第7章 思考题与习题参考答案
7.1 简述异步电机的结构。如果异步电机的气隙过大，会带来怎样不利的后果?
答：异步电机主要由定子和转子两大部分组成，定、转子之间是气隙。定子主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子铁心是电机磁路的一部分；定子绕组是电机的电路部分；机座的作用是固定和支撑定子及端盖。转子主要由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成，整个转子靠端盖和轴承支撑着。转子铁心也是电机磁路的一部分。转子铁心固定在转轴上，转轴用强度和刚度较高的低碳钢制成，转子绕组分为笼型和绕线型两种。如果异步电机的气隙过大，将使励磁电流增大，导致电机的功率因数降低。
7.2 异步电动机额定电压、额定电流、额定功率是如何定义的?
答：额定电压：指在额定状态下运行时，加在电动机定子绕组上的线电压； 额定电流：指在额定状态下运行时，流入电动机定子绕组中的线电流； 额定功率：指在额定状态下运行时，转轴上输出的机械功率。
7.3 简述三相异步电动机的基本工作原理。
答：1）定子产生旋转磁场：定子三相对称绕组通入三相对称电流时，在电机气隙中产生一个旋转磁场，转速为同步转速；2）转子导体产生感应电流：定子旋转磁场切割转子导体，转子导体中将产生感应电动势，并在闭合的转子绕组中产生感应电流；3）载有感应电流的转子导体处在定子磁场中受到电磁力作用，对转轴形成电磁转矩，其方向与定子旋转磁场方向一致，转子在该转矩作用下便顺着旋转磁场的方向旋转起来。
7.4 为什么异步电动机的转速一定低于同步速，而异步发电机的转速则一定高于同步速? 如果没有外力帮助，转子转速能够达到同步速吗?
答：异步电动机之所以能够旋转，是因为转子受到了一个驱动性质的电磁转矩作用，该电磁转矩是在转子转速低于定子磁场转速（同步速）前提下，通过电磁感应作用而产生的，如果转子转速等于同步转速，将不会出现电磁感应现象，也就不会产生电磁转矩，转子就不会旋转了，所以异步电动机的转速一定低于同步速。
如果没有外力帮助，转子转速不可能达到同步速。当在外力作用下使转子转速高于同步速时，转子感应电动势和感应电流的方向改变，定子电流的方向随之改变，这时电机将由原来的电动机运行变为发动机运行，所以异步发电机的转速一定高于同步速。
7.5 简述转差率的定义。异步电机有哪三种运行状态? 在每种状态下运行时，电机的转速和转差率的取值范围是多少？电磁转矩的性质和能量转换关系如何？
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答：同步转速与转子转速之差称为转差，转差和同步转速的比值称为转差率。异步电机有电动机、发电机、电磁制动三种运行状态。电动机状态时，0?n?n1，0?s?1，电磁转矩为驱动转矩，电能转换为机械能；发电机状态时，n?n1，s?0，电磁转矩为制动转矩，机械能转换为电能；电磁制动状态时，n?0，s?1，电磁转矩为制动转矩，吸收电能和机械能，并全部转换成了电机内部的损耗。
7.6 有一台三相异步电动机，极数2p?6，额定转差率sN＝0.05，额定频率f1＝50Hz，问电机的同步转速和额定转速各是多少？
解：n1?60f60?50??1000r/min p3nN?(1?sN)n1?(1?0.05)?1000?950r/min
7.7 有一台三相异步电动机，PN?4.5kW，UN=380/220V，Y/D联结，cos?N?0.8，
?N?0.8，nN?1450r/min，求：(1)接成Y或D形时的额定电流IN；(2)电机的同步速n1和磁极对
数p；(3)电机的额定转差率sN。
解：（1）星形联结时： IN?PN3UNcos?N?NPN3UNcos?N?N?4.5?1033?380?0.8?0.84.5?1033?220?0.8?0.8?10.68A
三角形联结时：IN???18.45A
（2）n1?60f60?50??1450 ，所以 p?2， ppn1?60f60?50??1500r/min p2n1?n1500?1450??0.033 n11500 （3）sN?
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第7章 自测题参考答案
一、填空题
1.导体加端环、三相对称；
2. 转子转速与旋转磁场转速不同步、转子电流是通过电磁感应作用产生的； 3. 气隙、20～50； 4. 0.01～0.06、接近； 5.定子旋转磁场、电源相序 二、选择题
1.① 2. ② 3. ③ 4. ④ 5. ② 三、简答题
1. 答:改变电源相序就可实现异步电动机的反转。因为异步电动机的转子转向与定子旋转磁场的转向相同，而定子旋转磁场的转向取决于三相电流的相序，因此改变三相电流的相序就可改变旋转磁场的转向，从而改变转子的转向。
2. 答：“异步”是指转子转速与旋转磁场转速不同步；“感应”是指转子电流是通过电磁感应作用产生的。
3. 答：同步转速分别为：3000r/min；1500r/min1000r/min750r/min600r/min 4. 答：变压器的主磁路为铁心，其磁阻很小，产生额定主磁通所需要的励磁电流很小。而异步电动机的主磁路除了定、转子铁心外，还有两段气隙，其磁阻很大，产生额定主磁通所需的励磁电流很大。 四、计算题 解：（1）n1?60f60?50??750r/min p4 nN?(1?sN)n1?(1?0.04)?750?720r/min
（2）s?n1?n?750?720??1.96 n1?750（3）s?1
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《电机学》习题解答(吕宗枢) 07章
