第5章_三相异步电动机_习题参考答案

异步电动机习题参考答案一、填空题：性能较好。

5. 若将额定频率为60Hz的三相异步电动机，接在频率为50Hz的电源可以改变旋转磁场的转速。

6. 转差率是分析异步电动机运行情况的一个重要参数。

转子转速越接差率。

法来实现。

二、判断题：1. 当加在定子绕组上的电压降低时，将引起转速下降，电流减小。

（错）2. 电动机的电磁转矩与电源电压的平方成正比。

（对）3. 起动电流会随着转速的升高而逐渐减小，最后达到稳定值。

（对）4. 电动机正常运行时，负载的转矩不得超过最大转矩，否则将出现堵转现象。

（对）5. 电动机的额定功率是指电动机轴上输出的机械功率。

（对）6. 电动机的转速与磁极对数有关，磁极对数越多转速越高。

（错）7. 三相异步电动机在满载和空载下起动时，起动电流是一样的。

（错）三、选择题：（每小题2分，共20分）1. 三相对称绕组在空间位置上应彼此相差（B）A、60°电角度；B、120°电角度；C、180°电角度；D、360°电角度。

2. 三相异步电动机的旋转方向与通入三相绕组的三相电流（C）有关。

A、大小；B、方向；C、相序；D、频率。

3. 三相异步电动机旋转磁场的转速与（C）有关。

A、负载大小；B、定子绕组上电压大小；C、电源频率；D、三相转子绕组所串电阻的大小。

4. 三相异步电动机的最大转矩与（B）A、电压成正比；B、电压平方成正比；C、电压成反比；D、电压平方成反比。

5. 三相异步电动机的起动电流与起动时的（B）A、电压成正比；B、电压平方成正比；C、电压成反比；D、电压平方成反比。

6. 能耗制动的方法就是在切断三相电源的同时（D）A、给转子绕组中通入交流电；B、给转子绕组中通入直流电；C、给定子绕组中通入交流电；D、给定子绕组中通入直流电。

7. Y-Δ降压起动，由于起动时每相定子绕组的电压为额定电压的1.732倍，所以起动转矩也只有直接起动时的（ A ）倍。

《学习指导与练习》上的题(P54)二、单项选择题1.三相异步电动机的定子绕组通入三相对称交流电后，在气隙中产生（）。

【A】A.旋转磁场B.脉动磁场C.恒定磁场D.永久磁场2.某三相六极异步电动机，接在工频380V三相交流电源上，则其转速为（）。

【D】A. 3000r/minB. 1000r/minC. 2950r/minD. 970r/min3.绕线转子异步电动机三相转子绕组为了串接起动变阻器方便，一般采用（）。

【A】A.Y联结B.△联结C.Y/△联结D.Y或△联结都可以5.三相异步电动机旋转磁场的转速与磁极对数有关，对于4磁极电动机，交流电变化一个周期时，其磁场在空间旋转了（）。

【C】A. 2周B. 4周C. 0.5周D.0.25周6.下面各选项是三相异步电动机的磁路组成，错误的是（）。

【C】A.定子铁心B.转子铁心C.机座D.气隙7.起重机下放重物时，重物能保持一定速度匀速下降的主要原因是电动机处于（）。

【C】A.反接制动状态B.能耗制动状态C.回馈制动状态D.电动运行状态8.绕线转子三相异步电动机转子串电阻调速属于（）。

【A】A.变转差率调速B.变极调速C.降压调速D.变频调速9.把运行中的三相异步电动机的任意两相电源线对调，电动机的运行状态变为（）。

【D】A.反接制动B.反转运行C.先是反转运行，后是反接制动D.先是反接制动，后是反转运行10.为了使三相异步电动机能采用Y/△降压起动，电动机正常运行时必须是（）。

【B】A.Y联结B.△联结C.Y/△联结D.△/Y联结11.三相异步电动机的定子铁心及转子铁心均采用硅钢片叠成的原因是（）。

【A】A.减少铁心中的能量损耗B.允许电流通过C.价格低廉D.制造方便12.弱磁调速适用于（）。

【D】A.三相笼型异步电动机B.多速异步电动机C.三相绕线转子异步电动机D.直流电动机13.三相异步电动机的转差率s=1时，电动机的状态是（）。

【C】A . 额定运行状态B . 反接制动状态C . 接通电源起动瞬间D .回馈制动状态14.三相异步电动机回馈制动状时，其转差率为（ ）。

《交流调速系统》课后习题答案第 5 章 闭环控制的异步电动机变压调速系统5-1 异步电动机从定子传入转子的电磁功率m P 中，有一部分是与转差成正比的转差功率s P ，根据对s P 处理方式的不同，可把交流调速系统分成哪几类？并举例说明。

答：从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回收，是评价调速系统 效率高低的标志。

从这点出发，可以把异步电机的调速系统分成三类 。

1）转差功率消耗型调速系统：这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中，降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速都属于这一类。

在三类异步电机调速系统中，这类系统的效率最低，而且越到低速时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低的（恒转矩负载时）。

