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三相异步电动机复习练习试题

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第2、4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
同步转速与磁极对数和电源频率之间的关系
转矩与转速的关系
转矩与转差率的关系，
过载系数，起动能力，效率
Y-△降压起动,
自耦降压起动,

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f1 =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）
11．三相异步电机的调速方法有  、  和 转子回路串电阻调速。（变极调速、变频调速）
12．电动机的额定转矩应 最大转矩。（小于）
13．三相异步电动机机械负载加重时，其定子电流将 。（增大）
14．三相异步电动机负载不变而电源电压降低时，其转子转速将 。（降低）
15．绕线式异步电动机通过转子回路串接 来改善起动和调速性能的。（三相对称可变电阻）
16． 笼型三相异步电动机常用的降压起动方法有： 起动和 起动。（Y-△降压、自耦变压器降压）
17．三相异步电动机采Y- △降压起动时，其起动电流是三角联接全压起动电流的       ，起动转矩是三角联接全压起动时的  。 （ 1/3、  1/3）
18．三相异步电动机的额定功率是额定状态时电动机转子轴上输出的机械功率，额定电流是满载时定子绕组的 电流，其转子的转速 旋转磁场的速度。（线、小于）
19．电动机铭牌上所标额定电压是指电动机绕组的  。(线电压)
20．某三相异步电动机额定电压为380/220V，当电源电压为220V时，定子绕组应接成 接法；当电源电压为380V时，定子绕组应接成 接法。（三角形、星形）
21．在额定工作情况下的三相异步电动机，已知其转速为960 r/min，电动机的同步转速为： 、磁极对数为： 对，转差率为0.04。（1000 r/min、3）
22．三相异步电动机的定子主要由 和 组成。（铁芯，线圈）
23．三相异步电动机的转子主要由 和 组成。（铁芯，线圈）
24．一台三相二极异步电动机，如果电源的频率f1 =50Hz ，则定子旋转磁场每秒在空间转 50 转。
25．三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。
26．三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  。
27．三相异步电机的调速方法有 变极调速 、变频调速和  转子回路串电阻调速 。
28．三相异步电动机的额定功率是额定状态时电动机转子轴上 功率，额定电流是满载时定子绕组的 电流，其转子的转速小于旋转磁场的速度。（输出的机械、线）
29在额定工作情况下的三相异步电动机，已知其转速为960 r/min，电动机的同步转速为： 、磁极对数为p=3，转差率为： 。（1000 r/min、0.04）

二、选择题

1．异步电动机旋转磁场的转向与___ _有关。C
A.电源频率 B.转子转速C.电源相序
2．当电源电压恒定时，异步电动机在满载和轻载下的起动转矩是________。A
A.完全相同的 B.完全不同的 C.基本相同的
3．当三相异步电动机的机械负载增加时，如定子端电压不变，其旋转磁场速度___。C
A.增加 B.减少 C.不变
4．当三相异步电动机的机械负载增加时，如定子端电压不变，其转子的转速____。B
A.增加 B.减少 C.不变
5．当三相异步电动机的机械负载增加时，如定子端电压不变，其定子电流______。A
A.增加 B.减少 C.不变
6．当三相异步电动机的机械负载增加时，如定子端电压不变，其输入功率______。A
