电机与拖动思考题与习题的解答(4)

5-8 为什么异步电动机(电动状态)的转速n总低于同步转速n1？

答：只有在同步转速n1总是高于转子转速n的情况下，才能在旋转磁场与转子之间存在着相对运动，转子上的有效导体才能够有机会切割磁力线，并在转子绕组和铝条中中产生感应电动势，在感生电动势的作用下产生感生电流，产生电磁力矩。带动负载或生产设备工作。

5-9 异步电动机的气隙为什么要做得很小？

答：三相异步电动机又名叫做感应电动机，表明在电机将电能转换为机械能或机械能转换为电能的过程中，能量都是通过磁场传递的，在磁场能量传递的磁路中两次穿过气隙。为了减少在能量转换的过程中电机自身的损耗，提高电机的能量转换效率，必须减小气隙磁阻，从而减少磁场在气隙中的损耗，降低在气隙两侧的磁压降。由于气隙构成的磁阻大小与气隙的宽度成正比，所以，要减小气隙磁阻，必须将定子与转子之间的气隙做得尽可能的小。

5-10 什么叫电角度？电角度与机械角度是什么关系？

答：机械角度每转一圈所对应的机械或几何角度称为机械角度。电角度是指转子每转一圈，定子和转子绕组中的感应电动势或感应电流变化的角度。当所谓的“一圈”用定子

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内表面圆周上的槽数Z来表示，磁极对数用p来表示，电角度用α来表示，电角度与机械角度将有如下关系：

?360???p???Z???? ?一、填空题：

1、一个三相对称交流绕组，2p=2，通入f=50Hz的三相对称交流电流，其合成磁通势为_______磁通势。(圆形旋转)

2、采用_______绕组和_______绕组可以有效地削弱谐波分量，同时使基波分量_______（增加、减小）。 (叠;波;增加)

3、一个脉振磁通势可以分解为两个_______和_______相同，而_______相反的旋转磁通势。 (幅值;转速;转向)

4、三相对称绕组的构成原则是_____ __;____ _;__ _ _。(各相绕组的结构相同;阻抗相等;空间位置对称（互差120度电角度）)

二、是非题

1、两相对称绕组，通入两相对称交流电流，其合成磁通势为旋转磁通势。（ ） (T) 2、改变电流相序，可以改变三相旋转磁通势的转向。（ ） (T)

第6章 思考题及答案

6-1 异步电动机在结构上有什么特点?为什么异步电动机的气隙必须很小?为什么异步电机的定子铁心和转子铁心要用导磁性能良好的硅钢片制成?如果定、转子铁心用非磁性 材料制成会出现什么后果?如果用整块的导磁材料制成定、转子铁心是否可以?

答：

6-2 异步电动机转子有哪几种结构型式?它们与直流电机转子的根本区别是什么?

答：

主要有绕线型和鼠笼型，它们与直流电机的转子的区别主要在于

1）异步电机的转子绕组都是多相绕组并联短接的，而直流电机转子绕组是多个线圈串联后形成一个闭合环形状，并以炭刷为界分割成多个绕组，同时形成多个绕组的串与并的连接。

2）异步电机的的能量转换是通过感应方式，通过转子完成的，而直流电机电机的能量转换直接通过转子进行的。

3）异步电机与直流电机的转子线圈中的电压与电流都是交流量，但直流电机线圈中的交流是通过换向器形成的。也就是说，直流电机的转子多了一个换向器。

6-3 异步电机的最高允许温升是由什么决定的?若超过规定温升运行对电机有什么 影响?

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答：异步电机的最高允许温升是由绝缘材料决定的，若超过温升，会加速绝缘材料的老化，严重时，会使电机绝缘材料将失去原有的绝缘作用，导致电机绕组短路而烧毁。 6-4 异步电动机稳定运行时，定、转子电动势，电流的频率各为多少?转子基波磁动势切割定子的速度会不会因为转子转速的变化而变化?

