第7章交流电动机
第七章交流电动机
一、填空题：
1.由于三相异步电动机的转矩是由_ 转子导条_____与___磁场___之间的相对运动产生的，所以称为“异步”。
2．某三相异步电动机工作时转速为n＝980r/min，则其磁极对数p＝___3 ___，旋转磁场转速n1＝__1000 ____r/min，转子相对于旋转磁场的转速为n2＝_ __30___r/min，转子电流频率为f2＝____Hz。
3．某三相异步电动机起动转矩T st＝10N·m，最大转矩T m＝18N·m，若电网电压降低了20％，则起动转矩T st＝_N·m，最大转矩T m＝___N·m。
5. 用Y-△降压起动时,起动电流为直接用△接法起动时的1/3 ,但启动转矩也只有直接用△接法启动时1/3 ，因此只适用于空载或轻载启动。
6．反接制动时，当电机转速接近于0 时，应及时断电，防止电机反转。
8．交流异步电动机的转子绕组有鼠笼式和两种。
9．定子三相绕组中通过三相对称交流电时在空间会产生旋转磁场。
11．鼠笼型电动机的起动方法有直接起动和降压起动两种。12．异步电动机的调速有变频调速、变极调速、变转差率调速。13. 当s在0-1 范围内，三相异步电动机运行于电动状态，此时电磁转矩性质为驱动性质；在大于1 范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为制动性质。
14. 一台6极三相异步电动机接于50H Z的三相对称电源；其s=，则此时转子转速为__950__r/min，定子旋转磁势相对于转子的转速为__50___r/min。
15. 三相异步电动机的电磁转矩是由_旋转磁场___和_转子电流__共同作用产生的。
16. 一台三相异步电动机带恒转矩负载运行，若电源电压下降，则电动机的转速_降低___，定子电流__增加__，最大转矩__较小___，临界转差率_不变__。17. 三相异步电动机电源电压一定，当负载转矩增加，则转速_ 较小__，定子电流_ 增大___。
19. 三相异步电动机在额定负载运行时，其转差率s一般在__0-1___范围内。
20. 对于绕线转子三相异步电动机，如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则起动转矩__增大_____，最大转矩__不变___。
二、选择题：
1．三相异步电动机铭牌上标明：“额定电压380/220V，接法丫/△”。当电网电压为380V时，这台三相异步电动机应采用( B )。
A．△接法 B.丫接法 C.△、丫都可以 D.△、丫都不可以
2. 如果某三相异步电动机的极数为4级，同步转速为1800转/分，那么三相电流的频率为( B )。
赫兹赫兹赫兹赫兹
3. 一台额定运行的三相异步电动机，当电网电压降低10%时，电动机的转速将( B )。
A.上升
B.降低
C.不变
D.停止转动
4. 改变三相异步电动机转向的方法是( C )。
A.改变电源频率
B.改变电源电压
C.改变定子绕组中电流的相序
D.改变电机的工作方式
5. 要改变通电导体在磁场中的受力方向，下列办法中可行的是( C )。
A.增大通电导体中的电流
B.减小通电导体两端的电压
C.改变通电导体中的电流方向
D.同时改变导体中的电流方向和磁场方向
6.三相异步电动机带恒转矩负载运行，如果电源电压下降，当电动机稳定运行后，此时电动机的电磁转矩( A )。
A.下降
B.增大
C.不变
D.不定
10. 三相异步电动机在运行中，把定子两相反接，则转子的转速会( C )。
A. 升高
B. 下降一直到停转
C. 下降至零后再反向旋转
D. 下降到某一稳定转速
11. 三相异步电动机转子的转速总是（ C ）。
A．与旋转磁场的转速相等 B.与旋转磁场的转速无关
C. 低于旋转磁场的转速
D. 高于旋转磁场的转速
12. 某一50Hz的三相异步电动机，其额定转速为2890r/min，则其转差率为
（ A ）。
A. % 下图所示的三相笼型异步电动机中，（ B ）与图（a）的转子转向相同。
A. b图
B. c 图
C. d 图
D.都不同
a b c d
1
L
1
L1L1L
2
L
2
L
2
L2L
3
L
3
L
3
L
3
L
14. 某三相异步电动机在额定运行时的转速为1440r/min，电源频率为50Hz，此时转子电流的频率为（ C ）。
B. 48Hz D. 4Hz