A.增加 B.减少 C.不变
7．鼠笼式异步电动机空载运行与满载运行相比，其电动机的电流应______。B
A.大 B.小 C.相同
8．鼠笼式异步电动机空载起动与满载起动相比：起动转矩______。C
A.大 B.小 C.不变
9．三相异步电动机形成旋转磁场的条件是_______。C
A.在三相绕组中通以任意的三相电流 B.在三相对称绕组中通以三个相等的电流
C.在三相对称绕组中通以三相对称的正弦交流电流
10．降低电源电压后，三相异步电动机的起动转矩将________。A
A.减小 B.不变 C.增大
11．降低电源电压后，三相异步电动机的起动电流将________。A
A.减小 B.不变 C.增大
12.三相异步电动机在稳定运转情况下，电磁转矩与转差率的关系为_______。C
A. 转矩与转差率无关 B. 转矩与转差率平方成正比
C. 转差率增大，转矩增大 D.转差率减小，转矩增大
13．某三相异步电动机的额定转速为735r/min， 相对应的转差率为_______。B
A. 0.265 B. 0.02 C. 0.51 D.0.183
14．异步电动机起动电流大的原因是_______。B
A.电压太高 B.与旋转磁场相对速度太大 C.负载转矩过大
15．三相异步电动机采用Ｙ－△起动时，其起动转矩为__________。A
A.1/3 B.1/2 C. 3 D.2
16．三相异步电动机在一定的负载转矩下运行，若电源电压降低，定子电流将_____。A
A.增大 B.降低 C.不变
17．三相异步电动机在一定的负载转矩下运行，若电源电压降低，电动机的转速将______。B
A.增大 B.降低 C.不变
18．从降低起动电流来考虑，三相异步电动机可以采用降压起动，但起动转矩将_______，因而只适用空载或轻载起动的场合。A
A.降低 B.升高 C.不变
19．从降低起动电流来考虑，三相异步电动机可以采用降压起动，但起动转矩将降低，因而只适用_______或轻载起动的场合。C
A. 重载 B.轻载 C. 空载
20．从降低起动电流来考虑，三相异步电动机可以采用降压起动，但起动转矩将降低，因而只适用空载或_______起动的场合。B
A.空载 B.轻载 C.重载
21．有两台三相异步电动机，它们的额定功率相同，但额定转速不同，则__ _。B
A.额定转速大的那台电动机，其额定转矩大
B.额定转速小的那台电动机，其额定转矩大
C.两台电机的额定转矩相同。
22．一台三相异步电动机的负载转矩恒定不变，若电源电压下降，则在新的稳定运转情况下，电动机定子绕组中电流Ｉ1将 _____。B
(A)不变 B.增大 C.下降
23．工频条件下，三相异步电动机的额定转速为1420转/分，则电动机的磁对数为 。B
A.1 B. 2 C.3 D.4
24．一台磁极对数为3的三相异步电动机，其转差率为3%，则此时的转速为 。C
A.2910 B. 1455 C. 970
25.异步电动机的转动方向与__ __有关。 D
A.电源频率 B.转子转速 C.负载转矩 D.电源相序
26.低压电动机绕组相间及对地的绝缘电阻，用500V绝缘电阻表摇测，应不低于                。 B
A. 0.38MΩ         B. 0.5MΩ           C. 1MΩ D.10MΩ
27.鼠笼式异步电动机空载起动与满载起动相比：起动电流______。 C
A.大 B.小 C.不变 D.无法确定
28.鼠笼式异步电动机空载起动与满载起动相比：起动转矩______。 C
A.大 B.小 C.不变 D.无法确定
29. 鼠笼式异步电动机空载运行与满载运行相比：最大转矩______。 C
A.大 B.小 C.不变 D.无法确定
30.降低电源电压后，三相异步电动机的起动电流将________。 A
A.降低 B.不变 C.提高 D.无法确定
31.降低电源电压后，三相异步电动机的起动转矩将________。 A
