感应电机.

第五章 感应电机

一、 填空

1. 如果感应电机运行时转差率为s，则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的比例是

Pe:P:pCu2= 。

2. ★当三相感应电动机定子绕组接于50Hz的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为 ，定子绕组感应电势的频率为 ，如转差率为s，此时转子绕组感应电势的频率 ，转子电流的频率为 。

3. 三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时sm= ,转子总电阻值约为 。

4. ★感应电动机起动时，转差率s ，此时转子电流I2的值 ，

cos2 ,主磁通比，正常运行时要 ，因此起动转

矩 。

5. ★一台三相八极感应电动机的电网频率50Hz，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为 ，转子电势的频率为 。当转差率为0.04时，转子的转速为 ，转子的电势频率为 。

6. 三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括 ， ， ，和 ，电动机空载输入功率P0与这些损耗相平衡。

7. 三相感应电机转速为n，定子旋转磁场的转速为n1，当nn1时为 运行状态；当nn1时为 运行状态；当n与n1反向时为 运行状态。 8. 增加绕线式异步电动机起动转矩方法有 ， 。 9. ★从异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应比异步电机的空气隙要 ，其原因是 。

10. ★一台频率为 f60Hz1的三相感应电动机，用在频率为50Hz的电源上（电压不变），电动机的最大转矩为原来的 ，起动转矩变为原来的 。 11. 感应电动机最大转矩公式 Tmax 。

12. 一台三相异步电动机的额定功率PN是指额定运行时的 功率，如果撤换其 2

定子绕组，将每相匝数减小了，在电源电压不变的条件下，气隙中的每极磁通将 。

13. ★若感应电动机的漏抗增大，则其起动转矩 ，其最大转矩 。

14. ★铁心饱和程度增加，则感应电机的激磁电抗Xm 。

15. 深槽和双笼型感应电动机是利用 原理来改善电动机的起动性能的，但其正常运行时 较差。

16. 绕线型感应电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流 ，起动转矩 。

二、 选择

1. 绕线式三相感应电动机，转子串电阻起动时（ ）。

A 起动转矩增大，起动电流增大； B 起动转矩增大，起动电流减小； C 起动转矩增大，起动电流不变； D 起动转矩减小，起动电流增大。

2. 一台50Hz三相感应电动机的转速为n720r/min，该电机的级数和同步转速为

（ ）。

Ａ ４极，1500r/min； Ｂ ６极，1000r/min； Ｃ ８极，750r/min； Ｄ １０极，600r/min。 3. ★笼型三相感应电动机的额定状态转速下降10%，该电机转子电流产生的旋转磁动势 相对于定子的转速（ ）。

A 上升 10%； B 下降10%；

C 上升 1/(110%)； D 不变。

4. 国产额定转速为1450r/min的三相感应电动机为（ ）极电机。

A 2； B 4； C 6； D 8。

5. ★一台三相感应电动机拖动额定恒转矩负载运行时若电源电压下降10%此时电机的电磁转矩（ ）。 A TTN ； B T0.81TN； C T0.9TN ； D TTN。

6. ★三相异步电动机气隙增大，其他条件不变，则空载电流（ ）。

A 增大 ； B 减小 ； C 不变 ； D 不能确定。 7. 三相感应电动机等效电路中的附加电阻

(1s)R2 上所消耗的电功率应等于s 3

（ ）：

A 输出功率P2； B 输入功率P1 ； C 电磁功率Pem ； D 总机械功率P。

8. 与普通三相感应电动机相比，深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，性能差一些，主要是（ ）。

A 由于R2增大，增大了损耗； B 由于X2减小，使无功电流增大； C 由于X2的增加，使cos2下降； D 由于R2减少，使输出功率减少。

9. ★适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻R2时，电动机的（ ）。 A Ist减少, Tst增加, Tmax不变, sm增加； B Ist增加, Tst增加, Tmax不变, sm增加； C Ist减少, Tst增加, Tmax增大, sm增加； D Ist增加, Tst减少, Tmax不变, sm增加。

10. ★三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调速，运行时在不同转速上时，其转子回路电流的大小（ ）。

