异步电动机试题
船舶电器设备及系统试题三
异步电动机—参考答案
一、单项选择题（本题共30 分，每小题 1 分）
1、三相异步电动机的定子绕组通常采用（）接法。
A、Δ
B、Ｙ
C、Ｖ
D、Δ或Ｙ
2、绕线式三相异步电动机的转子绕组通常采用（）接法。
A、Δ
B、Ｙ
C、Ｖ
D、Δ或Ｙ
3、鼠笼式三相异步电动机转子绕组是（）相对称绕组。
A 、单
B 、两
C 、三D、多
4、绕线式三相异步电动机转子绕组是（）相对称绕组。
A 、单
B 、两
C 、三D、多
5、三相异步电动机定子三相对称绕组相互之间相差120 度( )角度。
A 、空间
B 、平面
C 、机械D、电
6、鼠笼式三相异步电动机通常有( )个接线端子可与外电路相连接。
A、3
B、6
C、
9 D、12
7、绕线式三相异步电动机通常有( )个接线端子可与外电路相连接。
A、3 B 、6 C 、
9 D、12
8、三相异步电动机铭牌上标示的功率是电动机额定运行时（）的（）功率。
A、输入；有功
B、输入；视在
C、磁场；传递
D、输出；机械
9、三相异步电动机铭牌上标示的功率因数是（）运行时（）边的功率因数。
A、空载；转子
B、空载；定子
C、满载；转子
D、满载；定子
10、接线固定时，三相异步电动机的旋转方向由（）决定。
A、电源电压
B、电源频率
C、电源相序
D、电源容量
11、电源不变时，三相异步电动机的旋转方向由（）决定。
A、负载转矩
B、负载性质
C、绕组参数
D、绕组接线
12 、三相对称电流通入三相异步电动机定子绕组，将在气隙产生
（）磁场。
A、旋转
B、固定
C、脉动
D、交变
13、单相交流电流通入三相异步电动机定子两相绕组，将在气隙产生（）磁场。
A、旋转
B、固定
C、脉动
D、交变
14、正常运行时，三相异步电动机旋转磁场的转速由（）决定。
A、电源电压
B、电源频率
C、负载转矩
D、负载性质
15、电源不变时，三相异步电动机旋转磁场的转速由（）决定。
A、绕组极数
B、绕组参数
C、负载转矩
D、负载性质
16、绕线式异步电动机转子绕组的磁极对数（）定子的磁极对数。
A、多于
B、少于
C、等于
D、自动适应
17 、异步电动机转子电流产生的旋转磁场与定子旋转磁场（）。
A、相对静止
B、转向相反
C、同向但转速较慢
D、同向但转速较快
18、异步电动机正常运行时，定子绕组的电流由（）决定。
A、定子绕组阻抗
B、转子绕组阻抗
C、铁心磁通
D、负载转矩
19 、电源电压降低时，异步电动机最大转矩（）；临界转差率（）。
A、减小，增大
B、减小，不变
C、不变，增大 D 、不
变，不变
20 、转子电阻增大时，异步电动机最大转矩（）；临界转差率（）。
A、减小，增大
B、减小，减小
C、不变，增大
D、不变，减小
21、转子电阻略有增大，异步电动机起动转矩（）；电源电压略有降低，起动转矩（）。
A、增大，增大
B、增大，减小
C、减小，增大
D、减小，减小
22、异步电动机T L和f 不变，U1降低后能稳定运行，则I1（），电磁转矩T（），转速降低。
A、增大；减小
B、增大；不变
C、不变；减小
D、不变；不变
23、随着三相异步电动机负载转矩增大，同步转速将（）；电磁转矩将（）。
A、不变；增加
B、不变；不变
C、增加；增加 D 、增加；不变
24、随着三相异步电动机负载转矩增大，转子转速将（）；转子电流将（）。
A、减小；增加
B、减小；减小
C、增加；增加
D、增加；减小
25、随着三相异步电动机负载转矩增大，转差率将（）；定子电
流将（）。
A、减小；增加
B、减小；减小
C、增加；增加
D、增加；减小
26、异步电动机起动的瞬间，转速（）转差率（）。
A、n=0,s=1
B、n=n 0,s=0
C、n＞n0,s＜0
D、n＜0,s ＞1
27、异步电动机处于电磁制动状态时，转速（）转差率（）。
A、n=0,s=1
B、n=n 0,s=0
C、n＞n0,s＜0
D、n＜0,s ＞1
28、三相异步电动机空载运行时，效率（）；接近满载运行时效
率（）。
A、较低；较高
B、较低；较低
C、较高；较高
D、较高；较低
29、单相异步电动机，常采用（）分相和（）分相来产生旋转磁场。
A、电压，电流
B、电流，磁通
C、磁通，电势
D、电势，转矩
30、电容分相式单相异步电动机（）改变转向；罩极式单相异步
电动机通常（）改变转向。
A、可以，不可
B、可以，可以
C、不可，不可
D、不可，可以
二、是非判断题（本题共10 分，每小题 1 分）
1、异步电动机理想空载转速永远小于旋转磁场转速，所以称为“异步”电动机。( )
2、异步电动机工作在电动状态时，转子转向肯定与旋转磁场转向一
致。( )
3、异步电动机三相定子绕组只有通入不同相位的交流电流，才可产
生旋转磁场。( )
4、异步电动机旋转磁场的转速与负载转矩有关( )。
5、异步电动机起动过程中，转子绕组感应电势随转速的升高而减小。( )
6、异步电动机起动过程中，定子电流随转速的升高而减小。( )
7、异步电动机的转子电流也能产生旋转磁场。( )
8、异步电动机的效率是指轴上输出机械功率与定子输入的电功率之
比。( )
9、异步电动机可变损耗与不变损耗相等时效率最高。( )
10、绕线式异步电动机转子回路所串电阻越大，起动转矩越大。( )
三、填空题
（本题共40 分，每空 2 分）
1、异步电动机的同步转速n0 可由公式（）来确定。异步电动机转差率s 的数学表达式为：（），当0＜s＜1
三相异步电动机的部分习题及答案
