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第五部分异步电动机一、思考与习题1、三相异步电动机为什么会旋转，怎样改变它的转向？2、什么是异步电动机的转差率？如何根据转差率来判断异步电机的运行状态？3、在三相绕线转子异步电动机中，如将定子三相绕组短接，并且通过滑环向转子绕组通入三相电流，转子旋转磁场若为顺时针方向，问这时电动机能转吗？如能旋转，其转向如何？4、异步电动机为什么又称感应电动机？5、异步电机动中的空气隙为什么做得很小？6、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（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，试画图分析。
7、异步电动机在起动及空载运行时，为什么功率因数较低？当满载运行时，功率因数为什么会较高？8、当异步电动机运行时，设外加电源的频率为f1，电机运行时转差率为s，问：定子电动势的频率是多少？转子电动势的频率是多少？由定子电流所产生的旋转磁通势以什么速度截切定子？又以什么速度截切转子？由转子电流产生的旋转磁通势以什么速度截切转子？又以什么速度截切定子？定、转子旋转磁通势的相对速度为多少？9、三相异步电动机主磁通和漏磁通是如何定义的？主磁通在定、转子绕组中感应电动势的频率一样吗？两个频率之间数量关系如何？10、为什么三相异步电动机励磁电流的标么值比相应的三相变压器的大很多？11、为什么三相异步电动机的功率因数总是滞后的，而变压器呢？12、试说明异步电动机转轴上机械负载增加时，电动机的转速n 、定子电流I 1和转子电流I 2如何变化？为什么？13、当三相异步电动机在额定电压下正常运行时，如果转子突然被卡住，会产生什么后果？为什么？14、异步电动机等效电路中的附加电阻2'1γs s -的物理意义是什么？能否用电抗或电容代替这个附加电阻？为什么？15、三相异步电动机带额定负载运行时，如果负载转矩不变，当电源电压降低时，电动机的T m 、T st 、φo 、I 1、I 2和n 如何变化？为什么？16、漏抗大小对异步电动机的起动转矩、最大转矩及功率因数有何影响，为什么？17、绕线转子异步电动机：如①转子电阻增加；②转子漏抗增大；③定子频率增大 ，对最大转矩和起动转矩都分别有哪些影响？18、一台笼型异步电动机，原转子铜条改为铝条，如输出同样的功率，试问对这时对s N 、cos φ1、ηN 、I 1N 、s m 、T m 及T m 等有何影响？19、增大异步电动机气隙时，对空载电流、漏抗、最大转矩和起动转矩有何影响？20、一台异步电动机额定运行时，通过气隙传递的电磁功率约有3%转化为转子铜损耗，试问这时电动机的转差率是多少？有多少转化为总机械功率？21、异步电动机的电磁转矩与哪些因素有关？哪些是运行因素？哪些是结构因素？22、在异步电动机等效电路图中，Z m 反映什么物理量？是否为变量？在额定电压下电动机由空载到满载，Z m 如何变化？23、单相异步电动机主要分哪几种类型？简述罩极电动机的工作原理。
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 。
1、有一台额定功率为5.5kW ，f =50Hz ，p ＝2的三相异步电动机，在转差率S ＝0.03情况下运行，定子输入功率为6.5kW ，定子铜耗为350W ，铁耗170W ，机械损耗45W ，求该机运行时的转速、电磁功率、输出机械功率、输出机械转矩及效率为多少？（略去附加损耗）2、一台三相异步电动机，额定功率N P =7.5kW ，额定电压N U =380V ，定子△接法，额定频率f =50Hz ，额定转速N n =９６０r/min 。
额定负载时的功率因数ϕCos ＝0.824，定子铜耗474W ，铁耗231W ，机械损耗45W ，附加损耗37.5W 。
试计算额定负载时：⑴转差率；⑵转子电流频率；⑶转子铜耗；⑷效率；⑸定子电流。
3、一台三相四极绕线式异步电动机，额定功率N P =155kW ，N U =380V ，Ｙ接法，额定频率f =50Hz ，额定负载时测得转子铜耗为2210W ，机械损耗1640W ，附加损耗1310W ，试求： ⑴额定工作时M P , S ，ｎ，Ｔ；⑵当负载转矩不变时，在转子中串入电阻R ＝0.1Ω,此时的S ，n ，Pcu ,（转子每相电阻R =0.012Ω,Rr 已归算到定子边）。
