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第三章第一节三相异步电动机的基本结构和工作原理（P59）1.三相异步电动机为什么会旋转，怎样改变它的转向？答：三相异步电动机的旋转原理是当定子绕组通入三相交流电流后，在空间产生了一个转速为n1的旋转磁场，设旋转磁场以顺时针方向旋转，则相当于转子导体向逆时针方向旋转切割磁场，在转子导体中就产生感应电动势。
方向由右手定则判定。
因为转子导体已构成闭合回路，转子绕组中有电流通过。
根据电磁力定律，转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，产生电磁转矩，使电动机转子跟着旋转磁场方向顺时针旋转，方向由左手定则判定，其转速为n。
要想改变它的转向可以将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的任意两根对调。
2．异步电动机中的空气气隙为什么做的很小？答:异步电动机气隙小的目的是为了减小其励磁电流（空载电流），从而提高电动机功率因数。
因为异步电动机的励磁电流是由电网供给的，故气隙越小，电网供给的励磁电流就小。
而励磁电流又属于感性无功性质、故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因数。
3.三相异步电动机转子电路断开能否起动运行？为什么？答：不可以。
转子绕组中不能产生电流，也就不能产生电磁力。
4.三相异步电动机断了一根电源线后，为什么不能起动？而运行中断了一相电源线，为什么仍能继续转动？这两种情况对电动机将产生什么影响？答：三相异步电动机断了一根电源线后，则三相电源变成了单相电源，由于单相电源所产生的磁场为脉动磁场，所以三相异步电动机不能正常起动（原理同单相异步电动机）。
而三相异步电动机在运行时断了一根电源线，虽此时也为单相运行，但因转子是转动的，脉动磁场对转子导体产生的作用力在两方向上不同，所以电动机仍能继续转动。
这两种情况对电动机均有很大的影响。
两种情况均为过载运行，长时间工作会损坏电动机。
5.假如有一台星形联结的三相异步电动机，在运行中突然切断三相电流，并同时将任意两相定子绕组（例如U、V相）立即接入直流电源，这时异步电动机的工作状态如何？画图分析。
电工电子技术课后习题与答案(a)(b)图4-24 习题4、1的图解（a）(b)4、2 在图4-25所示电路中，已知I =10mA，R1 =3kΩ，R2 =3kΩ，R3 =6kΩ，C =2μF，电路处于稳定状态，在时开关S合上，试求初始值(0+)，(0+)。
图4-25解对点写结点电压方程有将有关数据代入有4、3 图4-26所示电路已处于稳定状态，在t = 0时开关S闭合，试求初始值(0+)、(0+)、(0+)、（0+）、(0+)。
图4-26解对结点写KCL方程有4、4 如图4-27所示电路，在t = 0时开关S由位置1合向位置2，试求零输入响应(t)。
图4-27 解开关合向位置1后有零输入响应为4、5 在图4-28所示电路中，设电容的初始电压为零，在t = 0时开关S闭合，试求此后的(t)、(t)。
图4-28解已知，开关在时合上，电路的响应是零状态响应，首先利用戴维南定理对电路进行化简4、6 如图4-29所示电路，开关S在位置a时电路处于稳定状态，在 t = 0时开关S合向位置b，试求此后的(t)、(t)。
图4--29解此时电路的响应是全响应开关由位置a合向位置 b后，零输入响应为零状态响应为全响应为4、7 图4-30所示电路在开关S打开前处于稳定状态，在t = 0时打开开关S，求(t)和t =2ms时电容储存的能量。
图4--30解零输入响应零状态响应全响应当时，4、8 电路如图4-31所示，设电感的初始储能为零，在t = 0时开关S闭合，试求此后的(t)、(t)。
解已知，开关合上后，利用戴维南定理对电路进行化简有图4-31已知，开关合上后，利用戴维南定理对电路进行化简有4、9 图4-32所示为一个继电器线圈。
为防止断电时出现过电压，与其并联一放电电阻，已知V,，线圈电感H，,试求开关S断开时(t)和线圈两端的电压(t)、。
设S断开前电路已处于稳定状态。
解4、10 电路如图4-33所示，在t = 0时开关S合上，试求零输入响应电流(t)。
三相异步电动机复习练习题基本概念：了解三相异步电动机的基本结构，工作原理，理解转差率的概念；理解机械特性及铭牌 数据的含义，正确理解额定转矩、最大转矩和起动转矩，以及过载系数和启动能力；掌握三相异步电动 机起动和反转的方法。
分析依据和方法： 掌握转速、转差率和同步转速三者之间关系，以及同步转速与磁极对数和电源频 率之间的关系；掌握转矩的计算公式；会利用机械特性曲线作简单的定性分析；掌握额定转矩、最大转 矩和起动转矩以及额定电流和起动电流的计算；能判断电动机能否起动；掌握降压起动时，起动转矩和 起动电流的计算。
转矩与转速的关系 T 9.55P2n一、填空题：1 •电动机是将 能转换为 能的设备。
（电、机械）2 •三相异步电动机主要有 和 两部分组成。
（定子、转子）3 •三相异步电动机的定子铁心是用薄的硅钢片叠装而成，它是定子的 路部分，其 内表面冲有槽孔，用来嵌放 __________ 。
（磁、定子绕组）4•三相异步电动机的三相定子绕组是定子的 _________ 部分，空间位置相差120°/ P 。