5.1 有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50H Z ，满载时电动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。 n 0=60f/p S=(n -n)/ n =60*50/2 0.02=(1500-n)/1500 =1500r/min n=1470r/min 电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470 r/min, 转子电流频率.f 2=Sf 1 =0.02*50=1 H Z 5.2将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动机是否会反转？为什么？ 如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调,例如将B,C 两根线对调,即使B相遇C相绕组中电流的相位对调,此时A相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转,与未对调的旋转方向相反. 5.3 有一台三相异步电动机，其n N =1470r/min,电源频率为50H Z 。设在额定负载 下运行，试求： ①定子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ②定子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ③转子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ④转子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。 0 r/min 5.4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？
因为负载增加n 减小,转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加,转子导体被磁感线切割的速度提高,于是转子的感应电动势增加,转子电流特增加,.定子的感应电动使因为转子的电流增加而变大,所以定子的电流也随之提高. 5.5 三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？ 若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变. 5.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。 试求：①线电压为380V 时，三相定子绕组应如何接法？ ②求n 0,p,S N ,T N ,T st ,T max 和I st ； ③额定负载时电动机的输入功率是多少？ ① 线电压为380V 时，三相定子绕组应为Y 型接法. ② T N =9.55P N /n N =9.55*3000/960=29.8Nm Tst/ T N =2 Tst=2*29.8=59.6 Nm T max / T N =2.0 T max =59.6 Nm I st /I N =6.5 I st =46.8A 一般n N =(0.94-0.98)n 0 n 0=n N /0.96=1000 r/min SN= (n 0-n N )/ n 0=(1000-960)/1000=0.04 P=60f/ n 0=60*50/1000=3 ③ η=P N /P 输入 P 输入=3/0.83=3.61 5.7 三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会如何变化？对电动机有何影响？ 电动机的电流会迅速增加,如果时间稍长电机有可能会烧毁.
普通三相异步电动机与变频电动机的区别
普通三相异步电动机与变频电动机的区别 普通的三相异步电动机可以用变频器驱动吗 普通的三相异步电动机与变频调速的三相异电动机有何区别 普通异步电机与变频电机的区别——普通异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完全适应变频调速的要求。 以下为变频器对电机的影响： 1、电动机的效率和温升的问题 不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。据资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为：2u+1（u为调制比）。 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜（铝）耗。因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%~20%。 2、电动机绝缘强度问题 目前中小型变频器，不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。 3、谐波电磁噪声与震动 普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。 4、电动机对频繁启动、制动的适应能力 由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。 5、低转速时的冷却问题 首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较底时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次，普通异步电动机在转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。
异步电动机实验
