【文章內(nèi)容簡介】 等；否則變壓器的利用率降低。 (容量大的短路阻抗的相對值小些 ,利用率大些 ) 上述 條件 ② 必須嚴格遵守 。 317 電壓互感器和電流互感器的功能是什么？ 使用時必須注意什么？ 解： 電壓互感器和電流互感器的功能是 安全測量（與被測電路隔離）大電流、大電壓。電壓互感器使用 時， 二次側(cè)繞組絕對不允許短路，鐵心的二次側(cè)繞組一端必須可靠接地等。電 流 互感器使用 時，二次側(cè)繞組絕對不允許開路，鐵心的二次側(cè)繞組一端必須可靠接地等。 第四章 三相異步電動機 41 三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場是怎樣產(chǎn)生的？圓形旋轉(zhuǎn)磁場是指在圓柱形的定、轉(zhuǎn)子間的氣隙層中旋轉(zhuǎn)的磁場嗎？為什么？ 解： 三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場 是 三相對稱電流通入三相對稱定子繞組而產(chǎn)生的。不是，是指 三相合成磁通勢的幅值不變，矢量在旋轉(zhuǎn)時的端點軌跡是一個圓。 42 三相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速由什么決定？試問工頻下 10極的異步電動機的同步轉(zhuǎn)速各為多少？頻率為 60Hz時的呢？ 解： 三相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 與電源 頻率 成正比，與電動機的極對數(shù)成反比。 工頻下 10極的異步電動機的同步轉(zhuǎn)速各為 3000、 1500、 1000、 750、 600r/mim；頻率為 60Hz下 10極的異步電動機的同步轉(zhuǎn)速各為 ： 3600、 1800、 1200、 900、720 r/mim。 43 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向由什么決定？ 解：在三相繞組空間排序不變的情況下，由三相電流的相序決定。 44 試述三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理，并解釋“異步”的意義。 解： 當三相異步電動機接 到三相交流電源上，氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，則靜止的轉(zhuǎn)子繞組便相對切割磁場 ，感應出電動勢。轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，就有轉(zhuǎn)子電流 產(chǎn)生， 該電流再與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，便在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生電磁力 f，而轉(zhuǎn)子繞組中均勻分布的每一導體上的電磁力對轉(zhuǎn)軸的力距之總和即為電磁轉(zhuǎn)矩 T，它驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的 方向旋轉(zhuǎn)起來。 三相異步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速最終不會加速到等于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。因為如果同步，轉(zhuǎn)子繞組與旋轉(zhuǎn)磁場之間沒有相對運動，就不會感應電動勢并產(chǎn)生電流，也不會產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動。所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 n 總要略低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 n1，這就是異步電動機的“異步”由來。 45 若三相異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組開路，定子繞組接通三相電源后，能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場嗎？電動機會轉(zhuǎn)動嗎？為什么？ 解： 若三相異步 電動機的轉(zhuǎn)子繞組開路，定子繞組接通三相電源后，能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子繞組上感應電動勢，但沒有電流產(chǎn)生，所以沒有電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生， 電動機 不會轉(zhuǎn)動。 46 何謂異步電動機的轉(zhuǎn)差率？異步電動機的額定轉(zhuǎn)差率一般是多少？