第二部分:共同理论,异步电机 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? 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。 5-3试述“同步”和“异步”的含义? 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? 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? 5-6三相异步电动机在正常运行时,它的定子绕组往往可以接成星形或角形。试问在什么情况下采用 这种或那种接法?采用这两种连接方法时,电动机的额定值(功率、相电压、线电压、相电流、线电 流、效率、功率因数、转速等)有无改变? 5-7在绕线式异步电动机中,如果将定子三相绕组短接,并且通过滑环向转子三相绕组通入三相电流(如 5-10所示)转子旋转磁场若为顺时针方向,这时电动机能转吗?转向如何? 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 59一台三相异步电动机,P=45千瓦,Y/△接线,38020伏,COSN=0.8,=0.8,n=1450 转/分,试求 1.1.接成Y形或Δ形时的定子额定电流 2.2.同步转速m1及定子磁极对数P; 3.3.带额定负载时转差率SN; 5-10一台八极异步电动机,电源频率仁=50赫,额定转差率N=004,试求 1.1.额定转速"x 2.2.在额定工作时,将电源相序改变,求反接瞬时的转差率 第六章交流电机绕组、电动势及磁动势 6-1有一台交流电机,Z=36,2P=4,y=7,2a=2,试会出 (1)(1)槽电势星形图,并标出600相带分相情况; (2)(2)三相双层迭绕组展开图。 6-2凸极同步发电机和隐极同步发电机空载时,气隙磁场沿圆周分布波形与哪些因素有关? 6-3试述短距系数和分布系数的物理意义,为什么这两系数总是小于或等于1? 6-4在交流发电机定子槽的导体中感应电动势的频率、波形、大小与哪些因素有关?这些因素中哪些 是由构造决定的,哪些是由运行条件决定的? 6-5总结交流发电机定子电枢绕组相电动势的频率、波形和大小与哪些因素有关?这些因素中哪些是 由构造决定的,哪些是由运行条件决定的?
第二部分： 共同理论，异步电机 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？ 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。 5-3 试述“同步”和“异步”的含义？ 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？ 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？ 5-6 三相异步电动机在正常运行时，它的定子绕组往往可以接成星形或角形。试问在什么情况下采用 这种或那种接法？采用这两种连接方法时，电动机的额定值（功率、相电压、线电压、相电流、线电 流、效率、功率因数、转速等）有无改变？ 5-7 在绕线式异步电动机中，如果将定子三相绕组短接，并且通过滑环向转子三相绕组通入三相电流（如 5-10 所示）转子旋转磁场若为顺时针方向，这时电动机能转吗？转向如何？ 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。 5-9 一台三相异步电动机，PN=4.5 千瓦，Y/Δ接线，380/220 伏， cos N = 0.8 ， N = 0.8，nN = 1450 转/分，试求： 1． 1． 接成 Y 形或Δ形时的定子额定电流； 2． 2． 同步转速 1 n 及定子磁极对数 P； 3． 3． 带额定负载时转差率 N s ； 5-10 一台八极异步电动机，电源频率 f=50 赫，额定转差率 N s =0.04，试求： 1． 1． 额定转速 N n ； 2． 2． 在额定工作时，将电源相序改变，求反接瞬时的转差率。 