实验三三相感应电动机实验 一、实验目的 1、测定三相感应电动机的参数 2、测定三相感应电动机的工作特性 二、预习要点 1、三相感应电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？ 2、三相感应电动机参数的测定方法 3、三相感应电动机的工作特性的测定 三、实验项目 1、空载试验 2、短路试验 3、负载试验 四、实验线路及操作步骤 电动机编号为D21，其额定数据：P N=100W，U N=220V，I N=0.48A，n N=1420r/min，定子绕组△接法。 2、空载试验 （1）所用的仪器设备：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。 （2）测量线路图：见图4-4，电机绕组△接法。 （3）仪表量程选择：交流电压表250V，交流电流表0.5A，功率表250V、0.5A。（4）试验步骤： 安装电机时，将电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝。 试验前先将三相交流可调电源电压调至零位，接通电源，合上起动开S1，缓缓升高电源电压使电机起动旋转，注意观察电机转向应符合测功机加载的要求（右视机组，电机旋转方向为顺时针方向），否则调整电源相序。注意：调整相序时应将电源电压调至零位并切断电源。 接通电源，合上起动开关S1，从零开始缓缓升高电源电压，起动电机，保持电动机在额定电压时空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。
调节电源电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低，直至电机电流或功率显著增大为止?，在此范围内读取空载电压、空载电流、空载功率，共读取7~9组数据，记录于表4-3中。注意：在额定电压附近应多测几点。 试验完毕，将三相电源电压退回零位，按下电源停止按钮，停止电机。 表4-3 3、短路试验 （1）所用的仪器设备：同空载试验 （2）测量线路图：见图4-4，电机绕组△接法。 （3）仪表量程选择：交流电压表250V，交流电流表1A，功率表250V、2A。（4）试验步骤：
(完整版)三相异步电动机练习题及答案.doc
1 电动机分为（交流电动机）（直流电动机），交流电动机分为（同步电动机）（异步电动机）异步电动机分为（三相电动机）（单相电动机） 2电动机主要部件是由（定子）和（转子）两大部分组成。此外，还有端盖、轴承、风扇等 部件。定子铁心：由内周有槽的（硅钢片）叠成三相绕组，机座：铸钢或铸铁。 3根据转子绕组结构的不同分为：（笼型转子转子）铁心槽内嵌有铸铝导条，（绕线型转子）转子铁心槽内嵌有三相绕组。 4笼型电机特点结构简单、价格低廉、工作可靠；（不能人为）改变电动机的机械特性。绕线 式转子电机特点结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子（外加电阻可人为改变）电动 机的机械特性。 5分析可知：三相电流产生的合成磁场是一（旋转的磁场），即：一个电流周期，旋转磁场在空 间转过（360°）旋转磁场的旋转方向取决于（三相电流的相序），任意调换两根电源进线则旋 转磁场（反转）。 6若定子每相绕组由两个线圈（串联），绕组的始端之间互差（60°），将形成（两对）磁 极的旋转磁场。旋转磁场的磁极对数与（三相绕组的排列）有关。旋转磁场的转速取决于磁 场的（极对数）。 p=1 时 (n0=60f 1)。旋转磁场转速n0 与（频率f1）和（极对数p）有关。 7 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为（转差率S）异步电动机运行中S=（ 1--9）％。 8 一台三相异步电动机，其额定转速 n=1460 r/min ，电源频率 f1=50 Hz 。试求电动机在额定负载 下的转差率。 解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：n0=1500 r/min ,即 s n0 n 100% 1500 1460 100% 2.7% n0 1500 9 定子感应电势频率 f 1 不等于转子感应电势频率 f 2。 10 电磁转矩公式 sR2 U 12 T K ) 2 R2 (sX 20 2 2 由公式可知 :1. T 与定子每相绕组电压 U 成（正比）。 U 1 ↓则 T↓ 。 2.当电源电压 U1 一定时， T 是 s 的函数 , 3. R2 的大小对T 有影响。绕线式异步电动机可外接电阻来改变（转子电阻R2 ），从而改变转距。 11 三个重要转矩：(1) ( 额定转矩 TN) 电动机在额定负载时的转矩(2) (最大转矩Tmax) 电机带动最大负载的能力,(3) ( 起动转矩Tst)电动机起动时的转矩。 12 如某普通机床的主轴电机(Y132M-4 型 ) 的额定功率为7.5kw, 额定转速为1440r/min, 则额定转矩为（T P N 9550 7 . 5 N . m ）。 N 9550 49 . 7 n N 1440 13 转子轴上机械负载转矩T2 不能（大于 Tmax ），否则将造成堵转(停车 )。 过载系数 (能T m ax 一般三相异步电动机的过载系数为 1.8 ~ 2.2 T N 力 ) 14 K st T st 启动条件（ Tst>TL ）否则电动机不能启动，正常工作条 起动能力 T N 件：所带负载的转矩应为（TL 华北电力大学 电机学实验报告 实验名称 系别班级姓名学号同组人姓名实验台号日期教师成绩 一、实验目的 1、掌握三相异步电动机的空载、堵转的方法。 2、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。 二、预习要点 1、异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？ 2、参数的测定方法。 三、实验项目 1、空载实验。 2、堵转实验。 四、实验方法 1、实验设备 屏上挂件排列顺序 D33、D32、D34-3、D31、D42、D51、D55－3 三相鼠笼式异步电机的组件编号为DJ16。 