电机与拖动思考题与习题的解答

的变比ke。

E?n1?nN1500?1460??0.0267 n11500n1?nN1500?1460??0.0267 n11500sN??Hz? f2?sNf1?0.0267?50?1.336-4有一台3000V、6极、50Hz,Y联接的三相异步电动机,额定转速nN=975 r/min,

每相参数为:r1=0.42Ω,xl=2.0Ω,r'2=0.45Ω,x'2=2.0Ω,rm=67Ω,xm=48.7Ω。试分别用“T”形等效电路和简化等效电路计算定子电流I1和转子电流折算值I'2,并比较两种计算结果的误差。

解:由电动机的T型型电路可知

sN?

n1?nN1000?975??0.025 n11000U1U1??????0.42?j2???67?j48.7??0.45/0.025?j2??r1?jx1??rm?jxmr'2/sN?jx'20?67?0.45/0.025???j48.7?j2??rm?r'2/sN???jxm?jx'20?I1?'I2??rm?jxm??67?j48.7??I1??I1

?rm?r'2/sN???jxm?jx'20??67?0.45/0.025???j48.7?j2?6-6一台三相异步电机输入功率为PN=32.8kW,定子铜耗pcual=1060W,铁耗pFe=655W,附加损耗pad=165W,机械损耗pmec=280W,转差率s=0.0206。试求电机的电磁功率Pem,转子铜耗pcua2,输出功率P2。

解:由交流电动机的能流图可以看出,从输入端看电动机的电磁功率为:

?kW? Pem?P1?pcua1?32.8?1.06?31.74转子铜损pcua2:

?kW? pcua2?sP?31.74?0.653844em?0.0206输出功率:

P2?P1?pcua1?pcua2?pFe?pmec?pad?32.8?1.06?0.654?0.655?0.28?0.165?kW??29.986第 33 页 共 45 页

6-7一台异步电动机,额定电压UN=380伏,Δ接法,f1=50Hz,额定功率PN=7.5kW,额定转速nN=960r/min,额定负载时cosφN=0.824,定子铜耗pcua1=474W,铁耗pFe=231W, 机械损耗pmec=45W,附加损耗pad=37.5W,试计算额定负载时:(1)转差率sN;(2)转子电流的频率f2,(3)转子铜耗pcua2,(4)效率ηN,(5)定子电流I1。 解:(1)额定转速可知,电动机的同步转速为1000转/分,所以,其额定转差率为:

sN?n1?nN1000?960??0.04 n11000(2)f2?sNf1?0.04?50?2?Hz? (3)由电动机的能流图可知:

Pem?Pmec?P2?pmec?pFe?pad7.5?0.045?0.231?0.0375?kW????8.139?1?s??1?s??1?0.04??kW?pcua2?sNPem?0.04?8.139?0.32556?kW? P1?pcua1?Pem?8.139?0.474?8.613(4)?N?P27.5??0.87?87% P18.613(5)由三相功率表达式:PU1I1cos?可知: 1?3I1?P13U1cos??8.6133?380?0.824?A? ?15.886-8有一台三相四极鼠笼转子异步电机,PN=10kW,UN=380伏,Δ接法,IN=20A,定、转子铜耗分别为:pcua1=557W,pcua2=314W,铁耗pFe=276W,机械损耗pmec=77W,附加损耗pad=200W,试求:

(1) 电动机的额定转速nN;

(2) 额定负载制动转矩TN和空载制动转矩T0;

(3) 额定电磁转矩Tem;

(4) 电动机输出额定功率时的效率ηN。 解:

(1)由题中条件可知:磁极对数p=2;n1=1500转/分;电磁功率为:

?kW? Pem?P2?pcua2?pmec?pad?10?0.314?0.077?0.2?10.591第 34 页 共 45 页

pcua2?sNPem可知,额定转差率sN为:

pcua20.314sN???0.02889

Pem10.867??1500?1456 nN??1?sN?n1??1?0.02889(2)T2?9.55?P210?N?m? ?9.55??65.59nN1456(3)因为空载时,pcua2≈0,所以空载转矩为:

T0?9550?pmec?pad0.277?9550??1.82?N?m?

nN1456Tem?Pem10.591?9550??69.5?N?m? ?nN(4)因为系统工作在额定条件下的总损耗为,

?p?pcua1?pcua2?pmec?pFe?pad?0.314?0.557?0.276?0.077?0.2?1.424?kW?