可是这类系统结构简单，设备成本最低，所以还有一定的应用价值。

2）转差功率馈送型调速系统：在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通 过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，绕线电机串级调速或双馈电机调速属于这一类。

无论是馈出还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成 有用的功率，因此这类系统的效率较高，但要增加一些设备。

3）转差功率不变型调速系统：在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高，变极对数调速、变压变频调速属于此类。

其中变极对数 调速是有级的，应用场合有限。

只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统，取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器，相比之下，设备成本最高。

5-2 有一台三相四极异步电动机，其额定容量为5.5kW ，频率为50Hz ，在某一情况下运行，自定子方面输入的功率为6.32kW ，定子铜损耗为341W ，转子铜损耗为237.5W ，铁心损耗为167.5W ，机械损耗为45W ，附加损耗为29W ，试绘出该电动机的功率流程图，注明各项功率或损耗的值，并计算在这一运行情况下该电动机的效率、转差率和转速。

三相异步电动机习题参考1 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解：∵ n N =960(r/min) ∴n 1=1000(r/min) p=3 04.01000960100011=-=-=n n n s N 2 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动运行，其转差率为，求定子磁场的转速及频率和转子磁场的频率和转速。

解：六极电动机，p =3定子磁场的转速即同步转速n 1=(60×50)/3=1000(r/min) 定子频率f 1=50Hz 转子频率f 2=sf 1=×50=1Hz转子转速n =n 1(1-s )=1000=980(r/min)3 Y180L-4型电动机的额定功率为22kw ，额定转速为1470r/min ，频率为50HZ ，最大电磁转矩为。

试求电动机的进载系数入解：143147022955095502=⨯=⨯=N N N n P T 2.21436.314===N m T T λ4 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I N ； (2)额定转差率S N ；(3)额定转矩T N ；最大转矩T M 、启动转矩Tst 。

解：（1）额定电流I N ==NN N NU P ηϕcos 31=91.086.03803105.18⨯⨯⨯⨯=(A)（2）额定转差率S N =(1500-1470)/1500= （3）额定转矩T N =9550×1470=120最大转矩T M =×120=264 启动转矩Tst=×120=2405 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P 1N =、定子电流I 1N =、转差率S N =，轴上输出转矩T N =，求：(1)电动机的转速n 2，(2)轴上输出的机械功率P 2N ，(3)功率因数N ϕcos （4）效率ηN 。

《交流调速系统》课后习题答案第 5 章 闭环控制的异步电动机变压调速系统5-1 异步电动机从定子传入转子的电磁功率m P 中，有一部分是与转差成正比的转差功率s P ，根据对s P 处理方式的不同，可把交流调速系统分成哪几类？并举例说明。

答：从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回收，是评价调速系统 效率高低的标志。

从这点出发，可以把异步电机的调速系统分成三类 。

1）转差功率消耗型调速系统：这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中，降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速都属于这一类。

在三类异步电机调速系统中，这类系统的效率最低，而且越到低速时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低的（恒转矩负载时）。

可是这类系统结构简单，设备成本最低，所以还有一定的应用价值。

2）转差功率馈送型调速系统：在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通 过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，绕线电机串级调速或双馈电机调速属于这一类。

无论是馈出还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成 有用的功率，因此这类系统的效率较高，但要增加一些设备。

3）转差功率不变型调速系统：在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高，变极对数调速、变压变频调速属于此类。

其中变极对数 调速是有级的，应用场合有限。

只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统，取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器，相比之下，设备成本最高。

5-2 有一台三相四极异步电动机，其额定容量为5.5kW ，频率为50Hz ，在某一情况下运行，自定子方面输入的功率为6.32kW ，定子铜损耗为341W ，转子铜损耗为237.5W ，铁心损耗为167.5W ，机械损耗为45W ，附加损耗为29W ，试绘出该电动机的功率流程图，注明各项功率或损耗的值，并计算在这一运行情况下该电动机的效率、转差率和转速。

第五章 三相异步电动机原理5-1 什么是空间电角度，它与空间几何角度有什么关系？答：一个圆的空间几何角度（也称机械角度）是360度。

但从电磁的观点来说：电机转子在旋转时每经过一对磁极，其绕组感应的电量（如感应电动势）就相应地变化一个周期，因此，将一对磁极对应的空间几何角度定义为360度电角度。

空间电角度与电机的极对数P 有关，即：空间电角度=空间几何角度⨯P 。

例：一台6极异步电机（P=3），其转子转一周就经过3对磁极，转子绕组中感应电动势交变3个周期，即：空间电角度=360⨯3=1080度电角度。

5-2 绕组的短矩和分布为什么能消减高次谐波？ 答：短距系数：基波： ⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⋅=90sin τy k y 谐波：⎥⎦⎤⎢⎣⎡︒⋅⋅=90sin τννyk y 短距对于基波电动势的影响很小，但对于高次谐波的短距系数可能很小，甚至为零，因此，短距能有效地消减高次谐波。

分布系数：基波：⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=2sin 2sin ααq q k p谐波：⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=2sin 2sin νααννq q k p相临元件所夹空间电角度对基波来说是α，对于ν次谐波则为να，因此相临元件的ν次谐波电动势相位差很大，完全可能使相量和大为减小，甚至为零。