2、电桥法测定绕组直流电阻 用单臂电桥测量电阻时，应先将刻度盘旋到电桥大致平衡的位置。然后按下电池按钮，接通电源，等电桥中的电源达到稳定后，方可按下检流计按钮接入检流计。测量完毕，应先断开检流计，再断开电源，以免检流计受到冲击。数据记 录于表4-3中。 电桥法测定绕组直流电阻准确度及灵敏度高，并有直接读数的优点。表4-3 3、空载实验 1) 按图4-3接线。电机绕组为Δ接法(UN=220V)，直接与测速发电机同轴联接，负载电机DJ23不接。 2) 把交流调压器调至电压最小位置，接通电源，逐渐升高电压，使电机起动旋转，观察电机旋转方向。并使电机旋转方向符合要求( 如转向不符合要求需调整相序时，必须切断电源)。 3) 保持电动机在额定电压下空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。 图4-3 三相鼠笼式异步电动机试验接线图 4) 调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流或功率显著增大为止。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。 5) 在测取空载实验数据时，在额定电压附近多测几点，共取数据7～9 组记录于表4-4中。 表4-4 10.3 节 一、填空题 1、异步电动机的电磁转矩是由和共同作用产生的。 2、三相异步电动机最大电磁转矩的大小与转子电阻r2 值关，起动转矩的大小与转子电阻r2 关。 （填有无关系） 3、一台线式异步电动机带恒转矩负载运行，若电源电压下降，则电动机的旋转磁场转速，转差率，转速，最大电磁转矩，过载能力，电磁转矩。 4、若三相异步电动机的电源电压降为额定电压的0.8 倍，则该电动机的起动转矩T st =?T stN 。 5、一台频率为f1= 60Hz 的三相异步电动机，接在频率为50Hz 的电源上（电压不变），电动机的最大转矩为原来的，起动转矩变为原来的。 6、若异步电动机的漏抗增大，则其起动转矩，其最大转矩。 7、绕线式异步电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流，起动转矩。 二、选择题 1、设计在f1= 50Hz 电源上运行的三相异步电动机现改为在电压相同频率为60Hz 的电网上，其电动机的（）。 （A）T st 减小，T max 减小，I st 增大（B）T st 减小，T max 增大，I st 减小 （C）T st 减小，T max 减小，I st 减小（D）T st 增大，T max 增大，I st 增大 2、适当增加三相绕线式异步电动机转子电阻r2时，电动机的（）。 （A）I st 减少, T st 增加, T max 不变, s m 增加（B）I st 增加, T st 增加, T max 不变, s m 增加 （C）I st 减少, T st 增加, T max 增大, s m 增加（D）I st 增加, T st 减少, T max 不变, s m 增加 3、一台运行于额定负载的三相异步电动机，当电源电压下降10%，稳定运行后，电机的电磁转矩（）。（A）T em =T N （B）T em = 0.8T N （C）T em = 0.9T N （D）T em >T N 4、一台绕线式异步电动机，在恒定负载下，以转差率s 运行，当转子边串入电阻r = 2r2',测得转差率将为 （）（r 已折算到定子边）。 （A）等于原先的转差率s （B）三倍于原先的转差率s （C）两倍于原先的转差率s （D）无法确定 5、异步电动机的电磁转矩与( )。 （A）定子线电压的平方成正比；（B）定子线电压成正比； （C）定子相电压平方成反比；（D）定子相电压平方成正比。 6、一般电动机的最大转矩与额定转矩的比值叫过载系数，一般此值应( )。 （A）等于1 （B）小于1 （C）大于1 （D）等于0 三、问答题 实验一三相异步电动机启停控制实验 一、实验目的： 1．进一步学习和掌握接触器以及其它控制元器件的结构、工作原理和使用方法； 2．通过三相异步电动机的启、停控制电路的实验，进一步学习和掌握接触器控制电路的结构、工作原理。 二、实验内容及步骤： 图1-1为三相异步电动机的基本启停电路。电路的基本工作原理是：首先合上电源开关QF5 ，再按下“启动”按钮，KM5得电并自锁，主触头闭合，电动机得电运行。按下“停止”按钮，KM5失电，主触头断开，电动机失电停止。 实验步骤： 1．按图1-1完成控制电路的接线； 2．经老师检查认可后才可进行下面操作！ 3．合上断路器QF5，观察电动机和接触器的工作状态； 4．按下操作控制面板上“启动”按钮，观察接触器和电动机的工作状态； 5．按下操作控制面板上“停止”按钮，观察接触器和电动机的工作状态。 6．当未合上断路器QF5时，进行4和5步操作，观察结果。 图 1-1 三相异步电动机基本启停控制 三．实验说明及注意事项 1．本实验中，主电路电压为380VAC，请注意安全。 四．实验用仪器工具 三相异步电动机 1台 断路器(QF5) 1个 接触器(KM5) 1个 按钮 2个 实验导线若干 五．实验前的准备 预习实验报告，复习教材的相关章节。 六．实验报告要求 1．记录实验中所用异步电动机的名牌数据； 2．弄清QF5型号和功能； 3．比较实验结果和电路工作原理的一致性； 4．说明6步的实验结果并分析原因。 七．思考题 1．控制回路的控制电压是多少？ 2．接触器是交流接触器，还是直流接触器？接触器的工作电压是多少 3．如果将A点的连线改接在B点，电路是否能正常工作？为什么？ 4．控制电路是怎样实现短路保护和过载保护的？ 5．电动机为什么采用直接启动方法？ 实验二三相异步电动机正反转控制实验 一、实验目的： 1．学习和掌握PLC的实际操作和使用方法； 2．学习和掌握利用PLC控制三相异步电动机正反转的方法。 