交流电机典型例题

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1、交流电机典型例题1、一台三相交流电机， 定子是三相对称单层绕组， 已知极数2p=4,定子槽数Z1=36,并联支 路数a=1,元件节距y=t.画出槽电动势星形图，（2）画出U相绕组展开图；（3）求基波绕组系数kw ； （ 4）如果每极磁通=0.0172w，频率f=50Hz,每个元件的匝数 N=10,求基波相电动势。解：槽距角=?巴=-20；Z 36（2） U相绕组展开图（略）asinq- kp1=pj.qsi n2(3) ky1 =120 sin3 -20.96203si n2ky1 kp1(4) Ev1v2 =2q 4.44 fN mkw2 3 4.44 50 10 0.017 0.9220V

2、2、证明两组对称绕组（空间位置差90电角度）流过两相对称电流（时间差90 ）时产生的是圆形旋转磁动势。证明：设 4（： ,t） = Fm cos ： cos，tfV1（t）=Fm s i n stn两相对称绕组流过两相对称电流后产生两相脉振磁势为二仏（：,t）二 4（： ,t） fV1（： ,t）二 Fmcos： cos t+ Fmsi n ： si nt1111=FmCOS（ ：rt）C0S（rt） COS（ ：；t）COS（ ；- t）12 2 2 2=Fm C0S（r 二 t）可见7 tdt） =FmcosC -t）这是一个圆形旋转次动势。证毕3、异步电动机，PN -75kW ,U N

3、= 380V , I N =139A,nN=975r/min, cos N =0.8, fN =50Hz,试问该电机的极对数P,额定转差率Sn和额定负载时的效率各为多少解：nN 二 975r /min . n 1 =1 0 0r0 /minn16=6L0=31000ni山=、3UNI N cos N =380 139 0.87 .,3=79.021kWPN - 100% =94.9%P4、一台异步电动机，输入功率R=8.6kW定子铜损耗Pcui =425W ,铁损耗PFe=210W,转差率 s=0.05,试求电磁功率Pm、转子铜损耗Pcu2和总机械功率Pm。解：= P1- Pcu1 - PFe

4、 = 8.6 10 -425-210=7965 WPcu2 =S Pm =0.05 7965=398.25WPm =(1 -S)PM =(1 -0.05)7965=7566.75W三相异步电动机PN =28kW, U N =380v, nN =950r/min, cos N =0.88, fN =50Hz,额定运行时，Pcu1 - PFe =2.2kW , Pm =1.1kW,忽略p$,试求 额定转差率 Sn ；(2)总机械功率 Pm ,电磁功率Pm和转子铜损耗Pcu2 ；(3)输入功率R及效率n ；(4)定子额定电流I1N .nN =950 /m.inni=1r000 / min解：(1)1

5、 000950). 051000(2)R/i29 11 -SN1 _0.05 _30.63kWPci2SnP1 一 Sn0. 0 52 9. 1=1.53kW1- 0. 05P=PM +pcu1+pFe =30.63+2.2= 32.83kW=Pl 100%28100% =85%32.83 103P32.83I1N56.68a、3U1Ncos N 3 380 0.886、三相异步电动机 2P=4, nN=1440r；min ,在额定负载下，保持 丘仁壬=常数，将定子频 率降至25HZ时，电动机的调速范围和静差率各是多少？答：T 2P=4n1 = 1500 r min .：nN =15 0 01

6、 4 4 0 r6 0 minn一空=6L25=750r，minP 2nm i n= nn 7 5 0 -6 0 = 6 9r0 m i n7、nmaxnNnmin nmin1440690= 2.09、. 二涇 100%60 100% =8%n750台三相六极笼型异步电动机的数据为:U n =380V, nN =957r：min Jn=50Hz，定子绕阻 Y联结，r1 -2.08 $ =1.53, x3.1 X2 = 4.25 试求（1）额定转差率；（2）最大转矩；（3）过载能力；（4）最大转矩对应的转差率。:n N=957r.mi n . n 1 = 1 000 r m i rSN = 一“

7、 J 000 9570.043 n1000(2) Tmax3PU12(380/ .3)24 二 f1百+(x,X2)23 370.8N *M4 - 50 2.08.2.082 (3.12 4.25)2（3）TnulSN2 t #2 2“3P(r1三)2(X1 x2)2s3 32 二 501.532.08 -I 0.043 丿(380/、3)2 工320543 = 33.3N * M23.12 4.25Tmax= 2.12Tn（4）Sm-0.1998D1.53.(X1 X2) Tmax = mTN =2.4 994.8 =2387.5 N *m,2.082 (3.12 4.25)28 台三相绕线

8、转子异步电动机有关数据为：Pn=75KW, nN=720rjmin1N=148A,n =90.5%,cos n =0.85,爲=2.4,E2n=213V,I 2n =220A.求：（1）额定转矩；（2）最大转矩；（3）最大转矩对应的转差率；（4）用实用公式绘制电动机的固有机械特性；（5）计算r2解: （1） Tn =9550 忌=9550 互-994.8N *mnN720(3)750-720750= 0.045 7 m .，m-1 =0.04 2.42.42 一1 =0.183(4)2 mTNI =S 丄Smsm s47750.183S-S 0.183（图略）0.04 213,3 220=0.

