第六章 三相异步电动机的工作原理 一、名词解释
1.异步电机：转速度与旋转磁场速度（同步速度）不相同的电机。
2.感应电动机：转子电流不是由电源供给，而是由定子产生旋转磁场感应而来的电动机。 3.每极每相槽数：每个极距下每相绕组所占有的槽数。即q??m
4.槽距角：相邻两槽轴线之间的电角度，即??3600PZ
5.线圈:是组成电动机绕组的基本单元，通常由一根或多根绝缘电磁线(圆线或扁线)
6.绕组: 是电动机中的电路部分,线圈按照一定规则进行连接，构成的单元组；特殊情况下可以是一个线圈。
7.绕组展开图: 把定子(或转子)沿轴向切开、沿横向拉平，再略去铁芯，把绕组连接规律用平面图形展示出来
8. 额定工作制：指电动机在额定状态下工作，按持续运转时间和顺序区分的一种工作制形式，分额定连续工作的定额S1、短时工作的定额S2、断续工作的定额S3等3种。 9.转差率：旋转磁场速度（同步速度）与转子速度之差与旋转磁场速度（同步速度）的比值。 二、填空 1、单相/三相】交流电动机的三种运行状态分别是电动机状态、发电机状态、电磁制动状态。 三、单项选择题
1．一台三相交流异步电机，其定子槽数为24，极对数为2，则其电角度应该是（ B ） A．15° B．30° C．40° D．50°
2．一台国外进口的设备中，交流电机的频率是60HZ额定转速为870转/分，则其极（ A ） A．8 B．4 C．10 D．6
3．三相异步电机采用短矩分布时，相比长矩绕组而言（长、短矩绕组对称） （ D） A．增加了基波电势 B．消除了高次谐波电势 C．基波磁势减小了 D．基波电势没有变化
4、交流电机绕组分析时,我们知道一个线圈所产生的磁场波形一般为（ B ）
A．锯齿波 B．矩形波 C．正弦波 D．脉冲波 5、直流电机电枢反应分析时,我们知道一个元件所产生的磁场波形一般为（ B ） A．锯齿波 B．矩形波 C．正弦波 D．脉冲波 6、不属于交流电机绕组排列的基本原则
A．一个极距内所有导体的电流方向必须一致。 B．相邻两个极距内所有导体的电流方向必须相反。
C．若为双层绕组，以上层绕组为准，或以下层绕组为准。 D．定、转子绕组的相数必须一致。 四、多项选择题
1．交流异步电动机中的定子部分有 （ABCD） A．电枢 B．铁心 C．外壳 D．端盖
2．单相交流异步电动机中的定子部分有 （ABCD） A．电枢 B．铁心 C．外壳 D．端盖
3、改善交流电动机的旋转磁场质量时，一般采用的方法 （ CD ） A．电源质量高些 B．集中绕组 C．整距分布绕组 D．短距绕组 4、交流异步电动机改善磁场质量时，一般采用的方法为 （ ACD ）
A． 长距分布绕组 B．集中绕组 C．整距分布绕组 D．短距分布绕组 5、三相交流异步电机改善磁场质量时，一般采用 （ AD ）
A．整距分布绕组 B．集中绕组 C．电源质量高些 D．短距绕组 6、三相交流感应电机提高旋转磁场质量时，一般采用 （ CD ）
A．电源质量高些 B．集中绕组 C．整距分布绕组 D．短距分布绕组 7．三相交流异步电动机的运行状态分别为 （ ABC ）
A．电动机状态 B．电磁制动状态 C．发电机状态 D．反接制动状态 8、下列电机属于单边或者双边励磁的电机分别是 （ ABCD ） A．洗衣机电机 B．空调电机 C．交直流通用电机 D．交流电机
1
E．电动车电机 F．直流发电机 G．电动工具电机 H．玩具电机 I．手电钻电机 J．计算机光驱电机 K．电冰箱电机 L．电风扇电机 M．玩具航模飞机电机 五、判断题
（一）1、三相交流电机中电枢与直流电机中一样指的是定子。 （ × ） 2、三相交流感应电动机中电枢指的是定子。 （ √ ） 3、三相交流异步电动机中电枢指的是定子。 （ √ ） （二）1．直线电机的工作原理与普通的电机的工作原理一样。（ √ ）
2．交流电机不需要象直流电机那样也用电刷。 （ × ） （三）1．某交流电动机的定子30槽，是一个4极电机，则电角度是10°。（ × ） 2．某交流电动机的定子24槽，是一个8极电机，则电角度是20°。 （ × ） 3．某交流电动机的定子24槽，是一个4极电机，则电角度是30°。 （ √ ） 四）1、三相交流异步电动机中基波绕组系数指的是Ky1。 （ × ） 2、三相交流异步电动机中基波绕组系数指的是KN1。（ √ ） 3、三相交流异步电动机中基波绕组系数指的是Kq1。（ × ）
4、三相交流异步电动机中基波绕组节距因数指的是Ky1。 （ √ ） 5、三相交流异步电动机中基波绕组节距因数指的是KN1。（ √ ） 6、三相交流异步电动机中基波绕组节距因数指的是Kq1。（ × ） 7、三相交流异步电动机中基波绕组分布因数指的是Ky1。（ √ ） 8、三相交流异步电动机中基波绕组分布因数指的是KN1。（ × ） 9、三相交流异步电动机中基波绕组分布因数指的是Kq1。（ √ ）
