n1

60 f p

60 50 2

1500r / min

（ 3） sN

n1 n n1

1500 1450

1500

0.033

第 8 章 自测题参考答案

一、填空题

1. 导体加端环、三相对称；

2. 转子转速与旋转磁场转速不同步、转子电流是通过电磁感应作用产生的；

3. 气隙、 20～ 50； 4. 0.01

二、选择题

1.① 2.

三、简答题

② 3.

③ 4.

～ 0.06 、接近； 5. 定子旋转磁场、电源相序

④ 5. ②

1. 答 : 改变电源相序就可实现异步电动机的反转。因为异步电动机的转子转向与定子旋转磁场的转 向相同， 而定子旋转磁场的转向取决于三相电流的相序， 转向，从而改变转子的转向。

因此改变三相电流的相序就可改变旋转磁场的

2. 答：“异步”是指转子转速与旋转磁场转速不同步；

产生的。

“感应”是指转子电流是通过电磁感应作用

3. 答：同步转速分别为： 3000r / min ； 1500r / min 1000r / min 750r / min 600r / min 4. 答：变压器的主磁路为铁心，其磁阻很小，产生额定主磁通所需要的励磁电流很小。而异步电 动机的主磁路除了定、 转子铁心外， 还有两段气隙， 其磁阻很大， 产生额定主磁通所需的励磁电流很大。

四、计算题

解：（ 1） n1

60 f

60

50 4

750r / min

p

nN (1 sN )n1

(1 0.04) 750 720r / min

25

（2） s

n1 n

n1

750 720

750

1.96

（3） s 1

第 9 章 思考题与习题参考答案

9.1 试比较异步电动机中主磁通和漏磁通的区别。

答 : 主磁通是由基波旋转磁动势产生的基波旋转磁通，它经主磁路（定子铁心—气隙—转子铁心—气隙—定子铁心）而闭合。其穿过气隙而同时交链定子、转子绕组，并分别在定子、转子绕组中产生感应电动势。转子感应电动势产生的转子电流与定子磁场相互作用产生电磁转矩，驱动转子旋转，异步电动机从而实现将定子侧的电能传递给转子并转换成机械能输出。因此，主磁通起能量传递和转换的媒介作用。

漏磁通不穿过气隙，它只与自身绕组相交链。漏磁通包括槽部漏磁通和端部漏磁通。另外由高次谐波磁动势所产生的高次谐波磁通虽然穿过气隙，但是对转子并不产生有效转矩，与槽部漏磁通和端部漏磁通具有同样的性质，所以也将其作漏磁通处理，称为谐波漏磁通。由于漏磁通路径磁阻很大，因此它

比主磁通小很多。漏磁通仅在绕组上产生漏电动势，起电抗压降作用，不参与能量传递和转换。

9.2 和同容量的变压器相比，为什么三相异步电动机的空载电流较大？

答：变压器的主磁路由铁心构成，其磁阻很小，建立一定的主磁通所需要的磁动势很小，即励磁电

流很小，通常为额定电流的

2%～ 10%。

异步电动机的主磁路除了定、转子部分为铁心外，还有两段空气隙，这使得主磁路的磁阻很大，建

立一定的主磁通所需要的磁动势就很大，即励磁电流很很大，通常为额定电流的

20%～ 50%。所以和同容

量的变压器相比，三相异步电动机的空载电流较大。

9.3 增大异步电动机的气隙，对空载电流、漏抗有何影响 ?

答：增大异步电动机的气隙，主磁路磁阻增大，励磁电抗减小，空载电流增大。气隙增大后，漏磁

面积增加，单位电流产生的漏磁通增加，漏抗增大。

9.4 异步电动机空载和负载时的气隙主磁通是否变化，为什么？

答：主磁通几乎不变化。虽然异步电动机空载运行时，气隙主磁通仅由定子励磁磁动势

F0 产生，而

U1 不变，根据

负载运行时，气隙主磁通由定子磁动势

F1 和转子磁动势 F2 共同产生，但是因为外施电压

U 1 E1 4.44 fNk w 1 可知，空载和负载时的主磁通基本是同一数值。如果考虑空载和负载时的定子

26

漏阻抗压降 I 0 Z1 和 I 1 Z 1 的微小差别，则负载时的 E1 略小于空载时的值，即负载时的主磁通略小于空 载时的值，这一微小差别完全可以忽略不计，所以说主磁通“几乎不变”