第六章 交流电机绕组、电动势及磁动势 6-1 有一台交流电机，Z=36，2P=4，y=7，2a=2，试会出： （1） （1） 槽电势星形图，并标出 600 相带分相情况； （2） （2） 三相双层迭绕组展开图。 6-2 凸极同步发电机和隐极同步发电机空载时，气隙磁场沿圆周分布波形与哪些因素有关？ 6-3 试述短距系数和分布系数的物理意义，为什么这两系数总是小于或等于 1？ 6-4 在交流发电机定子槽的导体中感应电动势的频率、波形、大小与哪些因素有关？这些因素中哪些 是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？ 6-5 总结交流发电机定子电枢绕组相电动势的频率、波形和大小与哪些因素有关？这些因素中哪些是 由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？
6-6试从物理和数学意义上分析,为什么短距和分布绕组能削弱或消除高次谐波电动势? 6-7同步发电机电枢绕组为什么一般不接成△形,而变压器却希望有一侧接成△接线呢? 6-8额定转速为每分钟3000转的同步发电机,若将转速调整到3060转/分运行,其它情况不变,问定 子绕组三相电动势大小、波形、频率及各相电动势相位差有何改变? 6-9一台4极,Z=36的三相交流电机,采用双层迭绕组,并联支路数2a=1 y=9,每个线圈匝 数Nc=20,每极气隙磁通Φ1=7.5×103韦,试求每相绕组的感应电动势? 6-10有一台三相异步电动机,2P=2,n=3000转/分,Z=60,每相串联总匝数N=20,f=50赫,每极气 隙基波磁通①1=1.505韦,求: (1)(1)基波电动势频率、整距时基波的绕组系数和相电动势 (2)如要消除5次谐波,节距y应选多大,此时的基波电动势为多大? 6-11总结交流电机单相磁动势的性质、它的幅值大小、幅值位置、脉动频率各与哪些因素有关?这些 因素中哪些是由构造决定的,哪些是由运行条件决定的? 6-12总结交流电机三相合成基波圆形旋转磁动势的性质、它的幅值大小、幅值空间位置、转向和转速 各与哪些因素有关?这些因素中哪些是由构造决定的,哪些是由运行条件决定的? 6-13一台50Hz的交流电机,今通入60Hz的三相对称交流电流,设电流大小不变,问此时基波合成磁 动势的幅值大小、转速和转向将如何变化? 6-14一交流电机如图6-17,当在不动的转子上的单相绕组中通入50Hz交流电流后,将在定子绕组中 感应电动势。如果将定子三相绕组短接,问此时绕组中通过的电流产生的合成磁动势是脉动还是旋转 的,为什么? 6-15试分析图6-18情况下是否会产生旋转磁动势,转向是顺时针还是逆时针? 6-16若在对称的两相绕组中通入对称的两相交流电流4=lmC0son,l= Im sin ar,试用数学分析法 和物理图解法分析其合成磁动势的性质? 6-17一台三相异步电动机,2P=6,Z=36,定子双层迭绕组, 6,每相串联匝数N=72,当通入 三相对称电流,每相电流有效值为20A时,试求基波三相合成磁动势的幅值和转速 6-18有一三相对称交流绕组,通入下列三相交流电流: i=141sin 3 14t ib=14lsin(314-120° (1) =14m(3141+120) i=14lsin 314r i,=-14lsin 3140)
6-6 试从物理和数学意义上分析，为什么短距和分布绕组能削弱或消除高次谐波电动势？ 6-7 同步发电机电枢绕组为什么一般不接成△形，而变压器却希望有一侧接成△接线呢？ 6-8 额定转速为每分钟 3000 转的同步发电机，若将转速调整到 3060 转/分运行，其它情况不变，问定 子绕组三相电动势大小、波形、频率及各相电动势相位差有何改变？ 6-9 一台 4 极，Z=36 的三相交流电机，采用双层迭绕组，并联支路数 2a=1， 9 7 y = ，每个线圈匝 数 NC=20，每极气隙磁通 1 =7.5×10-3 韦，试求每相绕组的感应电动势？ 6-10 有一台三相异步电动机，2P=2，n=3000 转/分，Z=60，每相串联总匝数 N=20，fN=50 赫，每极气 隙基波磁通 1 =1.505 韦，求： （1） （1） 基波电动势频率、整距时基波的绕组系数和相电动势； （2） 如要消除 5 次谐波，节距 y 应选多大，此时的基波电动势为多大？ 