所以
n?UNR2201?aIa???16.077?1731 r/min Ce?Ce?0.11780.1178
1-22 一台96kW的并励直流电动机，额定电压为440V，额定电流为255A，额定励磁电
流为5A，额定转速为500rmin，电枢绕组电阻0.07?，电刷压降2?Ub?2V，不计
电枢反应，试求（1）电动机的额定输出转矩；（2）额定电流是的电磁转矩；（3）电动机的空载转速。 解： 1）额定输出转矩 T2?PN??96000?1833.5N?m
500?2?602）额定电压、额定电流时的感应电动势
EaN?UN?IaNRa?440??255?5??0.078?420.5V
PEI420.5?250?2007.74N?m 额定电流时的电磁转矩 TeN?eN?aaN???500?2?603）额定时 EaN?Ce?nN?420.5V，从而Ce??EaN420.5??0.841 nN500T2007.74?8.031 TeN?CT?IaN?2007.74N?m，从而CT??eN?IaN250.74?1833.5?174.24N?m 电动机空载转矩 T0?TeN?T2?2007空载时电磁转矩为空载转矩 ，此时电枢电流：Ia0?TeT174.24?0??21.696A CT?CT?8.031电枢感应电动势 Ea?UN?Ia0Ra?440?21.696?0.078?438.31V 电机空载转速 n?Ea438.31??521.2r/min Ce?0.841
1-23 一台17kW、串励绕组电阻为0.12?，电枢总电阻为0.2?，220V的串励直流电动机，
在额定电压下运行时，电枢电流为65A，转速为670rmin。试确定因负载增大而使
电枢电流增大为75A时，电动机的转速和转矩（磁路设为线性）。
1-24 什么叫换向？为什么要改善换向？改善换向的方法有哪些？
1-25 一台他励直流电动机，如果改变它的转向，问换向极的极性是否改变？此时换向
极是否仍能改善换向？
第四章 交流电机感应电动势和旋转磁场
思考题与习题
4-1 为什么极相组A和极相组X串联时必须反接?如果正接将引起什么后果？ 4-2 有一三相双层绕组，Q?48，2p?4，y1?10?，试分别画出支路数a?1时：（1）12叠绕组的展开图（A相一相）；（2）波绕组的展开图（A相一相）；（3）支路数a?2时叠绕组的接线图（A相）。
4-3 交流绕组的感应电动势公式与变压器的电动式公式有何相同和不同之处？
4-4 交流绕组的分布因数和节距因数的意义是什么？分布因数和节距因数可以大于1
吗?
4-5 什么是一阶吃齿谐波？齿谐波的分布因数和节距因数有何特点？ 4-6 产生主极谐波的原因是什么？齿谐波又是如何产生的？ 4-7 抑制谐波电动势有哪些方法？
4-8 一台三相两极50Hz同步发电机，已知定子槽数Q?48，每槽内有两根导体，支路
Wb。试数a?1，线圈节距y1?20，绕组为双层、星形联结，基波磁通量?1?1.11计算：（1）基波绕组因数和空载相电动势、线电动势；（2）5次、7次和一阶齿谐
波的绕组因数。
4-9 为什么说交流绕组的合成磁动势既是时间的函数，又是空间的函数? 4-10 计算交流绕组的磁动势时为什么采用矢量求和的运算方法? 4-11 单相绕组的磁动势具有什么性质？它的幅值等于什么？
4-12 三相绕组的合成基波旋转磁动势与三相脉振磁动势之间是何关系？如果是两相绕
组，其合成基波旋转磁动势与两相脉振磁动势之间关系又如何？
4-13 为什么交流绕组感应电动势计算时的绕组因数和磁动势计算时的绕组因数相同?