15. 三相异步电动机的转速n 越高，则转子电流
2
I( B )，转子功率因数
2
cos （ B ）。
A. 越大
B.越小
C.不变
D.无法确定
16. 三相异步电动机在额定电压下运行时，如果负载转矩增加，则转速（ B ），电流（ A ）。
转速： A.增高 B.降低 C.不变 D.无法确定
电流： A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定
17.三相异步电动机在额定负载转矩下运行时，如果电压降低，则转速（ B ），电流（ A ）
转速： A.增高 B.降低 C.不变 D.无法确定
电流： A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定
18. 三相异步电动机在额定功率下运行时，如果电源电压略有增高，则转速（ A ），电流（ B ）
转速： A.增高 B.降低 C.不变 D.无法确定
电流： A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定
19. 三相异步电动机在正常运行时，如果电源频率升高，则转速（ A ），电流（ B ）
转速： A.增高 B.降低 C.不变 D.无法确定 电流： A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定
20. 三相异步电动机在正常运行中如果有一根电源线断开，则（ C ）
A.电动机立即停转
B.电流立刻减小
C.电流大大增大
D.无法确定 21. 三相异步电动机的转矩与定子每相电源电压1U （ B ）。
A.成正比
B.平方成正比
C.无关
D.无法确定 22. 三相异步电动机的起动转矩st T 与转子每相电阻2R 有关，2R 越大，则st T （ ）。
A.越大
B.越小
C.不变
D.无法确定
23. 三相异步电动机在满载时起动电流与空载起动的起动电流相比（ C ）。
A.前者大
B.前者小
C.两者相等
D.无法确定 24. 三相异步电动机在满载时的起动电流（ A ）。
A.与起动时的电源电压成正比
B.与负载大小有关，负载越大，起动电流越小。
C.与电网容量有关，容量越大，起动电流越小。
D.与起动时的电源电压平方成正比
25. 三相异步电动机铭牌上所标的功率是指它在额定运行时（ C ）。
A.视在功率
B.定子上的输入电功率
C.转轴上输出的机械功率
D.输入上的输入电功率
26. 三相异步电动机功率因数cos ?中的?角是指在额定负载下（ A ）。 A.定子线电压与线电流之间的相位差 B.定子相电压与相电流之间的相位差 C.转子相电压与相电流之间的相位差 D.转子线电压与线电流之间的相位差
27. 三相异步电动机的转子铁损很小，这是因为（ C ）。 A.转子铁心选用优质材料 B. 转子铁心中磁通很小
C.转子频率很低
D. 转子体积小 三、计算题：
1. 三相异步电动机额定值如下：P N ＝，n N ＝1440r/min ，U N ＝380V/220V ，接法：Y/Δ，85.0cos =N ?，%87=N η。今电源线电压U l ＝220V ，试求：（1）该电动机应采用何种接法（2）此时额定电流I N ，额定转矩T N ，转差率s N ，额定输入功率P 1N 各为多少（3）该电动机能否采用Y －Δ变换法起动 (1) Δ接法 (2
）26.6N I A =
= 955049.7N N N P
T N m n =?=?
15001440
0.041500
N s -=
= 17.58.620.87N N
N P P kW η=== (3) 可以
2. 三相异步电动机额定值如下：P N ＝10kW ，n N ＝1460r/min ，U N ＝380V ，Δ接法，f 1＝50Hz ，%88=N η，88.0cos =N ?，
23.17===N
m N st N st T T
T T I I ，，。试求（1）额定电流I N ，额定转矩T N ；（2）起动电流I st ，起动转矩T st ；（3）若要将起动电流限制在2I N 以下，则自耦变压器变比K ＝能带多大负载转矩起动（4）若用于短时工作，起动后能带多大负载转矩T C 近似认为机械特性为直线，此时转速约为多少
(1) 19.6N I A =
= 955065.4N N N P
T N m n =?=?
