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第二章 交流电机练习
一、判断题（对的打√，错的打×）
1、三相异步电动机不管其转速如何改变，定子绕组上的电压、电流的频率及转子绕组中电势、电流的频率总是固定不变的。（× ）
2、交流电动机由于通入的是交流电，因此它的转速也是不断变化的，而直流电动机则其转速是恒定不变的。（ × ）
3、单相电机一般需借用电容分相方能起动，起动后电容可要可不要。（√ ）
4、异步电机转子的转速永远小于旋转磁场的转速。（ × ）
5、三相笼型异步电动机的电气控制线路，如果使用热继电器作过载保护，就不必再装设熔断器作短路保护。（× ）
6、转差率S是分析异步电动机运行性能的一个重要参数，当电动机转速越快时，则对应的转差率也就越大。（ × ）
7、三相异步电动机在起动时，由于某种原因，定子的一相绕组断路，电动机还能起动，但是电动机处于很危险的状态，电动机很容易烧坏。（√ ）
8、异步是指转子转速与磁场转速存在差异。（ √）
9、三相异步电动机为交流电机，同步电机为直流电机。（ × ）
10、正在运行的三相异步电动机突然一相断路，电动机会停下来。（ × ）
二、填空题
1、笼型异步电机的降压起动方法有： 定子绕组串自耦变压器（电阻、电抗） 、 星三角 、
延边三角形的降压起动 。
2、三相同步电动机所带的负载越轻，转子转速 不变 。同步电动机的常用启动方法是 异步起动，同步运行。
3、 电机转子转速 和 旋转磁场的转速 的差称为转差。当三相异步电动机的转差率S=1时，电动机处于 停止 状态，当S趋近于零时，电动机处于 同步 状态。
4、三相异步电动机的调速方法有：改变电源频率 调速、改变转差率 调速、 改变极对数 调速。
5、反接制动时，当电机接近于 转速为零时，应及时 退出反接制动 防止 电机反转 。
6、三相异步电动机的制动方法列举出三种方法： 反馈 制动、 能耗 制动、 反接 制动。
7、三相异步电动机进行变极调速时，将定子绕组串联时，磁极对数 大 （大或小），电动机可以 低 （高或低）速；定子绕组联结方式有△或YY， YY 的联结方式可以使电动机高速运行。
8、单相异步电动机定子绕组中产生的磁场是 脉动磁场 ，可分解为 转向相反 和 大小相同的两个圆形磁场 两部分。
三、选择题
1、关于交流电动机调速方法正确的有：( A )
A：变频调速； B：改变磁通调速；
C：改变转差率调速； D：定子串电阻调速。
2、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 B。
A：减少； B：增加； C：等于零。
3．三相异步电动机的何种制动又叫发电制动。（ B ）
A 反接制动；B 反馈制动； C 能耗制动。
4、机床上常用的电气制动方式中，不常用的是： （ D ）
A：能耗制动 B：反馈制动
C：反接制动 D：直接制动
5、异步电动机的转向是由（ A ）来决定的。
A、电源的相序 B、电源的相数 C、脉冲的宽度 D、脉冲的分配顺序
6、三相交流异步电动机缺一相的情况下，下述说法正确的是（ C ）。
A、不可以起动 B、可以起运，且转速很快
C、轻载时可以起动，但电机发热严重 D、没什么影响
7、三相交流异步电动机当定子三相绕组以及流入三相绕组的电流均对称时，合成旋转磁场矢量（ A ）。
A、大小、转速均不变 B、大小会变化，转速均匀
C、大小不变，转速会改变 D、大小、转速均会改变
8、可用于变转差率调速的电机是（ C）。
A、鼠笼式异步电动机 B、双鼠笼式异步电动机
C、绕线式异步电动机 D、单相异步电动机
9、电容分相式单相异步电动机有起动转矩的原因是（ B ）。
A、因为电动机转子轻，惯性小； B、因为可以产生旋转磁场
C、因为定子绕组的电流足够大； D、因为转差率较小
10、三相异步电动机降低电源电压后，其机械特性（ A ）。
A、过载能力降低 B、特性变硬
C、起动能力增强 D、理想空载转速减小
11、下述关于同步电动机说法正确的是（ D ）。
A、隐极式同步电动机适用于转速较低、高电压、大功率的场合；
B、凸极式同步电动机适用于转速较高、高电压、大功率的场合；
C、三相交流同步电动机没有起动转矩，是因为起动电流不够大；
D、三相交流同步电动机常用异步起动的方法，在一定条件下可作为容性负载使用。
三、简答题
1、电动机主电路中已装有熔断器，为什么还要装热继电器？它们的作用是否相同？
答：熔断器起的是短路保护的功能，防止电源短路；热继电器起的是过载保护的作用，防止电机长期过载，作用不一样，故两个元件均必须要有。
2、简述三相异步电动机的主要结构及其工作原理。
答：三相异步电动机主要有两种结构，即鼠笼式转子与绕线式转子两种结构。
工作原理：
3、什么叫自锁？试设计一简单带自锁的电机起动与停止控制电路。

