第五章三相异步电动机基本工作原理和结构.docx
8页
第五章三相异步电动机基本工作原理和结构5-1三相异步电动机为什么会转，怎样改变它的极性？答：（1）电生磁：定子三相绕组通以三相正弦交流电流产生一个以同步速nl、 转向与相序一致（顺时针方向）的旋转磁场假定此瞬间旋转磁场极性由上到下（如图所示）（2）（动）磁生电：由电磁感应理论：静止的转子绕组切割定子旋转磁场而感 应电动势，其方向由”右手发电机”定则确定，如图所示（转子上面三个导体为 下面三个导体为④）o由于转子绕组自身闭合，便有电流通过，并假定电流 与电动势同相（即为有功分量电流）3）电磁力（矩）方向由”左手电动机”定则确定左），这些力对转轴形成电磁转矩（顺时针方向） Tem致）改变相序即可改变三相异步电动机的转向5-2为什么异步电动机的转速一定小于同步转速？若转子电流和转子电动势之间 有相位差，这里所有转子导体上的电磁力的方向是否都和转向相同，画图分析说 明答：由上题知，异步电动机的转向n与定子旋转磁场的转向ill相同，只有 nvnl （异步电动机），即转子绕组与定子旋转磁场之间有相对运动，转子绕组才 能感应电动势和电流，从而产生电磁转矩若转速上升到n=nl,则转子绕组与定 子旋转磁场同速、同向旋转，两者相对静止，转子绕组就不感应电动势和电流， 也就不产生电磁转矩，电动机就不转了。
若转子电流和电动势有相位差，这时转 子各导体所产生的电磁转矩方向不会全与转子转向相同，分析如下：假定转子导体外的”・、x”表示电动势方向（由”右手发电机”定则确定），导体内 的㊉表示电流方向，如图所示图（a）为转子电流与电动势同相位，由”左手电动机”定则确定各导体在磁场中所 受电磁力的方向，由小箭头表示，可见，电磁转矩方向与转向相同图（b）为转子电流与电动势有相位差（如电流滞后电动势一相位角中2,当正对 着磁极轴线的转子导体电动势达最大值时，则电流达最大值的转子导体还在逆磁 场旋转方向并距前述导体一空间电角度中2的地方，同样可判得转子各导体在磁 场中所受电磁力的方向，可见，转子大部分导体所产生的电磁转矩方向与转向 o E2 1 o o 12^212相同，只有小部分导体电磁转矩方向与转向相反，因此，当转子电流与电动势的 相位差时，电动机总电磁转矩将减小5-3试述“同步”和“异步”的含义？答：“同步”和”异步”是个相对概念，是指交流旋转电动机的转速n对旋转磁场的转速nl而言，若ii=nl为同步电机，1洋111为异步电机5-4何谓异步电动机的转差率？在什么情况下转差率为正，什么情况为负，什么 情况下转差率小于1或大于1?如何根据转差率的不同来区别各种不同运行状 态？答：异步电机转差率s是指旋转磁场转速nl与转子转速n之间的转速差（iil-n） 与旋转磁s=场转速nl的比率，即当nvnl时，转差率为正（s>0） , n>nl时转差率为负（s<0）；当111>11>0时，转差率s
5-5假如一台接到电网的异步电动机用其它原动机带着旋转，使其转速高于旋转 磁场的转速，如图5・9所示，试画出转子导体中感应电动势、电流和相序的方 向这时转子有功电流和定子旋转磁场作用产生的转矩方向如何？如把原动机去 掉，情况又会怎样？答：当转子由电动机驱动，且此时转子导体以逆时针方向切割旋转磁场 （相对切割速度为nil）,而感应电动势e2方向如图所示（由”右手发电机”定则 判定），其相序由转子导体的切割方向决定，由于转子导体切割旋转磁场在时间上 有先后顺序，如将先切割N极轴线的一相定义为U相，则后切割的那两相（互差 1200空间电角度）分别为V相和W相，可见，其相序与转向相反，如图所示 如果电流i2与电动势e2同相（即有功分量电流），则转子有功电流和旋转磁场 相互作用产生电磁力，并形成转矩Tem,由”左手电动机”定则判得，其方向与转 子转向相反，为制动nl-mil os=性质转矩实际上，此时电动机己处于发电运行状态（掉，转速将下降，不再大于nl 了，这时因为己处于发电机运行的电机在旋转过 程中，绕组电阻有铜损耗，通风、轴承、磨擦等有机械损耗，致使转速逐渐下 降，直至1K111,电磁转矩方向反过来，这台电机重新在电网电源的支持下进入到 电动机运行状态。
nl 5-6（功率、相电压、线答：380/220V, Y/△接线的三相异步电动机，每相绕组所受的电压均为220V, 故当电源线电压为380V时定子绕组接成Y接线，当电源电压为220V时，定子 绕组接成△形接线采用这两种接线时，相电压U相同，均为220V；相电流I$=U（1）/Z相同；效率 饵、功率nl-n<0nl） o如果把原动机去cos<|）N>功率PN及转速nN均相等，因在相同相电压下，cosg、PN、nN均取决 于负载PN[]=3U（pI（pcos（|）N就相同唯一不cos 但由于定子静止不动，它 必对转子产生一个大小相等的反作用力，对转轴形成一个逆时针方向的转矩， 使转子沿逆时针方向旋转5・8假如一台星形接法的异步电动机，在运行中突然 切断三相电流，并同时将任意两相定子绕组立即接入直流电源，这时异步电动机 的工作状况如何，试用图分析之答：A、B两相定子绕组通入直流电流If方向如图所示，它产生恒定方向的磁场 （图示表示，方向向左）由于转子惯性仍以原转向（假定为顺时针方向）旋转，则 转子导体便切割定子恒定磁场感应电动势和电流（方向由”右手发电机”定则判 定），此电流的有功分量与定子恒定磁场相互作用，转子导体受到图示方向力的 作用，并形成逆时针方向的电磁转矩Tem5-9 一台三相异步电动机，P=4.5千瓦，Y/AU=3UJ=INnN=1450转/分，试求：1. 1.接成Y形或△形时的定子额定电流；2. 2.同步转速nl及定子磁极对数P；3. 3.带额定负载时转差率sN；解：(1)Y 接时：UN=380VUNcos<|)Ni]N A △ 接时：UN=220VIN=PN=4.5x 1033x 380x0.8x0.8=10.68AUNcos(|)Nt]N x 220 x 0.8 x 0.860fiiN=nl=p (2) (2)60f60 x 50p==2.07nl450N 磁极对数取 p=2同步转速 IN=PN=4.5 x 103=18.45A 111=60160x 50=1500r/minp2s=(3) (3)额定转差率nl-nN1500-1450==0.0333nll500 5-10 一台八极异步电动机，电 源频率仁50赫，额定转差率sN=0.04,试求：1. 1.额定转速nN;2. 2.在额定工作时，将电源相序改变，求反接瞬时的转差率。 解：(1)同步 转速 nl=60f60 x 50==750r/niinp4 额定转速 11N=(1 -s)nl=(1-0.04)x750=720r/niins=(2)反接转差率-nl-11-750-720==!.19-nl-750。