4、一台三相四极鼠笼式异步电动机，额定功率N P ＝17.2kW ，N U =380V , N I =33.8A ， f =50Hz ，定子绕组Ｙ联接。
如果已知空载时0I =11.5A ，ϕCos ＝0.102。
短路时当k I ＝N I =33.8A ，k U =46.5V ，并知1X =0.423k X ，额定负载时，当转子每相电流2I ＝29.4A 时的定子铜耗784W 瓦，铁耗350W ，机械损耗250W ，转子铜耗580W ，附加损耗86W 。
试求： ⑴额定输出时M P ,S ，Ｔ；⑵额定负载时的功率因数。
5、一台三相异步电动机：N P =10kW ，N U =380V ，N n =1455r/min ，1R =1.375Ω，1X =2.43Ω，2R ＝1.047Ω，2X =4.4Ω，m R =8.34Ω，m X =82.6Ω，定子绕组为△接法。
微课《三相异步电动机自动循环控制电路》习题
一、选择题
1.主电路用粗线条绘制在原理图的（）
A、上方
B、下方
C、左侧
D、右侧
2.控制电路用细线条绘制在原理图的（）
A、上方
B、下方
C、左侧
D、右侧
3.在实际施工布线时不属于布线工艺要求的是（）
A.布线横平竖直，转角圆滑900
B.长线沉底，走线成束
C.选线正确，线头不裸露
D.引出线可交叉，羊眼圈弯曲正确
二、填空题
1. 电器元件布置图中，体积大的放在方。
2.主电路标号一般由文字和组成。
三、判断题
1.下图电路中电动机正转时，按下反转按钮电动机即开始反转。
判断题1图
2.安装电路过程中，图示情况是不允许的。
判断题2图
3.操作过程中，出现图示情况是正常的。
判断题3图
4.黄绿相间的双色线，按电气规范只能用作接地线。
5.在原理图中，各电器元件必须画出实际的外形。
1．异步电动机的转子有哪两种类型？各有什么特点？解：一种为绕线型转子。
转子上有与定子绕组相似的三相绕组，接成Y 接，三根引出 线通过集电环和电刷引出，以备接电阻或直接短路。
另一种为鼠笼转子。
转子绕组为笼形，导条嵌于槽内，两端各有一个端环将导条短路。
2．异步电机有哪三种运行状态？这三种运行状态的电功率和机械功率的流向如何？如何 根据转速来判断是哪种运行状态？解：设1n 代表同步转速，n 代表电机转速。
（1）电动机状态：01≥≥n n电机吸收电功率，输出机械功率；（2）发电机状态：1n n ≥电机吸收机械功率，输出电功率；（3）电磁制动状态：0≤n电机吸收电功率和机械功率，转化为电机内部的损耗。
3．已知一台三相异步电动机，,77.0cos ,380,4===N N N V U kW P φmi n /960,84.0r n N N ==η，求该电动机的额定电流。
解： )(4.977.084.03803104cos 33A U P I N N N N N =⨯⨯⨯⨯==φη4．一台三相绕线型异步电动机，A I V U N N 35,380==，定、转子绕组均为Y 接，每相 串联匝数和绕组因数为93.0,170,945.0,3202211====dp dp k N k N 。
求：（1）这台电机的变比i e k k ,；（2）当转子绕组开路且处于静止状态时，定子加额定电压，求转子每相感应电动势；（3）当转子绕组短路且处于静止状态时，定子接电源，量得定子电流为额定值，求 转子每相电流（忽略定子电流中的励磁成分）。
解：（1） 913.193.0170945.03202211=⨯⨯==dp dp e k N k N k913.193.01703945.03203222111=⨯⨯⨯⨯==dp dp i k N m k N m k （2）此时，电机相当于一台空载的变压器，因此，)(2203380311V U U E N===≈)(115913.122012V k E E e === （3）此时，电机相当于一台短路的变压器，在忽略励磁电流的情况下，有0'21=+∙∙I I所以)(6735913.11'22A I k I k I i i =⨯===5．一台笼型转子三相异步电动机，定子绕组：902.0,11411==dp k N ；转子导条数为 422=Q 。
