【正文】 繞組系數(shù)值，說明采用短距和分布繞組對磁動勢波形有什么影響。 （1） （2） （3） 基波：正轉(zhuǎn)， 5次諧波: 反轉(zhuǎn)，對極 7次諧波： 正轉(zhuǎn)， 反轉(zhuǎn)，對極 （4） （15）采用短距分布后，5，7次諧波幅大為減少4．22 一臺50000 kW的2極汽輪發(fā)電機(jī)，50Hz，三相，UN= kV星形聯(lián)接， cosфN=，定子為雙層疊繞組，Z=72槽，每個線圈一匝，y1=7τ/9，a=2，試求當(dāng)定子電流為額定值時，三相合成磁動勢的基波，7次諧波的幅值和轉(zhuǎn)速，并說明轉(zhuǎn)向。 （A/極） 反轉(zhuǎn)三次諧波：0 （A/極） 反轉(zhuǎn) （A/極） 反轉(zhuǎn) （1）圖a中通入正序電流：含產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，從超前相A相繞組軸線轉(zhuǎn)向滯后相B相繞組軸線即ABC,所以為逆時針方向。 圖a中通入負(fù)序電流：含產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，為順時針方向圖b中通入正序電流：含產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，為順時針方向圖b中通入負(fù)序電流：含產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，為逆時針方向 （2）a圖： 4．24 在對稱的兩相繞組（空間差900電角度）內(nèi)通以對稱的兩相電流（時間上差900），試分析所產(chǎn)生的合成磁動勢基波，并由此論證“一旋轉(zhuǎn)磁動勢可以用兩個脈振磁動勢來代表”。設(shè)A繞組通入的電流為： 則 因為兩相繞組對稱，兩相電流又對稱，所以A相B相產(chǎn)生的磁勢幅值相等 為旋轉(zhuǎn)磁勢 轉(zhuǎn)速：令 方向：從超前相電流所在相位轉(zhuǎn)到滯后相B相即： A－B 可見旋轉(zhuǎn)磁勢可分解為空間和時間相位上都差90的兩個脈振磁勢 （1） （2） 4．26 一臺三相四極交流電機(jī)，定子三相對稱繞組A、B、C分別通以三相對稱電流iA=10sinωtA、iB=10sin(ωt120)A、iC=10sin(ωt240)A，求： （1）當(dāng)iA=10A時，寫出各相基波磁動勢的表達(dá)式以及三相合成磁動勢基波的表達(dá)式，用磁動勢矢量表示出基波合成磁動勢的空間位置；（2）當(dāng)iA由10A降至5A時，基波合成磁動勢矢量在空間上轉(zhuǎn)過了多少個圓周？ （1） 當(dāng) 三相合成： （2）當(dāng)從降至?xí)r，在時間上經(jīng)過電角度即四極電機(jī)轉(zhuǎn)速為 秒轉(zhuǎn) 圓周第五章 異步電機(jī)5．1 什么叫轉(zhuǎn)差率？如何根據(jù)轉(zhuǎn)差率來判斷異步機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)？ 轉(zhuǎn)差率為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速之差對同步轉(zhuǎn)速之比值 為發(fā)電機(jī)狀態(tài)。 為電動機(jī)狀態(tài)，為電磁制動狀態(tài)。5．2 異步電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行和作電磁制動運(yùn)行時，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)行和電磁制動運(yùn)行時，電磁轉(zhuǎn)矩方向都與轉(zhuǎn)向相反，是制動轉(zhuǎn)矩；但發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向相同，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于同步速，電磁制動運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向相反。5．3 有一繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機(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，旋轉(zhuǎn)磁場相對于轉(zhuǎn)子以（為定、轉(zhuǎn)子繞組極對數(shù)）沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，問此時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向如何？轉(zhuǎn)差率如何計算？ 假如定子是可轉(zhuǎn)動的，那么定子應(yīng)為順時針旋轉(zhuǎn)（與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同）但因定子固定不動不能旋轉(zhuǎn)，所以轉(zhuǎn)子為逆時針旋轉(zhuǎn)。 （為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速）5．4 為什么三相異步電動機(jī)勵磁電流的標(biāo)幺值比變壓器的大得多？ 在額定電壓時異步機(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。這是因為異步機(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)自動轉(zhuǎn)動，這樣異步機(jī)的磁路磁阻就較大，而變壓器磁路中沒有氣隙，磁阻小，因此，相對變壓器而言，異步電動機(jī)所需勵磁磁動勢大，勵磁電流大。5．5 三相異步電機(jī)的極對數(shù)、同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、定子頻率、轉(zhuǎn)子頻率、轉(zhuǎn)差率及轉(zhuǎn)子磁動勢相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速之間的相互關(guān)系如何？試填寫下表中的空格。