(2) 7137.2st N I I A =?= 1.385st N T T N m =?=? (3
）
2'1
1.87st st I K I K =?== 2'24.2st st T T N m K
==? (4）2130.8m N T T N m =?=?
001420/N m N m
r mi n n n n
T n T T --=?= 3. 一台三相异步电动机用变频调速电源将频率调至f 1＝40Hz ，测得转速为n ＝1140r/min ，试求此时：（1）旋转磁场转速n 1；（2）转差率s ；（3）转子电流频率f 2；（4）转子旋转磁场对转子的转速n 2；（5）若电动机额定电压U N ＝380V ，则此时电源线电压应为多少
（1）1
1601200/r i f p
n n m =
= （2）0015001425
0.051500
n n s n --=
== （3）210.05402f sf Hz ==?= （4）216/0n n in n r m =-= （5）
113803045040
U U V =?= 4. 一台三相异步电动机额定值为：P N ＝10kW ，n N ＝1440r/min ，U N ＝380V ，Δ接
法，2.21.1==N
m N st T T
T T ，。接在U l ＝380V 的电源上带有负载T C ＝75N ·m 短时运行。
有人误操作将Y-Δ变换起动控制手柄突然扳至起动位置（Y 形接法），试问该电动机的运行状态如何这样误操作将造成什么后果
955066.3N
N N
P T N m n =?
=? 因为'48.73
m
m C T T N m T =
=?<，发生闷车；7375st T N m N m =?
5. 三相异步电动机额定值如下：P N ＝30kW ，U N ＝380V ，Δ接法，n N ＝1470r/min ，
％＝，9088.0cos N η?=N ，
2.17==N
st N st T T
I I ，，采用Y-Δ变换法起动。试求（1）起动电流和起动转矩；（2）当负载转矩T C ＝60％TN 和25％TN 时，分别说明该电动机能否起动。 （1
）57.6N I A =
= 9550195N N N P
T N m n =?=?
因为Y-Δ变换 所以171343st N I I A =?= 1
1.2783st N T T N m =?=?
（2）T C ＝60％T N >T stY ＝40％T N ，不能起动；
T C ＝25％T N 6. 三相异步电动机额定值为：f 1＝50Hz ，U N ＝380V/220V ，接法Y/Δ。在电源线电压380V 下接成Y 形进行实验，测得I l ＝ 7.06A ，输出转矩T 2＝30N ·m ，转速n ＝950r/min ，用两瓦计法测得P W1＝2658W ，P W2＝1013W 。试求：（1）输入功率P 1，输出功率P 2，效率η，功率因数?cos ，转差率s ；（2）若要采用Y-Δ变换法起动，则电源线电压应为多少 (1)1213671 W W P P P W =+= 2 2295502984P T P W n =??= 2 181.2%P P η= = 1cos cos 0.8L L P I ??=?= 10009500.051000 N s -== (2) 220V 7. Y280M －2型三相异步电动机的额定数据如下：90kW ，2970r/min ，50Hz 。试求额定转差率和转子电流的频率。 0030002970 0.013000 n n s n --= == 210.01500.5f sf Hz ==?= 8. 某三相异步电动机的额定转速为1460r/min 。当负载转矩为额定转矩的一半时，电动机的转速约为多少 正常工作区间看成线性，取平均值： 15001460 14802 /r min += 9. Y112M －4型三相异步电动机的技术数据如下： 4kW 380V Δ接法 f ＝50Hz 1440r/min 82.0cos =? %5.84=η T st /T N ＝ I st /I N ＝ T max /T N ＝ 试求：（1）额定转差率S N ；（2）额定电流I N ；（3）起动电流I st ；（4）额定转矩T N ；（5）起动转矩T st ；（6）最大转矩T max ；（7）额定输入功率P 1。 （1）0015001440 0.041500n n s n --= == （2 ）8.78N I A = = （3）761.4st N I I A =?= （4）955026.5N N N P T N m n =? =? （5） 2.258.3st N T T N m =?=? （6）max 2.258.3N T T N m =?