文档介绍：电机学学习指导第五章感应电机
第五章感应电机
5-1 感应电动机负载增大时,为什么定子电流和输入功率会增加?从空载到负载主磁通有无变化?
答:当负载增加时,电机转速下降,转子绕组与气隙磁场的相对速度增大,转子的感应电动势和感
应电流相应增加,转子磁动势也增加。由磁动势平衡关系知定子磁动势也应增加,因此定子电流增
大,电机从电网吸收的电功率(输入功率)也增加了。这个过程一直持续到电磁转矩和负载转矩重
新平衡时为止。在电压不变的情况下由空载到负载,定子电流的增大导致定子漏阻抗压降有所增大,
使定子感应电动势相应减小,因此主磁通略为减小。
5-2 为什么感应电机定转子极对数不等时不能正常工作?
答:设定子极对数为 p1 ,定子频率为 f1 ,则定子磁场的转速为 n1 = 60 f1 p1 。设转子极对数为 p2 ,
转子转速为 n,转向与定子磁场转向相同,则由定子磁场在转子绕组中产生的感应电流的频率应为
f 2 = p1 (n1 − n)60 ,转子电流产生的磁场相对于转子的转速为 n2 = 60 f2 p2 = ()n1 − n p1 p2 ,相对
p p
于定子的转速为′ 1 1 。可见当时, ′,即定、转子磁场不同
n2 = n2 + n = n1 + 1−n p1 ≠ p2 n2 ≠ n1
p2 p2
步,就不能建立稳定的气隙磁场,所产生的电磁转矩为 0,电机不能正常工作。
5-3 将一台三相绕线式感应电机的定子绕组短路,在转子绕组中通入频率为 f1 的三相交流电,设气
隙旋转磁场相对于转子的旋转方向为顺时针,试问此时转子的转向及气隙磁场相对于定子和转子的
转向与转速如何?
答:转子绕组中通入频率为 f1 的交流电,产生的旋转磁场相对于转子的转速为 ns = 60 f1 p 。若该磁
场相对于转子顺时针方向旋转,企图带动定子同向旋转,但定子不能动,反作用于转子使其相对于
定子以低于 ns 的速度 n 逆时针旋转。所以气隙磁场相对于定子顺时针旋转,转速为(ns − n) 。
5-4 在一台三相绕线式感应电动机的定子绕组中通入频率为 f1 的三相交流电,在转子绕组中通入频
率为 f2 的三相交流电,试问稳定运行时转子的转向和转速如何?转速随负载如何变化?
答:定子磁场相对于定子的转速为 n1 = 60 f1 p ,转子磁场相对于转子的转速为 n2 = 60 f2 p 。下面
分两类情况讨论:(1)定、转子电流相序相同时,若 f1>f2,这时转子顺着定子磁场旋转方向旋转,
为使定、转子磁场同步,必须有 n + n2 = n1 ,即转子转速 n = n1 − n2 = 60( f1 − f 2 ) p = 常数;若 f1<f2,
这时转子逆着定子磁场旋转方向旋转,且转速为 n = n2 − n1 = 60( f2 − f1 ) p = 常数;若 f1=f2,显然
转子不动。(2)定、转子电流相序相反,此时转子的转向与定子磁场的转向相同,旋转速度应当为
n = n1 + n2 = 60()f1 + f2 p = 常数。可见绕线式感应电动机定、转子同时供电时转速与负载无关。
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电机学学习指导第五章感应电机
5-5 为什么三相感应电机的空载电流比相同容量三相变压器的大得多?
答:变压器的主磁路全部由铁磁材料构成,而感应电机的主磁路除了铁磁材料外,还有空气隙。气
隙虽然长度很小,但其磁阻很大,使感应电机主磁路的磁阻比容量相同的变压器大得多,因此感应
电机的空载电流大得多。感应电机的空载电流标幺值约为 ~,而变压器的约为 ~。
5-6 感应电动机在轻负载下运行时,为什么效率和功率因数都较低?若定子绕组为 D 联接的感应电
动机改为 Y 联接运行,在轻负载下其效率和功率因数与改接前相比有何变化?
答:感应电动机轻载时,定子负载电流分量小,定子电流主要取决于无功的激磁电流,而感应电机
的激磁电流较大(由于主磁路中存在空气隙),所以功率因数低。轻载时输出的功率小,而不变损耗
几乎和满载时一样,因此效率低。若将 D 接的感应电动机改为 Y 接轻载运行,由于相电压变小,因
此激磁电流及铁耗都大为减小,所以效率和功率因数都比改接前提高。
5-7 感应电动机带额定负载运行时,若电源电压下降过多,会有什么严重后果?若电源电压下降
20%,对最大转矩、起动转矩、转子电流、气隙磁通、转差率有什么影响?
答:U1 ≈ E1 = f1Nkw1φm ,即磁通基本上与电压成正比;在负载转矩不变时,Tem = CTφm I 2 cosψ 2
不变。若电源电压下降过多,则磁通下降很多,使转子电流