自锁：通过将接触器辅助常开触点并在起动按钮两端，实现接触器线圈保持通电状态的方式。控制线路略。
4、三相异步电动机正常运行时，如果转子突然被卡住而不能转动，试问这时电动机的电流有何改变？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.
5、 有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50HZ，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。
n0=60f/p S=(n0-n)/ n0
=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.f2=Sf1=0.02*50=1 HZ
6、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.
7、 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.
8、 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, 降低瞬间电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变.
9、 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。
型号
PN/kW
UN/V
满载时
Ist/IN
Tst/TN
Tmax/TN
nN/r·min-1 IN/A ηN×100 cosφ
Y132S-6
3
220/380
960 12.8/7.2 83 0.75
6.5
2.0
2.0
试求：①线电压为380V时，三相定子绕组应如何接法？
②求n0,p,SN,TN,Tst,Tmax和Ist；
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 TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.8Nm
Tst/ TN=2 Tst=2*29.8=59.6 Nm
Tmax/ TN=2.0 Tmax=59.6 Nm
Ist/IN=6.5 Ist=46.8A
一般nN=(0.94-0.98)n0 n0=nN/0.96=1000 r/min
SN= (n0-nN)/ n0=(1000-960)/1000=0.04
P=60f/ n0=60*50/1000=3
③ η=PN/P输入
P输入=3/0.83=3.61
10、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.
11、三相异步电动机断了一根电源线后，为什么不能启动？而在运行时断了一线，为什么仍能继续转动？这两种情况对电动机将产生什么影响？
三相异步电动机断了一根电源线后，转子的两个旋转磁场分别作用于转子而产生两个方向相反的转矩，而且转矩大小相等。故其作用相互抵消，合转矩为零，因而转子不能自行启动，而在运行时断了一线，仍能继续转动方向的转矩大于反向转矩，这两种情况都会使电动机的电流增加。
12、三相异步电动机在相同电源电压下，满载和空载启动时，启动电流是否相同？启动转矩是否相同？
三相异步电动机在相同电源电压下，满载和空载启动时，启动电流和启动转矩都相同。Tst=KR2u2/(R22+X220) I=4.44f1N2/R 与U，R2，X20有关
13、 线绕式异步电动机采用转子串电阻启动时，所串电阻愈大，启动转矩是否也愈大？
线绕式异步电动机采用转子串电阻启动时，所串电阻愈大，启动转矩愈大
14、 为什么线绕式异步电动机在转子串电阻启动时，启动电流减小而启动转矩反而增大？
Tst=KR2U2/（R22+X202） 当转子的电阻适当增加时，启动转聚会增加。
15、异步电动机有哪几种调速方法？各种调速方法有何优缺点？
① 调压调速 这种办法能够无级调速，但调速范围不大
② 转子电路串电阻调速 这种方法简单可靠，但它是有机调速，随着转速降低特性变软，转子电路电阻损耗与转差率成正比，低速时损耗大。
③ 改变极对数调速 这种方法可以获得较大的启动转矩，虽然体积稍大，价格稍高，只能有机调速，但是结构简单，效率高特性高，且调速时所需附加设备少。
④ 变频调速 可以实现连续的改变电动机的转矩，是一种很好的调速方法。
16、 什么叫恒功率调速？什么叫恒转矩调速？
恒功率调速是人为机械特性改变的条件下，功率不变。恒转矩调速是人为机械特性改变的条件下转矩不变。
17、 异步电动机有哪几种制动状态？各有何特点？
异步电动机有三种反馈制动,反接制动和能耗制动
. 反馈制动当电动机的运行速度高于它的同步转速,即n1.>n0时一部电动机处于发电状态.这时转子导体切割旋转磁场的方向与电动机状态时的方向相反.电流改变了方向,电磁转矩也随之改变方向..
反接制动 电源反接改变电动机的三相电源的相序,这就改变了旋转磁场的方向,电磁转矩由正变到负,这种方法容易造成反转..倒拉制动出现在位能负载转矩超过电磁转矩时候,例如起重机放下重物时,机械特性曲线如下图,特性曲线由a到b,在降速最后电动机反转当到达d时,T=TL系统到达稳定状态,

b a

d

能耗制动 首先将三项交流电源断开,接着立即将一个低压直流电圆通入定子绕组.直流通过定子绕组后,在电动机内部建立了一个固定的磁场,由于旋转的转子导体内就产生感应电势和电流,该电流域恒定磁场相互作用产生作用方向与转子实际旋转方向相反的转矩,所以电动机转速迅速下降,此时运动系统储存的机械能被电动机转换成电能消耗在转子电路的电阻中.
18、 试说明异步电动机定子相序突然改变时，电动机的降速过程。

b a
1

2
c

异步电动机定子相序突然改变,就改变了旋转磁场的方向,电动机状态下的机械特性曲线就由第一象限的曲线1变成了第三象限的曲线2但由于机械惯性的原因,转速不能突变,系统运行点a只能平移到曲线2的b点,电磁转矩由正变到负,则转子将在电瓷转矩和服在转矩的共同作用下迅速减速,在从点b到点c的整个第二相限内,19、试画出单相异步电机电容分相式主电路，为什么改变QB的接通方向即可改变单相异步电动机的旋转方向？
20、 同步电动机的工作原理与异步电机的有何不同？
异步电动机的转子没有直流电流励磁,它所需要的全部磁动势均由定子电流产生,所以一部电动机必须从三相交流电源吸取滞后电流来建立电动机运行时所需要的旋转磁场,它的功率因数总是小于1的,同步电动机所需要的磁动势由定子和转子共同产生的当外加三相交流电源的电压一定时总的磁通不变,在转子励磁绕组中通以直流电流后,同一空气隙中,又出现一个大小和极性固定,极对数与电枢旋转磁场相同的直流励磁磁场,这两个磁场的相互作用,使转子北电枢旋转磁场拖动着一同步转速一起转动.21、 一般情况下，同步电动机为什么要采用异步启动法？
22、 为什么可以利用同步电动机来提高电网的功率因数？
当直流励磁电流大于正常励磁电流时,电流励磁过剩,在交流方面不仅无需电源供电,而且还可以向电网发出点感性电流与电感性无功功率,正好补偿了电网附近电感性负载,的需要.使整个电网的功率因数提高.