6-11 总结交流电机单相磁动势的性质、它的幅值大小、幅值位置、脉动频率各与哪些因素有关？这些 因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？ 6-12 总结交流电机三相合成基波圆形旋转磁动势的性质、它的幅值大小、幅值空间位置、转向和转速 各与哪些因素有关？这些因素中哪些是由构造决定的，哪些是由运行条件决定的？ 6-13 一台 50Hz 的交流电机，今通入 60Hz 的三相对称交流电流，设电流大小不变，问此时基波合成磁 动势的幅值大小、转速和转向将如何变化？ 6-14 一交流电机如图 6-17，当在不动的转子上的单相绕组中通入 50Hz 交流电流后，将在定子绕组中 感应电动势。如果将定子三相绕组短接，问此时绕组中通过的电流产生的合成磁动势是脉动还是旋转 的，为什么？ 6-15 试分析图 6-18 情况下是否会产生旋转磁动势，转向是顺时针还是逆时针？ 6-16 若在对称的两相绕组中通入对称的两相交流电流 i I t i I t A = m cos , B = m sin ，试用数学分析法 和物理图解法分析其合成磁动势的性质？ 6-17 一台三相异步电动机，2P=6，Z=36，定子双层迭绕组， 6 5 y = ，每相串联匝数 N=72，当通入 三相对称电流，每相电流有效值为 20A 时，试求基波三相合成磁动势的幅值和转速？ 6-18 有一三相对称 交流绕组，通入下列三相交流电流： （1） = + = − = 141sin( 314 120 ) 141sin( 314 120 ) 141sin 314 0 0 i t i t i t c b a （2） = = − = 0 141sin 314 ) 141sin 314 c b a i i t i t
i=14lsin 314t b=-704s(3141-609) (3)(=-122X014+30) 定性分析其合成磁动势的性质(包括转向 第七章三相异步电动机运行原理 7-1异步电动机的气隙为什么要尽可能地小?它与同容量变压器相比,为什么空载电流较大? 7-2异步电动机在起动和空载运行时,为什么时候功率因数很低?当满载运行时,功率因数会提高? 7-3当异步电动机运行时,定子电动势的频率是多少?转子电动势的频率为多少?由定子电流的产生 的旋转磁动势以什么速度截切定子,又以什么速度截切转子?由转子电流的产生的旋转磁动势以什么 速度截切转子,又以什么速度截切定子?,它与定子旋转磁动势的相对速度是多少? 7-4说明异步电动机轴机械负载增加时,定、转子各物理量的变化过程怎样? 7-5为什么说异步电动机的功率因数总是滞后的,而变压器呢? 7-6异步电动机等效电路中的附加电阻S的物理意义是什么?能否用电感或电容来代替,为什 么? 7-7异步电动机的电磁转矩与哪些因数有关,哪些是运行因素,哪些是结构因素? 7-8异步电动机带额定负载运行时,且负载转矩不变,若电源电压下降过多,对电动机的Tmax、Tst、 Φ1、I1、I2、s及n有何影响? 7-9漏抗的大小对异步电动机的运行性能,包括起动转矩、最大转矩、功率因数有何影响,为什么? 7-10通常的绕线式异步电动机如果:(1)转子电阻增加;(2)转子漏抗增加:(3)定子电压大小不变, 而频率由50Hz变为60Hz,各对最大转矩和起动转矩有何影响? 7-11—台鼠笼异步电动机,原来转子是铜条,后因损坏改成铸铝,如输出同样功率,在通常情况下, 、cos卯1、η1、IlN、sm、Im、Tst有何变化? 7-12一台50Hz380伏的异步电动机若运行于60Hz、380伏的电网上,设输出功率保持不变,问下列各 量是增大还是减小: 1)1)激磁电抗、激磁电流和电动机的功率因数 2)2)同步转速和额定电流时的电机转速 3)3)最大转矩和产生最大转矩时的转差率 4)4)起动转矩 5)电机效率。 7-13增大异步电动机的气隙对空载电流、漏抗、最大转矩和起动转矩有何影响? 7-14一台六极异步电动机,额定功率P=28千瓦,U=380伏,f=50Hz,n=950转/分,额定负载时 0S91=08,pa+p=2千瓦,pm=11千瓦,p=,计算在额定时的s、pa、ns、1和f。 7-15一台4极异步电动机,额定功率PN=5。5千瓦,f1=50Hz,在某运行情况下,自定子方面输入的 功率为632千瓦,pu=341瓦,pa2=2375瓦,p:=1675瓦,pm=45瓦,pa=29瓦,试绘出该电机的 功率流程图,标明电磁功率、总机械功率和输出功率的大小,并计算在该运行情况下的效率、转差率、 转速及空载转矩、输出转矩和电磁转矩。 第八章三相异步电动机起动和调速
