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：交流电机转子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：交流电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：交流电机每个极距下每相绕组所占有的槽数。即q??m 4、槽距角：交流电机相邻两槽轴线之间的电角度，即??360PZ
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。
0
二、填空
1、一个整距绕组线圈的两个边，在空间上相距电角度为180.如果电机为P对极，在空间上相距的机械角度360P 。
2、为了得到三相对称的基波感应电动势，交流电机的3个绕组必须是 对称分布 ，即各相绕组的有效匝数、分布、短距等完全一致，且在定子内圆空间位置上，彼此相距 120 空间电角度。
3、有一个三相双层绕组的交流电机，2P=4,，Z1=36,支路数a=1,，那么极距τ=9 槽，每极每相槽数q= 3 槽，槽距角α=20，若线圈节距y1=8，短距系数Ky1=0.96,分布系数Kq1=0.98,绕组系数KN1=0.94。
4、整数槽双层绕组最大并联路数等于a=2P,整数槽单层绕组最大并联支路数等于a=2P。 5、在实际电机中，转子磁场产生的气隙磁通密度一般都不是正弦分布，含有一系列奇次谐波，对于v次谐波磁场，其极对数为基波的_v倍，极距为基波的__v/p__倍，在定子绕组感应电动势频率为基波的 v _倍。
6、高次谐波磁动势主要影响电动势的波形形状，使波形畸变。
7、单相绕组的基波磁动势幅值为0.9INKN1/P，幅值的位置在相绕组的轴线。
8、单相绕组的基波磁动势是脉振磁动势,它可以分解成大小_相等_,转向_相反，转速相等的两个旋转磁动势。
9、将一台三相交流电机的三相绕组串联通入交流电，其产生的合成磁动势为脉振磁动势_。
000010、三相对称绕组通过三相对称交流电流，电流相序为顺时针（U-V-W-U）,其中Iu=10sinωt，当IU=10A时，三相基波合成旋转磁动势的幅值应位于_U相绕组轴线上_；当IU=-5A时，其幅值位于V相绕组轴线上。
11、三相交流电机绕组的基波合成磁动势幅值为每相基波磁动势的2/3倍。 12、交流电机的同步转速指_三相绕组基波合成磁动势转速_，其值为_60f/P_。
13、交流电机三相绕组基波合成旋转磁动势的旋转方向由_通入三相绕组的三相交流的相序决定。
14、一台50HZ的三相交流电机，通一60HZ的三相对称电流，并保持电机有效值不变，此时三相基波合成旋转磁动势的幅值大小_不变_，转速_变大_,级数_不变。
15、对称交流绕组通一正弦交流电时，其3次谐波合成磁动势为_0。
16、对称交流绕组通一正弦交流电时，其v次谐波磁动势的转速为_n1/P。
17、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。 18、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。 19、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，则其槽距角应该是（B ） A．15° B．30° C．40° D．50°
2、某单相交流异步电动机，定子槽数为24，极对数是2，则它的槽距角应该是（B ） A．15° B．30° C．40° D．50°
3、一台国外进口的设备中，交流电机的频率是60HZ，其额定转速为870转/分，则其极数为 （ A ）
A．8 B．4 C．10 D．6
4、一台国外进口的设备中，三相交流异步电动机的频率是60HZ，额定转速为1160转/分，则其极数为 （ D ）
A．8 B．4 C．10 D．6
5、一台国外进口的设备中，单相交流电机的频率是60HZ，额定转速为1700转/分，则其极对数为 （C）
A．8 B．4 C．2 D．6
6、一台国外进口的设备中，单相交流异步电动机的频率是60HZ，额定转速为860转/分，则其极对数为 （B ） A．8 B．4 C．10 D．6
7、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
8、在进行交流电机磁动势分析时，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
9、在进行交流电机磁场分析时，其产生的磁场波形一般为 （ C ）
A．锯齿波 B．矩形波 C．正弦波 D．脉冲波
10、不属于交流电机绕组排列的基本原则 （ D ）
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。 11、在交流电动机运行效率最高时应是 （ D） A．不变损耗与机械损耗相等 B．应是铁耗与铜耗相等时 C．铁耗与磁滞损耗相等时 D．可变损耗与不变损耗相等 12、在交流发电机运行效率最高时应是 （ D ） A．不变损耗与机械损耗相等 B．应是铁耗与铜耗相等时 C．铁耗与磁滞损耗相等时 D．可变损耗与不变损耗相等
13、在三相交流异步电动机磁场分析中，一相绕组产生的磁场为 （ B ）
A．固定磁场 B．脉动磁场 C．对称旋转磁场 D．椭圆旋转磁场
14、在三相交流异步电动机中，三相绕组产生的合成磁场为 （ C ）
A．固定磁场 B．脉动磁场 C．对称旋转磁场 D．椭圆旋转磁场
15、在维修三相异步电动机的定子绕组时，把每相绕组的匝数做了适当增加，气隙中每极磁通将 （ A ）
A．增加 B．减小 C．不变 D．无关