（电路）5•三相异步电动机的转子有 __________ 式和 _______ 式两种形式。
（鼠笼、绕线）6•三相异步电动机的三相定子绕组通以 ________ ，则会产生 _______ 。
（三相交流电流、旋 转磁场）7 .三相异步电动机旋转磁场的转速称为 _ 转速，它与电源频率和 磁极对数 有关。
8. __________________________________________ 三相异步电动机旋转磁场的转向是由___________________________________________________ 决定的，运行中若旋转磁场的转向改 变了，转子的转向 。
（电源的相序、随之改变）9. 一台三相四极异步电动机，如果电源的频率 f 1 =50Hz ，则定子旋转磁场每秒在空间转 过25 转。
思考与练习1．选择题5.1对于单相异步电动机，下列说法正确的是（ACD）。
A、在定、转子气隙中产生脉动磁场；B、有启动能力；C、启动后，能自行加速到稳定运行状态；D、定子绕组为单相绕组。
5.2空心杯交流伺服电动机，当只给励磁绕组通入励磁电流时，产生的磁场为（A）。
A、脉动磁场B、旋转磁场C、恒定磁场D、不产生磁场5.3伺服电动机输入的是（A）。
A、电压信号B、速度信号C、脉冲信号D、电阻信号5.4直流伺服电动机在自动控制系统中用作( C )。
A、放大元件B、测量元件C、执行元件D、控制元件5.5根据反应式步进电动机的工作原理，它应属于( C )。
A、直流电动机B、笼型异步电动机C、同步电动机D、直线电动机2.判断题5.6交流伺服电动机转速不但与励磁电压、控制电压的幅值有关，而且与励磁电压、控制电压的相位差有关。
（√）5.7直流伺服电动机的转向不受控制电压极性的影响。
（×）5.8直流伺服电动机不论是枢控式，还是磁极控制式均不会有“自转”现象。
（√）5.9同一台步进电动机通电拍数增加一倍，步距角减少为原来的一半，控制的精度将有所提高。
（√）5.10不论通电拍数为多少，步进电动机步距角与通电拍数的乘积等于转子一个磁极在空间所占的角度。
（√）5.11交流伺服电动机在控制绕组电流作用下转动起来，如果控制绕组突然断路，则转子不会自行停转。
（×）5.12直流伺服电动机一般都采用电枢控制方式，即通过改变电枢电压来对电动机进行控制。
（√）5.13步进电动机是一种把电脉冲控制信号转换成角位移或直线位移的执行元件。
（√）5.14步进电动机每输入一个电脉冲，其转子就转过一个齿。
（×）3. 简答与计算5.15.分相式单相异步电动机起动的必要条件为？答：(1) 定子具有空间不同相位的两套绕组；(2) 两套绕组中通入不同相位的交流电流。
5.16.单相异步电动机常用的起动方法有哪些？调速方法主要有？答：常用的起动方法有分相式和罩极式两种。
电机学第三版课后习题答案变压器1-1从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？答：变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后，流过激磁电流I 0， 产生励磁磁动势F 0， 在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同， 根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e 1和e 2, 且有 dtd Ne 011φ-=, dtd Ne 022φ-=, 显然，由于原副边匝数不等, 即N 1≠N 2，原副边的感应电动势也就不等, 即e 1≠e 2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1, U 2≈E 2,故原副边电压不等,即U 1≠U 2, 但频率相等。
1-2 变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？答：不会。
因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。
1-3变压器的空载电流的性质和作用如何？答：作用：变压器空载电流的绝大部分用来供励磁，即产生主磁通，另有很小一部分用来供给变压器铁心损耗，前者属无功性质，称为空载电流的无功分量，后者属有功性质，称为空载电流的有功分量。
性质：由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量，故空载电流属感性无功性质，它使电网的功率因数降低，输送有功功率减小。
1-4一台220/110伏的变压器，变比221==N N k ，能否一次线圈用2匝，二次线圈用1匝，为什么？答：不能。
由m fN E U Φ=≈11144.4可知，由于匝数太少，主磁通m Φ将剧增，磁密m B 过大,磁路过于饱和，磁导率μ降低，磁阻m R 增大。
于是，根据磁路欧姆定律m m R N I Φ=10可知, 产生该磁通的激磁电流0I 必将大增。
再由3.12f B p m Fe ∝可知，磁密m B 过大, 导致铁耗Fe p 大增， 铜损耗120r I 也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。