A 与转差率反比 ； C 与转差率无关；

B 与转差率正比 ； D 与转差率成某种函数关系。 11. 三相感应电动机电磁转矩的大小和（ ）成正比

A 电磁功率 ； B 输出功率 ； C 输入功率 ； D 全机械功率 。

12. ★设计在f150Hz电源上运行的三相感应电动机现改为在电压相同频率为60Hz的电网上，其电动机的（ ）。

A Tst减小，Tmax减小，Ist 增大； B Tst减小，Tmax增大，Ist减小； C Tst减小，Tmax减小，Ist减小； D Tst增大，Tmax增大， Ist增大。 13. 一台绕线式感应电动机，在恒定负载下，以转差率s运行，当转子边串入电阻R2R2,

测得转差率将为（ ）（R已折算到定子边）。

 4

A 等于原先的转差率s； B 三倍于原先的转差率s； C 两倍于原先的转差率s； D 无法确定。 14. 国产额定转速为960r/min的感应电动机为（ ）电机。

A 2极； B 4极； C 6极； D 8极。

15. ★如果有一台三相感应电动机运行在转差率为s0.25，此时通过气隙传递的功率有

（ ）。

A 25%的转子铜耗； B 75%是转子铜耗； C 75%是输出功率； D 75%是全机械功率。

三、判断

1. 三相感应电动机转子为任意转数时，定、转子合成基波磁势转速不变 。 （ ）

2. ★三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动转矩就越大。 （ ） 3. 当三相感应电动机转子绕组短接并堵转时，轴上的输出功率为零，则定子边输入功率亦为零 。 （ ）

4. 三相感应电动机的功率因数cos1总是滞后的 。 （ ）

5. ★感应电动机运行时，总要从电源吸收一个滞后的无功电流。 （ ） 6. ★只要电源电压不变，感应电动机的定子铁耗和转子铁耗基本不变。 （ ） 7. 感应电动机的负载转矩在任何时候都绝不可能大于额定转矩。 （ ） 8. 绕线型感应电动机转子串电阻可以增大起动转矩；笼型感应电动机定子串电阻亦可以增大起动转矩。 （ ） 9. 三相感应电动机起动电流越大，起动转矩也越大。 （ ） 10. ★三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动电流就越小。 （ ） 11. 深槽型和双笼型感应电动机与普通笼型电动机相比，能减小起动电流的同时增大起动转矩。 （ ）

12. ★绕线型感应电动机转子回路串电阻调速在空载或轻载时的调速范围很大。

（ ） 13. 三相感应电动机的起动电流很大，所以其起动转矩也很大。 （ ） 14. 三相感应电动机的起动电流和起动转矩都与电机所加的电源电压成正比。 （ ） 15. 在机械和工艺容许的条件下，感应电机的气隙越小越好。 （ ） 16. ★对于感应电动机，转差功率就是转子铜耗。 （ ） 17. 定、转子磁动势相对静止是一切电机能正常运行的必要条件。 （ ） 18. ★感应电动机空载运行时的功率因数很高。 （ ）

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四、简答

1. 感应电动机等效电路中的(1s')R2代表什么含义？ 能否用电抗或电容代替﹖为什s么？

2. ★感应电机转速变化时，转子磁势相对定子的转速是否改变？相对转子的转速是否改

变？

3. ★绕线型感应电动机，若⑴转子电阻增加；⑵漏电抗增大；⑶电源电压不变，但频率

由50Hz变为60Hz；试问这三种情况下最大转矩，起动转矩，起动电流会有什么变化？

4. ★三相感应电动机运行时，若负载转矩不变而电源电压下降10%，对电机的同步转速

n1，转子转速n，主磁通m，功率因数cos1，电磁转矩Tem有何影响？

5.

''说明三相异步电动机等效电路中，参数R1,X1,Rm,Xm,R2以及,X21s'R2各代表s什 么意义？

6. 感应电动机运行时，定子电流的频率是多少？由定子电流产生的旋转磁动势以什么速

度 切割定子和转子？由转子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定子和转子？两个基波磁动势的相对运动速度多大？

7. 说明三相感应电动机转子绕组折算和频率折算的意义，折算是在什么条件下进行的？ 8. ★普通笼型感应电动机在额定电压下起动时，为什么起动电流很大，而起动转矩并不