所以，分布能有效地消减高次谐波。

5-3 何谓相带，在三相电机绕组中为什么常采用600相带，而很少采用1200相带？ 答：按每相绕组在圆周上连续占有空间的电角度（俗称相带）分类：有120°相带、60°相带和30°相带等绕组。

通常三相交流电机采用 60°相带绕组。

在相同串联导体数下,60°相带绕组感应电动势约比120°相带绕组的感应电动势大 15％以上。

30°相带绕组虽然可以进一步提高绕组利用率，但由于其绕组制造复杂，而感应电动势提高不多，故仅用在一些有特殊要求的场合，例如用于高效率电动机中。

（一）填空题：1. 当s在0～1范围内，三相异步电动机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为驱动转矩，电动势的性质为反电动势；在 -∞～0范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为制动转矩，电动势的性质为电源电动势。

2. 三相异步电动机根据转子结构不同可分为笼型异步电动机和绕线型异步电动机两类。

3. 一台六极三相异步电动机接于50H z的三相对称电源，其s=0.05，则此时转子转速为950r/min，定子旋转磁动势相对于转子的转速为50r/min，定子旋转磁动势相对于转子旋转磁动势的转速为0r/min。

4. 一个三相对称交流绕组，2p=2，通入f=50H z的对称交流电流，其合成磁动势为圆形旋转磁动势，该磁动势的转速为3000r/min。

5. 一个脉动磁动势可以分解为两个幅值和转速相同而转向相反的旋转磁动势。

6. 为消除交流绕组的五次谐波电动势，若用短距绕组，其节距y应选为4/5τ，此时基波短距系数为0.951。

7. 三相异步电动机等效电路中的附加电阻为是模拟总机械功率的等值电阻。

1. 不管异步电动机转子是旋转还是静止，定子旋转磁动势和转子旋转磁动势之间都是相对静止的。

（√）2. 三相异步电动机转子不动时，经由空气隙传递到转子侧的电磁功率全部转化为转子铜损耗。

（√）3. 改变电流相序，可以改变三相旋转磁动势的转向。

（√）4. 通常，三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数不相等，而三相绕线转子异步电动机的定、转子相数则相等。

（√）5. 三相异步电动机转子不动时，转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同。

（√）（三）选择题：1. 若在三相对称绕组中通入i u=I m sinωt，i v=I m sin(ωt+120o)， i w=I m sin(ωt-120o)的三相电流，当ωt=210o时，其三相基波合成磁动势的幅值位于：（③）① u相绕组轴线上；② v相绕组轴线上；③ w相绕组轴线上；④在三相绕组轴线之外的某一位置。

第3章教学检测及答案一、填空题1. 三相笼型异步电动机的结构，主要由（定子、转子和气隙）三大部分组成。

2. 在接线盒内，三个绕组的六个线头排成上下两排，并规定下排的三个接线柱自左至右排列的编号为U1、V1、W1，上排自左至右的编号为（W2、U2、V2）。

3. 根据转子绕组的结构型式，异步电动机分为（笼型异步电动机和绕线式异步电动机）两种。

4. 异步电动机定、转子之间的气隙很小，中小型异步电动机一般为（0.2~1.5）mm。

5. 异步电动机的工作制可分为（额定连续工作制S1、短时工作制S2、断续工作制S3）三种。

6. 单层绕组分为（链式绕组、交叉式绕组和同心式绕组）。

7. 电动机维修换油时，加入的润滑油脂应适量，一般以轴承室容积的（1/3~1/2）为宜。

润滑油脂量过大会使电动机运转时轴承发热。

8. 用兆欧表测定子绕组的绝缘电阻。

有两项内容：一是（绕组对地绝缘电阻），二是（三相绕组间的绝缘电阻）。

二、判断题（对的画√错的画×）1. 旋转磁场的转向决定于通入定子绕组中的三相交流电的相序，只要任意调换电动机两相绕组所接交流电源的相序，即可改变旋转磁场的转向。

（√）2. 定子铁心是电动机主磁路的一部分，为减小铁耗常采用3mm厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠压而成。

（×）3. 定子绕组是电动机的电路部分，常用高强度漆包铜线按一定规律绕制成线圈，分布均匀地嵌入定子内圆槽内，用以建立旋转磁场，实现能量转换。

（√）4. 笼型转子绕组是在转子铁心每个槽内插入等长的裸铜导条。

两端分别用铜制短路环焊接成一个整体，形成一个闭合的三相对称回路。

（×）5. “IP”和其后面的数字表示电动机外壳的防护等级。

IP表示国际防护等级，其后面的第一个数字代表防水等级，共分0~6七个等级；其后面的第二个数字代表防尘等级，共分0~8九个等级，数字越大，表示防护的能力越强。

（×）6. 单层绕组的优点是不存在层间绝缘的问题，不会在槽内发生层间或相间绝缘击穿，单层绕组的制造工艺较简单，被广泛的应用于10KW以下的异步电动机。