=? （7）14 4.70.845 P kW == 11. 已知Y100L1－4型异步电动机的某些额定技术数据如下： 380V Y 接法 1420r/min 82.0cos =? %81=η 试计算：（1）相电流和线电流的额定值及额定负载时的转矩；（2）额定转差率及额定负载时的转子电流频率。设电源频率为50Hz 。 （1 ） 5.03N P I I A == = 955014.8N N N P T N m n =?=? （2）0015001420 0.0531500 n n s n --= == 210.05350 2.66f sf Hz ==?= 12. 有台三相异步电动机，其额定转速为1470r/min ，电源频率为50Hz 。在（a ）起动瞬间，（b ）转子转速为同步转速的2/3时，（c ）转差率为时三种情况下，试求：（1）定子旋转磁场对定子的转速；（2）定子旋转磁场对转子的转速；（3）转子旋转磁场对转子的转速（提示：n 2＝60f 2/p ＝sn 0）；（4）转子旋转磁场对定子的转速；（5）转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。 （a ）：（1）1500r/min ；（2）1500r/min ；（3）1500r/min ；（4）1500r/min ；（5）0 （b ）：（1）1500r/min ；（2）500r/min ；（3）500r/min ；（4）1500r/min ；（5）0 （c ）：（1）1500r/min ；（2）30r/min ；（3）30r/min ；（4）1500r/min ；（5）0 13. 有Y112M －2型和Y160M1－8型异步电动机各一台，额定功率都是4kW ，但前者额定转速为2890r/min ，后者为720r/min 。试比较它们的额定转矩，并由此说明电动机的极数、转速及转矩三者之间的大小关系。 9550N N N P T n =? Y112M －2型TN1≈·m ，Y160M1－8型TN2≈·m 。由上比较可知，电动机的磁极数越多，则转速越低，在同样额定功率下额定转矩越大。 14.有一台四极、50Hz 、1425r/min 的三相异步电动机，转子电阻R 2＝Ω，感抗X 20＝Ω，E 1/E 20＝10，当E 1＝200V 时，试求：（1）电动机起动初始瞬间（n ＝0，s ＝1）转子每相电路的电动势E 20，电流I 20和功率因数20cos ?；（2）额定转速时的E 2，I 2和2cos ?。比较在上述两种情况下转子电路的各个物理量（电动势、频率、感抗、电流及功率因数）的大小。 （1）E 20＝20V ，20242.5I A = = = 20cos 0.243φ= = （2）0015001425 0.051500 n n s n --= == 2201E sE V == 249I A = = = 2cos 0.98φ= = 比较： 额定状态时转子每相电动势E2、频率（f2＝sf1＝）、转子漏抗和转子电流均比 起动时小，而转子电路的功率因数则大大提高。 180L －6型电动机的额定功率为15kW ，额定转速为970r/min ，频率为50Hz ，最大转矩为·m 。试求电动机的过载系数λ。 9550147.68·N N N m P T n N =? = max 295.36 2147.68 N T T λ= == 16. 某四极三相异步电动机的额定功率为30kW ，额定电压为380V ，Δ接法，频率为50Hz 。在额定负载下运行时，其转差率为，效率为90％，线电流为57.5A ，试求：（1）转子旋转磁场对转子的转速；（2）额定转矩；（3）电动机的功率因数。 (1)p=2 01500/n n r mi = 215000.0230/r mi n n =?= (2) 1·955095N N N n m P T N =? = (3) cos 0.88N ?= = 17. 已知一台三相异步电动机的额定数据下:N P =,N n =950r/min,N η=%,N ?cos =,起动电流与额定电流之比st I /N I =5，λ=2，起动转距与额定转距之比st T /N T =，额定电压220/380V ，接法星/三角，1f =50Hz 。求（1）磁极对数p ；（2）额定转差率N s ；(3)额定转距N T ；（4）三角形联结和星形联结时的额定电流N I ；（5）起动电流st I ；（6）起动转距st T 。 (1)p=3 (2) 001000950 0.051000 N n n s n --= == (3) 955045.2·N N N P T n N m =? = (4) 三角形联结10.1N I A === 星形联结17.47N I A = == (5) 三角形联结550.5st N I I A == 星形联结587.35st N I I A == （6）90.4st N T T N m λ==? 