《电机学》课程教学资源（习题解答）典型例题_第九章

9—1答：转子磁势的大小随转子电流的变化而变化，定子磁势的负载分量总是与转子磁势相平衡。无论电机处于何种状态，定、转子磁势总是相对静止。9—2Tt→n*→st-E21-1→If答：→TM=T,n稳定9—3答：因异步电动机存在气隙，则磁路磁阻大，若要产生同样大小的磁通，则需要更大的励磁电流，即空载电流大。9—4答：为使转子电路的频率与定子相同，需进行频率折算。折算条件是：保持转子电流和相位角均不变，即转子磁势F，不变。为使转子绕组各物理量折算到定子，即将定、转子电路联接起来，需进行绕组折算。折算条件是：保证转子磁势F，的大小和空间相位不变。9—5答：异步机等值电路中的励磁阻抗较小，即励磁电流较大。计算时，励磁支路不能忽略。1二r是等效电阻，并不是真正的电阻负载，只是用1二r代表转轴此外，附加电阻sS上的总机械功率。故不能用电容或电感代替。9—6答：Zm=rm+jx㎡，rm为励磁电阻，反映铁耗的等效电阻；x为励磁电抗，反映主磁通Φ的大小；Z，是一个变量，随着磁通的大小即磁通饱和程度而变。从空载到满载，由亡，=-E+iZ，得E略有下降，即Φ略有下降，则磁阻减小，使励磁电抗x增加（同时rm减小），总体上Z略有增加，但一般认为：U,=常数，Φ,=常数，Z.=常数。9—7解；Pe2=sPM=3%PMPo=(1-s)PM = 97%PM

9—1 答： 转子磁势的大小随转子电流的变化而变化，定子磁势的负载分量总是与转子磁势相平 衡。无论电机处于何种状态，定、转子磁势总是相对静止。 9—2 答： T T n稳定 T n s E I I M s 2 2 2 2 1 → = → → → → →        9—3 答： 因异步电动机存在气隙，则磁路磁阻大，若要产生同样大小的磁通，则需要更大的励 磁电流，即空载电流大。 9—4 答： 为使转子电路的频率与定子相同，需进行频率折算。折算条件是：保持转子电流和相 位角均不变，即转子磁势 F2  不变。 为使转子绕组各物理量折算到定子，即将定、转子电路联接起来，需进行绕组折算。 折算条件是：保证转子磁势 F2  的大小和空间相位不变。 9—5 答： 异步机等值电路中的励磁阻抗较小，即励磁电流较大。计算时，励磁支路不能忽略。 此外，附加电阻 2 1 r s s  − 是等效电阻，并不是真正的电阻负载，只是用 2 2 2 1 r s s I  −   代表转轴 上的总机械功率。故不能用电容或电感代替。 9—6 答： m m m Z = r + jx ， m r 为励磁电阻，反映铁耗的等效电阻； m x 为励磁电抗，反映主磁 通 1 的大小； Z m 是一个变量，随着磁通的大小即磁通饱和程度而变。 从空载到满载，由 1 1 1Z1 U E I  = −  +  ，得 E1 略有下降，即 1 略有下降，则磁阻减小， 使 励 磁 电 抗 m x 增 加 （ 同 时 m r 减 小 ）， 总 体 上 Z m 略 有 增 加 ， 但 一 般 认 为 ： U1 = 常数，1 = 常数，Zm = 常数。 9—7 解； cu M PM p 2 = sP = 3% PM PM p = (1− s) = 97%

9—8答：U→→(Tm=Ccos2=T=常数)→I过载，绕组烧毁。9-9答：（1）U>Uw，易造成绕组绝缘击穿。(2)U→*→I→If>I 故不能带额定负载运行，但可空载运行，只是转速下降（U→→→）。9—10答：定子电流和感应电势频率为50Hz；转子电流和感应电势频率为50Hz。F相对定子转速为n，相对转子转速为(n,-n)。F,相对转子转速为n,=sn,，相对定子转速为nz+n=n9—11答：因U,=4.44fKwWΦ=常数→→1tJ→X*=2f,Lat→f→x2a9—12答：因为定转子有漏电抗存在，且建立磁场需要感性的励磁电流，所以定子电流永远滞后定子电压，即cos@总是滞后的。9—13答：因U,=4.44fKwW，且TM=Cr9LcoSP2=T=常数U*→→ →1f→Pal+→pre→Pa2,==常数，所以 Pu =常数，则s= o因TM=21PMPam2 →st →n'→po*