异步电动机习题集一、填空题1、异步电机的基本结构为（定子）不动部分、（转子）旋转部分两部分组成，定子和转子之间有气隙，为了降低电机的空载电流和提高电机的功率因数，气隙应当小一些。
中、小型异步电机中，气隙一般在（0.02~1.5）mm 。
2、异步电动机根据其转子机构的不同，分为 和 两大类。
3、对于三相异步电动机额定功率P N = 。
4、转差率Ｓ＝ 。
5、异步电机在转子绕组开路的电势变比k e =( )，电流变比k i =（ ）。
6、转子频率f 2= ,转子静止时的电势E 2= , 旋转时的电势是 ，转子漏抗x σ2= 。
7、转子电流I 2= 。
8、转子绕组电阻'2'2'21r SS r s r -+=，分别等效为 和 。
9、定子输入功率P 1=P em +P cu1+P fe ，P em 是传递到转子回路的电磁功率、定子绕组铜损耗和 铁损耗。
P mec=P em -P cu2，电磁功率去掉转子铜损耗就是转子上获得的总机械功率。
10、异步电动机电磁转矩T em =1Ω=Ωem mec P P 。
11、异步电动机对应临界转差率的转矩称为 ，过载系数k m =N mxx T T ,一般为 。
12、异步电动机的转矩与 的平方成正比。
13、异步电动机的启动电流I st = 额定电流，启动系数K st =Nst T T ,一般为 。
14、实用转矩公式是 。
15、机械转矩的四个特殊点是空载点 n=no 、T=0 运行点 n=n N 、T N 额定运行点， n=n M 、 T=T M 最大转矩点和 n=0 、T=T st 启动转矩点。
16、异步电动机的启动方式有（全电压转矩起动）和（降压起动）。
17、异步电动机Y —Δ降压起动只适用正常运行时Δ形接法的电机，在起动时接成Y ，起动结束再接成运行Δ，起动电流降为（1/3Ist ），起动转矩只有原来的（1/3Ｔｓｔ）。
只能用于起动时空载和轻载的电动机。
异步电动机习题8-1 有一台异步电动机的kW，V，，。
试求：在额定运行时定子绕组两种接（△/Y）的电动机线电流和相电流。
8-2 已知一台异步电动机的技术数据如下：kW，V，△接，，Hz，，，，，。
求：（1）电动机的极对数P，额定转差率S N；（2）额定转矩T N，直接起动时的起动电流I st；（3）负载转矩时，能否采用Y-△降压起动？为什么？8-3 已知一台异步电动机的技术数据为：kW，V，A，联接方式△/Y，，，，。
求：（1）额定转矩、启动转矩和最大转矩；（2）定子绕组△接时的启动电流。
8-4 已知一台异步电动机的技术数据如下：kW，V，△接，，Hz，，，，，。
求：（1）额定电流、额定转矩、启动转矩和最大转矩；（2）负载转矩为电动机的额定转矩时，电源电压为和两种情况下，电动机能否启动？8-5 Y132M-4型异步电动机，技术数据如下：kW，V，△接，，，Hz，，，，。
求：（1）额定转速、额定电流、额定转矩；（2）额定运行时，若负载转矩增大并重新稳定运行后，以下各量如何变化：、、、。
8-6 已知一台异步电动机的技术数据为：kW，V，，，，，，，△接。
求：（1）电动机直接启动和Y-△降压起动时的启动电流；（2）负载转矩时，电动机的转速。
8-7 已知一台异步电动机的技术数据为：kW，V，，，，，，，△接。
求：（1）额定运行时定子线电流及直接启动时的启动电流、启动转矩；（2）额定运行时转子电势频率；（3）在电动机额定运行时，电网电压突降为320V，此时电动机能否继续运行？8-8 已知一台异步电动机的技术数据如下：kW，V，联接方式△/Y，，Hz，，，，，。
求：（1）电动机的磁极对数，额定转差率；（2）额定转矩和定子绕组Y接时的额定电流；（3）电源电压为时，电动机能否带额定负载起动？为什么？（4）负载转矩时，能否采用Y-△降压起动？为什么？直流电路习题1-1 在图1-1电路中，已知V，A，，，。
求：（1）电流、；（2）A点电位；（3）和的功率。
图1-11-2 在图1-2电路中，已知V，A，。
求：电流、、、。
、图1-21-3 在图1-3电路中，已知A，V，，，，。