（五）1、交流异步电动机绕组采用分布排列，目的主要是削弱高次谐波磁场（√ ） 2、直流电动机绕组采用分布排列，目的主要是削弱高次谐波磁动势（ √ ） 、交流感应电动机的绕组采用短距分布排列，目的主要是削弱高次谐波磁动势（√） 六、问答题
（一）1、三相【交流/感应】异步电动机的工作原理是什么？
在三相交流异步电动机的定子绕组内，通入对称的三相交流电，气隙内产生旋转磁场，切割转子导体，产生电动势，而使转子内具有电流，受旋转磁场的作用，而产生电磁转矩拖动负载进行旋转工作，因转子的速度小于旋转磁场的速度，所以称三相交流异步电动机，另外由于转子内的电流，不是通入的，是感应而来的，所以也称为感应电动机。 （二）1、交流异步电机绕组的嵌线原则以及操作步骤是什么？ 嵌线原则：（1）一个极距下所有导体电流方向必须一致。 （2）相邻两个极距下所有导体电流方向必须相反。
（3）若为双层绕组，以上层绕组为准或，以下层绕组为准。
操作步骤：(1) 计算参数(2) 编绘电动机的槽号(3) 划定极距(4) 确定每极每相槽的位置。(5) 标定电流方向(6) 绕组展开图成图
（四）1、三相交流感应电动机中，三相基波合成磁动势的特性是什么？ （1）磁动势的性质：旋转磁动势。
（2）幅值：旋转磁动势的幅值大小不变化，这种旋转磁动势常称为圆形旋转磁动势。 （3）转向：旋转磁动势的转向取决于电流的相序，总是由电流领先相转向电流滞后相。 （4）转速：旋转磁动势的转速为n1=60f1(r/min) p（5）幅值的瞬间位置：某相绕组的电流达正的最大值时，三相合成基波旋转磁动势正好与该相绕组的轴线重合。当电流在时间上变化了任意一个电角度时，三相合成基波旋转磁动势在空间位置上也移动了数值上与之相等的空间电角度。
（6）极对数：三相合成基波磁动势波长等于2τ，极对数为电机的极对数p。 2、三相交流异步电动机中，三相基波合成磁动势的特性是什么？ 八、计算题
2、一台三相交流感应电动机，额定转速为730转/分，试计算其极数、极对数、转差率、同步速度，旋转磁场速度各是多少？
2
60?50≈≈4 n173060f?750 s?(n1-n)?(750-730) n1?n1750 pp ， n1≈nN p?极对数为4，极数为8，同步速度与旋转磁场的速度一样为750转/每分钟
5、一台三相交流异步电动机，额定转速为950转/分，试计算其极数、极对数、旋转磁场速度、转差率同步速度各是多少？
n1=60f60fn1=60fp ， n1≈nN p=60f n1=60fp=1000
n1(n-n)s?160×50≈n1≈3
950?(1000-950)1000
极对数为3，极数为6，同步速度与旋转磁场的速度一样为1000转/每分钟
6、一台三相感应电动机，额定转速为570转/分，试计算其极数、极对数、转差率、 同步速度，旋转磁场速度各是多少？
60?50≈≈4 n157060f?600 s?(n1-n)?(600-570) n1?n1570 pp ， n1≈nN p?极对数为5，极数为10，同步速度与旋转磁场的速度一样为600转/每分钟
7.已知一台额定转速为nN =960 r/min的三相异步电动机，问：（1）该电动机的磁极对数P及磁极数是多少？2）旋转磁场的速度及同步速度是多（3）额定转差率sN 是多少？（4）转速方向与旋转磁场方向一致时，转速分别是950 r/min与1040 r/min时的转差率s 是多少？ （5）转速方向与旋转磁场方向相反时，转速为500r/min时的转差率s 是多少？
解 （1）一般而言，除非特殊说明，否则三相异步电动机所接电源的频率都为f1=50HZ， 额定转速略小于旋转磁场的速度，额定转差率较小，所以n1? 则磁极对数P?3 ， 磁极数 2P?2?3?6 （2）旋转磁场的速度=同步速度n1?n1=60f60f60f160?50??nN?960 PP60f160?50??1000 r/min P3（3）额定转差率sN?n1?nN1000?960??0.04 n11000（4）转速方向与旋转磁场方向一致时
若n=950 r/min，则s?n1?n1000?950??0.05 n11000n1?n1000?1040???0.04 n11000若n=1040 r/min，则s?（5）转速方向与旋转磁场方向相反时
3
若n=500 r/min，则s?n1?n1000?500??1.5 n110008.一台四极三相异步电动机，定子槽数Z1=36，计算其基波和5次、7次谐波磁动势的分布
系数。 解：（1）计算每极每相槽数q和槽间角?
