电机与拖动基础(第三版) 异步机习题

1. 三相感应电动机转子为任意转数时，定、转子合成基波磁势转速不变 。 （ ） 答 对

2. ★三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动转矩就越大。 （ ） 答 错

3. 当三相感应电动机转子绕组短接并堵转时，轴上的输出功率为零，则定子边输入功率亦为零 。 （ ） 答 错

4. 三相感应电动机的功率因数cosϕ1总是滞后的 。 （ ） 答 对

5. ★感应电动机运行时，总要从电源吸收一个滞后的无功电流。 （ ） 答 对

6. ★只要电源电压不变，感应电动机的定子铁耗和转子铁耗基本不变。 （ ） 答 错

7. 感应电动机的负载转矩在任何时候都绝不可能大于额定转矩。 （ ） 答 错

8. 绕线型感应电动机转子串电阻可以增大起动转矩；笼型感应电动机定子串电阻亦可以增大起动转矩。 （ ） 答 错

9. 三相感应电动机起动电流越大，起动转矩也越大。 （ ） 答 错

10. ★三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动电流就越小。 （ ） 答 对

11. 深槽型和双笼型感应电动机与普通笼型电动机相比，能减小起动电流的同时增大起动转矩。 （ ） 答 对

12. ★绕线型感应电动机转子回路串电阻调速在空载或轻载时的调速范围很大。 （ ）

答 错

13. 三相感应电动机的起动电流很大，所以其起动转矩也很大。 （ ） 答 错

14. 三相感应电动机的起动电流和起动转矩都与电机所加的电源电压成正比。 （ ） 答 错

15. 在机械和工艺容许的条件下，感应电机的气隙越小越好。 （ ） 答 对

16. ★感应电动机空载运行时的功率因数很高。 （ ） 答 错

1、绕线型异步电机转子绕组的相数、极对数总是设计得与定子相同，鼠笼型异步电机的转子相数、极对数又是如何确定的呢?与鼠笼条的数量有关吗？

答：鼠笼型异步电机转子相数就是鼠笼转子上的导条数；转子极对数是靠定子绕组磁动势感应而得的，因此它始终与定子绕组的极对数相等，与鼠笼转子的导条数无关

2、 三相异步电动机的主磁通指什么磁通？它是由各相电流分别产生的各相磁通，还是由三相电流共同产生的？在等效电路中哪个电抗参数与之对应?该参数本身是一相

的还是三相的值?它与同步电动机的哪个参数相对应?这与变压器中的励磁电抗是完

全相同的概念吗？

答：三相异步电动机的主磁通指的是由三相电流合成的基波旋转磁动势产生井通过气隙到达转子的磁通，它是由三相电流共同产生的，等效电路中励磁电抗Xm与之对应，该参数本身是一相的值，它与同步电动机的电枢反应电抗Xσ相对应，与变压器中励磁电抗的概

念是不完全相同的，变压器中的励磁电抗，为一相励磁电流产生的主磁通所感应的电动势与该相励磁电流的比值，即Xm=E1(忽略铁损耗)。 I0

问答题

1. 两台型号完全相同的笼型感应电动机共轴联接，拖动一个负载。如果起动时将它们的定子绕组串联以后接至电网上，起动完毕后再改为并联。试问这样的起动方法，对起动电流和起动转矩有何影响？

答 定子绕组串联，每台电动机的端电压为2。由于起动电流与电压成正比，起动转矩与电压平方成正比，使得总的起动电流为原来的2，总的起动转矩为原来的4。

2. 一台笼型感应电动机，原来转子是插铜条的，后因损坏改为铸铝的。如输出同样转矩，电动机运行性能有什么变化？

答 转子由铜条改为铝条后，相当于转子回路电阻增大，使得电动机起动电流减小、起动转矩增大，最大转矩不变，临界转差率sm增大。在负载转矩不变的情况下，s增大，转速下降，效率降低。