9、022.1列表如下:S00.040.1830.40.60.81T ( N *m)099623881806133210388469、一台三相绕线转子异步电动机，额定数据为：PN=16kW, U1n=380V,定子绕阻Y联结,E2N =223.5V,I 2n=47A, nN=717r/min,心=3.15.电动机拖动恒转矩负载0.7Tn，再固有机械特性上稳定运行，当突然在转子电路中串入三相对称电阻R=1，求：（1）在串入转子电阻瞬间电动机产生的电磁转矩；（2）电动机稳定运行的转速 n,输出功率P?,电磁功率Pm及外串电阻R上消耗的功率；（3）在转子串入附加电阻前后的两个稳定状态下，电动机转子电流是

10、否变化?n1 - nNSn =n1750 -717750二 0.044E2N Sn0. 0442 2 3. 5-0.1 21P16TN =9550=9550213N *mnN717Tl=0. Tn=0.7 312=149 N *mSmf m 2m-1 =0.044 3.15 .3.152 -1 =0.27Tmax HmTN =3.15 213=671 Nm 突串电阻瞬间，S来不及变，在同一值下有:r012 1ta 4 9 tb=匸4咲（2） A点转差率:2Tmax2 ； 671 2max 149s2 -2.43 0.073 = 0_sSm027 丄Sm SS0.27S=0.03 , S=2.4

11、 (舍去)SA =0.03SCr2RCSAr20. 1 2 10. 0 3二 0. 2 80. 1 2 1 1匹=1408.955095504W忽略空载损耗：PMB TA8.411.7kWM1-SC A 1-0.28nC 二 1-SC m = 1 -0.28 750 = 540 r minPcu2=0.28 11.7=3.276kWlc =0.71讪=0.7 47 =32.9APrC =駅 =32.92 x1 =1082W（3）因为拖动的是恒转矩负载，所以转子电流有功分量是不变的。10、一台绕线转子异步电动机有关数据为：Pn =75kW,UN=380V,n N=976r；min，爲=2.05,

12、E2n =238V,I 2n=210A,转子回路每相串入电阻为0.0 1,0.1和0.21 时，求转子串电阻调速的（1）调速范围；（2）最大静差率；（3）拖动 恒转矩负载tl =tn时的各级转速。1000 -9761000二 0.024SnEzn _ 0. 024233I2N3 2 1 0当 RC1 =0.05门时 S 二空 Rc1SN - 0.016 0.05 0.024 =0.099r20.016nrC1 =(1S M =(1 0.099W1000 = 901r/min当 RC2 =0.1时 S2= Sn = 0.016 0.1 0.024 =0.174r20.016nrC2 P1 =11

13、0.174 1000 =826r； min当 Rc3=02时 S3 二互 Sn = 0.0160.2 0.024 =0.324r20.016nrC3 = 1-Ss 口二 1 -0.324 1000 = 676r min(2) 调速范围nm ax= nN = 9 7 6.r min nmi n= 6 7m i nD 二归二 976 =1.44.汕民3门氏3 =1000 676 =324r. minnmin676gC3:% 旦 100% =32.4% n(3) 各级转速分别为nRC1 =901r；minn% =826r.minnRC3 = 676n min11、 一台鼠笼型三相异步电动机有关数据为

14、：Pn =75kW,Un380V,nN =980rmin ,爲=2.15,采用变频调速，保持 E1汀1恒定，若调速范围与上题相同，试计算(1)最大静差率；(2)频率为40Hz,30Hz时电动机的转速.解: (1)最大静差率：nmax =980 匚 minnm i n二匹驴= 681r minD 1.44 Anm nmin20:%100%1100%100%100% =2.85%n1n min + 心 n681 + 20(2)已知上题中 D =1.44 sN J 0 0 0 9 8(0. 021000nN = m -nN = 1000 -980 二 20 r. min当频率为 40Hz 时 nr

15、= 。 =_40 = 800 r.： minP 3n=n1 inN = 800 -20 = 780 r. min当频率为 30Hz 时 n r = 60 右=_30 =600rminP 3n = n r ： nN 二 600 -20 =580 r. min12、 一台绕线转子异步电动机的技术指标为：Pn =75kW,nN=720r .min，入=2.4,E2n =213V,I 2n =220A,定转子均为 Y联结，该电动机的反抗性负载，T_ Tn(1)要求启动转矩Tst =1.5Tn时，转子每相应串入多大电阻？(2)如果在固有机械特性上运行时进行反接制动停车，要求制动开始时的转矩T = 2Tn

16、 ,转子每相应串入多大电阻?S75720 0.047500.04 213.3 220= 0.022要求Tst =1.5Tn贝 US=11.5Tnm N_SSm.SmS2 2.4TnJ $Sm1得Sm = 2.85Sm = 0. 3 5Sm -SN m-2m-1 =0.04 2.4、,2.42-1 1=0.183当 Sm =2.85 时当 Sm =0.35 时胃0(2)在固有机械特性上SA=Sm 总/益 一1 = 0.183 2.4J2.42 1= 0.04反接制动瞬间SB =2 SA =2 一0.04 =1.96Sm=S.?1. 9B 2. 4= 18. 98氏筈討0.0221.0613、为什

17、么同步电动机只能运行在同步转速，而异步电动机不能在同步转速下运行？答：同步电动机转子转速与旋转磁场的转速必须相等，不能有转速差，因为一有转速差，定转子磁极的相对位置就不断变化，在一段时间内磁极异性相吸，转子受磁拉力，过180后同性相排斥，转子受推力，这样交替进行，转子所受平均力矩为零，电动机不能运动。而异步电动机在电动状态下运行时，转子转速总要比旋转磁场转速低一些，这是因为假如转子转速赶上理旋转磁场的转速，转子和旋转磁场就不再有相对运动，导体不再切割磁场， 就没有感应电动势产生，也就没有了转子电流和电磁转矩，无法维持电动机继续运行。学习必备欢迎下载33Pm - PNPm =28 101.1 10 -29.1kW