每极每相槽数： q?Z136??3 2mp2?3?23600p3600?2槽间角： ????200
Z136（2）求基波和5次、7次谐波磁动势的分布系数
根据式(5.13)可求得的基波和5次、7次谐波磁动势的分布系数，分别如下：
q?3?200sinsin22??0.96 基波分布系数kq1??200qsin3sin225?200sin3?2?0.217 5次谐波分布系数kq5?5?2003sin27?200sin3?2??0.177 7次谐波分布系数kq7?7?2003sin2 第七章 三相异步电动机的运行原理 三、单项选择题
（一）1．三相异步电动机的电磁场功率表达式应为
（ B ）
2
?cosΦ2 A．PM=E2I2
?2r2/S B．PM=m2I2 （ B ）
?2r2?/S D．PM=m1I1r2/S C．PM=m1I22．三相异步电动机由定子转换到转子上的电磁功率表达式应为
?cosΦ2 A．Pcu=E2I2
?2r2/S B．Pcu=m2I22
?2r2? D．Pcu=m1I1r2/S C．Pcu=m1I2（二）1. 在三相异步电动机磁场理论的应用中，表明定子磁场、转子磁场、（B ） 励磁磁场，三者有以下关系
A. F2?Fm?F1 B. F2?F1?Fm
C. F2+Fm+F1=0 D.F1?Fm?F2
2、在三相异步电动机磁场理论的应用中，表明定子磁场、转子磁场、（ B ） 励磁磁场，三者有以下关系
??mNKI??A. m2N2KN2I211N1m?m1N1KN1I1
??mNKI?? B. m2N2KN2I211N11?m1N1KN1Im
??mNK(I??I?)?0 C. m2N2KN2I211N1m1??mNKI?? D. m1N1KN1I111N11?m2N2KN2I2
3、在三相异步电动机磁场理论的应用中，表明定子磁场、转子磁场、（ B ）
4
励磁磁场，三者有以下关系
????I??0 ???I???I? B. II212m1???I???I? D. I???I??I? C. IA.
21m2m1（三）1．[三相]交流异步电机等效电路讨论中阻抗折算，下列式子正确的应是（ B ） ?= Kx2 B．r2?=KeKir2 A．x2?=Kx2 r2 D．x2?=KeKir2 C．Z2 2．交流感应电动机等效电路讨论中阻抗折算，下列式子正确的应是 （A ）
?=KeKiZ2 B．r2?=Kir2 A．Z22
?= KKex2 D．x2?=KeKir2 C．x23．三相交流异步电机等效电路讨论中阻抗折算，下列式子正确的应是 （A ）
?=KKeZ2 B． x2?= KeKix2 A．Z2?=KKir2 C．r2?=KeKr2 D．x2四、多项选择题
（一）1、三相交流异步电动机进行等效电路时，必须满足 （ BD ） A．等效前后转子电势不能变B．等效前后磁势平衡不变化
C．等效前后转子电流不变化 D．转子总的视在功率不变
2、异步电动机等效电路的推导中，一般情况下是转子向定子折算等效即 （ABCD ）
A．把转子的频率先与定子频率进行相等,然后再折算其它参数
B．把转动的转子看作不动的转子，然后进行其它参数的折算
C．其实就是先进行S=1时的讨论，然后进行其它参数的折算 D ．不管进行什么样的折算，能量平衡不能变
3、三相交流感应电动机进行等效电路时，必须满足 （ BCD ）
A．等效前后转子电势不能变 B．等效前后磁势平衡不变化 C．不管进行什么样的折算，能量平衡不能变 D．转子总的视在功率不变
4、感应电动机等效电路的推导中，一般情况下是转子向定子折算等效即 （ ABD ） A．等效前后磁势平衡不变化
B．把转动的转子看作不动的转子，然后进行其它参数的折算 C．等效前后转子电势不能变
D．不管进行什么样的折算，能量平衡不能变
5、交流异步电动机进行等效电路时，必须满足 （ BCD ） A．等值前后转子电势不能变 B．磁势平衡不变化
C．能量平衡不变化 D．转子总的视在功率不变 五、判断题
（一） 1．笼型异步电机转子的相数一般都和定子的相数不一样（ √ ） 2．笼型异步电机转子的相数一般都和定子的相数一样（ × ）
3．三相交流笼型异步电机转子的相数一般都和定子的相数不一样（ √ ） 4．三相交流笼型异步电机转子的相数一般都和定子的相数一样（ × ） （二）1、异步电动机的最大转矩与转子电阻无关。（ √ ） 2、电机是可逆的，既可用作发电机也可用作电动机。（ √ ） 六、问答题
（一）1、三相异步电动机的理想空载运行
是指转子上不需要能量，不存在能量转换，此时既无需要拖动的实际负载，也无风阻和机械摩擦损耗；转子速度与同步速度一样，转子不切割磁场，转子中的电势为零，转子中的电流也为零，当然转子不会产生磁场。
2. 三相异步电动机的实际空载运行 实际空载，并不是真正的空载（理想空载），只不过不拖动实际的工作负载但对电机风阻和机械摩擦损耗还存在，转子内电阻损耗还存在；对电机只不过是负载小一些，还属于负载运行。
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