150210005018006035600500310004501 相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 相對于定子的轉(zhuǎn)速5．6 試證明轉(zhuǎn)子磁動勢相對于定子的轉(zhuǎn)速為同步速度。轉(zhuǎn)子磁勢是由轉(zhuǎn)子三相（或多相）對稱繞組感應(yīng)的三相（或多相）對稱電流產(chǎn)生的一個旋轉(zhuǎn)磁勢，這個磁勢相對轉(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)速為相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率為時，轉(zhuǎn)子電流的頻率，則這個磁動勢相對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為，它相對定子的轉(zhuǎn)向永遠(yuǎn)相同，相對定子的轉(zhuǎn)速為，即永遠(yuǎn)為同步速。5．7 試說明轉(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)子繞組折算成一個相數(shù)為，匝數(shù)為，繞組系數(shù)為 的等效轉(zhuǎn)子繞組來替代原來的轉(zhuǎn)子繞組，保持極對數(shù)不變。頻率折算：用一個等效的靜止轉(zhuǎn)子來代替原來的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，在該靜止轉(zhuǎn)子回路中串入一個的模擬電阻，而定子方各物理量不變。折算的條件：保持轉(zhuǎn)子磁動勢不變，及轉(zhuǎn)子上有功，無功率不變。5．8 異步電動機(jī)定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組沒有直接聯(lián)系，為什么負(fù)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(jī)主磁通有無變化？ 電磁勢平衡方程式：知 當(dāng)負(fù)載時，定子電流只有一個分量，用以產(chǎn)生磁時來抵消轉(zhuǎn)子磁勢的作用，∴雖然定轉(zhuǎn)子無直接電聯(lián)系，定子電流會自動增加的原因。 從空載到滿載，由電勢平衡方程式 ∵基本不變，略有∴略有下降，故主磁通略為下降。5．9 異步電動機(jī)的等效電路有哪幾種？等效電路中的代表什么意義？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)） 簡化形等效電路（=1） 消耗在上的電功率就是電動機(jī)所產(chǎn)生的機(jī)械功率，它是有功功率，不能用電容或電感代替。5．10 異步電動機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時，若電源電壓下降過多，會產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果？試說明其原因。如果電源電壓下降，對感應(yīng)電動機(jī)的、有何影響？ ∵負(fù)載不變 ∴不變 如電壓下降過多，為保持不變，易燒毀電機(jī)。 ∴ ∴ ∴ ∴ 轉(zhuǎn)矩不變， ∵ 為常數(shù) 不變 不變 ∵ ∵ ∴ ∴（或者，成平方下降，而負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變∴）5．11 漏電抗大小對異步電動機(jī)的運(yùn)行性能，包括起動電流、起動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)等有何影響？為什么？ ∴漏電抗與成反比，與成正比5．12 某繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(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50Hz變?yōu)?0Hz，各對最大轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)矩有何影響？ （1）增加一倍，增加，不變 （2）增加一倍，減小，減小 （3）由50Hz變?yōu)?0Hz，相當(dāng)于增加，且分母增大了∴，減小5．13 一臺籠型異步電動機(jī)，原來轉(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； 而負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，∴下降（2）轉(zhuǎn)子電流； 負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，基本不變，∵∴基本不變。（3）定子電流； ∴基本不變。 （4）定子功率因數(shù)；（5）輸入功率； 基本不變∴基本不變。（6）輸出功率； （∵增大）（7）效率； ∵損耗減?。?）起動轉(zhuǎn)矩； （9）最大電磁轉(zhuǎn)矩。 不變5．14 繞線式三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串人適當(dāng)?shù)碾娮杩梢栽龃笃饎愚D(zhuǎn)矩，串入適當(dāng)?shù)碾娍箷r，是否也有相似的效果？轉(zhuǎn)子側(cè)串入電抗，不能增大起動轉(zhuǎn)矩∵串如電抗后雖然增大了，但下降∴總起來起動轉(zhuǎn)矩仍然不能增大。5．15 普通籠型異步電動機(jī)在額定電壓下起動時，為什么起動電流很大而起動轉(zhuǎn)矩不大？但深槽式或雙籠電動機(jī)在額定電壓下起動時，起動電流較小而起動轉(zhuǎn)矩較大，為什么？ 大的原因是：在剛啟動時，轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，旋轉(zhuǎn)磁場以較大的轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)環(huán)，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生較大的電勢，因而產(chǎn)生較大的電流，由磁勢平衡關(guān)系，定子中也將流過較大的電流。 不大的原因是：在剛起動時，=0 ,=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 知，最初起動時，雖然較大，但因很低，∴仍然不大。 