【文章內(nèi)容簡介】 機(jī)的主磁路有空氣隙存在，磁場是旋轉(zhuǎn)的；定子繞組為分布、短距繞組；異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)動的，輸出機(jī)械功率，而變壓器的二次側(cè)是靜止的，輸出電功率。同容量的兩者，電動機(jī)的空載電流大于變壓器的空載電流，這是因?yàn)楫惒诫妱訖C(jī)有氣隙，磁路磁阻大。因異步電動機(jī)定子繞組為分布、短距繞組，基波感應(yīng)電動勢公式中有基波繞組因數(shù)kN1(kN11)。419 異步電動機(jī)主磁通的大小是由外施電壓大小決定的還是由空載電流大小決定的？解：異步電動機(jī)主磁通的大小是由外施電壓大小決定的（頻率一定下）。420 一臺三相異步電動機(jī)，如果把轉(zhuǎn)子抽掉，而在定子三相繞組施加對稱三相額定電壓會產(chǎn)生什么后果？解：一臺三相異步電動機(jī)，如果把轉(zhuǎn)子抽掉，磁路中的氣隙很大，磁阻大，那么在定子三相繞組施加對稱三相額定電壓時(shí)，產(chǎn)生主磁通的空載電流很大，大于額定電流很多，定子三相繞組過熱而“燒”壞。421 拆修異步電動機(jī)時(shí)重新繞制定子繞組，若把每相的匝數(shù)減少5%，而額定電壓、額定頻率不變，則對電動機(jī)的性能有何影響？解：每相的匝數(shù)減少，額定電壓、額定頻率不變，磁通增加，空載電流增加，運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)降低；磁通增加還導(dǎo)致鐵耗增加，效率降低。422 三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路的中的電動勢、電流、頻率、感抗和功率因數(shù)與轉(zhuǎn)差率有何關(guān)系？試說出s=1和s=sN兩種情況下，以上各量的對應(yīng)大小。解：三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路的中的電動勢、電流、頻率、感抗和轉(zhuǎn)差率成正比，功率因數(shù)與轉(zhuǎn)差率有關(guān)（。s=1情況下，轉(zhuǎn)子電動勢、電流、頻率、感抗均為最大，功率因數(shù)最小， s=sN時(shí)，情況相反。423 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁通勢相對空間的轉(zhuǎn)速是否變化？為什么？解：三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化時(shí)，轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁通勢F2相對空間的轉(zhuǎn)速不變化，因?yàn)镕2與F1空間相對靜止，都為同步速，與轉(zhuǎn)速無關(guān)。424 在推導(dǎo)三相異步電動機(jī)的T形等效電路時(shí)，轉(zhuǎn)子邊要進(jìn)行哪些折算？為什么要進(jìn)行這些折算？折算的原則是什么？怎樣進(jìn)行這些折算？解：在推導(dǎo)三相異步電動機(jī)的T形等效電路時(shí)，轉(zhuǎn)子邊要進(jìn)行頻率折算和繞組折算。因?yàn)檗D(zhuǎn)子電路的頻率與定子電路的頻率不同，頻率不同的定、轉(zhuǎn)子電路要合成等效電路，必須頻率相同，所以要進(jìn)行頻率折算；即轉(zhuǎn)子等效靜止。另外定、轉(zhuǎn)子的相數(shù)和匝數(shù)不同，相應(yīng)的感應(yīng)電動勢也不相等，并不起來，所以定、轉(zhuǎn)子電路要合成等效電路必須進(jìn)行繞組折算。折算的原則是F2不變，有功和無功功率均不變。頻率折算；即轉(zhuǎn)子等效靜止，轉(zhuǎn)子電流公式中分子分母均除以轉(zhuǎn)差率，電流大小不變，但頻率已等效為定子頻率；繞組折算：轉(zhuǎn)子折算過的量：單位為A的除以電流變比，單位為V的乘以電動勢比，單位為Ω的乘以電動勢比再乘以電流變比。425 異步電動機(jī)的T形等效電路和變壓器的T形等效電路有無差別？異步電動機(jī)等效電路中的代表什么？能不能不用電阻而用等值的感抗和容抗代替？為什么？解：兩者的T形等效電路在“T”字上無差別，但變壓器的負(fù)載是真實(shí)的用電負(fù)載Z’L，而異步電動機(jī)等效電路中的是。異步電動機(jī)等效電路中的代表模擬的機(jī)械負(fù)載；不能用用等值的感抗和容抗代替，因?yàn)殡妱訖C(jī)軸上的機(jī)械功率是有功功率，只能用三相上的有功電功率來等效，而感抗和容抗上的電功率是無功功率，不能替代。426 異步電動機(jī)的機(jī)械負(fù)載增加時(shí)，為什么定子電流會隨轉(zhuǎn)子電流的增加而增加？解：異步電動機(jī)的機(jī)械負(fù)載增加時(shí)，轉(zhuǎn)速會下降，轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩要增大，轉(zhuǎn)子電流增加，根據(jù)磁通勢平衡方程式，定子磁通勢要增加，因此定子電流也要跟著增加。