华南理工学电机学第四章思考题.docxVIP

4-1把一台三相感应电动机用原动机驱动，使其转速高于旋转磁场的转速，定子接到三相交流电源，试分析转子导条中感应电动势和电流的方向。这时电磁转矩的方向和性质是怎样的？若把原动机去掉，电机的转速有何变化？为什么？【答】感应电动机处于发电机状态，转子感应电动势、转子有功电流的方向如图所示，应用右手定则判断。站在转子上观察时，电磁转矩的方向与转子的转向相反，即电磁转矩属于制动性质的转矩。若把原动机去掉，即把与制动性质电磁转矩平衡的原动机的驱动转矩去掉，电动机将在电磁转矩的作用下减速，回到电动机状态。4-2 有一台三相绕线型感应电动机，若将其定子三相短路，转子中通入频率为的三相交流电流，问气隙旋转磁场相对于转子和相对于空间的转速及转子的转向。【答】假设转子中频率为的交流电流建立逆时针方向旋转的气隙旋转磁场，相对于转子的转速为；若转子不转，根据左手定则，定子将受到逆时针方向的电磁转矩，由牛顿第三定律可知，定子不转时，转子为顺时针旋转，设其转速为，则气隙旋转磁场相对于定子的转速为。4-3三相感应电动机的转速变化时，转子所生磁动势在空间的转速是否改变？为什么？【答】不变。因为转子所产生的磁动势相对于转子的转速为，而转子本身又以转速在旋转。因此，从定子侧观看时，在空间的转速应为，即无论转子的实际转速是多少，转子磁动势和定子磁动势在空间的转速总是等于同步转速，在空间保持相对静止。4-4频率归算时，用等效的静止转子去代替实际旋转的转子，这样做是否影响定子边的电流、功率因数、输入功率和电机的电磁功率？为什么？【答】频率归算前后，转子电流的幅值及其阻抗角都没有变化，转子磁动势幅值的相位也不变，即两种情况下转子反应相同，那么定子的所有物理量以及电磁功率亦都保持不变。4-5三相感应电动机的定、转子电路其频率互不相同，在T形等效电路中为什么能把它们画在一起？【答】主要原因是进行了频率归算。即用一个静止的电阻为的等效转子先代替电阻为的实际旋转的转子，等效转子和实际转子具有同样的转子磁动势，经过频率归算后，就定子而言，旋转的实际转子和等效的静止转子其效果完全相同。所以，虽然两者的频率不相同，却可在T型等效电路中画在一起。4-6感应电动机等效电路中的代表什么?能否不用电阻而用一个电抗去代替？为什么？【答】是代表与归算到定子边的转子所产生的机械功率相对应的等效电阻，从数量上看，等效代替了电机轴上的功率。转差率的大小代表电机的运行状态：电动机状态，，，，代表电动机轴上输出一个机械功率；发电机状态，，，，代表发电机上输入一个机械功率；电磁制动状态，，表示旋转磁场的转向与转子转向相反，电磁转矩方向与转子转向相反，同样表示，，电机轴上将产生一个制动作用的机械功率。它不能用一个电抗去代替。因为电动机输出的机械功率是有功的，故只能用有功元件——电阻表示。4-7感应电动机轴上所带的负载增大时，定子电流就会增大，试说明其原因和物理过程。【答】负载增大时，电机转速下降，转差率上升，转子绕组切割磁力线的速度增加，转子的感应电动势、感应电流相应增大，转子磁动势也增大，由磁动势平衡关系可知，定子磁动势也增大，所以定子电流就会增大。4-8为什么感应电动机的转子铜耗称为转差功率？【答】因为电磁功率传送到转子后，在转子绕组中要消耗的铜耗，即转子铜耗与电磁功率和转差率成正比，故转子铜耗也称为转差功率。4-9为什么感应电动机的功率因数总是滞后的，试说明其原因。【答】感应电动机定、转子间的电磁关系犹如变压器，电子电流也由空载电流和负载分量电流两部分组成。① 维持气隙主磁通和漏磁通，需从电网吸收一定的滞后无功电流；② 负载分量电流取决于转子电路。由等效电路可知，电动机轴上输出的机械功率（还包括机械损耗等）只能用转子电流流过虚拟的附加电阻所消耗的功率来代替，因为输出的机械功率是有功的，故只能用有功元件——电阻来等效代替。再加上转子绕组的漏阻抗，故转子电流只可能是滞后无功电流，则与转子平衡的定子负载分量也只能是滞后的无功电流，因此异步电动机的功率因数总是滞后的。4-10感应电动机驱动额定负载运行时，若电源电压下降过多，往往会使电机严重过热，甚至烧毁，试说明其原因。【答】由于，又，负载不变，则不变，降低，则导致升高，铜耗增大。所以当电压下降过多时，会使电机过热甚至烧损。分析此过程也可从曲线来考虑，↓→↓→↓，造成电机堵转或“爬行”，从而烧损。如图所示，电源电压下降过多，曲线与负载的机械特性将失去交点，即机组因而停转。而此时电源电压仍然加在电机上，电机处于堵转状态，也就是短路状态。虽然电源电压较低，但短路电流仍然很大，故电机将严重过热甚至烧毁。若曲线与负载的机械特性仍有交点，那交点的横坐标即必然很大。此时转子铜耗很大，故电机将严重过热甚至烧毁。4-11试说明笼型转子的极数和相数是如何确定的，端环的漏阻抗是如何