所以额定工作时的效率为:

?p1.424?N?m? ?N?1??1??0.875P2??p10?1.4246-9一台三相六极鼠笼式异步电动机PN=3kW,UN=380伏,Y联接,IN=7.25A,f1=50Hz,

r1=2.01Ω,空载试验数据为:U1=380V,I0=3.64A,p0=246W,pmec=11W,短路试验中一点的数据为:Uk=100V,Ik=7.05A,pk=470W,忽略空载附加损耗,计算电机正常运行时参数xm、rm、x1、r'2、x'20(设x1=x'20) 解:z1?U13?I0U1??3803?3.64380??r?r/s???jx1'221?jx'220?

r1?r2'/s?3?I03?3.64??r?r/s???jx1'22'1?jx20?2

一、填空题:

1、当s在_______范围内,三相异步电机运行于电动机状态,此时电磁转矩性质为_______;在_______范围内运行于发电机状态,此时电磁转矩性质为_______。(0~1;反电动势;-∞~0;制动转矩)

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2、三相异步电动机根据转子结构不同可分为___ ____和__ _____两类。(笼型异步电动机和绕线型异步电动机)

3、一台6极三相异步电动机接于50HZ的三相对称电源;其s=0.05,则此时转子转速为_______r/min,定子旋转磁势相对于转子的转速为_______r/min。(950;50;0)

4、三相异步电动机的电磁转矩是由_______和_______共同作用产生的。(主磁通;转子电流的有功分量 )

5、一台三相异步电动机带恒转矩负载运行,若电源电压下降,则电动机的转速

_______,定子电流_______,最大转矩_______,临界转差率_______。(减小;增大;减小;不变)

6、三相异步电动机电源电压一定,当负载转矩增加,则转速_______,定子电流_______。(减小; 增加)

7、三相异步电动机等效电路中的附加电阻是模拟_______的等值电阻。(总机械功率) 8、三相异步电动机在额定负载运行时,其转差率s一般在_______范围内。 (0.01~0.06)

9、对于绕线转子三相异步电动机,如果电源电压一定,转子回路电阻适当增大,则起动转矩_______,最大转矩_______。(增大;不变)

二、判断题

1、不管异步电机转子是旋转还是静止,定、转子磁通势都是相对静止的( )。(T) 2、三相异步电动机转子不动时,经由空气隙传递到转子侧的电磁功率全部转化为转子铜损耗( )。 (T)

3、三相异步电动机的最大电磁转矩Tm的大小与转子电阻r2阻值无关( )。(T) 4、通常三相笼型异步电动机定子绕组和转子绕组的相数不相等,而三相绕线转子异步电动机的定、转子相数则相等。( ) (T)

5、三相异步电机当转子不动时,转子绕组电流的频率与定子电流的频率相同( )。(T)

三、选择题

1、三相异步电动机带恒转矩负载运行,如果电源电压下降,当电动机稳定运行后,此时电动机的电磁转矩:①

①下降;②增大;③不变;④不定。

2、三相异步电动机的空载电流比同容量变压器大的原因:③

①异步电动机是旋转的;②异步电动机的损耗大;③异步电动机有气隙;④异步电动机有漏抗。

3、三相异步电动机空载时,气隙磁通的大小主要取决于:①

①电源电压;②气隙大小;③定、转子铁心材质;④定子绕组的漏阻抗。 4、三相异步电动机能画出像变压器那样的等效电路是由于:②

①它们的定子或原边电流都滞后于电源电压;②气隙磁场在定、转子或主磁通在原、副边都感应电动势;③它们都有主磁通和漏磁通;④它们都由电网取得励磁电流。

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