427 三相異步電動機(jī)在空載時(shí)功率因數(shù)約為多少？為什么會這樣低？當(dāng)在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，功率因數(shù)為何會提高？解：，因?yàn)榭蛰d電流主要為建立旋轉(zhuǎn)磁場的無功電流。當(dāng)在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子輸出額定機(jī)械功率，定子從電網(wǎng)吸收的有功電功率也要增加，因此功率因數(shù)會提高。428 為什么異步電動機(jī)的功率因總數(shù)是滯后？解：因?yàn)槿喈惒诫妱訖C(jī)要從電網(wǎng)吸收感性無功電流建立旋轉(zhuǎn)磁場，對電網(wǎng)來說異步電動機(jī)永遠(yuǎn)是一個(gè)感性負(fù)載，即功率因總數(shù)是滯后。只不過空載時(shí)，功率因數(shù)低些，負(fù)載時(shí)功率因數(shù)高些。429 一臺三相異步電動機(jī)，sN=，問此時(shí)通過氣隙傳遞的電磁功率有百分之幾轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子銅耗？有百分之幾轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率？解：此時(shí)通過氣隙傳遞的電磁功率有百分之二轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子銅耗。有百分之九十八轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率。430 ,s=，定子銅耗為425W，鐵耗為210W，試計(jì)算電動機(jī)的電磁功率Pem、轉(zhuǎn)差功率pCu2和總機(jī)械功率Pm。解：電磁功率：Pem=P1pFepCu1=8600210425=7965W 轉(zhuǎn)差功率：pCu2=sPem=7965= 總機(jī)械功率Pm= Pem pCu2== 431 有一臺Y聯(lián)結(jié)的4極繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)，PN=150kW，UN=380V，額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)子銅耗PCu2=2210W，機(jī)械損耗Pm=3640W，雜散損耗Ps=1000W,試求額定負(fù)載時(shí)： 1）電磁功率Pem、轉(zhuǎn)差率s、轉(zhuǎn)速n各為多少？2）電磁轉(zhuǎn)矩T、負(fù)載轉(zhuǎn)矩TN、空載轉(zhuǎn)矩T0各為多少？解：1） 2） 432 三相異步電動機(jī)與變壓器一樣：空載損耗近似于鐵耗，短路損耗近似于銅耗嗎？如何分離鐵耗和機(jī)耗？解：三相異步電動機(jī)與變壓器一樣：短路損耗近似于銅耗；但是與變壓器不同：空載損耗不近似于鐵耗。因?yàn)槿喈惒诫妱拥目蛰d電流較大，空載銅耗不能像變壓器那樣忽略不計(jì)，同時(shí)三相異步電動機(jī)還存在機(jī)械損耗。空載損耗減去空載銅耗就是鐵耗與機(jī)耗之和。而鐵耗與磁通的平方成正比，磁通的大小由電壓大小決定，所以鐵耗與電壓的平方成正比，而機(jī)耗與轉(zhuǎn)速有關(guān)（空載試驗(yàn)轉(zhuǎn)速基本不變），與電壓的平方無關(guān)。以電壓的平方為橫坐標(biāo)，鐵耗與機(jī)耗之和為縱坐標(biāo)，點(diǎn)繪鐵耗與機(jī)耗之和與電壓平方的關(guān)系曲線（直線），延長直線到縱坐標(biāo)，縱坐標(biāo)上的截距即為機(jī)械損耗，鐵耗和機(jī)耗就此分離。 433 三相異步電動機(jī)的工作特性曲線與直流電動機(jī)的有何異同點(diǎn)？ 解：兩者都是在固有參數(shù)的條件下所求取，都有轉(zhuǎn)速特性、效率特性、電磁轉(zhuǎn)矩特性。但異步電動機(jī)還有電流特性和功率因數(shù)特性。第五章 三相異步電動機(jī)的電力拖動 51 電網(wǎng)電壓太高或太低，都易使三相異步電動機(jī)的定子繞組過熱而損壞，為什么？解：電網(wǎng)電壓太高，磁通增大，空載電流大增，超于額定電流，繞組過過熱而損壞；電網(wǎng)電壓太低，磁通太小，同樣的負(fù)載轉(zhuǎn)矩下，轉(zhuǎn)子電流大增，定子電流也跟著大增，也超于額定電流，繞組過過熱而損壞。52 為什么三相異步電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩不能設(shè)計(jì)成電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩？解：三相異步電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩不能設(shè)計(jì)成電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，因?yàn)槿绻~定負(fù)載時(shí)發(fā)生短時(shí)過載，負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于額定轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩已設(shè)計(jì)成最大轉(zhuǎn)矩不能再增加，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)降速而停機(jī)。53 三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓大小有什么關(guān)系？如果電源電壓下降20%，則電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)矩將變?yōu)槎啻?？若電動機(jī)拖動額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，問電壓下降后電動機(jī)的主磁通、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子電流、定子電流各有什么變化？解：三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比。如果電源電壓下降20%，則電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)矩將降為原來的64%。若電動機(jī)拖動額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，電壓下降后電動機(jī)的主磁通下降、轉(zhuǎn)速下降、轉(zhuǎn)子電流增加、定子電流增加。 54 有一臺Y聯(lián)結(jié)4極繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)，，略T0，試求額定轉(zhuǎn)矩、過載能力和最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)差率。 解：略T0：額定轉(zhuǎn)矩為： 最大電磁轉(zhuǎn)矩：過載能力：最大轉(zhuǎn)矩時(shí)轉(zhuǎn)差率： 55 定性畫人為機(jī)械特性時(shí)，應(yīng)怎樣分析？定性判斷哪些點(diǎn)是否變化，根據(jù)什么公式？定性畫出U=（nm=n1/2）。解：定性畫人為機(jī)械特性時(shí)，看同步點(diǎn)、最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)、起動點(diǎn)的變化情況。根據(jù)同步點(diǎn)公式、最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)公式：，、起動點(diǎn)公式： 下圖中①是定性畫的固有機(jī)械特性（設(shè)4極電機(jī)），②是U=（同步點(diǎn)不變，最大轉(zhuǎn)矩、）；③ 轉(zhuǎn)子串電阻的人為機(jī)械特性（nm=n1/2）。（同步點(diǎn)不變，最大轉(zhuǎn)矩的數(shù)值不變，位置nm=n1/起動轉(zhuǎn)矩增大）56 籠型異步電動機(jī)全壓起起動時(shí)，為何起動電流大，而起動轉(zhuǎn)矩不很大？解：籠型異步電動機(jī)全壓起起動時(shí)，轉(zhuǎn)子瞬時(shí)轉(zhuǎn)速為零，等效電路的附加電阻為零，所以全壓除以短路阻抗，起動電流大，Ist=I1N，但起動轉(zhuǎn)矩并不是額定轉(zhuǎn)矩的（5~7）倍。（起動轉(zhuǎn)矩不大的原因是：第一，由于起動電流很大，定子繞組中的阻抗壓降增大，而電源電壓不變，根據(jù)定子電路的電動勢平衡方程式，感應(yīng)電動勢將減小，則主磁通F1將與感應(yīng)電動勢成比例的減??；第二，起動時(shí)s=1，轉(zhuǎn)子漏抗比轉(zhuǎn)子電阻大得多，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)很低，雖然起動電流大，但轉(zhuǎn)子電流的有功分量并不大。由轉(zhuǎn)矩公式T=CTF1I’2cosj2可知，起動轉(zhuǎn)矩并不大。 57 一臺△聯(lián)結(jié)的4極三相異步電動機(jī)，試求：全壓起動時(shí)的定子電流（略空載電流）及其功率因數(shù)、起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)；Y/△起動時(shí)的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩。 