（3） = − + = − − = 122sin( 314 30 ) 70.4sin( 314 60 ) 141sin 314 0 0 i t i t i t c b a 定性分析其合成磁动势的性质（包括转向）。 第七章 三相异步电动机运行原理 7-1 异步电动机的气隙为什么要尽可能地小？它与同容量变压器相比，为什么空载电流较大？ 7-2 异步电动机在起动和空载运行时，为什么时候功率因数很低？当满载运行时，功率因数会提高？ 7-3 当异步电动机运行时，定子电动势的频率是多少？转子电动势的频率为多少？由定子电流的产生 的旋转磁动势以什么速度截切定子，又以什么速度截切转子？由转子电流的产生的旋转磁动势以什么 速度截切转子，又以什么速度截切定子？，它与定子旋转磁动势的相对速度是多少？ 7-4 说明异步电动机轴机械负载增加时，定、转子各物理量的变化过程怎样？ 7-5 为什么说异步电动机的功率因数总是滞后的，而变压器呢？ 7-6 异步电动机等效电路中的附加电阻 ' 2 1 r s − s 的物理意义是什么？能否用电感或电容来代替,为什 么？ 7-7 异步电动机的电磁转矩与哪些因数有关，哪些是运行因素，哪些是结构因素？ 7-8 异步电动机带额定负载运行时，且负载转矩不变，若电源电压下降过多，对电动机的 Tmax、Tst、 Φ1、I1、I2、s 及η有何影响？ 7-9 漏抗的大小对异步电动机的运行性能，包括起动转矩、最大转矩、功率因数有何影响，为什么？ 7-10 通常的绕线式异步电动机如果：（1）转子电阻增加；（2）转子漏抗增加；（3）定子电压大小不变， 而频率由 50Hz 变为 60Hz，各对最大转矩和起动转矩有何影响？ 7-11 一台鼠笼异步电动机，原来转子是铜条，后因损坏改成铸铝，如输出同样功率，在通常情况下， sN、cos 1、η1、I1N、sm、Tmax、Tst 有何变化？ 7-12 一台 50Hz380 伏的异步电动机若运行于 60Hz、380 伏的电网上，设输出功率保持不变，问下列各 量是增大还是减小： 1） 1） 激磁电抗、激磁电流和电动机的功率因数； 2） 2） 同步转速和额定电流时的电机转速； 3） 3） 最大转矩和产生最大转矩时的转差率； 4） 4） 起动转矩； 5）电机效率。 7-13 增大异步电动机的气隙对空载电流、漏抗、最大转矩和起动转矩有何影响？ 7-14 一台六极异步电动机，额定功率 PN=28 千瓦，UN=380 伏，f1=50Hz，nN=950 转/分，额定负载时， cos1 = 0.88，pcu1+pFe=2.2 千瓦，pmec=1.1 千瓦，pad=0，计算在额定时的 sN、pcu2、ηN、I1 和 f2 。 7-15 一台 4 极异步电动机，额定功率 PN=5。5 千瓦， f1=50Hz，在某运行情况下，自定子方面输入的 功率为 6.32 千瓦，pcu1=341 瓦，pcu2=237.5 瓦，pFe=167.5 瓦，pmec=45 瓦，pad=29 瓦，试绘出该电机的 功率流程图，标明电磁功率、总机械功率和输出功率的大小，并计算在该运行情况下的效率、转差率、 转速及空载转矩、输出转矩和电磁转矩 。 第八章 三相异步电动机起动和调速