求：（1）电流；（2）A点电位；（3）的功率，并判定其是电源还是负载。
图1-31-4 图1-4电路中，已知，，，，A，V。
求：（1）电流；（2）A点电位；（3）和V，的功率，并判定其是发出还是吸收功率。
图1-41-5 图1-5电路中，已知A，A，V，，；（2）求A点电位；（3）计算。
（1）用戴维南定理求电流的功率，并判定其是电源还是负载。
图1-51-6 在图1-6电路中，已知，A，A，V。
求：（1）电流、；（2）A点电位；（3）和的功率，并判定其是电源还是负载。
图1-61-7 图1-7电路中，已知V，V，，，A。
（1）用戴维南定理求电流；（2）求A点电位；（3）计算的功率，并判定其是电源还是负载。
图1-71-8 图1-8电路中，已知A，A，V，，，。
求R4中的电流。
图1-8交流电路习题2-1 在图2-1电路中，已知，，电路消耗的有功功率W，电阻上的电压为V。
求：（1）电流，，及电压；（2）电路的功率因数，并说明电路的性质；（3）画出相量图（图中标出的各量）。
图2-12-2 电路如图2-2所示。
已知，，，A，电路消耗的有功功率为，并且与同相。
求：（1），，及；（2）画出图中标出各量的相量图。
图2-22-3 单相交流电路如图2-3，已知V，，。
求：（1）电流及电压、；（2）电路的P、Q、S。
图2-32-4 电路如图2-4所示。
已知A，，，，。
求。
图2-42-5 如图2-5电路，已知，，电阻上的电压为V。
求：（1）电流、、及电压；（2）电路的有功功率和无功功率。
图2-52-6 如图2-6电路，已知，，，电路消耗的有功功率为500W。
（1）求电流、、及电压；（2）画出全部电压、电流的相量图。
图2-62-7 电路如图2-7所示。
已知A，A，V，，。
试求：、、及。
图2-72-8 在图2-8电路中，已知A，V，u与I同相。
求：、、及。
图2-8三相交流电路习题3-1 在图3-1所示三相交流电路中，已知电源线电压为V，。
求：（1）各线电流、、及中线电流；（2）电路的有功功率及无功功率；（3）若L2线及中线均断开，求电流。
图3-13-2 如图3-2所示三相交流电路，已知V，，，。
求：（1）线电流、、；（2）电路的有功功率及无功功率。
图3-23-3 如图3-3所示三相交流电路，已知V，，。
求：（1）、、；（2）画出全部电量的相量图。
图3-33-4 图3-4为三相对称负载，测得V，A，又知三相总功率W。
求：（1）每相负载的电阻、电抗、阻抗和功率因数；（2）如果L1相负载被短路，此时电流表的读数和三相总功率将变为多少？图3-43-5 三相交流电路如图3-5所示，已知V，。
求：（1）、、；（2）画出全部电量的相量图。
图3-53-6 三相电路如图3-6所示，电源线电压380V，，。
求端线上的线电流和全部负载有功功率。
图3-63-7 图3-7电路中，已知V，，。
求：（1）；（2）电路的总有功功率。
图3-73-8 三相电路如图3-8所示，电源线电压380V，当开关S断开时，A，S合上时，A，R1、L支路功率因数为0.866。
求：（1）R、R1、X L；（2）S合上后。
图3-8 题3-8线性电路暂态分析习题4-1 图4-1所示电路在换路前已处于稳态，已知mA，V，，，。
求换路后：（1）的全响应表达式，并分解成零输入响应和零状态响应，画出相应的三条响应曲线；（2）的全响应表达式。
图4-14-2 图4-2所示电路在换路前已处于稳态，已知V，V，，。
求换路后：（1）的全响应表达式，并分解成零输入响应和零状态响应，画出相应的三条响应曲线；（2）的全响应表达式。
图4-2 题4-24-3 图4-3中，已知V，，，。
求开关闭合后（t≥0）电路中的电流、和。
图4-34-4 图4-4所示电路在换路前已处于稳态，已知A，V，，，。
求换路后、的全响应表达式。
图4-44-5 图4-5所示电路在换路前已处于稳态，已知V，，，。
求换路后a、b两端的电压，并定性地画出其变化曲线。
图4-54-6 在图4-6中，开关闭合前电路已处于稳态，已知V，V，，，。
求换路后的全响应表达式，并分解成零输入响应和零状态响应，画出相应的三条响应曲线。
图4-64-7 图4-7所示电路在换路前已处于稳态，已知mA，V，V，，，。
