磁勢平衡方程式可知，定子電流等于轉(zhuǎn)子電流與勵 磁電流的相量和，要分析定子電流可以先分析轉(zhuǎn)子電流的情況。由異步電動機的機械特性及 P.40頁式3-9的轉(zhuǎn)子電流表達式可知：由于負(fù)載增大時，異步電動機的轉(zhuǎn)速略有下降，轉(zhuǎn) 差率增大，轉(zhuǎn)子電流增大。而電源電壓不變則主磁通不變，勵磁電流不變。因此，當(dāng)電壓升 高時，三

49、相異步電動機的定子電流增大；由于電壓升高時，異步電動機的勵磁電流增大， 且轉(zhuǎn)子電流由于電動勢 E20的增大也相應(yīng)增大。因此，當(dāng)電壓升高時，三相異步電動機的定子 電流增大；由于電源電壓不變，定、轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢也基本不變，當(dāng)頻率升高時，由 4.44公式可知，主磁通減小，勵磁電流減小。又由于頻率升高時轉(zhuǎn)子漏抗X2o=2jtfL2o增大，E20基本不變，則轉(zhuǎn)子電流減小。因此，當(dāng)頻率升高時，三相異步電動機的定子電流減小。3-19、有一臺三相異步電動機，nN=1470r/min , f=50Hz。分別在 n=0、n=2n0/3、s=0.02 三種情況下，求：(1)定子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速；(2)定子旋

50、轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；(3)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；(4)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速；(5)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。答：計算交流繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場相對繞組本身轉(zhuǎn)速的公式為：no=6Of/p。為了計算旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，應(yīng)該先求該三相異步電動機的極對數(shù)p。根據(jù)nN=1470r/min , f=50Hz ,則可求出該三相異步電動機的極對數(shù) p=2 (方法參見3-16題和3-17題)。由于定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子是否轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)速多少無關(guān)，且定子旋轉(zhuǎn)磁場是三相定子交流繞組產(chǎn)生的，三相交流繞組通過的是f=50Hz的三相交流電，因此定子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速為：n1=60f/p=60 X50/2=

51、3000/2=1500r/min 。定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 “2等于定子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速、減去轉(zhuǎn)子對定子的轉(zhuǎn)速 n,因此，當(dāng) n=0、n=2n/3n=2n。/3=1000 r/min、s=0.02n=n 0(1-s)=1500 x 0.98=1470 r/min時，定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 n12分別為：n=0時，n12=n1-n=n 0-n=1500r/min ; n=1000r/min 時，n12=n1-n=n 0-n=1500-1000=500r/min ; n=1470r/min 時，n12=n1-n=n 0-n =1500-1470=30r/min 。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場是轉(zhuǎn)子繞組的交

52、流電流產(chǎn)生的，由于轉(zhuǎn)子電流的頻率隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 不同而不同，因此應(yīng)先求出不同轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)子電流頻率。根據(jù)f 2=sf 1,可以求出在n=0、n=2n0/3、s=0.02 時轉(zhuǎn)子電流頻率分別為：n=0 時 f2=50Hz、n=2n/3 時 f2=50/3Hz、s=0.02 時 f2=1Hz。再根據(jù)公式 n2=60f2/p ,就可分別求出在 n=0、n=2n0/3、s=0.02三種情況下轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速分別為： n2=60f 2/p=1500r/min、n2=500r/min、 n2=30r/min 。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速電1等于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速1加上轉(zhuǎn)子(對定子的)轉(zhuǎn)速 n。對于

53、題目給出的三種情況，n分別為0、1000r/min和1470 r/min 。因此，在三種情況時轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速n21=n2+n分別為：n21=n2+n=1500+0=1500r/min、n21=n2+n=1000+500=1500r/min、n21=n2+n=1470+30=1500r/min 。由此可見，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場 對定子的轉(zhuǎn)速電1也與轉(zhuǎn)子是否轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)速多少無關(guān)，即與定子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速相等。范文范例參考完美格式整理版比較和的計算結(jié)果可以得出：轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與定子繞組產(chǎn)生的旋 轉(zhuǎn)磁場在空間相對靜止。即，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速都等于0。3-20、一臺三相異步電動

54、機PN=30kW UN=380V, I N=57.5A , f=50Hz, sN=0.02 , 0=90% p=2,三角形接法，試求：(1)定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；(2)額定輸出轉(zhuǎn)矩及功率因數(shù)。解：求定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、2:由于 no=60f/p=60 x 50/2=3000/2=1500r/min , nN=(1-s N)n 0=(1-0.02)1500=0.98x 1500=1470r/min，而定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n12為：n12N=n0-n N=1500-1470=30(r/min)求額定輸出轉(zhuǎn)矩T2N為：T2n=Pn/Cn=(60 X Pn)/(2 nXnN) =9.55

55、 X PMn n=9.55 X 30000/1470=194.88(N m)求額定功率因數(shù)cos中為：cosQ=Pin/(舊 UNI n)=P2n/(UNI n)=30000/(0.9 X 33 X 380 X 57.5)=0.88答：定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是30r/min 。額定輸出轉(zhuǎn)矩為 194.88 N- m功率因數(shù)為0.88。3-21、一臺三相異步電動機已知如下數(shù)據(jù)：PN=2.2kW, UN=380V, nN=1420r/min , cos80.82 ,81%電源頻率f=50Hz,星形接法。試計算：(1)定子繞組中的相電流Ip,電動機的額定電流In及額定轉(zhuǎn)矩Tn；(2)額定轉(zhuǎn)差率Sn

56、及額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)子電流頻率f2。解：定子繞組中的相電流Ip,電動機的額定電流In及額定轉(zhuǎn)矩Tn：SN=PN/( "X cos 叼=2200/(0.81 X 0.82) =3312(kVA)In=Sn/(褥 UN)=3312/( 4r3 X 380)=5(A) ; 星形接法，I p=I n=5(A)Tn=Pn/ Qn=(60 X Pn)/(2 nX nN) =9.55 X P“n n=9.55 X 2200/1420=14.79(N m)額定轉(zhuǎn)差率sN及額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)子電流頻率f2：根據(jù)nN=1420r/min , f=50Hz ,則可求出該電動機理想空載轉(zhuǎn)速n0=1500r/min

57、,極對數(shù)p=2 (方法參見3-16題和3-17題)。s N=(n 0-n)/n 0=(1500-1420)/1500=0.0533f2=Sn X f=0.0533 X50=2.67(Hz)答：定子繞組中的相電流Ip和電動機的額定電流In都約為5A,額定轉(zhuǎn)矩Tn為14.79N- m；額定轉(zhuǎn)差率Sn為0.0533 ,額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)子電流頻率f2為2.67Hz。3-22、一臺三相四極鼠籠式異步電動機，已知其額定數(shù)據(jù)如下：PN=5.5kW, UN=380V,nN=1440r/min , cos 00.84 , 0=85.5%,過載系數(shù) 九=2.2 ,起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) kT=2.2 , I s/I N=7, 電源頻率f=50Hz,星形接法。試計算：額定狀態(tài)下的轉(zhuǎn)差