答：异步电动机稳定运行时，定子绕组中的电动势为E1，转子中的电动势为sE20，定子绕组中的电动势与电流的频率为电网的频率，为f1，而转子中的感应电动势与电流的频率为sf1。转子基波磁动势切割定子的速度不会因为转子转速的变化而变化，这是因为：转子基波磁动势切割定子的速度为n1，转子的速度一慢，转差就会增大，而它们之和却不变。所以有上述结论。

n1??n?n?C

6-5 试从异步电机的主要构造和电磁关系各方面与变压器作一比较；说明分析异步 电机可采用与分析变压器相类似的基本方法的主要理由。它们的主要区别是什么?

答：三相民步电机与变压器相比较，它们的工作原理是相同的，都是利用磁感应原理，通过磁场传递能量的，为了提高能量传递或传输效率，都采用硅钢片做铁心降低磁阻提高磁通量。从功能上看，电机的定子铁心和绕组与变压器的原边铁心和绕组相对应，转子的定子铁心和绕组与变压器的副边铁心和绕组相对应。不同的只是变压器的原边与副边绕组之间的铁心没有气隙，而异步电机则在定子与转子之间的磁路中存在有气隙；变压器的逼上梁山边是静止的，而异步电机的转子则是转动的。然而气隙只不过是使励磁电流比变压器的励磁电流大一些而已。转子转动也只不过是磁通与绕组绞链的方式或形式不同而已。因此，完全可以利用分析变压器的方法分析异步电机。

6-6 同容量的异步电动机和变压器相比，哪一个的空载电流大?为什么?

答：相同容量的异步电动机的空载电流要大一些，这是因为在电动机的磁路中，要经过两次气隙，而气隙的磁阻要远远大于铁心的磁阻，磁路损耗自然要大，为了弥补这一损耗，需要较大的励磁电流来补偿。

6-7 求异步电动机等效电路时采用的折算法与变压器求等效电路时所采用的折算法有何异同?

答：变压器等效电路的折算时，原边与副边绕组的相数是相同的；原边与副边都是静止的；原、副边电压与电流的折算变比是相同的，而异步电机则不然，定子绕组与转子绕组的相数可以是不同的，定子和转子之间的电压与电流折算变比是不同的。特别是转子向定子一侧折算时，需要将旋转的转子等效为静止状态，以便采用变压器的折算方法将转子一侧的电压、电流表阻抗折算到定子一侧。

6-8 为什么说定、转子磁势相对静止是异步电机能工作的必要条件? 试证明无论异步电机转速n为多大时，定、转子基波磁势总保持相对静止。

6-9 异步电机等效电路中rm和xm的物理意义是什么?可以不可以把rm和xm的串联支路转变成并联支路?

答：异步电机等效电路中rm和xm反映了电机在建立和维持磁通的过程中，在磁路中的实功损耗和虚功损耗。理论上讲完全可以，但不便于分析，物理意义不直观。

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6-10 绕线式异步电动机定，转子的极数与相数分别是否相等? 鼠笼式异步电动机定、转于的极数与相数分别是否相等? 鼠笼式转子磁极是怎样形成的?

答：绕线式异步电动机定，转子的极数与相数分别是相等的，而鼠笼式的异步电动机却不等。是由气隙中的磁场的等效磁极形成的。

6-11 异步电机等效电路中r1和x'20的物理意义是什么?它们大小与定、转子电流值有无关系?

答：在异步电机等效电路中，r1和表示定子某一相绕组回路中的等效电阻，其大小会影响励磁电流的大小；而x'20是转子在静止状态下绕组中漏抗。其大小会影响到功率因数的大小，而与转子电流的大小无关，因为转子电流的大小由负载决定。

第6章 练习题题解及答案

6-1某三相异步电动机PN=55kW，UN=380V，cosφN==0.89，IN=119A，nN=570r/min。试求：