9—8 答：     1 → 1 → 2  = 1 2  2 = 2 = → 1 U I (T C I cos T ) I  M T  常数 过载，绕组烧毁。 9—9 答： （1） U1  U1N  ，易造成绕组绝缘击穿。 （2） N U I I I 1 1 2 → 1  1 → →       故不能带额定负载运行，但可空载运行，只 是转速下降（     U1 → P1 → P2 → ）。 9—10 答： 定子电流和感应电势频率为 50Hz；转子电流和感应电势频率为 50Hz 。 F1  相对定子转速为 1 n ，相对转子转速为 ( ) n1 − n 。 F2  相对转子转速为 2 1 n = sn ，相对定子转速为 n2 + n = n1 9—11 答： 因 U1 = 4.44 f 1KW1W11 = 常数         → → → = → →      1 2 2 1 1 1 1 1 1 0 2 f f x f x f L f I 9—12 答： 因为定转子有漏电抗存在，且建立磁场需要感性的励磁电流，所以定子电流永远滞后 定子电压，即 1 cos 总是滞后的。 9—13 答： 因 1 44 1 1 1 1 U = 4. f KW W  ， 且 TM = CT1 I 2  cos2 = T2 =常数        → → → →  → → 2 1 1 2 1 1 Fe cu cu p p U  I I p 因 = 常数  = 1 M M P T ，所以 PM = 常数，则 M cu P p s 2 =   pcu2  → s  → n  → p

5t →X2a→cOSP2 →cOSO因P~Py=常数，P=TQ，故n→P*→n9—14解：（1）E,=4.44fW,Kw19,=4.44×50×270×0.935×6.54×10-2=3665.3VE,=4.44fW,Kw29,=4.44×50×42×0.942×6.54×10-2=574.4Vf,= f,=50 Hz1000-970(2) =-n_1=0.031000niE, = 3665.3 VE2, = SnE, =17.2 VJ,= 50 Hzf,=SnJ=1.5Hz9—15n-nx_1500-1440(1) Sx=2=0.04解：1500ni0.4r2+Jxg =10+jl=10.0525.7=10 Q(2)0.04SNsZ.=rm+jxm=j40Q( + jx2a)Zm_ (10.0525.71°)x(40290) =9.53219.42° = 9+ j3.1710+jl+j40(2 + jx2a)+ZmZ总=Z,+(9+j3.17)=0.4+j1+9+j3.17=9.4+j4.17=10.28Z23.92380设U：Z0°=220Z0VV3U,220Z0°i.:即I,=21.4A=21.4/-23.92°A10.28/23.92Ze

    → 2 → 2 → 1 s x s cos cos 因 P1  PM = 常数， P2 = T2 ，故  →  →  n P2  9—14 解：（1） E 4.44 f W KW 4.44 50 270 0.935 6.54 10 3665.3 V 2 1 = 1 1 1 1 =      = −  E 4.44 f W KW 4.44 50 42 0.942 6.54 10 574.4 V 2 2 = 1 2 2 1 =      = −  f f 50 Hz 2 = 1 = （2） 0.03 1000 1000 970 1 1 = − = − = n n n s N N E1 = 3665.3 V E2s = sN E2 =17.2 V f Hz f s f Hz 1 = 50 2 = N 1 =1.5 9—15 解： （1） 0.04 1500 1500 1440 1 1 = − = − = n n n s N N （2） = =   10 0.04 2 0.4 N s r +  = + =     2 10 1 10.05 5.71 2 jx j s r  Zm = rm + jxm = j40  9.53 19.42 9 3.17 10 1 40 (10.05 5.71 ) (40 90 ) ( ) ( ) 2 2 2 2 j j j jx Z s r jx Z s r m m =  = + + +    = +  +  +        = + + = + + + = + =    Z总 Z1 (9 j3.17) 0.4 j1 9 j3.17 9.4 j4.17 10.28 23.92 设 U = 0 = 2200 V 3 380 1  A I A Z U I 21.4 23.92 21.4 10.28 23.92 220 0 1 1 1 =  −  =     = = 即 总  