起動瞬時的轉(zhuǎn)差率是多少？轉(zhuǎn)差率等于零對應什么情況，這在實際中存在嗎？ 解： 轉(zhuǎn)差 (n1 － n)與同步轉(zhuǎn)速 n1的比值稱為轉(zhuǎn)差率。 異步電動機 的 額定轉(zhuǎn)差率 sN一般為%～ 5%。 起動瞬時的轉(zhuǎn)差率 s=1， 轉(zhuǎn)差率 s=0，是理想空載狀態(tài)， 這在實際中不存在。 47 一臺三相異步電動機的 m in/9 6 0,50 rnHzf NN ?? ，該電動機的極對數(shù)和額定轉(zhuǎn)差率是多少？另有一臺 4極三相異步電動機，其 sN=，那么它的 額定轉(zhuǎn)速是多少？ 解： 因異步電動機額定轉(zhuǎn)速 nN 略低于但很接近于對應的同步速，因此選擇 1000r/min的同步速 ， 其極對數(shù)為 4750506060 1 ???? n fp額定轉(zhuǎn)差率 ： 對 4極 sN=： nN=n1(1－ s)=1500 (1－ )r/min=1425r/min 48 簡述三相異步電動機的結(jié)構(gòu)，它的主磁路包括哪幾部分？和哪些電路耦合？ 解：三相異步電動機主要由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子主要由定子鐵心、定子繞組和機座等構(gòu)成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組等所構(gòu)成。三相異步電動機的 主磁路包括 ：定子鐵心中的定子齒槽和定子磁軛、轉(zhuǎn)子鐵心中的轉(zhuǎn)子齒槽和轉(zhuǎn)子磁軛、氣隙，和定、轉(zhuǎn)子電路 耦合 。 49 為什么異步電動機的定、轉(zhuǎn)子鐵心要用導磁性能良好的硅鋼片制成？而且空氣隙必須很?。? 解： 異步電動機的定、轉(zhuǎn)子鐵心要用導磁性能良好的硅鋼片制成 ， 則 主磁路的 定、轉(zhuǎn)子鐵心 段 的 磁阻 很 小， 使 額定 電壓下產(chǎn)生主磁通的勵磁電流小 （建立磁場的無功分量小），運行時的功率因數(shù)高。 空氣隙 很小 也是 為了主 磁路的空氣隙 段的 磁阻小 。 410 一臺△聯(lián)結(jié)的 Y132M4 異步電動機，其 PN=， UN=380V， nN=1440r/min, ? N=87%, ?N? ，求其額定電流和對應的相電流。 解： AC o sU PI NNN NN 31 ???? ??? ?? AII NN 11 ????? ?接法? 411 何為 60176。相帶繞組？對三相交流繞組有何基本要求？ 解： （ 每個極距內(nèi)屬于同相的槽所占有的區(qū)域，稱為相帶。一個極距占有 180?空間電角度，由于三相繞組均分，每等分為 60?空間電角度，稱為 60?相帶。）按 60?相帶排列的三相對稱繞組稱為 60?相帶繞組。 對 三相 交流繞組的基本要求 l) 交流繞組通過電流之后，必須形成規(guī)定的磁場極對數(shù)。 2) 三相繞組在空間布置上必須對稱，以保證三相磁通勢及電動勢對稱。 3) 交流繞組通過電流所建立的磁場在空間的分布應盡量為正弦分布。 4) 在一定的導體數(shù)之下，建立的磁場最強而且感應電動勢最大。 5) 用銅量少；嵌線方便 ；絕緣性能好，機械強度高，散熱條件好。 412 單層繞組有幾種？它們的主要區(qū)別是什么？ 解： 單層繞組有 單層整距疊繞組、單層鏈式繞組、單層交叉式繞組、單層同心式繞組。其中第一種 繞組在理論分析中清晰 （后三者都可以 等效成 單層整距疊繞組），實際中不采用的。 后三者表面上有短 距 ，端部用銅量少；嵌線方便，散熱好。而后三者中 ， p?2， q=3 的單層繞組常采用交叉式繞組； p?2， q=2 的單層繞組常采用鏈式繞組， p=1，單層繞組常采用 960100011 ????? n nns NN同心式繞組。 413 雙層繞組與單層繞組的主要區(qū)別是什么？ 解：雙層繞組在每個槽內(nèi)要安放兩個不同線圈的線 圈邊，單層繞組在每個槽內(nèi)安放一個線圈邊。雙層繞組可做成有效的短距 繞組來削弱高次諧波，從而改善電磁性能 。 414 雙層繞組在相帶劃分時要注意什么問題？ 解：對于雙層繞組，每槽的上、下層線圈邊，可能屬于同一相的兩個不同線圈，也可能屬于不同相的 兩個不同線圈 。所以相帶劃分表并非表示每個槽的相屬，而是每個槽的上層邊相屬關(guān)系，即劃分的相帶是對上層邊而言。 415 有一三相單層繞組， 2p=6， z1=36， a=1，試選擇實際中最合適的繞組型式，劃分相帶，畫出 U相繞組的展開圖。 解： 2332 362 1 ????? mpZq 632362 1 ???? pZ? 劃分相帶： 相帶 極對數(shù) 槽號 U1 W2 V1 U2 W1 V2 第一對極 2 4 6 8 10 1 12 第二對極 1 14 1 16 1 18 1 20 2 22 2 24 第三對極 2 26 2 28 2 30 3 32 3 34 3 36 可見屬于 U 相繞組的槽號有 1 1 1 2 2 3 32，這 12個槽內(nèi)的線圈邊構(gòu)成 U相。