二、实验内容及步骤： 本实验采用PLC对三相异步电动机进行正反转控制，其主电路和控制电路接线图分别为图2-1和图2-2 。图中：正向按钮接PLC的输入口X0，反向按钮接PLC的输入口X1，停止按钮接PLC 的输入口X2，KM5为正向接触器，KM6反向接触器。继电器KA5、KA6分别接于PLC的输出口Y33、Y34。 其基本工作原理为：合上QF1、QF5， PLC运行。当按下正向按钮，控制程序使Y33有效，继电器KA5线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM5的线圈得电，主触头闭合，电动机正转；当按下反向按钮，控制程序使Y34有效，继电器KA6线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM6的线圈得电，主触头闭合，电动机反转。 实验步骤： 1．在断电的情况下，学生按图2-1和图2-2接线（为安全起见，控制电路 的PLC外围继电器KA5、KA6以及接触器KM5、KM6输出线路已接好）； 2．在老师检查合格后，接通断路器QF1、QF5 ； 3．运行PC机上的工具软件FX-WIN，输入PLC梯形图； 4．对梯形图进行编辑﹑指令代码转换等操作并将程序传至PLC； 5．运行PLC，操作控制面板上的相应开关及按钮，实现电动机的正反转控 制。在PC机上对运行状况进行监控，同时观察继电器KA5、KA6和接触器KM5 、KM6的动作及变化情况，调试并修改程序直至正确； 6.记录运行结果。 第五章 三相异步电动机绕组 一、填空（每空1分） 1. 一台50HZ 的三相电机通以60 HZ 的三相对称电流，并保持电流有效值不变，此时三相基波合成旋转磁势的幅值大小 ，转速 ，极数 。 答：不变，变大，不变。 2. ★单相绕组的基波磁势是 ，它可以分解成大小 ，转向 ，转速 的两个旋转磁势。 答：脉振磁势，相等，相反，相等。 3. 有一个三相双层叠绕组，2p=4, Z 1=36, 支路数a=1，那么极距τ= 槽，每极每相槽数q= ，槽距角α= ，分布因数1d k = ，18y =，节距因数1p k = ,绕组因数1w k = 。 答：9，3，20°，，， 4. ★若消除相电势中ν次谐波，在采用短距方法中，节距1y = τ，ν 次谐波磁势在定子绕组中感应电势的频率是 。 答：1,νν -1f 5. ★三相对称绕组通过三相对称电流，顺时针相序（a-b-c-a ）,其中ia ＝１０Sin(wt)，当Ia=10A 时，三相基波合成磁势的幅值应位于 ；当Ia =-5A 时，其幅值位于 。 答：A 相绕组轴线处，B 相绕组轴线处。 6. ★将一台三相交流电机的三相绕组串联起来，通交流电，则合成磁势为 。 答：脉振磁势。 7. ★对称交流绕组通以正弦交流电时，υ次谐波磁势的转速为 。 答：1 n ν 8. 三相合成磁动势中的五次空间磁势谐波，在气隙空间以 基波旋转磁动势的转速旋转，转向与基波转向 ，在定子绕组中，感应电势的频率为 ，要消除它定子绕组节距1y = 。 答：1/5,相反，f 1,45τ 9. ★★设基波极距为τ，基波电势频率为f ，则同步电动机转子磁极磁场的3次谐波极距为 ； 在电枢绕组中所感应的电势频率为 ；如3次谐波相电势有效值为E 3，则线电势有效值为 ；同步电机三相电枢绕组中一相单独流过电流时，所产生的3次谐波磁势表达式为 。三相绕组流过对称三相电流时3次谐波磁势幅值为 。 答：3τ ，f,0,3F cos3cos x t φπωτ ,0 三相异步电动机例题 1.一台Y160M2—2三相异步电动机的额定数据如下：P N =15 kW, U N =380 V ， =0.88, =88.2%,定子绕组为△连接。试求该电动机的额定电流和对应的相电流。 解: 2.有一台 Y 形连接的三相绕线转子异步电动机, U N =380 V, f N =50 Hz , n N =1400 r/min , 其参数 为r 1= =0.4 Ω, Ｘ1= =1 Ω, X m =40 Ω, 忽略r m , 已知定、转子有效匝数比为4。 (1) 求额定负载时的转差率 s N 和转子电流频率 f 2N ; (2) 根据近似等效电路求额定负载时的定子电流I 1、转子电流 I 2、励磁电流 I 0 和功率因数 。 3.有一台 Y 形连接的6极三相异步电动机 , P N =145 kW, U N =380 V , f N =50 Hz 。额定运行时p Cu2=3000 W , p m +p ad =2000 W, p Cu1+p Fe =5000 W, cos =0.8。试求： (1) 额定运行时的电磁功率P em 、额定转差率s N 、额定效率ηN 和额定电流I N 。 (2) 额定运行时的电磁转矩T 、额定转矩 T N 和空载阻转矩T 0 。N cos ?N η'2r '2X 1cos ? X U 2'1? 4.某三相异步电动机，定子电压的频率f1＝50 Hz,极对数p＝1，转差率s＝0.015。求同步转速n0 ，转子转速n 和转子电流频率f2。 5.某三相异步电动机，p = 1，f1＝50 Hz，s=0.02 ，P2＝30KW, T0＝0.51N.m. 求(1) n0 (2) n (3)输出转矩(4)电磁转矩. 6.某三相异步电动机，定子电压为380 V，三角形联结。当负载转矩为51.6 N · m 时，转子转速为740 r/min，效率为80％，功率因数为0.8。求：（1）输出功率；（2）输入功率；（3）定子线电流和相电流 7. 三相异步电动机实验操作书 一、实验目的 1．熟悉变频器的基本操作方法。 2．掌握三相异步电动机的变频调速方法。 二、实验内容 1．