异步机习题课.ppt

第四篇 异步机,习题课,华南理工大学 电力学院 程小华,思考题：4-1~4-21（4.5、4-19两题除外）共19题 练习题：4-23,解答：转子电势、转子有功电流方向如图所示应用右手定则判断4-1把一台三相感应电动机用原动机驱动，使其转速n高于旋转磁场的转速ns，定子接到三相交流电源试分析转子导条中感应电势和电流的方向这时电磁转矩的方向和性质是怎样的？若把原动机去掉，电机的转速有何变化，为什么？,发电状态：n>ns,发电状态时n>ns站在转子上观察时Te的方向是ns方向的反方向此时Te是制动性质4-1题 续1,发电状态：n>ns,电动状态时n

加黑框的转速表示内定外转时的情况接下页------,4-2有一台三相绕线型感应电动机，将定子三相短路，转子中通入频率为f1的三相交流电流试问气隙旋转磁场相对于转子和相对于定子的转速及转子的转向反装电动机：,据上页分析知： 1）气隙磁场相对于转子的转速为ns，逆时针方向 2）气隙磁场相对于定子的转速为ns-n，顺时针方向 3）转子的转向：顺时针方向4-2 续：试问 1）气隙磁场相对于转子的转速 2）气隙磁场相对于定子的转速 3）转子的转向,反装电动机：续,解答：不会改变理由如下： 转子所生磁势F2相对于转子的速度记为Δn； 转子本体的速度记为n；F2的绝对速度记为n2 则n2= Δn+n = 60f2/p + n =s（60f1/p）+ n =sns+n =ns-n+n =ns可见， n2≡ns，与n无关4-3三相感应电动机的转速变化时，转子所生磁动势在空间的转速是否改变，为什么？,解答：不会理由如下： 等效静止转子所生磁势与实际转子所生磁势同幅、同相、同转速参见课本第152页） 而转子是通过转子磁势F2与定子相互作用的 既然F2没变，故定子的量：电流、功因、功率以及从定子传到转子的量------电磁功率都不会受到影响。

4-4频率归算时，用等效的静止转子去代替实际的旋转转子这样做是否会影响定子边的电流、功率因数、输入功率和电机的电磁功率？为什么？,解答：通过频率折算，转子频率已经与定子频率一致 或者说，T型电路中出现的转子是一个假转子假转子的频率与定子的一致4-5 三相感应电动机定、转子的频率互不相同在T型电路中为什么能把他们画在一起？,解答：R2’(1-s)/s 代表轴上的总机械功率 不能不用电阻因为被代表的是总机械功率，属于有功功率只有电阻上的功率才是有功功率故只能用电阻来代表，而不能用电抗4-6感应电动机T型电路的R2’(1-s)/s 代表什么? 能否不用电阻而用一个电抗去代替，为什么？,解答：轴上负载增大，理解为负载转矩TL增大 TL增大→ TL> Te→n下降→Δn增大→E2增大→I2增大 → Te增大→ TL= Te→新n下运行 另一方面，I2增大 → F2增大→ F1增大→I1增大 F2与 F1基本反相（参加课本第150页），起去磁作用 F2增大后，要保持气隙磁势Fm基本不变， F1必然增大4-7感应电动机轴上所带负载增大时，定子电流就会增大试说明其物理过程解答：因为转子铜耗与电磁功率之间有如下关系：pcu2=sPe。

它表明当电磁功率一定时，转子铜耗与转差率成比例故转子铜耗又称为转差功率4-8为什么感应电动机的转子铜耗称为转差功率？,解答： 从T形电路可见，异步电动机的等效电路元件，除了电阻就是电抗（电感）对电网而言，异步电动机最终等效为一个R-L电路故其功因总是滞后的 从物理本质来说，无论空载、负载，异步电动机都从电网吸纳感性电流来建立磁场（主磁场、漏磁场）故其功因总是滞后的4-9 为什么异步电动机的功率因数总是滞后的?,解答：如图所示电源电压下降过多，Te-s曲线与负载的机械特性将失去交点，即机组将因Te

