許曉峰《電機拖動》第四章習(xí)題

第四章 三相異步電動機思考題與習(xí)題4.1 三相異步電動機為什么會旋轉(zhuǎn)，怎樣改變它的轉(zhuǎn)向。4.2 什么是異步電動機的轉(zhuǎn)差率？如何根據(jù)轉(zhuǎn)差率來判斷異步電機的運行狀態(tài)？ 4.3 在三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機中，如將定子三相繞組短接，并且通過滑環(huán)向轉(zhuǎn)子繞組通入三相交流電流，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場若為順時針方向，問這時電動機能轉(zhuǎn)嗎？如能旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)向如何？ 4.4 異步電動機為什么又稱感應(yīng)電動機？4.5 異步電動機中的空氣隙為什么做得很小？4.6 假如有一臺星形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機，在運行中突然切斷三相電流，并同時將任意兩相定子繞組（如U、V相）立即接入直流電源，這時異步電動機的工作狀態(tài)如何，試畫圖分析。 4.7 一臺三相單層繞組電機，極數(shù)2p=4，定子槽數(shù)Z=36，每相并聯(lián)支路數(shù)a=2，試列出60o相帶的分相情況，并畫出三相單層交叉式繞組展開圖。4.8 一臺交流電機，Z=36，2p=4，y=7，a=2。試列出60o相帶分相情況，并畫出雙層疊繞組的展開圖。4.9 試述短距系數(shù)ky1和分布系數(shù)kq1的物理意義？4.10 交流電機一相繞組電動勢的頻率、波形、大小與哪些因素有關(guān)？哪些由構(gòu)造決定？哪些由運行條件決定？4.11 一臺三相雙層繞組電機，Z=36，2p=4，1=50Hz，y1=7/9，試求基波、五次諧波與七次諧波的繞組系數(shù)，若完全消除五次諧波分量， y1應(yīng)取多少？實際中，本題采用短距的方法能否將五次諧波電動勢完全消除？4.12 一臺4極，Z=36的三相交流電機，采用雙層疊繞組， a=1，y1=7/9，每個線圈匝數(shù)Nc=20，每極氣隙基波磁通1=7.5 10-3Wb，試求每相繞組基波電動勢的大小？4.13 交流電機單相繞組基波磁動勢的幅值大小、位置和脈動頻率與哪些因素有關(guān)？其中哪些因素由構(gòu)造決定？哪些由運行條件決定？4.14 交流電機三相繞組合成基波圓形旋轉(zhuǎn)磁場的幅值、空間位置、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向各與哪些因素有關(guān)？其中哪些因素由構(gòu)造決定？哪些由運行條件決定？4.15 一臺50Hz交流電機，通入60Hz的三相對稱交流電流，設(shè)電流的大小不變，問此時基波合成磁動勢的幅值大小、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向如何變化？4.16 三相繞組中通入三相負序電流時，與通入幅值相同的三相正序電流時相比較，磁動勢有何不同。若通入三相同相位的交流電流時又如何？4.17 若在兩相對稱繞組中（兩相繞組匝數(shù)相同，在空間相隔90o電角度），通入對稱的兩相電流， 試證明兩相的合成磁動勢為旋轉(zhuǎn)磁動勢。4.18 一臺三相交流電機， 2p=6，Z=36，定子雙層疊繞組，y=5/6，每相串聯(lián)匝數(shù)N=72，當(dāng)通入50Hz三相對稱電流，每相電流I=20A時，試計算三相基波合成磁動勢的幅值和轉(zhuǎn)速。 4.19 異步電動機在起動及空載運行時，為什么功率因數(shù)較低？當(dāng)滿載運行時，功率因數(shù)為什么會較高？4.20 當(dāng)異步電動機運行時，設(shè)外加電源的頻率為1，電機運行時的轉(zhuǎn)差率為s，問：定子電動勢的頻率是多少？轉(zhuǎn)子電動勢的頻率是多少？由定子電流所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢以什么速度截切定子？又以什么速度截切轉(zhuǎn)子？