变频器使用说明 （1）变频器引出端子 主电路 R S T 电源输入三相～220V或单相～220V U V W 输出变频三相～220V PE 接地线 控制电路 5V 直流电源；FIN 频率设定 11-正转/停止指令；12-反转/停止指令 13-两种速度设定；14-四种速度设定 G 控制端地 外控使用 01-输出信号；COM-输出端地 （2）操作盘 A：显示器四位LED 显示内容：输出频率、设定频率、参数号、参数值、异常原因B：键盘 选择显示内容：监视、参数号、参数值 参数号状态下，3S （3）参数设定 按 按 闪亮 参数值或参数号 附四速表 实验中使用参数号 00：0速频率；01：1速频率 02：2速频率；03：3速频率 86：恢复出厂设定 2.实验步骤 电电 图3-2 （1 ）按图3-2接线，三掷开关1S 、2S 先均放到中间位置。 （2）接通电源，开关1 S 放到最左边启动电机，顺时针旋转频率设定电位器 （变频器面板上黑色旋钮），观察现象。 （3）调整电位器使频率为30Hz 左右（变频器出厂设定电位器频率为0速频率）。 （4）开关1S 分别放到左、中、右，观察现象。 （5）1S 放到中间使电机停转，将1号参数修改为40，2号参数修改为20。 （6）1S 放到左边或右边启动电机，2S 分别放到左、中、右，观察现象。 （7）86参数使用：86参数，，，切断电源，等显示完全消失后，显示消失后，接通电源，恢复。 三、注意事项 1．变频器为日本松下变频器，单相或三相电源输入均为～220V ，故接线时先将一根接到三相电源的零线N 上，另一根接到三相电源的任意一根火线L 上，千万不可大意接到两根火线上，否则会损坏变频器！ 三相异步电动机复习练习题 基本概念：了解三相异步电动机的基本结构，工作原理，理解转差率的概念；理解机械特性及铭牌数据的含义，正确理解额定转矩、最大转矩和起动转矩，以及过载系数和启动能力；掌握三相异步电动机起动和反转的方法。 分析依据和方法：掌握转速、转差率和同步转速三者之间关系，以及同步转速与磁极对数和电源频率之间的关系；掌握转矩的计算公式；会利用机械特性曲线作简单的定性分析；掌握额定转矩、最大转矩和起动转矩以及额定电流和起动电流的计算；能判断电动机能否起动；掌握降压起动时，起动转矩和起动电流的计算。 基本公式：转速、转差率和同步转速三者之间关系n n n s -= 0 同步转速与磁极对数和电源频率之间的关系p f n 1 060= 转矩与转速的关系2 9.55 P T n = 过载系数N T T max = λ，起动能力N st T T =，效率1 2P P =η Y-△降压起动?=st Y st T T 31 ,?=st Y st I I 3 1 自耦降压起动st st T U U T 21'1' )(=,st st I U U I 1 ' 1' = 一、填空题： 1．电动机是将 能转换为 能的设备。（电、机械） 2．三相异步电动机主要有 和 两部分组成。（定子、转子） 3．三相异步电动机的定子铁心是用薄的硅钢片叠装而成，它是定子的 路部分，其内表面冲有槽孔，用来嵌放 。（磁、定子绕组） 4．三相异步电动机的三相定子绕组是定子的 部分，空间位置相差1200 / P 。（电路） 5．三相异步电动机的转子有 式和 式两种形式。（鼠笼、绕线） 6．三相异步电动机的三相定子绕组通以 ，则会产生 。（三相交流电流、旋转磁场） 7．三相异步电动机旋转磁场的转速称为 同步转速，它与电源频率和 磁极对数 有关。 8．三相异步电动机旋转磁场的转向是由 决定的，运行中若旋转磁场的转向改变了，转子的转向 。（电源的相序、随之改变） 9．一台三相四极异步电动机，如果电源的频率f 1 =50Hz ，则定子旋转磁场每秒在空间转过 25 转。 10．三相异步电动机的转速取决于 、 和 电源频率 f 。（磁场极对数 P 、转差率 S ） 安徽新闻出版职业技术学院教案 科目电机与拖动技术基础年级15 包装自动化技术 1 班任课教师付学敏第 4 章三相异步电动机 课 题 1、知识方面：了解三相异步电动机的基本结构、理解工作原理、电磁转矩和机械特教 性，理解起动、调速、制动方法。 学 2、德育方面：科学技术就是生产力。 目 3、技能方面：识别三相异步电动机的基本结构。 的 重三相异步电动机的感应电动式和磁动势 点三相异步电动机的工作原理 难三相异步电动机的工作特性 点 挂（ a）简化的三相绕组分布图 图（ b）按星形连接的三相绕组接通三相电源 或（ c）三相对称电流波形图 实（ d）两极绕组的旋转磁场 验 用 具 作 业 本 课 小 结 安徽新闻出版职业技术学院教师专用纸 导入：三相异步电动机结构简单、制造方便、坚固耐用、维护容易、运行效率高、工作特性好；和同容量的直流电动机相比，异步电动机的 重量约为直流电动机的一半，其价格仅为直流电动机的 l/3 左右；而且异步电动机的交流电源可直接取自电网，用电既方便又经济。所以大部 分的工业、农业生产机械，家用电器都用异步电动机作原动机，其单机容量从几十瓦到几千千瓦。我国总用电量的 2/3 左右是被异步电动机消耗掉 的。 教三相异步电动机的基本结构与工作原理 学过程一、基本结构 三相异步电动机主要是由定子部分（静止的）和转子部分（转动的）两大部分组成，定、转之间是空气隙。另外还有端盖、轴承、机座、风扇等部件。 （一）异步电动机的定子结构 异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。 1.机座 异步电动机的机座主要是固定和支撑定子铁心和绕组。中小型电机 一般采用铸铁机座、大中型电机采用钢板焊接的机座。电机损耗变成的 热量主要通过机座散出，为了加强散热面积，机座外部有很多均匀分布 的散热筋。机座两端面上安装端盖，端盖支撑转子，保持定、转子之间 的气隙值。 2.定子铁心 定子铁心是电动机磁路的一部分，装在机座里。为了降低定子铁心 的铁损耗，定子铁心用厚的硅钢冲片叠成，硅钢片两面还应涂上绝缘漆，用以降低交变磁通在铁心中产生的涡流损耗。在定子铁心内圆上开有 槽，槽内放置定子绕组 ( 也叫电枢绕组 ) 。 3.定子绕组 异步电机的定子绕组是电动机电路部分。