解：全壓起動時(shí)的定子電流、功率因數(shù)：求起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)：起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)：Y/△起動時(shí)的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩： 58 為什么在減壓起動的各種方法中，自耦變壓器減壓起動性能相對最佳？解：在減壓起動的各種方法中，如果電網(wǎng)限制的起動電流相同時(shí)，用自耦變壓器減壓起動將獲得較大的起動轉(zhuǎn)矩，可帶動較重的負(fù)載起動，這就是自耦變壓器減壓起動的主要優(yōu)點(diǎn)之一。另起動自耦變壓器的二次繞組一般有三個(gè)抽頭，用戶可根據(jù)電網(wǎng)允許的起動電流和機(jī)械負(fù)載所需的起動轉(zhuǎn)矩進(jìn)行選配，較靈活。 59 某三相籠型異步電動機(jī)的額定數(shù)據(jù)如下：起動電流倍數(shù)為7，起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)KM=，過載能力，定子△聯(lián)結(jié)。試求： ①全壓起動電流Ist和起動轉(zhuǎn)矩Tst。 ②如果供電電源允許的最大沖擊電流為1800A，采用定子串電抗起動，求串入電抗后的起動轉(zhuǎn)矩，能半載起動嗎？ ③如果采用Y△起動，起動電流降為多少？能帶動1250Nm的負(fù)載起動嗎？為什么？④為使起動時(shí)最大起動電流不超過1800A而且起動轉(zhuǎn)矩不小于1250Nm而采用自耦變壓器減壓起動。已知起動用自耦變壓器抽頭分別為55%、64%、73%三檔，則選擇哪一檔抽頭電壓？這時(shí)對應(yīng)的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩各為多大？解：1）全壓起動時(shí)的Ist和Tst：2）若采用串電抗器起動，則 可見串電抗器后不能滿足半載起動的要求，不能采用。3）若采用Y/△起動 1250，故不能采用Y/△起動。4）若采用自耦變壓器起動：應(yīng)滿足： 即： 取標(biāo)準(zhǔn)抽頭：64%驗(yàn)證：510 為什么繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串接合適電阻即能減小起動電流，又能增大起動轉(zhuǎn)矩？解：繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串接電阻即能減小起動電流，串得合適，轉(zhuǎn)子電流雖然下降，但轉(zhuǎn)子上的功率因數(shù)提高，總體轉(zhuǎn)子電流的有功分量提高，根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式，起動轉(zhuǎn)矩是增大的。如果轉(zhuǎn)子電阻串得過大，轉(zhuǎn)子電流太小，轉(zhuǎn)子上的功率因數(shù)再高，轉(zhuǎn)子電流的有功分量也會下降，則起動轉(zhuǎn)矩變得下降了。511 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)串頻敏變阻器起動是如何具有串電阻起動之優(yōu)點(diǎn)的，且比串電阻起動要平滑？解：繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)串頻敏變阻器起動時(shí)，瞬時(shí)轉(zhuǎn)子頻率最高，頻敏變阻器的鐵耗最大（頻敏變阻器鐵心的鋼片厚），等效的串入轉(zhuǎn)子的電阻大，所以具有轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)：減小起動電流，又能增大起動轉(zhuǎn)矩。同時(shí)隨著轉(zhuǎn)速的上升，轉(zhuǎn)子頻率的降低，頻敏變阻器的鐵耗隨頻率的平方下降而下降，轉(zhuǎn)子等效電阻隨之無級減小，起動平滑（穩(wěn)）。512 現(xiàn)有一臺橋式起重機(jī)，其主鉤由繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)拖動。當(dāng)軸上負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定值的一半時(shí)，電動機(jī)分別運(yùn)轉(zhuǎn)在s==，問兩種情況各對應(yīng)于什么運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)？兩種情況下的轉(zhuǎn)速是否相等？從能量損耗的角度看，哪種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)比較經(jīng)濟(jì)？解：電動機(jī)分別運(yùn)轉(zhuǎn)在s==