A.降低 B.不变 C.提高 D.无法确定
32.三相异步电动机起动转矩不大的主要原因是 。D
A.起动时电压低  B.起动时电流不大  C.起动时磁通少 D.起动时功率因数低
33.一台三相异步电动机，其铭牌上标明额定电压为220/380V，其接法应是                  。B
A.Υ/△          B.△/Υ           C.△/△           D.Υ/Υ
34.三相异步电动机的额定功率是指电动机  。D
A.输入的视在功率  B.输入的有功功率  C.产生的电磁功率 D.输出的机械功率

三、计算题：

1．在额定工作情况下的三相异步电动机Y180L-6型，其转速为960转/分，频率为50赫兹，问电机的同步转速是多少？有几对磁极对数？转差率是多少？
解：∵ nN=960(r/min) ∴n0=1000(r/min)（3分）
p=3 （3分） （4分）
2．一台两极三相异步电动机，额定功率10KW，额定转速为ｎN＝2940转／分，额定频率ｆ1＝５０Ｈｚ，求：额定转差率ＳN，轴上的额定转矩ＴN。
解: sN=(ｎ0-ｎN)/ｎ0=(3000-2940)/3000=0.02 （5分）
ＴN＝9550ＰN／ｎN＝9550×10/2940=32.48牛·米（5分）
3．一台三相异步电动机，电源频率ｆ1= 50Hz，额定转差率ＳN＝２％。求：当极对数Ｐ＝３时电动机的同步转速ｎ1及额定转速ｎN。
解: 因：ｎ0=60ｆ1/ｐ 所以Ｐ＝3时, ｎ0=60×50/3=1000 (r/min) （5分）
则ｎN =ｎ0(1-ｓN)=980(r/min) （5分）
4．极数为８的三相异步电动机，电源频率ｆ1＝50Ｈｚ，额定转差率ＳN＝0.04，ＰN＝10KW，求：额定转速和额定电磁转矩。
解: ｎ0=60ｆ1=/ｐ= 300/4=750转/分（3分） ∴ｎN =ｎ0(1-ｓN) =720转/分 （3分）
ＴN＝9550ＰN／ｎN＝132.6 Ｎ.ｍ（4分）
5．有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下:型号 Ｙ180Ｌ－6，50Ｈz，15ＫＷ，380Ｖ，31.4Ａ，970r/min，cosφ＝0.88，当电源线电压为380Ｖ时，问：(1)电动机满载运行时的转差率；(2)电动机的额定转矩；(3)电动机满载运行时的输入电功率；(4)电动机满载运行时的效率。
解: (1) sN=(ｎ0-ｎN)/ｎ0
ｎ0＝1000r/min ∴Ｓ＝0.03 （3分）
(2) 电动机额定转矩ＴN＝9550ＰN/ｎN＝147.66 牛·米 （3分）
(3) ∵ＰN＝１５ＫＷ Ｐ1＝ＵLＩLcosφ＝18.2ＫＷ（2分）
(4) 电机效率为 η＝ＰN/Ｐ1＝82.8％（2分）
6．一台异步电动机的技术数据为：ＰN=2.2ＫＷ，ｎN＝1430r／min，ηN=0.82，cosφ＝0.83，ＵN为220／380伏。求Ｙ形和△形接法时的额定电流ＩN。
解: Ｐ1=ＰN/η= 2.2/0.82 = 2.68 KW （2分）
Ｙ连接时：ＩN＝Ｐ1／(ＵLcosφ)＝2.68×10/(×380×0.83)=4.91A （4分）
△连接时： ＩN＝Ｐ1／(ＵLcosφ)＝2.68×10/(×220×0.83)=8.5A（4分）
7．某异步电动机，其额定功率为55ＫＷ，额定电压380Ｖ、额定电流101Ａ，功率因数0.9。试求该电机的效率。
解: Ｐ1＝ＵLＩLcosφ=×380×101×0.9=59.8KW （5分）
效率 η=ＰN／Ｐ1= 55/59.8 = 0.92 （5分）
8．有一台四极异步电动机的额定输出功率为28ＫＷ，额定转速为1370转/分，过载系数λ＝2.0，试求异步电动机的：①额定转矩 ②最大转矩 ③额定转差率
解: ⑴ ＴN＝9550×28／1370＝195.2(牛·米) （4分）