小型异步电动机定子绕组 通常由高强度漆包圆线绕成线圈嵌入铁心槽内；大、中型电机使用矩形 截面导线预先制成成型线圈，再嵌入槽内。每相绕组按一定规律连接， 电气专业培训考试 姓名部门分数 一、填空题：（5/题，共计50分） 1、三相异步电动机的转速取决于（磁场极对数 P）、（转差率 S）和（电源频率 f ）。 2、三相异步电动机直接启动时，启动电流值可达到额定电流的（5～7）倍。 3、三相交流异步电动机旋转磁场的转向是由（电源的相序）决定的，运行中若旋转磁场的转向改变了，转子的转向（随之改变）。 4、三相负载接于三相供电线路上的原则是：若负载的额定电压等于电源线电压时，负载应作（Δ）联结；若负载的额定电压等于电源相电压时，负载应作（Y）联结。 5、对修理后的直流电机进行空载试验，其目的在于检查（各机械运转部分）是否正常，有无（过热、噪音、振动）现象。 6、整台电机一次更换半数以上的电刷之后，最好先以（1/4～1/2）的额定负载运行（12h） 以上，使电刷有较好配合之后再满载运行。 7 、异步电动机修理后的试验项目包括：（绕组对机壳及其相间绝缘电阻测定）、（绕组在冷却状态下直流电阻的测定）、（空载试验）、（绕组对机壳及其相互间绝缘的电机强度试验）。 8 、笼型转子断条修理方法有如下几种：（焊接法）、（冷接法）、（换条法）。 9 、绕线转子电动机的转子修复后一般应做（机械平衡）试验，以免电机运行时产生振动。 10、直流电动机的励磁方式可分为（他励）、（并励）、（串励）和（复励）。 二、简答题（每题10分，共计50分） 1、什么是反接制动？ 答：当电动机带动生产机械运行时，为了迅速停止或反转，可将电源反接（任意两相对调），则电动机旋转磁场立即改变方向，从而也改变了转矩的方向。由于转距方向与转子受惯性作用而旋转的方向相反，故起制动作用。这种制动方法制劝迅速，但电能消耗大，另外制动转速降到零时，要迅速切断电源，否则会发生反向转动。 2、如何选用电动机的热继电器？其中现有两种接入方式是什么？ 答：选择热继电器是根据电动机的额定电流，一般按 1.2 倍额定电流选择热元件的电流范围。然后选择热继电器的型号和元件电流等级。 一般热继电器安装可分为直接接入和间接接入两种。直接接入：热继电器和交流接触器组装在一起，热元件直接通过负载电流。间接接入：热继电器和电流互感器配合使用，其热元件通过电流互感器的二次电流。这种热继电器电流范围是根据通过电流互感器拆算到二次来选择的。 3、通常什么原因造成异步电动机空载电流过大？ 答：原因是：（ 1 ）电源电压太高；（ 2 ）空气隙过大；（ 3 ）定子绕组匝数不够；（ 4 ）三角形、 Y 接线错误；（ 5 ）电机绝缘老化。 4、什么叫电动机的力矩特性或机械特性？什么叫硬特性？什么叫软特性？ 答：电动机外加电压不变，转速随负载改变而变化的相互关系叫力矩特性或机械特性，如果负载变化时，转速变化很小的叫做硬特性，转速变化大的叫软特性。 5、绕线式异步电动机运转时，为什么转子绕组不能开路？ 答：因为转子绕组开路，在转子回路中就不能产生感应电流，也就不会产生电磁转矩，转子不可能转动，所以绕线式电动机运转时，转子绕组不能开路。 第7章：三相异步电动机复习练习题 基本概念：了解三相异步电动机的基本结构，工作原理，理解转差率的概念；理解机械特性及铭牌数据的含义，正确理解额定转距、最大转距和起动转距，以及过载系数和启动能力；掌握三相异步电动机起动和反转的方法。 分析依据和方法：掌握转速、转差率和同步转速三者之间关系，以及同步转速与磁极对数和电源频率之间的关系；掌握转矩的计算公式；会利用机械特性曲线作简单的定性分析；掌握额定转距、最大转距和起动转距以及额定电流和起动电流的计算；能判断电动机能否起动；掌握降压起动时，起动转矩和起动电流的计算。 基本公式：转速、转差率和同步转速三者之间关系n n n s -=0 同步转速与磁极对数和电源频率之间的关系p f n 1060= 转矩与转速的关系n P T 29550= 转矩与转差率的关系2202221 2)(sX R U sR K T +=，2 1U T ∝ 过载系数N T T max =λ，起动能力N st T T =，效率1 2P P =η Y-△降压起动?=st Y st T T 31,?=st Y st I I 31 自耦降压起动st st T U U T 21'1')(=,st st I U U I 1 ' 1'= 一、填空题： 1．电动机是将 能转换为 能的设备。（电、机械） 2．三相异步电动机主要有 和 两部分组成。（定子、转子） 3．三相异步电动机的定子铁心是用薄的硅钢片叠装而成，它是定子的 路部分，其内表面冲有槽孔，用来嵌放 。（磁、定子绕组） 4．三相异步电动机的三相定子绕组是定子的 部分，空间位置相差1200 / P 。（电路） 5．三相异步电动机的转子有 式和 式两种形式。（鼠笼、绕线） 6．三相异步电动机的三相定子绕组通以 ，则会产生 。（三相交流电流、旋转磁场） 7．三相异步电动机旋转磁场的转速称为 同步转速，它与电源频率和 磁极对数 有关。 8．三相异步电动机旋转磁场的转向是由 决定的，运行中若旋转磁场的转向改变了，转子的转向 。（电源的相序、随之改变） 9．一台三相四极异步电动机，如果电源的频率f 1 =50Hz ，则定子旋转磁场每秒在空间转过 25 转。 10．三相异步电动机的转速取决于 、 和 电源频率 f 。（磁场极对数 P 、转差率 S ） 第四章 三相异步电动机 一、 填空（每空1分） 1. 如果感应电机运行时转差率为s ，则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的比例是 2:P :e Cu P p Ω= 。 答 s :s)(1:1- 2. ★当三相感应电动机定子绕组接于Hz 50的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为 ，定子绕组感应电势的频率为 ，如转差率为s ，此时转子绕组感应电势的频率 ，转子电流的频率为 。 