端环的漏阻抗是如何归并到导条中去的？-------------------------------不要求4-11笼型转子的极数和相数是如何确定的？端环的漏阻抗是如何归并到导条中去的？,解答：从运行、起动两方面来衡量 运行方面的指标：效率、功因、过载能力（即最大转矩倍数）； 起动方面的指标：起动电流倍数、起动转矩倍数 合称-----效、功、最、起、起,4-12 一台感应电动机的性能可以从哪些方面和用哪些指标来衡量？,解答： R2增大→Ist减小、Tst增大、Tmax不变、nN减小、ηN减小 X2增大→Ist减小、Tst减小、Tmax减小、nN减小、ηN不变4-13 增大感应电机的转子电阻或转子漏抗对起动电流、起动转矩、最大转矩、额定转速、额定效率有何影响解答： R2对Te-s曲线的影响： R2的大小不影响Tmax的大小，但影响发生Tmax的转差率smsm与R2成正比参见课本第163上部 U1对Te-s曲线的影响： Te与U1的平方成正比4-14 试述转子电阻、电源电压对感应电动机Te-s曲线的影响解答： 不要求4-15 三相感应电动机的参数如何测定？如何利用参数算出电动机的主要性能数据？,解答： 最大转矩降低（Ωs增大了，Ωs=2πf1/p）、 起动转矩降低（Ωs增大了，Ωs=2πf1/p）、 起动电流降低（因为漏抗增大了）。

参见课本第163页4-16 有一台50Hz，380V的三相感应电动机，运行在60Hz、380V的电源上问电动机的最大转矩、起动转矩和起动电流的有何变化？,解答：转子串入Rst后，z2σs增大，故I2st减小从而Ist减小而Tst取决于转子电流有功分量I2a（参见下页ppt），其变化规律论证如下 起动时f2大，X2σs大于R2，故导数为正即I2a随R2变大而变大从而Tst变大参见下页ppt4-17 为什么绕线型感应电动机的转子串入起动电阻后，起动电流减小而起动转矩反而增大？若串入起动电抗，是否会有同样效果？,3 绕型机的起动原理,起动时，转子中串入起动电阻Rst，不仅使Ist减小，而且使cosψ2增大，从而使Tst增大课本第149页有：,解答：集肤效应与两个因素有关：1）频率；2）槽高槽宽比深槽的槽高槽宽比大，集肤效应较显著，从而起动时转子电阻较大；双笼利用电阻率较大的材料做上笼导条，进一步提高了转子起动电阻 总之，深槽和双笼异步电动机利用集肤效应提高了起动时的转子电阻，故具有较好的起动性能4-18 深槽和双笼感应电动机为什么具有较好的起动性能？,4-19 试述双速感应电动机的变极原理。

解答： 不要求解答：转子串电阻后， z2σs增大，I2reg减小而Te如何变化取决于转子电流有功分量I2a（参见下页ppt），其变化规律论证如下 运行时f2小，X2σs小于R2，故导数为负即I2a随R2变大而变小从而Te变小4-20 试分析绕线型感应电动机的转子中串入调速电阻时，电机内部所发生的物理过程若负载为恒转矩负载，问调速前、后转子电流如何变化？为什么？,3 绕型机的起动原理 4-20： 续1,起动时，转子中串入起动电阻Rst，不仅使Ist减小，而且使cosψ2增大，从而使Tst增大课本第149页有：,解答：前已论证，转子串电阻后转速不变时， Te下降 Te↓→TL> Te→n↓ →Δn↑→E2↑ → I2↑→Te↑ →Te =TL → 新n下（C点）运行4-20 续2： 内部物理过程分析,∵ΔnA cosΨ2C,转子功率因数变小因为X2σs随s变大4-20 续3：恒转矩负载时调速前、后转子电流如何变化？为什么？,解答：由于是恒转矩，故调速前、后转子电流的有功分量不变即：,解答：把电容器从起动绕组改接到工作绕组即可改变单相电容电动机的转向 单相罩极电动机的转向不能改变。

罩极电动机的转向是从未罩部分移向被罩部分而罩极电动机一旦造好，我们无法改变短路环的位置，即无法改变其被罩部分 顺便指出，短路环的磁通相量ΦK落后被罩部分的合成磁通相量Φ’’以90°+ΨK与异步机中转子磁势相量F2落后气隙合成磁势相量Fm以90°+Ψ2有异曲同工之妙望三思之4-21 怎样改变单相电容电动机的转向？单相罩极电动机的转向能否改变？为什么？,4-23 试写出感应电机电磁转矩的三种表达形式：（1）用电磁功率表达；（2）用总机械功率表达；（3）用主磁通、转子电流和转子的内功率因数表达 解答：(1) Ωs式；(2) U1平方式；(3) I2a式关于计算题： 电子版答案中，有答案者请选做2道The End,。