机电传动第四次作业 - 图文

机电传动第四次作业

4.3 有一台三相异步电动机，其nN=1470r/min，电源频率为50Hz。当在额定负载下运行，试求： (1) 定子旋转磁场相对于定子的转速； (2) 定子旋转磁场相对于转子的转速。

解：⑴定子旋转磁场相对于定子的转速也就是该电动机的同步转速n0，由于nN=1470r/min，所以磁极对数p=2，得：

n0?60f60?50??1500(r/min) p2 (2) 定子旋转磁场相对于转子的转速也就是该电动机的同步转速n0减去转子的旋转速度nN（即电动机的转速）：

?n?n?n?1500?1470?30(r/min)0N

4.4 当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？

解答：当负载增加时，由于TM＜TL，所以转速n会下降，即转差率S会增大，由公式I2?SE20R?(SX20)222，转子与旋转

磁场间的相对转速?n?n0?nN增加，转子导体被磁力线切割的速度提高，于是E2?SE20会增加，转子电流I2增加；因为三相异步电动机与变压器的电磁关系类似，转子相当于变

压器的副边，而定子相当于变压器的原边，理想情况下满足

I1I2?N1N2?C，

所以当转子电流增加时，定子电流也会增加。

4.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。

满载时 型号 PN/KW UN/V nN/r.min-1 IN/A ηN cosφN Ist/IN Tst/TN Tmax/TN Y132S-6 3 220/380 960 12.8/7.2 83% 0.75 6.5 2.0 2.0 试求: (1) 线电压为380V时，三相定子绕组应如何接法？ (2) 求n0，p，SN，TN，Tst，Tmax，Ist； (3) 额定负载时电动机的输入功率是多少？

解：(1) 由于电源线电压是电动机额定相电压的3倍，所以三相定子绕组接法应该为Y接法。

(2)因为电动机转速为960r/min，所以该电动机同步转速为n0=1000r/min； 所以磁极对数为：p?n060f60?50??3； 1000n0?nN1000?960??0.04； 额定转差率为：SN?n10000PN3?103额定转矩为：TN?9.55n?9.55?960?29.9(N?m) ；

N启动转矩为：Tst?2TN?2?29.9?59.8(N?m)； 最大转矩为：Tmax?2TN?2?29.9?59.8(N?m)；

启动电流为：Ist?6.5IN?6.5?7.2?46.8(A)。 (3)额定负载时电动机的输入功率为：

3P??3.62(kW) 1??N0.83PN4.8三相异步电动机断了一根电源线后，为什么不能启动？而在运行时断了一线，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？

解答：(1) a. 三相异步电动机断线后不能启动的原因：

三相异步电动机断了一根电源线后，变成单相异步电动机，没有旋转磁场，不会产生电磁感应现象，所以不能启动。

b. 断线后不能启动对电动机的影响：

断线后启动时定子产生的脉动磁场使转子产生交变电流，会使转子绕组线圈发热，不利于电动机正常工作。

（2）a. 三相异步电动机断线后能运转的原因： 运转时，如果断了一根电源线，就会变成单相，单相会产生脉动磁场，又由于电动机的运动惯性，会继续切割磁力线产生电磁感应现象，所以电动机会继续运转下去。

b. 运转时断线后对电动机的影响：

运转时断线后产生的磁通Φ比三相运转时产生的磁通Φ要小，磁通Φ减小使电磁转矩T减小。所以，如果负载转矩TL保持原状态不变，当系统达到稳定运行状态时，电动机转速不仅会下降，而且会造成转子绕组电流相当大，烧坏电

机。

4.11 有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下：

PN/KW nN/r.min-1 UN/V ηN cosφN Ist/IN Tst/TN Tmax/TN 接法 40 1470 380 0.9 0.9 6.5 1.2 2.0 Δ (1) 当负载转矩为250N.m时，试问在U=UN和U1=0.8UN两种情况下电动机能否启动？

(2) 欲采用Y- Δ换接启动，问当负载转矩为0.45TN和0.35TN两种情况下，电动机能否启动？

(3) 若采用自耦变压器降压启动，设降压比为0.64，求电源线路中通过的启动电流和电动机的启动转矩。 解：(1)该电动机的额定转矩为：

PN40?103TN?9.55??9.55??259.86(N?m)

nN1470所以当U=UN时，启动转矩为：

Tst1?1.2TN?1.2?259.86?311.83(N?m)

由于Tst1?TL，所以可以启动。 当U=0.8UN时，启动转矩为：

Tst2?1.2?0.82TN?1.2?0.82?259.86?199.58(N?m)

由于Tst1?TL，所以不可以启动。

(2)采用Y- Δ换接启动时，满足关系：

11TstY?Tst???1.2TN?0.4TN

33当负载转矩为0.45TN时，由于TstY?TL，所以不可以启动；

当负载转矩为0.35TN时，由于TstY?TL，电动机能启动。

(3) 采用自耦变压器降压启动时，电动机的启动转矩为：

Tst?K2Tst??0.642?1.2TN?0.642?1.2?259.86?127.73(N?m)电动机的铭牌标注的电压和电流相乘是电机的输入功率，即电动机的实际额定功率是输入功率减去损耗功率：

PN?UNINηN

所以该电机额定电流为：

IN40?103?116.96(A) ＝＝

UN?N380?0.9PN

所以该电动机启动电流为：

Ist?6.5IN?6.5?116.96?760.24(A)

则采用自耦变压器降压启动时电源线路中启动电流为：

I1?K2Ist?0.642?760.24?311.39(A)