。

9.5 在分析异步电动机时，为什么要进行转子频率折算和绕组折算，如何进行折算？

答：由于异步电动机的转子（二次绕组）是旋转的，转子电路的频率与定子电路的频率不相等，所

以首先必须对转子频率进行折算，使定、转子电路的频率相同，惟此才能将定子、转子电路连接在一起；

异步电动机的转子绕组，不仅匝数与定子绕组不同，而且相数、绕组系数也与定子绕组不同，为了得到

等效电路，所以还要进行绕组折算。

1）转子频率折算：目的是使转子频率和定子频率相同，即用静止的转子等效旋转的转子。此时应该

在转子每相绕组中串入一个附加电阻

1 R2 ，静止转子每相总电阻变为 R2 s

s1 s

s

R2

R2 s

，以此保证

转子电流大小和相位不变。也就是说，转子每相电阻为

R2 ，以转差率 s旋转的异步电动机可用转子每相

电阻为

R2

s

的静止电机来等效。附加电阻

1 s

s

R2 是用来模拟异步电动机轴上总机械功率的等效电阻。

2）转子绕组折算：目的是使转子绕组和定子绕组相同，即用一个和定子绕组具有相同相数、相同匝

数、相同绕组系数的等效转子绕组来替代实际转子绕组。 压）应乘以变电动势比 ke ，转子阻抗应乘以变阻比

此时转子电流应除以变流比

ki ，转子电动势 （电

keki 。

9.6 异步电动机的电压变比和电流变比为什么与变压器的不同？

答：异步电动机的定、转子绕组为短矩、分布绕组，不仅匝数不同，相数和绕组系数也不同，所以

变流比为 ki

m1 N1 kw1 ，变压比为 ke

N1kw1Nk

2

，变阻比为 keki 。相对异步电动机来说，变压器绕组是

mNk

2

2

w 2 w2

整距、集中绕组，原、副两边只是匝数不同，相数和绕组系数均相同，所以变流比和变压比相同，均为 匝数比 k

N 1

N 2

，变阻比为

k 。可以说变压器绕组异步电动机绕组的一个特例。

2

9.7 转子静止与旋转时，转子边的电量与参数有何变化？

答：转子旋转时，转子频率、转子电动势、转子漏抗分别为转子静止时的

s 倍，即

f 2 sf1 ，

X 2s sX 2 , E 2s sE2 。可见旋转时的值比静止时的值小。

9.8 三相异步电动机定子磁动势以什么速度切割转子？转子磁动势以什么速度切割定子？定、转子

磁动势之间相对速度是多少？

27

答：定子磁动势以

n1 n 的速度切割转子，转子磁动势以 n1 的速度切割定子，定、转子磁动势相对

静止，相对速度是

0 。

9.9 异步电动机定子绕组与转子绕组没有直接电的联系，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。

答：虽然定子绕组和转子绕组没有电的联系，但二者有磁的耦合，当负载增加时，转子转速降低，

定子磁动势切割转子的相对速度

n1 n 增大，转子感应电动势和感应电流也相应增大，导致转子磁动势

增大，定子侧用来抵消该转子磁动势的负载分量磁动势随之增大，所以定子电流和输入功率会自动增加。

9.10 异步电动机等效电路中的电阻

答： Rm 是用来反映铁心损耗的等值电阻，

Rm 和 1 R2 各代表什么物理意义？

s 1 s

s

R2 是用来反映异步电动机轴上总机械功率的等效电

s

阻。

9.11 为什么异步电动机的功率因数总是滞后的？为什么空载时功率因数较低，而满载时功率因数

较高？

答：异步电动机从定子侧吸收有功功率转换成机械功率的同时，还需要从定子侧吸收感性的无功功

率建立磁场，因此异步电动机的功率因数总是滞后的。空载时，输入的有功功率仅供给很小的空载损耗，

故定子电流的有功分量很小，但用来产生主磁通的感性无功电流分量相对较大，所以空载时功率因数低。

而满载时，电机所吸收的有功功率增加，定子电流有功分量增大，所以功率因数较高。

9.12 当电动机转轴上的机械负载增加时，电动机的转速、定子电流和转子电流如何变化？

答：当电动机轴上的机械负载增加时，电动机的转速降低，转差率增大，转子感应电动势和感应电

流增大，根据磁动势平衡关系，定子电流也增大。

9.13 异步电动机带额定负载运行时，如果电源电压下降，对电动机的

Tmax 、 Tst 、 Φ0 、 I 2 、 s有

何影响？若电源电压下降过多，会产生什么严重后果？试说明其原因。

答：电源电压下降， Tmax 和 Tst 随电压平方关系减小，

将增大， s 将增大。如果电压下降过多，

0 随电压正比减小，由于负载转矩不变，I 2

Tmax 减小过多，若 Tmax 小于负载转矩，则电机将出现堵转，导

致 I 2 显著增大， I 1 也显著增大，可能烧毁电机。

9.14

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

? 这时电动机的转差率是多少

?

3％转化为转子铜损耗，试问有

多少转化为总机械功率

答：根据 pCu2 sPem ， Pmec (1 s)Pem 可知，当 pCu 2 3% Pem 时，电磁功率的 97% 转化为总

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