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、三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、三相交流异步电动机改善磁场质量时，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、三相交流异步电机改善磁场质量时，可以采用 （ AD ） A．长距分布绕组 B．集中绕组 C．电源质量高些 D．短距绕组 7、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
8、三相交流异步电动机的运行状态一般可以分为 （ 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
9、三相交流感应电动机的运行状态分别为 （ BCD ）
A．电动机反接制动状态 B．电磁制动状态 C．发电机状态 D．电动机状态
10、交流异步电动机的运行状态分别为 （ BCD ）
A．电动机反接制动状态 B．电磁制动状态 C．发电机状态 D．电动机状态
11、三相交流感应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．能耗制动状态 12、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 13、下列电机属于单边或者双边励磁的电机分别是 （ ABCD ） A．电动车电机 B．空调电机 C．直流发电机 D．交流电机 14、下列电机属于单边或者双边励磁的电机分别是 （ ABCD ） A．电动车电机 B．电动工具电机 C．玩具电机 D．手电钻电机 15、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．计算机光驱电机 C．玩具电机 D．电冰箱电机 16、下列电机属于单边或者双边励磁的电机分别是 （ ABCD ） A．电风扇电机 B．空调电机 C．玩具航模飞机电机 D．计算机光驱电机
五、判断题（错误用×、正确用√）
1、三相交流电机中电枢与直流电机中一样指的是定子。 （ × ） 2、三相交流电机中电枢与直流电机中一样指的转子。（ × ） 3、三相交流感应电动机中电枢指的是定子。 （ √ ） 4、三相交流异步电动机中电枢指的是定子。 （ √ ）
5、三相交流感应电动机中电枢与直流电机中一样指的是定子。 （ × ） 6、三相交流异步电机中电枢与直流电机中一样指的转子。（ × ）
7、三相交流感应电机中电枢与直流电机中一样指的是定子。 （ × ） 8、三相交流电机感应中电枢与直流电机中一样指的转子。（ × ） 9、直线电机的工作原理与普通的电机的工作原理一样。（ √ ） 10、交流电机不需要象直流电机那样也用电刷。 （ × ） 11、某交流电动机的定子30槽，是一个4极电机，则槽间电角度是10°。（ ×） 12、某交流电动机的定子24槽，是一个8极电机，则槽间电角度是20°。（ × ） 13、某交流电动机的定子24槽，是一个2对磁极电机，则槽间电角度是30°。（ √） 14、某交流电动机的定子24槽，是一个2对磁极电机，则槽间电角度是15°。（× ） 15、某交流异步电动机的定子36槽，是一个4极电机，则槽间电角度是10°。（× ） 16、某交流感应电动机的定子36槽，是一个8极电机，则电槽间角度是20°。（× ） 17、某交流异步电动机的定子36槽，是一个4极电机，则槽间电角度是30°。（× ） 18、三相交流异步电动机中基波绕组系数指的是Ky1。 （ × ） 19、三相交流异步电动机中基波绕组系数指的是KN1。（ √ ） 20、三相交流异步电动机中基波绕组系数指的是Kq1。（ × ） 21、三相交流异步电动机中基波绕组节距因数指的是Ky1。 （ √ ）
22、三相交流异步电动机中基波绕组节距因数指的是KN1。（ √ ） 23、三相交流异步电动机中基波绕组节距因数指的是Kq1。（ × ） 24、三相交流异步电动机中基波绕组分布因数指的是Ky1。（ √ ） 25、三相交流异步电动机中基波绕组分布因数指的是KN1。（ × ） 26、三相交流异步电动机中基波绕组分布因数指的是Kq1。（ √ ）
27、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（√ ） 28、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（ √ ） 29、电机采用的绕组采用分布排列形式，目的主要是削弱高次谐波磁场（ √ ） 30、发电机采用的绕组采用分布排列形式，目的主要是削弱高次谐波磁场（ √ ） 31、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
1、三相交流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。
2、三相交流感应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。
3、交流异步电机绕组的嵌线原则以及绕组展开图的操作步骤是什么？ 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
4、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。 5、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？
七、计算题
1、一台三相交流异步电动机，额定转速为740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？