试求换路后：（1）的全响应表达式，并分解成零输入响应和零状态响应，画出相应的三条响应曲线；（2）的全响应表达式。
图4-74-8 图4-8所示电路, 已知mA，V，，，，。
开关S合在“1”时电路处于稳态，t=0时开关投向“2”处，求换路后：（1）的全响应表达式，并分解成零输入响应和零状态响应，画出相应的三条响应曲线；（2）的全响应表达式。
图4-8半导体器件习题1-1 电路如图1-1所示，已知输入电压V，电动势V，二极管正向压降忽略不计，试画出输出电压的波形。
图1-11-2 电路如图1-2所示，已知输入电压V，电动势V，二极管正向压降忽略不计。
试画出输出电压的波形。
图1-21-3 试判别图1-3电路中的二极管是导通还是截止？并计算输出电压。
图1-31-4 在图1-4电路中，已知输入电压V，电动势V，二极管正向压降忽略不计，试画出输出电压的波形。
图1-4 题1-41-5 写出三极管的三种工作状态，并说明在三种状态下发射结、集电结的偏置状况。
1-6 今测得放大电路中一三极管的各极对地电位分别为-1V，-1.3V，-6V，试判别三极管的三个电极，并说明是硅管还是锗管，是NPN型还是PNP型。
1-7 已知放大电路中一三极管各极对地电位分别为4.2V，3.5V，9.6V，试判别管子的类型、管子的三个电极，并说明是硅管还是锗管。
1-8 在电路中测得各三极管的三个电极对地电位如图1-5所示，其中NPN型为硅管，PNP型为锗管，判断各三极管的工作状态。
图1-5控制电路与控制系统习题10-1 试设计一台鼠笼式异步电动机既能连续工作，又能点动工作的继电接触控制电路。
10-2 画出鼠笼式异步电动机正反转的主电路及控制电路。
要求：电路有短路、过载及失压保护，并分别说明是通过哪个控制电器实现的保护。
10-3 画出鼠笼式异步电动机正反转的主电路及控制电路，且在正转控制电路中具有“点动”及“连续”运行功能。
要求：电路有短路、过载及失压保护。
10-4 为安全起见，某设备的电动机启动前先接通警铃，鸣铃1分钟后，电动机自行启动，试设计主电路与控制电路。
10-5 某机床的主轴和润滑油泵分别由两台鼠笼式异步电动机带动，采用继电接触控制。
要求：（1）主轴在油泵开动后才能启动；（2）主轴能正反转、单独停车；（3）有短路、失压及过载保护，试设计主电路与控制电路。
10-6 某生产机械由两台电动机拖动，要求：（1）电动机M1启动后经一定的延时才能启动电动机M2；（2）电动机M2能正反转并能单独停止；（3）两台电动机都有短路、失压及过载保护，试设计主电路与控制电路。
10-7 试设计可以进行两地控制的鼠笼式异步电动机正反转的主电路及控制电路。
要求：电路有短路、过载及失压保护。
10-8 说明电动机正反转控制电路中自锁和互锁的目的及实现的方法。
可编程控制器原理及其应用习题1. 设计一台异步电机单向运转控制电路的梯形图，要求能在两个地方进行电机的起、停操作，电机具有过载和失压保护。
2. 设计一个对锅炉鼓风机和引风机控制的梯形图。
控制要求：（1）开机时首先起动引风机，10秒后自动起动鼓风机；（2）停止时，立即关断鼓风机，经过20秒后自动关断引风机。
3. 设计一个控制小车运行的梯形图。
控制要求：（1）按下起动按钮，小车由A点开始向B点运动，到B点后自动停止，停留10秒后返回A点，在A点停留10秒后又向B点运动，如此往复；（2）按下停止按钮，小车立即停止运动；（3）小车拖动电机要求有过载和失压保护。
4.设计两台电机M!、M2控制电路梯形图。
要求：（1）具有过载和失压保护。
（2）按下启动按钮，M!运行5秒后，M2自动启动；（3）按下停止按钮，M!立即停车，延时3秒后，M2自动停机；（4）任何一台电机发生过载时，两台电机全部停止运行。
5．设计三台电机M!、M2、M3循环运行控制的梯形图，启动时M!先运行5秒，停机后，M2开始运行，8秒后停止，M3启动并运行2秒，再从M!开始重复工作，工作时，运行指示灯亮。
各台电机均有过载和失压保护，任何一台电机发生过载时，电机全部停止运行并点亮同一个过载信号灯。
6．设计运料小车控制电路梯形图。
要求按下启动按钮后，小车由A点移动到B点停止延时5秒后，小车自动返回到A点，再延时10秒，又向B点运动。