大？

9. 感应电动机带负载运行，若电源电压下降过多，会产生什么严重后果？如果电源电压

下 降20%，对最大转矩、起动转矩、转子电流、气隙磁通、转差率有何影响（设负载转矩不 变）？

10. ★漏抗大小对感应电动机的起动电流、起动转矩、最大转矩、功率因数等有何影响？

成反比，漏抗越大，答 当电源电压和频率一定时，最大转矩近似与漏抗X1X2起动电流、起动转矩越小，功率因数越低。

11. 两台型号完全相同的笼型感应电动机共轴联接，拖动一个负载。如果起动时将它们的定子绕组串联以后接至电网上，起动完毕后再改为并联。试问这样的起动方法，对起动电流和起动转矩有何影响？

12. 绕线式感应电动机在转子回路串电阻起动时，为什么既能降低起动电流，又能增大起动转矩？所串电阻是否越大越好？

13. ★一台笼型感应电动机，原来转子是插铜条的，后因损坏改为铸铝的。如输出同样转矩，电动机运行性能有什么变化？

14. ★感应电动机定子绕组与转子绕组之间没有直接的联系，为什么负载增加时，定子电流和输入功率会自动增加，试说明其物理过程。从空载到满载电机主磁通有无变化？

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15. ★感应电动机在轻载下运行时，试分析其效率和功率因数都较额定负载时低的原因。如定子绕组为联接的感应电动机改为Y联接运行，在轻载下其结果如何？此时所能负担的最大负载必须少于多少？

16. ★为什么相同容量的感应电机的空载电流比变压器的大很多？

答 变压器的主磁路全部用导磁性能良好的硅钢片构成，感应电机的主磁路除了用硅钢片构成的定、转子铁心外，还有空气隙。气隙的长度尽管很小，但磁阻很大，使得感应电机主磁路的磁阻比相应的变压器大，感应电机空载电流标么值为0.2~0.5，变压器空载电流的标么值为 0.02~0.1。

17. 感应电机中，主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同？ 18. 分析转差率s对感应电动机效率的影响。

19. 异步电动机的转子有哪两种类型，各有何特点?

20. ★异步电动机的气隙比同步电动机的气隙大还是小?为什么？

21. 三相异步电动机的主磁通指什么磁通？它是由各相电流分别产生的各相磁通，还是由

三相电流共同产生的？在等效电路中哪个电抗参数与之对应?该参数本身是一相的还是三相的值?它与同步电动机的哪个参数相对应?这与变压器中的励磁电抗是完全相同的概念吗？

22. 如果电源电压不变，则三相异步电动机的主磁通大小与什么因素有关?

23．★当主磁通确定之后，异步电动机的励磁电流大小与什么有关?有人说，根据任意两台同容量异步电动机励磁电流的大小，便可比较其主磁通的大小，此话对吗?为什么? 24. ★绕线型异步电机转子绕组的相数、极对数总是设计得与定子相同，鼠笼型异步电机

的转子相数、极对数又是如何确定的呢?与鼠笼条的数量有关吗？

25. 三相异步电动机的堵转电流与外加电压、电机所带负载是否有关?关系如何？是否堵

转电流越大堵转转矩也越大?负载转矩的大小会对起动过程产生什么影响？

五、计算

1. 一台三相感应电动机，额定功率PN4kW，额定电压UN380V，型接法，额

定转速nN1442r/min，定、转子的参数如下：

3.18 Rm11.9； R14.47 R29.85 Xm6.7。 X16.7 X2试求在额定转速时的电磁转矩、最大转矩、起动电流和起动转矩。

2. 一台50Hz、八极的三相感应电动机，额定转差率sN=0.043，问该机的同步转速是多

少？当该机运行在700r/min时，转差率是多少？当该机运行在800r/min时，转差率是多少？当该机运行在起动时， 转差率是多少？

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3. ★有一台三相四极感应电动机，50Hz，UN380V，Y接法，cosN0.83，

0.34，sN0.04，机械损耗与附加损耗之和为288W。设R10.35，R2N20.5A，求此电动机额定运行时的输出功率、电磁功率、电磁转矩和负载转I1NI2矩。

