【文章內(nèi)容簡介】 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n0；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)子轉(zhuǎn)向相反，如右圖(題圖33)所示。 在題圖33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s n0 (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33 b)所示。根據(jù)左手定則，定子繞組受力F方向為：A↓、X↑，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？ 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，相應(yīng)勵磁（空載）電流就大，約占額定電流的20%～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。當定子繞組施加三相額定電壓，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，為什么負載增加時，定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r162。2/s可知：當負載增加時，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U1約等于定子繞組感應(yīng)的電勢U1≈E1=。因此，從空載到滿載，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：⑴在分析異步電動機時，轉(zhuǎn)子邊要進行的折算有：①頻率折算，②繞組折算。 ⑵折算的目的是：①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。②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。 ⑶進行頻率折算和繞組折算的條件是：折算前后等效繞組與實際繞組的①磁勢一樣，②產(chǎn)生的電磁功率和損耗一樣。3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r2′代表什么？能否用電感或電容代替？為什么？ 答：①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)子都采用折合值。 ②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。變壓器負載運行時，變壓器的負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)及功率因素完全取決于負載的性質(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異步電動機帶額定負載運行時，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：⑴異步電動機帶額定負載運行時，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。 ⑵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%，，即下降了36%。 ⑶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r′2/s減小，轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)cosj2=(r′2/s)/[x′22+(r′2/s)2]將減小。而帶額定負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，cosj2減小則定子電路的功率因數(shù)cosj1也將比額定電壓時對應(yīng)的數(shù)值有所減小。31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32式321和式310）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。31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，一般同時標注其連接形式為Y/△。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，當三相異步電動機標出的額定電壓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；當異步電動機定子三相繞組采用△連接時，其額定電壓為220V。31三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載沒有任何關(guān)系，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，（令s=1）；（令s=1）。而式3式318和式323都與其所帶負載的大小沒有任何關(guān)系。31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：①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/，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312可知，應(yīng)該減小電動機所帶的負載轉(zhuǎn)矩。否則當接額定負載運行時，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39可知，I2將增大；由式312可知，Φ↓只有I2↑才能使T保持額定值與額定負載轉(zhuǎn)矩平衡）。 ②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的倍，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倍，磁路將嚴重飽和，勵磁電流大大增加，也會致使保護器件動作或者燒毀繞組。31某三相異步電動機的額定轉(zhuǎn)速為460r/min，當負載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的一半時，電動機的轉(zhuǎn)速約為多少？ 解：①由于異步電動機的額定轉(zhuǎn)差率為1％～9％，即sN≈～，其理想空載轉(zhuǎn)速n0為500r/min： ∵n0=nN/(1sN)=460/(～)=～ p=60f/n0=3000/(～)=～，而p只能為整數(shù)，∴p=6(對極)； n0=60f/p=3000/6=500(r/min)，sN=(n0n)/n0=(500460)/500= ②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與負載轉(zhuǎn)矩T可以用直線近似代替，即近似認為s∝T(或s=kT)。因此，負載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的一半（即T= TN）時，電動機的轉(zhuǎn)差率s和轉(zhuǎn)速n分別為： s≈sNT/TN== n=n0(1s)=500()=500=480(r/min) 答：該三相異步電動機負載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的一半時的轉(zhuǎn)速約為480r/min。31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淖儯?。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。31一臺三相異步電動機銘牌上標明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≈～，通過sN、nN和n0之間的關(guān)系，以及n0、f和p之間的關(guān)系可以求出該電動機的極對數(shù)，具體過程如下： n0=nN/(1sN)=960/(～)=～ p=60f/n0=3000/(～)=～，而p只