由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢以什么速度截切轉(zhuǎn)子？又以什么速度截切定子？定、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢的相對速度為多少？4.21 三相異步電動機主磁通和漏磁通是如何定義的？主磁通在定、轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動勢的頻率一樣嗎？兩個頻率之間數(shù)量關(guān)系如何？4.22 為什么三相異步電動機勵磁電流比相應(yīng)三相變壓器的大很多？4.23 為什么三相異步電動機的功率因數(shù)總是滯后的？而變壓器呢？4.24 試說明異步電動機轉(zhuǎn)軸上機械負載增加時，電動機的轉(zhuǎn)速n、定子電流I1和轉(zhuǎn)子電流I2如何變化？為什么？4.25 當(dāng)三相異步電動機在額定電壓下正常運行時，如果轉(zhuǎn)子突然被卡住，會產(chǎn)生什么后果？為什么？4.26 異步電動機等效電路中的附加電阻 的物理意義是什么？能否用電抗或電容代替這個附加電阻？為什么？4.27 三相異步電動機帶額定負載運行時，如果負載轉(zhuǎn)矩不變，當(dāng)電源電壓降低時，電動機的0 、I1、I2和n如何變化？為什么？4.28 一臺籠型異步電動機，原轉(zhuǎn)子銅條改為鋁條，如輸出同樣的功率，試問對sN、cos1、N、I1N等都有何影響？ 4.29 增大異步電動機氣隙時，對空載電流、漏抗有何影響？ 4.30 一臺異步電動機額定運行時，通過氣隙傳遞的電磁功率約有3%轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子銅損耗，試問這時電動機的轉(zhuǎn)差率是多少？有多少轉(zhuǎn)化為總機械功率？4.31 在異步電動機等效電路圖中，Zm反映什么物理量？是否為變量？在額定電壓下電動機由空載到滿載，Zm如何變化？4.32 一臺PN=4.5kW、Y/D聯(lián)結(jié)、380/220V、cosN=0.8、N=0.8、nN =1450r/min的三相異步電動機，試求：（1）接成Y聯(lián)結(jié)及D聯(lián)結(jié)時的額定電流；（2）同步轉(zhuǎn)速n1及定子磁極對數(shù)p；（3）帶額定負載時的轉(zhuǎn)差率sN。4.33 一臺6極異步電動機額定功率PN=28kW、額定電壓UN=380V，頻率為50Hz，額定轉(zhuǎn)速nN =950r/min，額定負載時cos1=0.88，PCu1+PFe=2.2kW，Pmec=1.1kW，Pad=0，試計算在額定負載時的sN、PCu2、N、I1和2。4.34 一臺三相四極Y聯(lián)結(jié)的異步電動機，PN=10kW、UN=380V，IN=11.6A，額定運行時，PCu1=560W，PCu2=310W，PFe=270W，Pmec=70W，Pad=200W，試求額定運行時的：（1）額定轉(zhuǎn)速nN；（2）空載轉(zhuǎn)矩T0；（3）輸出轉(zhuǎn)矩T2；（4）電磁轉(zhuǎn)矩Tem。4.35 已知一臺三相異步電動機定子輸入功率為60kW，定子銅損耗為600W，鐵損耗為400W，轉(zhuǎn)差率為0.03，試求電磁功率Pem、總機械功率PMEC和轉(zhuǎn)子銅損耗PCu2。4.36 一臺PN=5.5kW、UN=380V，1=50Hz的三相四極異步電動機，在某運行情況下,自定子方面輸入的功率為6.62kWPCu1=341W， PCu2=237.5W，PFe=167.5W，Pmec=45W, Pad=29W，試繪出該電動機的功率流程圖，并計算在該運行情況下，電動機的效率、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)速、空載轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩。4.37 有一臺四極異步電動機，PN=10kW、UN=380V， =50Hz，轉(zhuǎn)子銅損耗PCu2=314W，附加損耗Pad=102W， 機械損耗Pmec=175W，求電動機的額定轉(zhuǎn)速及額定電磁轉(zhuǎn)矩。