4. ★一台三相感应电动机，PN7.5W，额定电压UN380V，定子接法，频率为

50Hz。额定负载运行时，定子铜耗为474W，铁耗为231W，机械损耗45W，附加损

耗37.5W，已知nN960r/min，cosN0.824，试计算转子电流频率、转子铜耗、定子电流和电机效率。

5. ★一台三相四极50Hz感应电动机，PN75kW，nN1450r/min，UN380V，

IN160A，定子Y接法。已知额定运行时，输出转矩为电磁转矩的90%，pCu1pCu2，pFe2.1kW。试计算额定运行时的电磁功率、输入功率和功率因数。

6. 有一台三相感应电动机，50Hz，380V，接法，其空载和短路数据如下： 空载试验 U0UN38V0 ，I021.2A P01.34kW 短路试验 Uk11V0， Ik66.8A ， Pk4.14kW

，求该电机的T型等效电路参数。 已知空载损耗为100W，X1X27. ★三相绕线式感应电动机，转子开路时，在定子上加额定电压，从转子滑环上测得电

V，转子绕组Y接法，每相电阻R20.6，每相漏抗X23.2，当压为100n1450r/min时，求转子电流的大小和频率、全机械功率。

8. 已知三相铝线感应电动机的数据为PN10kW，UN380V，定子接法，

定子铝耗（75）pCu1557转子铝耗(75)pCu2314W，W，IN11.63A，50Hz，

铁耗pFe276W，机械损耗p77W，附加损耗pad200W。

试计算此电动机的额定转速、负载制动转矩、空载的制动转矩和电磁转矩。

8

9. ★一台三相四极50Hz绕线式感应电动机，转子每相电阻R20.015额定运行时，。转子相电流为200A，nN1475r/min，计算额定电磁转矩。若保持额定负载转矩不变，在转子回路串电阻，使转速降低到1200r/min，求转子每相应串入的电阻值，此时定子电流、电磁功率、输入功率是否变化？

10. ★★一台三相异步电动机，额定电压为380V，Y联接，频率为50Hz，额定功率为

28kW，额定转速为950r/min，额定负载时的功率因数为0.88，定子铜损耗及铁损耗

共为2.2kW，机械损耗为1.1kW，忽略附加损耗，计算额定负载时的：

⑴ 转差率；⑵ 转子铜损耗；⑶ 效率；⑷ 定子电流；⑸ 转子电流的频率。 11. ★有一台三相四极50Hz绕线式感应电动机额定功率PN150kW，额定电压

W，附加损耗UN380V，转子铜耗pCu22210W，机械损耗p2460pad1000W。试求：

（1）额定运行时的电磁功率，额定转差率的额定转速。

（2）已知每相参数，，求产生最大转矩时的转差率。

（3）若要求在起动时产生最大转矩，转子每相绕组应串入多大的电阻

12. ★一台50Hz、380伏的异步电动机的数据为：PN＝260kw，U1N＝380伏，f1＝50Hz，nN＝722r/m，过载能力km＝2.13。试求：（1）产生最大转矩时的转差率；（2）S＝0.02时的电磁转矩。

13. ★★一台四极笼式感应电动机，PN200kW，U1N380V，定子三角形接法，定子额定电流I1N234A，频率50Hz，定子铜耗5.12kW，转子铜耗2.85kW，铁耗

3.8kW，机械损耗0.98kW，附加损耗3kW，R10.0345，Xm5.9，产生最大

0.022，X20.195，起动时由于磁路饱和集肤效应转矩时X10.202，R20.07150.11。试求：，X2的影响，X10.1375（1）额定负载下的，R2转速，电磁转矩和效率。

（2）最大转矩倍数（即过载能力）和起动转矩倍数

14. ★一台JQ2526异步电动机，额定电压380伏，定子三角形接法，频率50Hz，

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额定功率7.5kW，额定转速960r/min，额定负载时cos10.824，定子铜耗474W，铁耗231W，机械损耗45W，附加损耗37.5W，试计算额定负载时，（1）转差率；(2)转子电流的频率； （3）转子铜耗；（4）效率；（5）定子电流。

1450r/min、15kW的三角形联结得三相感应电动机，15. ★★设有一台380伏、50Hz、

0.724，每相漏抗为每定子参数与转子参数如折算到同一边时可作为相等，R1R2相电阻的4倍，Rm9，Xm72.4，并且电流增减时漏抗近似为常数。试求： （1） 在额定运行时的输入功率，电磁功率，全机械功率以及各项损耗；