8-1普通鼠笼异步电动机在额定电压下起动,为什么起动电流很大,而起动转矩却不大? 8-2在应用降压起动来限制异步电动机起动电流时,起动转矩受到什么影响,比较各种降压的起动方法 着重指出起动电流倍数年和起动转矩倍数间的关系 8-3绕线式异步电动机在转子回路中串电阻起动时,为什么既能降低起动电流,又能增大起动转矩? 8-4绕线式异步电动机在起动和运行时,如将它的三相转子绕组接成Y形短接,或接成△形短接, 问对起动性能和运行性能有无影响,为什么? 8-5一台鼠笼异步电动机原来转子导条是铜的,后因损坏改成铝条,在其它条件不变情况下,对起动 性能有何影响?最大电磁转矩是否改变?若负载转矩不变,其转差率将如何变化? 8-6深槽和双鼠笼异步电动机在额定电压下起动,起动电流较小而起动转矩较大,为什么? 8-7双鼠笼异步电动机两笼之间为什么一定要有缝隙?深槽式异步电动机转子槽为什么要做得深而 窄 8-8在绕线式异步电动机的转子回路中串接电抗器或电容器是否能改善起动性能?是否能用来调速? 此时Tt、Tmax、Shm和额定负载下的效率和功率因数如何变化? 8-9为什么说一般的电动机不适用于需要在宽广范围内调速的场合,简述异步电动机有哪几种主要 的调速方法。 8-10异步电动机的电源电压、电源频率、转子电阻及电抗各对转速有何影响? 第九章三相异步电动机在不对称电压下运行单相异步电动机 9-1如果电源电压显著不对称,三相异步电动机能否带额定负载长期运行,为什么? 9-2正序电流产生的旋转磁场以什么速度截切转子,负序电流产生的旋转磁场以什么速度截切转子? 当三相异步电动机在不对称电压运行时,转子电流会有哪几种频率? 9-3当电源电压不对称时,三相异步电动机定子绕组产生的磁动势是什么性质?当三相是Y接线或△ 接线异步电动机缺相运行时,定子绕组产生的磁动势又是什么性质? 9-4三相异步电动机起动时,如电源一相断线,这时电动机能否起动,如绕组一相断线,这时电动机 能否起动?Y、△接线是否一样?如果运行中电源或绕组一相断线,能否继续旋转,有何不良后果? 9-5试比较单相异步电动机和三相异步电动机的转矩-转差率曲线,着重就以下各点比较: 1)1)当s=0时的转矩; 2)2)当s=1时的转矩 3)3)最大转矩 4)4)在有相同转矩时的转差率 5)5)当1<S<2时的转矩
8-1 普通鼠笼异步电动机在额定电压下起动，为什么起动电流很大，而起动转矩却不大？ 8-2 在应用降压起动来限制异步电动机起动电流时，起动转矩受到什么影响，比较各种降压的起动方法， 着重指出起动电流倍数年和起动转矩倍数间的关系。 8-3 绕线式异步电动机在转子回路中串电阻起动时，为什么既能降低起动电流，又能增大起动转矩？ 8-4 绕线式异步电动机在起动和运行时，如将它的三相转子绕组接成 Y 形短接，或接成 △形短接， 问对起动性能和运行性能有无影响，为什么？ 8-5 一台鼠笼异步电动机原来转子导条是铜的，后因损坏改成铝条，在其它条件不变情况下，对起动 性能有何影响？最大电磁转矩是否改变？若负载转矩不变，其转差率将如何变化？ 8-6 深槽和双鼠笼异步电动机在额定电压下起动，起动电流较小而起动转矩较大，为什么？ 8-7 双鼠笼异步电动机两笼之间为什么一定要有缝隙？深槽式异步电动机转子槽为什么要做得深而 窄？ 8-8 在绕线式异步电动机的转子回路中串接电抗器或电容器是否能改善起动性能？是否能用来调速？ 此时 Tst、Tmax、sm和额定负载下的效率和功率因数如何变化？ 8-9 为什么说一般的电动机不适用于需要在宽广范围内调速的场合，简述异步电动机有哪几种主要 的调速方法。 8-10 异步电动机的电源电压、电源频率、转子电阻及电抗各对转速有何影响？ 第九章 三相异步电动机在不对称电压下运行 单相异步电动机 9-1 如果电源电压显著不对称，三相异步电动机能否带额定负载长期运行，为什么？ 9-2 正序电流产生的旋转磁场以什么速度截切转子，负序电流产生的旋转磁场以什么速度截切转子？ 当三相异步电动机在不对称电压运行时，转子电流会有哪几种频率？ 9-3 当电源电压不对称时，三相异步电动机定子绕组产生的磁动势是什么性质？当三相是 Y 接线或△ 接线异步电动机缺相运行时，定子绕组产生的磁动势又是什么性质？ 9-4 三相异步电动机起动时，如电源一相断线，这时电动机能否起动，如绕组一相断线，这时电动机 能否起动？Y 、△接线是否一样？如果运行中电源或绕组一相断线，能否继续旋转，有何不良后果？ 9-5 试比较单相异步电动机和三相异步电动机的转矩---转差率曲线，着重就以下各点比较： 1） 1） 当 s=0 时的转矩； 2） 2） 当 s=1 时的转矩； 3） 3） 最大转矩； 4） 4） 在有相同转矩时的转差率； 5） 5） 当 1 s 2 时的转矩