⑵ Ｔmax＝λＴN＝2×195.2＝390.4(牛·米) （3分）
⑶ sN=(ｎ0-ｎN)/ｎ0＝(1500－1370)＝0.087（3分）
9．已知一台三相异步电动机的技术数据如下：额定功率4.5ＫＷ，额定转速950r/min，ｆ1=50Hz，试求： ①极对数ｐ；②额定转差率ＳN；③额定转矩ＴN；
解：⑴由已知ｎN950r/min与之接近的同步转速ｎ1＝1000r/min （2分）
∴ Ｐ＝60ｆ1／ｎ0＝60×50／1000＝3 （2分）
⑵ sN=(ｎ0-ｎN)/ｎ1＝(1000－950)／1000＝0.05（3分）
⑶ＴN＝9550ＰN／ｎN＝9550×4.5／950＝45.2Ｎ·ｍ（3分）
10．已知一台三相异步电动机的技术数据如下：额定功率4.5ＫＷ，转速950r/min，效率84.5％，cosφ＝0.8，起动电流与额定电流之比Ist/IN＝5,最大转矩与额定转矩之比Ｔmax/ＴN=2, 起动转矩与额定转矩之比Tst/TN =1.4，ＵN =220／380Ｖ，ｆ1=50Hz，试求：试求：三角形联接时的 ①额定电流ＩN；②起动电流Ｉst；③起动转矩Ｔst；④最大转矩Ｔmax 。
解: ∵ Ｐ1＝ＰN／ηＰ1＝NＵNＩNcosφ（1分）
∴ ＩN＝ＰN／(ηＵNcosφ) ＴN＝9550ＰN／ｎN＝45.2Ｎ·ｍ（1分）
(1)Δ形接法 ＵN＝220Ｖ
∴ ＩN＝4.5×1000／(0.845××220×0.8)＝17.47Ａ （2分）
(2) Ｉst＝5ＩN＝5×17.47＝87.4Ａ, （2分）
(3) Ｔst＝1.4ＴN＝1.4×45.2＝63.3Ｎ·ｍ （2分）
（4）Ｔmax＝2ＴN＝2×45.2＝90.4Ｎ·ｍ（2分）
11．已知一台三相异步电动机的技术数据如下：额定功率4.5ＫＷ，转速950r/min，效率84.5％，cosφ＝0.8，起动电流与额定电流之比Ist/IN＝5,最大转矩与额定转矩之比Ｔmax/ＴN=2, 起动转矩与额定转矩之比Tst/TN =1.4，ＵN =220／380Ｖ，ｆ1=50Hz，试求：试求：星形联接时的 ①额定电流ＩN；②起动电流Ｉst； ③起动转矩Ｔst；④最大转矩Ｔmax 。
解: (1) ∵ Ｐ1＝ＰN／ηＰ1＝NＵNＩNcosφ （1分）
∴ ＩN＝ＰN／(ηＵNcosφ) （1分）
Ｙ形接法 ＵN＝380Ｖ
∴ ＩN＝4.5×1000／(0.845××380×0.8)＝10.1Ａ（2分）
(2) Ｉst＝5ＩN＝5×10.1＝50.5Ａ （2分）
(3) Ｔst＝1.4ＴN＝1.4×45.2＝63.3Ｎ·ｍ （2分）
(4) Ｔmax＝2ＴN＝2×45.2＝90.4Ｎ·ｍ（2分）
12．某三相异步电动机其额定功率为10千瓦,额定电压为380伏,以△联接,额定效率为87.5％，额定功率因数为0.88，额定转速为2920转／分。过载能力为2.2，起动能力为1.4，试求电动机额定电流、额定转矩、起动转矩、最大转矩。
解:(1)电动机输入功率 Ｐ1＝10KW/0.875=11.43KW （2分）
ＩN＝Ｐ1／(ＵNcosφ)＝11.43×103/(×380×0.88)=19.73A （2分）
(2)ＴN＝9550ＰN／ｎN＝9550×10/2920=32.7牛·米 （2分）
(3)Ｔst＝1.4ＴN=1.4×32.7=45.8牛·米 （2分）
(4)Ｔmax=2.2×ＴN＝2.2×32.7=71.9牛·米（2分）
13．三相异步电动机的技术数据如下：电压220/380Ｖ，接法△/Ｙ，功率0.6ＫＷ，电流2.0／1.4Ａ，功率因数0.86，转速2870转／分，电源频率为50Ｈz。求: (1)电源输入功率， (2)额定转矩。(3)转差率，(4)额定效率。
解：(1)输入功率Ｐ1=ＵNＩNcosφ＝×380×1.4×0.86=0.792KW （2分）
(2)额定转矩ＴN＝9550ＰN／ｎN＝9550×0.6/2870=2.0牛·米（2分）