3. 感应电动机定子绕组与转子绕组之间没有直接的联系，为什么负载增加时，定子电流和输入功率会自动增加，试说明其物理过程。从空载到满载电机主磁通有无变化？

答 负载增加时，电动机转速下降，转差率上升，转子绕组切割磁力线的速度增加，转子的感应电动势、感应电流相应增加，转子磁动势也增加。由磁动势平衡关系，定子磁动势增加，定子电流上升，即从电网吸收的电功率增加。这一过程直到转子电流产生的转矩与负载转矩重新平衡为止。

在U1不变的情况下，I1的增加导致I1Z1增加，使E1减小，主磁通略有减小。

4. 漏抗大小对感应电动机的起动电流、起动转矩、最大转矩、功率因数等有何影响？

'σ成反比，漏抗越大，答 当电源电压和频率一定时，最大转矩近似与漏抗X1σ+X2

起动电流、起动转矩越小，功率因数越低。

5. 普通笼型感应电动机在额定电压下起动时，为什么起动电流很大，而起动转矩并不大？

答 起动时n=0，s=1，旋转磁场以同步速度切割转子，在短路的转子绕组中感应很大的电动势和电流，引起与它平衡的定子电流的负载分量急剧增加，以致定子电流很大；

's很小，电动机的等效阻抗很小，所以起动电流很大。由于起 动时s=1，R2

Tem=CTΦmI2cosϕ2，当s=1、f2=f1时，使转子功率因数角ϕ2= X2σ接R2近90，cosϕ2很小，I2cosϕ2并不大；另外，因起动电流很大，定子绕组漏抗压降大，使感应电动势E1减小，与之成正比的Φm也减小。起动时，Φm减小，I2cosϕ2并不大，使得起动转矩并不大。

6. 感应电动机运行时，定子电流的频率是多少？由定子电流产生的旋转磁动势以什么速度

切割定子和转子？由转子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定子和转子？两个基波磁动势的相对运动速度多大？

答 定子电流的频率为f1，转子电流的频率为f2=sf1，定子磁动势以n1速度切割定子，以（n1-n）速度即sn1速度切割转子；转子磁动势也以n1速度切割定子，以sn1速度切割转子。定、转子基波磁动势同步旋转，相对静止。

计算题：

1. 一台50Hz、八极的三相感应电动机，额定转差率sN=0.043，问该机的同步转速是多少？

当该机运行在700r/min时，转差率是多少？当该机运行在800r/min时，转差率是多少？当该机运行在起动时， 转差率是多少？

解 同步转速 n1=60f160⨯50 =r/min=75r0/minp4

额定转速 nN=(1-sN)n1=(1-0.043 )⨯750r/min=717r/min

n1-n750-700 ==0.067n1750

n-n750-800当n=800r/min时，转差率 s=1==-0.067 n1750

n-n750当电动机起动时，n=0，转差率 s=1==1 n1750

2. 有一台三相四极感应电动机，50Hz，UN=380V，Y接法，cosϕN=0.83，

'=0.34Ω，sN=0.04，机械损耗与附加损耗之和为288W。设R1=0.35Ω，R2

'N=20.5A，求此电动机额定运行时的输出功率、电磁功率、电磁转矩和负载转矩。 I1N=I2

1-s1-0.04'N2'=3⨯20.52⨯R2⨯0.34W=1028W8 解： 全机械功率 PΩ=m1I2s0.04

输出功率 P2=PΩ-(pΩ+pad)=(10288-288)W=10000W

P10288W=10716W 电磁功率 Pem=Ω=1-s1-0.04

60f160⨯50同步转速 n1==r/min=1500r/min p2

额定转速 nN=(1-s)n1=(1-0.04)⨯1500r/min=1440r/min

PPem10716⨯60=N⋅m=68.26N⋅m 电磁转矩 Tem=em=nΩ12⨯3.16⨯15002π1

60

P10288N⋅m=68.26N⋅m 或 Tem=Ω=1440Ω2π⨯60

P10000N⋅m=66.35N⋅m 负载转矩 T2=2=1440Ω2π⨯60当n=700r/min时，转差率 s=