因 q=2, p≧ 2, 實際中最合適的繞組型式 是鏈式繞組（ y=τ1=5） 畫出 U相 鏈式 繞組的展開圖 416 有一臺三相 4極異 步 電動機， 9/7,2,361 ???? yaz ，劃分相帶并畫出 U相繞組的疊繞展開圖。 解： 3232 362 1 ????? mpZq 922362 1 ???? pZ? 79/)97( ???y 只有雙層繞組可以有實際意義的短距 疊繞 組，所以劃分相帶是指上層邊所屬的槽號。 相帶 極對數(shù) 槽號 U1 W2 V1 U2 W1 V2 第一對極 3 6 9 1 12 1 1 15 1 1 18 第二對極 1 21 2 2 24 2 2 27 3 3 33 3 3 36 可見屬于 U 相繞組的槽號上層邊的有 1 2 1 2 230，這 12 個槽內(nèi)的線圈上層邊與相應的下層邊（ y=7）構(gòu)成 12 個線圈，分布在 4 個極下，共四個線圈組（ 每個是 q=3 個線圈串聯(lián)），根據(jù)并聯(lián)支路對數(shù) a=2, 畫線圈組之間連線。 展開圖 如下： 417 某三相 6 極異步電動機， 36,50,3 8 0 1 ??? zHzfVU NN 槽，定子采用雙層短距分布繞組，每相串聯(lián)匝數(shù) N1=48 匝， Y 聯(lián)結(jié)。 已知定子額定基波電動勢為額定電壓的 85%，基波繞組因數(shù) kN1=，求每極基波磁通量Φ 1為多少？ 解： WbNkfE N 111 11 ???? ???? 418 三相異步電動機與變壓器有何異同點？同容量的兩者，空載電流有何差異？兩者的基波感應電動勢公式有何差別？ 解： 三相 異步 電動 機的定、轉(zhuǎn)子電路 ， 變壓器的一、二次電路都是通過交、交勵磁的磁耦合而聯(lián)系的，它們的基本電磁關(guān)系是相似的。 不同點： 異步電動機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；異步電動機的轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)動的，輸出機械功率，而 變壓器的二次側(cè)是靜止的，輸出電功率。 同容量的兩者， 電動機的 空載電流 大于變壓器的空載電流，這是因為異步電動機有氣隙，磁路磁阻大。 因異步電動機 定子繞組為分布、短距繞組 ，基波感應電動勢公式中有基波繞組因數(shù) kN1(kN11)。 419 異步電動機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，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，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，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 拆修異步電動機時重新繞制定子繞組，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，運行時功率因數(shù)降低；磁通增加還導致鐵耗增加，效率降低。 422 三相異步電動機轉(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，以上各量的對應大小。 解： 三相異步電動機轉(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) （? ?co s? 2 222 2 2? ?rr sX。 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，情況相反。 423 異步電動機的轉(zhuǎn)速變化時，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： 三相異步電動機的轉(zhuǎn)速變化時，轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁通勢 F2相對空間的轉(zhuǎn)速不變化，因為 F2與 F1空間相對靜止，都為同步速，與轉(zhuǎn)速無關(guān)。 424 在推導三相異步電動機的 T形等效電路時，轉(zhuǎn)子邊要進行哪些折算？為什么要進行這些折算？折算的原則是什么？怎樣進行這些折算？ 解： 在推導三相異步電動機的 T形等效電路時，轉(zhuǎn)子邊要進行頻率折算和繞組折算。 因為轉(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，相應的感應電動勢也不相等， 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？ 異步電動機等效電路中 的 ssr /)1(39。2 ? 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，