19． 一台三相异步电动机接到50H Z 的交流电源上，其额定转速n N =1455r/min ，试求：（1）该电动机的极对数p ；（2）额定转差S N ；（3）额定转速运行时，转子电动势的频率。 （1）p=2 (2) 00150014550.031500 N n n s n --= == (3) 21 1.5N f s f Hz == 20. 已知一台三相四极异步电动机的额定数据为：P N =10kW ，U N =380V ，I N =11.6A ，定子为Y 联结，额定运行时，定子铜损耗P Cu1=560W,转子铜损耗P Cu2=310W ，机械损耗P mec =70W ，附加损耗P ad =200W ，试计算该电动机在额定负载时的：（1）额定转速；（2）空载转矩；（3）转轴上的输出转矩；（4）电磁转矩。 (1) 2210.58em mec ad Cu P P P P P kW =+++= 2 0.0293Cu N em P s P = = 22. 有一个四极三相异步电动机，额定转速N n = 1440r/min,转子每相电阻2R = Ω，感抗20X = Ω，转子电动势20E =20V ，电源频率1f = 50Hz 。试求该电动机起动时及额定转速运行时的转子电流2I 。 p=2 0015001440 0.041500 n n s n --= == 20242.5I A = = = 2200.8E sE V == 239.5I A = == 23. 有一台50Hz ，1425r/min ，四极的三相异步电动机，转子电阻2R = Ω，感 抗20X = Ω，120/E E =10，当1E =200V 时，试求：（1）电动机起动初始瞬间（n=0,s=1） 转子每相电路的电动势20E ，电流20I 和功率因数20cos ?；（2）额定转速时的2E ,2I 和2cos ?。比较在上述两种情况下转子电路的各个物理量（电动势、频率、感抗、电流及功率因数）的大小。 (1) 2020E V = 20I p=2 00150014250.051500 N n n s n --= == 24. 已知Y100L1-4型异步电动机的某些额定技术数据如下： 380V Y 型连接 1420r/min 2cos ?= η=81% 试计算：（1）相电流和线电流的额定值及额定负载时的转矩；（2）额定转差率及额定负载时的转流电流频率。设电源频率为50Hz 。 (1) 5.03N I A = == 5.03PN N I I A == 955014.8·N N N P T n N m =? = （2）0015001420 0.0531500 N n n s n --= == 21 2.67N f s f Hz == 25. 某四极三相异步电动机的额定功率为30kW ，额定电压为380V ，Δ接法，频率为50Hz 。在额定负载下运行时，其转差率为，效率为90％，线电流为57.5A ，电动机的/st N T T =，/st N I I =7，试求：（1）用Y-?换接起动时的起动电流和起动转矩；（2）当负载转矩为额定转矩的60%和25%时，电动机能否起动（重复） （1）00 9550195N N P T N m n s n =? =?-? 因为Y-Δ变换 所以171343st N I I A =?= 1 1.2783st N T T N m =?=? （2）T C ＝60％T N >T stY ＝40％T N ，不能起动； T C ＝25％T N 26. (某四极三相异步电动机的额定功率为30kW ，额定电压为380V ，Δ接法，频率为50Hz 。在额定负载下运行时，其转差率为，效率为90％，线电流为57.5A ，) 某四极三相异步电动机的额定功率为30kW ，额定电压为380V ，Δ接法，频率为50Hz 。在额定负载下运行时，其转差率为，效率为90％，线电流为57.5A ，电动机的/st N T T =，/st N I I =7 如果采用自耦变压器降压起动，而使电动机的起动转矩为额定转矩的85%，试求：（1）自耦变压器的变比；（2）电动机的起动电流和线路上的起动电流各多少 (1) 2 1.285% 1.188N N T T K K =?= (2) 7338.2N st I I A K == 285st stL I I A K == 28. 有一短时运行的三相异步电动机，折算到轴上的转矩为，转速为730r/min ，试求电动机的功率。取过载系数λ=。 130730 4.97955095502 N T P kW λ?= ==? 29. 