(3)转差率 s =(ｎ0-ｎ)/ｎ0= (3000-2870)/3000=0.043 （2分）
(4)输入功率Ｐ1=ＵNＩNcosφ＝×380×1.4×0.86=0.792KW（2分）
额定效率 η=ＰN／Ｐ1＝0.6/0.792=75.7％ （2分）
14．Y180L-4型电动机的额定功率为22kw，额定转速为1470r/min，频率为50HZ，最大电磁转矩为314.6N.m。试求电动机的过载系数？
解：(N.m) （3分）
（2分）
15．一台Y132－52－４型三相异步电动机其额定数据如下：转速：1450r/min，功率：10kW，电压：380Ｖ，接法：△，效率：87.5％，功率因数：0.87，试求：ＩN、ＳN。
解：ＰN=ＵNＩNcosφη＝×380×ＩN×0.87×0.875=10KW （2分）
则ＩN＝103/501＝20 Ａ （4分） ｎ1＝1500 ｒ／ｍｉｎ （2分）
∴ Ｓ＝（ｎ0－ｎ）／ｎ0＝0.033 （2分）
16．已知Y180M-4型三相异步电动机，其额定数据如下表所示。求：(1)额定电流IN； (2)额定转差率SN； (3)额定转矩TN；最大转矩TM、起动转矩Tst。
额定
功率
(kw)
额定
电压
（V）
满 载 时
起动电流
起动转矩
最大转矩
接法
转速
(r/min)
效率
(%)
功率
因数
额定电流
额定转矩
额定转矩
18.5
380
1470
91
0.86
7.0
2.0
2.2
△

解：（1）额定电流IN====35.9(A) （2分）
（2）额定转差率SN=(1500-1470)/1500=0.02（2分）
（3）额定转矩TN=9550×18.5/1470=120(N.m) （2分）
最大转矩TM=2.2×120=264(N.m) （2分）
起动转矩Tst=2.0×120=240(N.m) （2分）
17．一台Y132－52－４型三相异步电动机其额定数据如下：转速：1450r/min，功率：10kW，电压：380Ｖ，接法：△ ，效率：87.5％ ，功率因数：0.87， Tst/TN ＝1.4，Ｔmax／ＴN＝2.0。试求: (1)接380Ｖ电压直接起动时的Ｔst (2)采用Ｙ－△降压起动时的Ｔst’。
解：(1)电机直接起动时ＴN＝9.550·ＰN／ｎN＝65.86 牛·米 （4分）
起动转矩 Ｔst＝1.4ＴN＝92.21 牛·米 （3分）
（2）采用Ｙ－△降压起动Ｔ'st＝Ｔst／3＝30.74 牛·米 （3分）
18．某三相异步电动机Tst＝1.4 TN，采用Ｙ－△起动，问在下述情况下电动机能否起动？ (1)负载转矩为0.5ＴN， (2)负载转矩为0.25ＴN。
解: 因为Ｙ－△起动时的起动转矩Ｔ'st= Ｔst/3=1.4ＴN/3, （3分）
故有0.25ＴN<Ｔ'st<0.5Ｔ，（3分）
所以，当负载转矩为0.5ＴN时，电动机不能起动。（2分）
当负载转矩为0.25ＴN时，电动机能起动。（2分）
19．某三相异步电动机，其起动能力为1.3，当电源电压下降30％时（即电源电压只有额定电压的70％）时，电动机轴上的负载为额定负载的一半。问电动机能否起动起来？(通过计算说明)
解: Ｔst=1.3×(0.7)2ＴN＝0.637ＴN （4分）
 ＴC＝0.5ＴN（3分）
Ｔst＞ＴC∴ 能带动负载起动。 （3分）
20．某三相异步电动机，ＵN＝380Ｖ，ｎN＝1430r/m，ＰN＝3ＫＷ，Ｔst／ＴN＝1.2, 求： (1)Ｔst和ＴN；(2)额定负载情况下，若Ｕ＝0.8ＵN，试通过计算说明电动机能否满载起动。
解:(1)ＴN＝9.550·ＰN／ｎN＝9550×3/1430=20牛·米 （3分）
Ｔst =1.2ＴN =24牛·米 （2分）
(2)∵ Ｔst∝Ｕ12 ∴ Ｔ'st=(0.8)2Ｔst= 0.768ＴN＜ＴN （3分）
故不能满载起动。（2分）

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