第五章
5.1 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
5.2 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.
5.3 有一台三相异步电动机,其nN=1470r/min,电源频率为50HZ。设在额定负载下运行,试求:
1定子旋转磁场对定子的转速;
1500 r/min
2定子旋转磁场对转子的转速;
30 r/min
3转子旋转磁场对转子的转速;
30 r/min
4转子旋转磁场对定子的转速;
气泡云
1500 r/min
5转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。
飞轮壳 0 r/min
5.4 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?
气泡云 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.
5.5 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, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变.
5.6 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.
2TN=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
3η=PN/P输入
P输入=3/0.83=3.61
5.7 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.
5.8 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。
5.9 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
5.10 三相异步电动机为什么不运行在Tmax或接近Tmax的情况下?
根据异步电动机的固有机械特性在Tmax或接近Tmax的情况下运行是非常不稳定的,有可能造成电动机的停转。
5.11有一台三相异步电动机,其铭牌数据如下:
PN/kW | nN/r·min-1 | UN/V | ηN×100 | cosφN | Ist/IN | Tst/TN | Tmax/TN | 接法 |
锚杆垫板40 | 1470 | 380 | 90 | 0.9 | 6.5 | 1.2 | 2.0 | △ |
| | | | | | | | |
1当负载转矩为250N·m时,试问在U=UN和U`=0.8UN两种情况下电动机能否启动?
TN=9.55 PN/ nN
=9.55*40000/1470
=260Nm
Tst/TN=1.2
Tst=312Nm
Tst=KR2U2/(R22+X202)
=312 Nm
312 Nm>250 Nm 所以U=UN时 电动机能启动。
当U=0.8U时 Tst=(0.82)KR2U2/(R22+X202)
=0.64*312
=199 Nm
Tst<TL所以电动机不能启动。
2欲采用Y-△换接启动,当负载转矩为0.45 TN和0.35 TNlc谐振放大器两种情况下, 电动机能否启动?
TstY=Tst△/3
=1.2* TN /3
=0.4 TN
当负载转矩为0.45 TN时电动机不能启动
当负载转矩为0.35 TN时电动机能启动
3若采用自耦变压器降压启动,设降压比为0.64,求电源线路中通过的启动电流和电动机的启动转矩。
IN= PN/ UNηN cosφN√3
=40000/1.732*380*0.9*0.9
挂包钩 =75A
Ist/IN=6.5
Ist=487.5A
降压比为0.64时电流=K2 Ist
=0.642*487.5=200A
电动机的启动转矩T= K2 Tst=0.642312=127.8 Nm
5.12 双鼠笼式、深槽式异步电动机为什么可以改善启动性能?高转差率鼠笼式异步电动机又是如何改善启动性能的?
因为双鼠笼式电动机的转子有两个鼠笼绕组,外层绕组的电阻系数大于内层绕组系数,在启动时S=1,f2=f,转子内外两层绕组的电抗都大大超过他们的电阻,因此,这时转子电流主要决定于转子电抗,此外外层的绕组的漏电抗小于内层绕组的漏电抗,因此外笼产生的启动转矩大,内层的启动转矩小,启动时起主要作用的是外笼。
深槽式异步电动机的启动性能得以改善的原理。是基于电流的集肤效应。处于深沟槽中得导体,可以认为是沿其高度分成很多层。各层所交链漏磁通的数量不同,底层一层最多而顶上一层最少,因此,与漏磁通相应的漏磁抗,也是底层最大 而上面最小,所以相当于导体有效接面积减小,转子有效电阻增加 ,使启动转矩增加。
高转差率鼠笼式异步电动机转子导体电阻增大,即可以限制启动电流,又可以增大启动转矩,转子的电阻率高,使转子绕组电阻加大。
5.13 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
5.14 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。