两台三相异步电动机的电源频率为50Hz ，额定转速分别为1430r/min 和2900r/min ，试问它们的磁极对数各是多少额定转差率分别是多少 p=2 s=;p=1 s= 30. 在额定工作情况下的三相异步电动机，已知其转速为960r/min ，试问电动机的同步转速是多少有几对磁极对数转差率是多大 n0=1000r/min p=3 s= 31. Y180L —6型异步电动机的额定功率为15kW ，额定转速为970r/min ，额定频率为50Hz ，最大转矩为295N ?m ，试求电动机的过载系数m λ。如st 1.6λ=，则起动转矩为多少 9550147.7·N N N P T n N m =? = m 2.0m N T T λ= = st 1.6147.7236.3T N m =?=? 32. 有一台六极三相绕线式异步电动机，在f=50Hz 的电源上带额定负载运行，其转差率为，求此电动机的同步转速。 p=3 n0=1000 r/min 33. Y180L —4型电动机的额定功率为22kW ，额定转速为1470r/min ，频率为50Hz ，起动电磁转矩为?。试求电动机的起动系数st λ如果 2 .2=m λ，则最大转矩为多少 1·955043N N N n m P T N =? = 2.2st st N T T λ= = 2.2143314.6m T N m =?=? 34. 已知Y180M-4型三相异步电动机，其额定数据如下表所示。 求：（1）额定电流IN ；（2）额定转差率sN ；（3）额定转矩TN ；最大转矩Tm 、起动转矩Tst 。 35.9N I A = == 0015001470 0.021500 N n n s n --= == 1·955020N N N n m P T N =? = 2.2120264·M N T m =?= 2.01202·40st N m T =?= 35. Y225—4型三相异步电动机的技术数据如下：380V 、50Hz 、△接法，定子输入功率P1N=，定子电流I1N=84.2A 、额定转差率sN=，轴上输出额定转矩TN=?，求：（1）电动机的额定转速nN ；（2）轴上输出的机械功率PN ；（3）功率因数N cos ?（4）效率N η。 （1）从电动机型号可知电动机为4极电机，磁极对数为p =2，由 0n n n s -= 所以 1480)013.01(1500)1(0=-?=-=s n n (r/min) （2）∵N N m n P T 255.9? = ∴4500055 .91480 4.2905 5.92=?= =N m N n T P （W ） （3） ∵N L L N Cos I U P ?3 1= ∴88.02.8438031075.48331=???==L L N N I U P Cos ? （4）923.075.4845 12===N N N P P η 36. 一台三相异步电动机的铭牌数据如下： 型号 Y112M —4 接法 △ 功率 电流 8.8A 电压 380V 转速 1440r/min 又知其满载时的功率因数为，试求： （1）电动机的极数；（2）电动机满载运行时的输入电功率；（3）额定转差率；（4）额定效率；（5）额定转矩。 （1）n=1440r/min p=3 （2）46348.08.83803cos 31=???==N N N I U P ?（W ） （3）04.015001440150000=-=-= n n n s N （4）86.0463440001 === P P N η （5）5.26144010455.955.93 2=??=?=N N N n P T 37. 一台三相异步电动机的额定功率为4kW ，额定电压为220V/380V ，△/Y 连接，额定转速为1450r/min ，额定功率因数为，额定效率为。试求：（1）额定运行时的输入功率；（2）定子绕组连接成Y 形和△形时的额定电流；（3）额定转矩。 （1）465186 .04000 1== = N N P P η（W ） （2）定子绕组连接成Y 形时 3.885 .038034651cos 31 =??=??= N N N U P I ?（A ） 定子绕组连接成△形时 4.1485 .022034651cos 31 =??=??= N N N U P I ?（A ） （3）3.26145010455.955.93 2=??=?=N N N n P T 38. 一台额定电压为380V 的异步电动机在某一负载下运行。测得输入电功率为4kW ，线电流为10A ，求这时的功率因数是多少若这时的输出功率为，则电动机的效率为多少 由于N N N I U P ?cos 3 1= 所以6.010 380340003cos 1 =??==N N N I U P ? 8.040003200 1 === P P N η