對深槽和雙鼠籠異步電動機(jī)在起動時，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，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，使當(dāng)起動完畢后，很小，沒有集膚效應(yīng)，轉(zhuǎn)子電流流過的導(dǎo)體截面積增大，電阻減小，相當(dāng)于起動時轉(zhuǎn)子回路所串電阻去掉，減小了轉(zhuǎn)子銅損耗，提高了電機(jī)的效率。5．16 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)在轉(zhuǎn)子回路中串人電阻起動時，為什么既能降低起動電流又能增大起動轉(zhuǎn)矩？試分析比較串入電阻前后起動時的、是如何變化的？串入的電阻越大是否起動轉(zhuǎn)矩越大？為什么？ 繞線式轉(zhuǎn)子串入電阻后，轉(zhuǎn)子電流減小，定子電流也減小，但起動轉(zhuǎn)矩增大，這是因為：在起動時，雖然串入導(dǎo)致減小，但卻使得設(shè)串電阻前由于，∴ ②較大，接近正常運(yùn)行時的主磁通，轉(zhuǎn)子回路功率因數(shù) ③增大，綜合三個因素， 一般情況下，串入電阻后，和將變小，基本不變，嚴(yán)格地講，隨變小，會大一點(diǎn)（∵變小，），將明顯提高明顯增加， 因為最大為1，接近1時變化不大了，相反，電阻率大了，電流明顯減小，反而會變小，∴并不是串電阻越大，起動轉(zhuǎn)矩越大。5．17 兩臺同樣的籠型異步電動機(jī)共軸連接，拖動一個負(fù)載。如果起動時將它們的定子繞組串聯(lián)以后接至電網(wǎng)上，起動完畢后再改接為并聯(lián)。試問這樣的起動方法，對起動電流和轉(zhuǎn)矩的影響怎樣？ 通過串聯(lián)起動，使每臺電動機(jī)定子繞組電壓為并聯(lián)起動時候的因此為并聯(lián)時的，為并聯(lián)起動時的，而電網(wǎng)供給的起動電流為并聯(lián)時的（∵電網(wǎng)供給的電流并聯(lián)是一臺起動電流的2倍）5．18 繞線式三相異步電動機(jī)拖動恒轉(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程。5．19 繞線式三相異步電動機(jī)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，在轉(zhuǎn)子回路接入一個與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢同頻率、同相位的外加電動勢，試分析電動機(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？一臺四極異步電動機(jī)，采用單繞組變極方法變?yōu)閮蓸O電機(jī)時，若外加電源電壓的相序不變，電動機(jī)的轉(zhuǎn)向?qū)@樣？5．21 為什么在變頻恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時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，會出現(xiàn)什么后果。5．22 如果電網(wǎng)的三相電壓顯著不對稱，三相異步電動機(jī)能否帶額定負(fù)載長期運(yùn)行？為什么？5．23 已知某一臺三相異步電動機(jī)在額定電壓下直接起動時，起動電流等于額定電流的6倍，試計算當(dāng)電網(wǎng)三相電壓不對稱、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，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？5．24 三相異步電動機(jī)在運(yùn)行時有一相斷線，能否繼續(xù)運(yùn)行？當(dāng)電機(jī)停轉(zhuǎn)之后，能否再起動？5．25 怎樣改變單相電容電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向？對罩極式電動機(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 試畫出三相籠型異步電動機(jī)由單相電網(wǎng)供電、當(dāng)作單相電動機(jī)應(yīng)用時的接線原理圖。5．27 感應(yīng)調(diào)壓器與自耦變壓器相比，有何優(yōu)缺點(diǎn)？5．28 已知一臺型號為JO2824的三相異步電動機(jī)的額定功率為55kW，額定電壓為380V，%，試求該電動機(jī)的額定電流 ∴ 5．29 已知某異步電動機(jī)的額定頻率為50Hz，額定轉(zhuǎn)速為970r/min，問該電機(jī)的極數(shù)是多少？額定轉(zhuǎn)差率是多少？ ∵ ∴極數(shù)為6極。 5．30 一臺50Hz三相繞線式異步電動機(jī)，定子繞組Y聯(lián)接，在定子上加額定電壓。當(dāng)轉(zhuǎn)子開路時，其滑環(huán)上測得電壓為72V，轉(zhuǎn)子每相電阻，每相漏抗。忽略定子漏阻抗壓降，試求額定運(yùn)行，時，（1）轉(zhuǎn)子電流的頻率； 轉(zhuǎn)子電流的頻率 （2）轉(zhuǎn)子電流的大??； 滑環(huán)上測得電壓為72V，這是線電壓，相電壓為∵轉(zhuǎn)子開路，且忽略定子漏阻抗壓降，說明轉(zhuǎn)子上的電壓為 ∴ ∴（3）轉(zhuǎn)子每相電動勢的大小； ∵轉(zhuǎn)子開路時測得的轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢為此時轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，即，當(dāng)時 （4）電機(jī)總機(jī)械功率。 5．31 已知一臺三相異步電動機(jī)的數(shù)據(jù)為：，定子聯(lián)接，50Hz，額定轉(zhuǎn)速，，，忽略不計。試求：（1）極數(shù)； 解：∵ ∴ ∴P=2，即2P=4（2）同步轉(zhuǎn)速； （3）額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)子頻率； （4）繪出T型等效電路并計算額定負(fù)載時的、和。 ∴定子電流為（滯后） = ∴5．32 已知JO2924三相異步電動機(jī)