（2） 最大电磁转矩，过载能力，以及出现最大转矩时的转差率；

（3） 为了在起动时得到最大转矩，在转子回路中应接入的每相电阻，并用转子电阻的倍数表示之。

16. 一台三相、六极、50赫的绕线式异步电动机，在额定负载时的转速为980转/分，折

′

算为定子频率的转子每相感应电势E2=110伏。问此时的转子电势E2和它的频率f2为何值？若转子不动，定子绕组上施加某一低电压使电流在额定值左右，测得转子绕组每相感应电势为10.2伏，转子相电流为20安，转子每相电阻为0.1欧，忽略集肤效应的影响，试求额定运行时的转子电流I2和转子铜耗PCU2为何值？

17. 一台JQ2－52－6异步电动机，额定电压380伏，定子三角形接法，频率50Hz，额定

功率7.5kw，额定转速960r/m，额定负载时Cos10.824，定子铜耗474W，铁耗231W，机械损耗45w，附加损耗37.5w. 试计算额定负载时的： （1）转差率；

（2）转子电流的频率； （3）转子铜耗； （4）效率； （5）定子电流。

18. ★一台四极笼式异步电动机，PN＝200kw，U1N＝380V，定子三角形接法，定子额定

电流I1N＝234A，频率50Hz，定子铜耗5.12kw，转子铜耗2.85kw，铁耗3.8kw，机械

损耗0.98kw，附加损耗3kw，r10.0345，xm5.9，产生最大转矩时

''x10.202，r20.022，x20.195，起动时由于磁路饱和集肤效应的影

响，x10.1375，r'20.0715，x'20.11。 试求：

（1）额定负载下的转速，电磁转矩和效率。

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（2）最大转矩倍数（即过载能力）和起动转矩倍数。

19. ★一台50Hz、380伏的异步电动机的数据为：PN＝260kw，U1N＝380伏，f1＝50Hz，

nN＝722r/m，过载能力kt＝2.13。 试求：（1）产生最大转矩时的转差率；

（2）S＝0.02时的电磁转矩。

20. ★有一台三相四极绕线式异步电机，U1N＝380伏，Y接法，f1＝50Hz。已知r1＝

''r20.012，x1x20.06，并设11，在输入功率为155kw时，测得转

子铜耗为2210w，机械损耗为10w，附加损耗为1310w。 试求：（1）此时的Pem，S，n和Mem；

(2) 当负载转矩不变时（设电磁转矩也不变），在转子中每相串入电阻rt'0.1，那时的S，n，Pcu2各为多少？

21. ★设有一台380伏、50Hz，1450r/m、15kw，三角形联结得三相异步电机，定子参数

与转子参数如折算到同一边时可作为相等，r1r'20.724，每相漏抗为每相电阻的4倍，rm9，xm72.4，并且电流增减时漏抗近似为常数。

试求：

(1) 在额定运行时的输入功率，电磁功率，总机械功率，一极各项损耗； (2) 最大电磁转矩，过载能力，以及出现最大转矩时的转差率。

(3) 为了在起动时得到最大转矩，在转子回路中应接入的每相电阻，并用转子电阻的

倍数表示之。

22. ★一台JQ2－41－6型三相50Hz笼式异步电动机，PN＝3kw，U1N＝380V，定子Y接

法，定子额定电流I1N＝6.81A，频率50Hz，额定转速nN＝957r/m，起动时电机参数，

''r12.08，x12.36，r21.735，x22.8，11.03

试求：

(1) 直接起动时的起动电流倍数和起动转矩倍数；

(2) 若自耦变压器降压起动，自耦变压器的变比kA＝2，此时的起动电流倍数和起动转矩

倍数为多少？

(3) 若定子串电抗器降压起动，降压值与（2）相同，其起动电流和起动转矩倍数时多少？ (4) 一般当应用Y－换接降压起动时，电网供给的起动电流和起动转矩减小为直接起动

的多少？该电机能否应用Y－起动？

23. ★一台三相绕线式异步电机，PN＝7.5kw，nN＝1430r/m，r2＝0.06欧。今 将此电机用

在起重装置上，加在电机轴上的静转矩Mc＝4kg·m，要求电机以500r/m的转速将重物降落。问此时在转子回路中每相应串入多大电阻（忽略机械损耗和附加损耗）？