压太低，磁通太小，同样的负载转矩下，转子电流大增，定子电流也跟着大增，也超于额定电流，绕组过过热而损坏。

2、为什么三相异步电动机的额定转矩不能设计成电动机的最大转矩？ 解：三相异步电动机的额定转矩不能设计成电动机的最大转矩，因为如果额定负载时发生短时过载，负载转矩大于额定转矩，电磁转矩已设计成最大转矩不能再增加，此时电磁转矩小于负载转矩，电动机降速而停机。

3、三相异步电动机的电磁转矩与电源电压大小有什么关系？如果电源电压下降20%，则电动机的最大转矩和起动转矩将变为多大？若电动机拖动额定负载转矩不变，问电压下降后电动机的主磁通、转速、转子电流、定子电流各有什么变化？

解：三相异步电动机的电磁转矩与电源电压的平方成正比。如果电源电压下降20%，则电动机的最大转矩和起动转矩将降为原来的64%。若电动机拖动额定负载转矩不变，电压下降后电动机的主磁通下降、转速下降、转子电流增加、定子电流增加。

4、为什么绕线转子异步电动机转子串接合适电阻即能减小起动电流，又能增大起动转矩？ 解：绕线转子异步电动机转子串接电阻即能减小起动电流，串得合适，转子电流虽然下降，但转子上的功率因数提高，总体转子电流的有功分量提高，根据电磁转矩的物理表达式，起动转矩是增大的。如果转子电阻串得过大，转子电流太小，转子上的功率因数再高，转子电流的有功分量也会下降，则起动转矩变得下降了。

5、为什么说变频调速是笼型三相异步电动机的调速发展方向？

解：变频调速平滑性好，效率高，机械特性硬，调速范围宽广，只要控制端电压随频率变化的规律，可以适应不同负载特性的要求。是异步电动机尤为笼型电动机调速的发展方向，随着电力电子技术、计算机控制技术的发展，使变频调速得到了广泛应用的保证（变频器实现）。6、三相异步电动机基本工作原理 答：三相异步电动机定子对称的三个绕组接入三相交流电源，电动机的三个绕组就流过对称的三相电流产生旋转磁场，转子绕组与旋转磁场相对切割运动，产生了感应电动势，转子闭合的绕组中流过感应电流，根据载流导体在磁场中受电磁力的作用原理，转子电流受到旋转磁场的电磁力的作用而产生电磁转矩，于是转子就转动起来。

7、为什么在减压起动的各种方法中，自耦变压器减压起动性能相对最佳？

解：在减压起动的各种方法中，如果电网限制的起动电流相同时，用自耦变压器减压起动将获得较大的起动转矩，可带动较重的负载起动，这就是自耦变压器减压起动的主要优点之一。另起动自耦变压器的二次绕组一般有三个抽头，用户可根据电网允许的起动电流和机械负载所需的起动转矩进行选配，较灵活。

8、绕线转子异步电动机串频敏变阻器起动是如何具有串电阻起动之优点的，且比串电阻起动要平滑？

解：绕线转子异步电动机串频敏变阻器起动时，瞬时转子频率最高，频敏变阻器的铁耗最大（频敏变阻器铁心的钢片厚），等效的串入转子的电阻大，所以具有转子串电阻调速的优点：减小起动电流，又能增大起动转矩。同时随着转速的上升，转子频率的降低，频敏变阻器的铁耗随频率的平方下降而下降，转子等效电阻随之无级减小，起动平滑（稳）。 9、现有一台桥式起重机，其主钩由绕线转子电动机拖动。当轴上负载转矩为额定值的一半时，电动机分别运转在s=2.2和s=-0.2，问两种情况各对应于什么运转状态？两种情况下的转速是否相等？从能量损耗的角度看，哪种运转状态比较经济？

解：电动机分别运转在s=2.2和s=-0.2，电动机分别运行于倒拉反接制动状态和反向再生制动状态，均为稳定下放重物。两都的转速相等，前者n?n1?(1?2.2)??1.2n1，后者n??n1(1?(?.0.2))??1.2n1。从能量损耗的角度看，再生制动状态比较经济，因它可以向电网馈送电能。

10、在变极和变频调速从高速档到低速档的转换过程中，有一制动降速过程，试分析其原因；绕线转子电动机转子串电阻，从高速到低速的降速过程中有无上述现象？为什么？

解：在变极和变频调速从高速档到低速档的转换过程中，可能会有一制动降速过程，这是因为，调速瞬间，若新的同步速高于转速，n>n1,出现回馈制动的降速过程（机械特性在第II象限）。绕线转子电动机转子串电阻，从高速到低速的降速过程中无上述现象，因机械特性在第I象限，不会出现n>n1的状况。

5.1、计算题 （1）

1、有一台绕线转子异步电动机的额定数据为：PN?11kW,UN?380V,

nN?715r/min,E2N?155V,I2N?46.7A，过载能力?m?2.9，欲将该电动机用来提

升或下放重物，轴上负载为额定，略T0，试求：

1）如果要以300r/min提升重物，转子应串入的电阻值。 2）如要以300r/min下放重物，转子应串入的电阻值。

3）如要以785r/min下放重物，应采用什么制动方式，需串入的电阻值。

4）若原以额定转速提升重物，现用电源反接制动，瞬时制动转矩为2TN，转子中应串入的电阻值。

750?715155解： sN??0.047 r2??0.047?0.09? TL?TN

7503?46.7750?3001）Rp?(s?1)r2?(750?1)?0.09?1.06? 电动状态

sg0.047?1750?(?300)7502）Rbk?(s?1)r2?(?1)?0.09?2.59? 倒拉反接制动

sg0.047?13）用再生制动经济：

n??750?35??785r/min (s??750?(?785)??0.047)