ix(10.05/5.71°)×(21.4/-23.92)215.07/-18.21°+ jx2a +Zm42.2/76.29010+jl+j40= 5.1Z - 94.5°= -0.4- j5.08 A即Im=5.1A1, = 1m-i, =-0.4- j5.08-21.4Z-23.92°=-19.96+ j3.6= 20.28Z169.78°A即I’=20.28A(3)E,=i;(r’+jx2)=(20.28Z169.78)×(0.4+j0.04×1)=8.15Z175.490VE2_8.15E2, = 2=2.04V4K.(4)fz=S~f=0.04×50=2Hzr =3×20.282×1-0.0421-s×0.4=11.84KW(5)P=m/20.04s9—16解：PM=P-Peu-Pre=8600-425-210=7965WPeu2= sPM=0.034×7965= 270.8 WP=(1- s)PM =(1-0.034)×7965 = 7694.2 W7—17解：(1)P.P5.5P2x100%×100%=87%(2)n=6.32PPM=P -Poul-Pre=6320-341-167.5=5811.5 W

j A I A j j I jx Z s r jx s r I m m m 5.1 94.5 0.4 5.08 5.1 42.2 76.29 215.07 18.21 10 1 40 (10.05 5.71 ) (21.4 23.92 ) 1 2 2 2 2 =  −  = − − =    −  = + +     −  = +  +  +   = 即     I  2  = I  m − I  1 = −0.4 − j5.08 − 21.4 − 23.92 = −19.96 + j3.6 = 20.28169.78 A 即 I 2  = 20.28 A （3） E  2  s = I  2 (r2  + jx2  s ) = (20.28169.78) (0.4 + j0.041) = 8.15175.49 V V K E E e s s 2.04 4 2 8.15 2 = =  = （4） f s f Hz 2 = N 1 = 0.0450 = 2 （5） r KW s s P m I 0.4 11.84 0.04 1 0.04 3 20.28 1 2 2 2 1 2  = −  =   − =   9—16 解： PM = P1 − pcu1 − pFe = 8600 − 425 − 210 = 7965 W pcu2 = sPM = 0.0347965 = 270.8 W P = (1− s)PM = (1−0.034)7965 = 7694.2 W 7—17 解： （1） pcui pFe pcu2 p ps P2 P1 PM P （2） 100% 87% 6.32 5.5 100% 1 2 =  =  = P P  PM = P1 − pcu1 − pFe = 6320 − 341−167.5 = 5811.5 W

237.5Peu2=0.041e-PM5811.5设p=2,则n=(1-s)n,=(1-0.041)x1500=1438.5 r/minTm = 9550~= = 550×5.8115=38.6N.m1438.5n5.5T, =9550B=9550×=36.5N.m1438.5n9-181000-950=n-n=0.05解：（1)SN1000ni(2) Po= Ps + Po + p, =28000+1100=29100 W0.05s.-Pox29100=1531.6WPeu21-0.051-sP = P, + Penl + Pre + Peu2 + Po + Ps(3)=28000+2200+1531.6+1100=32831.6WP×100%=28000×100%=85.3%n=P32831.6P32831.656.68(4) Iy=J3UcosPAV3×380×0.88(5）f,=SnJ=0.05×50=2.5Hz9—19解：（1)Ps=P+pn+p,=17+0.139+0.32=17.459KW9-2060f.60×502=1500r/min解：（1）n,=2pP=P+Po+p,=1000+77+200=10277WPM=P+Pcu2=10277+314=10591W

0.041 5811.5 2 237.5 = = = M cu P p s 设 p = 2 ，则 n = (1− s)n1 = (1−0.041)1500 =1438.5 r/min N m n P T M M = =  = 38.6  1438.5 5.8115 9550 9550 N m n P T = =  = 36.5  1438.5 5.5 9550 9550 2 2 9—18 解：（1） 0.05 1000 1000 950 1 1 = − = − = n n n s N N （2） P = PN + p + ps = 28000 +1100 = 29100 W P W s s pcu 29100 1531.6 1 0.05 0.05 1 2  = − = − =  （3） W P P pcu pFe pcu p ps 28000 2200 1531.6 1100 32831.6 1 2 1 2 = + + + = = + + + +  + 100% 85.3% 32831.6 28000 100% 1 2 =  =  = P P  （4） A U P I N N N 56.68 3 380 0.88 32831.6 3 cos =   = =  （5） f s f Hz 2 = N 1 = 0.0550 = 2.5 9—19 解：（1） P = PN + p + ps =17 + 0.139 + 0.32 =17.459 KW 9—20 解：（1） 1500 / min 2 60 1 60 50 1 r p f n =  = = P = PN + p + ps =1000 + 77 + 200 =10277 W PM = P + p cu2 = 10277 + 314 = 10591 W