答 50Hz ，50Hz ，50sHz ，50sHz 3. 三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时m s = ,转子总电阻值约为 。 答 1， σσ21X X '+ 4. ★感应电动机起动时，转差率=s ，此时转子电流2I 的值 ， 2cos ? ,主磁通比，正常运行时要 ，因此起动转矩 。 答 1，很大，很小，小一些，不大 5. ★一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为 ，转子电势的频率为 。当转差率为0.04时，转子的转速为 ，转子的电势频率为 。 答 0.02，1Hz ， 720r/min ，2Hz 6. 三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括 ， ， ，和 ，电动机空载输入功率0P 与这些损耗相平衡。 答 定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗 7. 三相感应电机转速为n ，定子旋转磁场的转速为1n ，当1n n <时为 运行状态；当1n n >时为 运行状态；当n 与1n 反向时为 运行状态。 答 电动机， 发电机，电磁制动 8. 增加绕线式异步电动机起动转矩方法有 ， 。 答 转子串适当的电阻， 转子串频敏变阻器 9. ★从异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应比异步电机的空气隙要 ，其原因是 。 答 大，同步电机为双边励磁 10. ★一台频率为 160Hz f =的三相感应电动机，用在频率为Hz 50的电源上（电压不变），电动机的最大转矩为原来的 ，起动转矩变为原来的 。 答 265??? ??，2 65?? ? ?? 二、 选择（每题1分） 1. 绕线式三相感应电动机，转子串电阻起动时（ ）。 A 起动转矩增大，起动电流增大； B 起动转矩增大，起动电流减小； C 起动转矩增大，起动电流不变； D 起动转矩减小，起动电流增大。 答 B 2. 一台50Hz 三相感应电动机的转速为min /720r n =，该电机的级数和同步转速为 （ ）。 Ａ ４极，min /1500r ； Ｂ ６极，min /1000r ； Ｃ ８极，min /750r ； Ｄ １０极，min /600r 。 答 C 3. ★笼型三相感应电动机的额定状态转速下降%10，该电机转子电流产生的旋转磁动势 三相异步电动机练习 题及答案 1电动机分为（交流电动机）（直流电动机），交流电动机分为（同步电动机）（异步电动机）异步电动机分为（三相电动机）（单相电动机） 2电动机主要部件是由（定子）和（转子）两大部分组成。此外，还有端盖、轴承、风扇等部件。定子铁心：由内周有槽的（硅钢片）叠成三相绕组，机座：铸钢或铸铁。 3根据转子绕组结构的不同分为：（笼型转子转子）铁心槽内嵌有铸铝导条，（绕线型转子）转子铁心槽内嵌有三相绕组。 4笼型电机特点结构简单、价格低廉、工作可靠；（不能人为）改变电动机的机械特性。绕线式转子电机特点结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子（外加电阻可人为改变）电动机的机械特性。 5分析可知：三相电流产生的合成磁场是一（旋转的磁场），即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过（360°）旋转磁场的旋转方向取决于（三相电流的相序），任意调换两根电源进线则旋转磁场（反转）。 6若定子每相绕组由两个线圈（串联），绕组的始端之间互差（60°），将形成（两对）磁极的旋转磁场。旋转磁场的磁极对数与（三相绕组的排列）有关。旋转磁场的转速取决于磁场的（极对数）。p=1时(n0=60f1)。旋转磁场转速n0与 （频率f1）和（极对数p）有关。 7旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为（转差率S）异步电动机运行中S=（1--9）％。 8一台三相异步电动机，其额定转速 n=1460 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机在额定负载下的转差率。 解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：n0=1500 r/min , 即 9定子感应电势频率 f 1不等于转子感应电势频率 f 2。 10 电磁转矩公式 由公式可知:1. T 与定子每相绕组电压 U 2 成（正比）。U 1↓ 则T ↓ 。 2. 当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数, 3. R2 的大小对 T 有影响。绕线式异步电动机可外接电阻来改变（转子电阻R2 ），从而改变转距。 11三个重要转矩：(1) (额定转矩TN) 电动机在额定负载时的转矩(2) (最大转矩 Tmax)电机带动最大负载的能力,(3) (起动转矩 Tst)电动机起动时的转矩。 12 如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型) 的额定功率为7.5kw, 额定转速为1440r/min, 则额定转矩为（ ）。 13转子轴上机械负载转矩T2 不能（大于Tmax ），否则将造成堵转(停车)。 一般三相异步电动机的过载系数为 14 启动条件（ Tst>TL ） 否则电动机不能启动，正常工作条 件：所带负载的转矩应为（TL 件：所带负载的转矩应为 TL6、三相异步电机空载和堵转实验(精)
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