?750 Rbk?(?0.047?1)r2?0 所以不需串入电阻

?0.047?14）Rbk?(s?1)r2?(2?0.047?1)?0.09?1.78? 电源反接制动 sg2?0.0472、一台三相笼型异步电动机的数据为PN=40kW,UN=380V,nN=2930r/min,ηN=0.9,

cosΦN=0.85，ki=5.5, kst=1.2，定子绕组为三角形联结，供电变压器允许起动电流为150A，能否在下列情况下用Y—△降压起动？

（1）负载转矩为0.25TN;(2)负载转矩为0.5TN。

IN?解：额定电流直接起动电流

PN3UN?Ncos?N?40?103A?79.44A3?380?0.9?0.85

Ist?kIIN?5.5?79.44A?437A

采用Y-Δ降压起动时

起动电流：

??Ist11Ist??437A?145.7A?150A33

111??Tst??kstTN??1.2TN?0.4TNTst333起动转矩：

可见：（1）当

TL?0.25TN时，可以起动；（2）当TL?0.5TN时，不能起动。

3、一台20kW电动机，起动电流与额定电流之比为6.5，其电源变压器容量为560kVA,能否

全压起动？另有一台75kW电动机，其Ist/IN=7，能否全压起动？ 对20kW的电动机

电源总容量3560?103根据经验公式 3????7.75?6.5 44?电动机容量44?20?103该机的全压起动电流倍数小于电网允许的起动电流倍数，所以允许全压起动。 对75 kW的电动机

33电源总容量3560?10根据经验公式 ????2.26?7344?电动机容量44?75?10

该电动机的全压起动电流倍数大于电网允许的起动电流倍数，所以不允许全压起动。可采用减压起动。

(不要)4、某厂的电源容量为560 kVA，一皮带运输机采用三相笼型异步电动机拖动，其技术数据为，PN=40kW，?联结，全压起动电流为额定电流的7倍，起动转矩为额定转矩的1.8倍，，要求带0.8TN的负载起动，试问应采用什么方法起动？

解：解 由题意，Ist /IN=7，Tst / TN=1.8 1)试用全压起动 由经验公式

3电源总容量3560?103????4.25?7344?电动机容量44?40?10因电网容许的起动电流倍数<全压起动电流倍数，故不能全压起动。 2)试用电抗器减压起动 起动电流需降低的倍数

串电抗器后的起动转矩

Tst?k?Ist7?IN??1.647'Ist4.25?INTst1.8?TN??0.66TN?0.8TN22k1.647可见起动转矩无法满足要求，故不能采用串电抗器起动。 3)试用Y—?减压起动

Tst? Ist?Ist3??7?IN?2.33IN?4.25IN31.8?TN?0.6TN?0.8TN3Tst3虽起动电流<电网容许值，但起动转矩不符合要求，不能采用。 4)试用自耦变压器减压起动 因为 即 所以

1.8?k?0.874.251.5?k?1.28310.67??0.77k取标准抽头：0.73

5、有一台绕线转子异步电动机额定数据为：PN?55kW,UN?380V, nN?582r/min,E2N?212V,I2N?159A，过载能力?m?2.8，定子Y联结，该机用于起重机拖动系统（略T0）试求：

1）已知电动机每转35.4r时主钩上升1m，现要求拖动该额定负载重物以8m/min的速度上升，求应在转子每相串入的电阻值。

2）若转子电阻串入0.4Ω的电阻，求电动机的转速。

212解：sN?600?582?0.03 r2??0.03?0.023? TL?TN

6003?1591）上升转速 n?35.4?8?283.2r/min s? R?(s?1)r?(0.528?1)?0.023?0.381?8 p2sg0.03?1600?283.2?0.528

6002） s?RP?r2?sg?0.4?0.023?0.03?1?0.552

r20.023 n?(1?s)n1?(1?0.552)?600?268.8r/min

6、一台△联结的4极三相异步电动机，UN?380V,nN?1470r/min

'r1?r2'?0.072?,X1?X2?0.06?,fN?50Hz试求：全压起动时的定子电流（略空载电流）及其功率因数、起动转矩倍数；Y/△起动时的起动电流、起动转矩。 解：全压起动时的定子电流、功率因数：

Ist?相?cos?1?UN?(r1?r)?(X1?X)r1?r2' (r1?r2')2?X1?X2'22'22?380(0.072?0.072)?(0.2?0.2)0.072?0.07222?893.84A

?0.3384

??2(0.072?0.072)2?(0.2?0.2)2求起动转矩倍数：

sN?n1?nN1500?1470??0.02 n115002'm1pU1r2s

TN?2 2?f1r1?r2's?X1?X2 ?????23?23802?0.072/0.02??727.68N?m

0.0722??2??50?(0.072?)?(0.2?0.2)2?0.02??3?2?3802?0.072Tst??1098.64N?m222??50(0.072?2)?(0.2?2)??

起动转矩倍数：

Y/△起动时的起动电流、起动转矩：

KM?Tst1098.64??1.51TN727.68I'st? Tst'?

Ist?3?893.84??516A 33Tst1098.64??366.2N?m 33