kW，cos?N?0.8滞后，额定线电压4-14 题4-8中的发电机，额定容量SN?12000U1N?10.5kV。试求：（1）一相和三相绕组所产生的基波磁动势的幅值；（2）3次、5次、7次空间谐波磁动势的幅值、转速和转向。
4-16 一台三相交流感应电动机，其定子绕组星形联结，如图4-39所示，现其C相绕组
断线。若三相电机仍然外接三相对称电源，能产生旋转磁动势吗？若定子绕组三角形联结，仍是C相绕组断线，能产生旋转磁动势吗？
AABBCC 图4-39 题4-16附图 4-17 两相绕组A和B，其杂树和绕组因数均相等，A相在空间超前于B相90???电角
度，如iA?Imcos?t，问要使A、B两相的基波合成磁动势成为正向推移（从A到B）恒幅的旋转磁动势时，iB的表达式是怎样的？
第五章 感应电机 思考题与习题
5-1 试述三相感应电动机的转动原理。
5-2 一台三相绕线型感应电动机，若将定子三相短路，转子中通入频率为f1的三相交流
电，问气隙旋转磁场相对于转子和相对于空间的转速，以及空载时转子的转向。 5-3 什么是感应电动机的转差率？如何根据转差率来判断感应电机的运行状态？ 5-4 简述三相感应电动机的基本结构和各部分的主要功能。
5-5 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？
V，IN?18.5A，5-6 一台三相感应电动机PN?75kW，nN?975rmin，UN?3000fN?50Hz，cos??0.87。试问：
(1)电动机的极数是多少？
(2)额定负载下的转差率s是多少？ (3)额定负载下的效率?是多少？ 解：(1)电动机的极数：p?60f60?50??3，极数为6 n11000n1?n1000?975??0.025 n11000(2)额定负载下的转差率sN?(3)额定负载下的效率：
P1?3UNINcos??3?3000?18.5?0.87?83.63kW
??P275?100%??100%?89.68% P83.631V，nN?1440rmin，5-7 一台三角形连接的三相感应电动机，其PN?7.5kW，UN?380?N?87%，cos?N?0.82。求其额定电流和对应的相电流。
解：额定电流：IN?PN/?N3UNcos?NIN3??7.5?103/0.873?380?0.82?9.22A
?15.97A
对应的相电流：IN??15.9735-8 一台三相感应电动机接于电网工作时，其每相感应电动势E1?350V，定子绕组的
每相串联匝数N1?132匝，绕组因数kw1?0.96，试问每极磁通?1为多大？ 解：?1?E1350??0.0124Wb
4.44f1N1kW14.44?50?132?0.965-9 三相感应电动机主磁通和漏磁通是如何定义的？主磁通在定、转子绕组中感应电动
势的频率一样吗？两个频率之间数量关系如何？
5-10 感应电动机在启动及空载运行时，为什么功率因数较低？当满载运行时，功率因
数为什么会较高？
5-11 为什么三相感应电动机励磁电流比相应三相变压器的大很多？
5-12 试说明感应电动机转轴上机械负载增加时，电动机的转速n、定子电流I1和转子
电流I2如何变化？为什么？ 5-13 推导出三相感应电动机的等效电路时，转子边要进行哪些折算？折算的原则是什
么？如何折算？ 5-14 有一台Y接，380V，50Hz、额定转速为1444rmin的三相绕线型感应电动机，其
''参数为R1?0.4?，R2?0.4?，X1??X2??1?，Xm?40?，Rm略去不计，定、
转子的电压比为4。试求： （1）额定负载时的转差率；
（2）额定负载时的定、转子电流；
（3）额定负载时转子的频率和每相电动势值。
V（?联5-15 有一台三相四极的笼型感应电动机，电动机的容量PN?17kW，UN?380''结），参数为R1?0.715?，X1??1.74?，R2?0.416?，X2??3.03?，Rm?6.2?，
W。Xm?75?，电动机的机械损耗p??139W，额定负载时的杂散损耗p??320试求额定负载时的转差率、定子电流、定子功率因数、电磁转矩、输出转矩和效率。 解：假设额定负载时的转差率为sN?0.02008，则电机参数：
Z1??R1?jX1??0.715?j1.74?1.88?67.70? Zm?Rm?jXm?6.2?j75?75.3?85.30?
'Z2'R20.416'??jX2?j3.03?20.7?j3.03?20.9?8.330? ??s0.02008.Z1???6.2?j75??20.7?j3.03??0.715?j1.74?'6.2?j75?20.7?j3.03Zm?Z2'ZmZ2?0.715?j1.74?1573.8?93.6082.5?710?0.715?j1.74?19.1?22.60
?0.715?j1.74?17.6?j7.34?18.3?j9.08?20.4?26.40??U380?0??1???18.6??26.4A 定子电流：I1?'?ZZ20.4?26.4Z1??m2?'Zm?Z2?功率因数：cos?1?cos26.4??0.896
输入功率：P1?m1U1I1cos?1?3?380?18.6?0.896?18.999kW
2定子铜耗：pcu1?m1I1R1?3?18.62?0.715?742W
20.9?8.33??18.6??26.4'6.2?j75?20.7?j3.03Zm?Z2激磁电流：
?20.9?8.33?18.6??26.4??4.71?89.1?A?82.5?71??I?Im1?'Z22定子铁耗：pFe?m1ImRm?3?4.712?6.2?413W
W 电磁功率：Pe?P1?pcu1?pFe?18999?742?413?17844n?2?同步转速：ns?1500r/min，?s?s?157.08rad/s
60电磁转矩：Te?Pe17844??113.6N?m ?s157.08??17844?17486W 总机械功率：P???1?s?Pe??1?0.02008W 输出功率：P2?P???p??p???17486??138?320??17028输出转矩：T2?效率：?N?P2P217028???110.6N?m
??150060?2??1?sN?ns602???1?0.02008P217028?100%??100%?89.6% P189991
5-16 有一台50Hz的三相感应电动机，其铭牌数据为PN?10kW，2p?4，U1N?380V，
V（线电压），Y联结，I1N?19.8A。已知R1?0.5?，空载实验数据：U1?380W，p??170I10?5.4A，PW。短路实验数据如下： 10?425U1k（线）/V
I1kA P1kW
200 36 3680
160 27 2080
120 18.1 920
80 10.5 290
40 4 40
试求：
'''（1）Xm、X1?、X2； ?和R2（设X1??X2?）
（2）用T型等效电路确定额定电流I1N和额定功率因数cos?N（杂散损耗设为1%PN）；
（3）最大电磁转矩Tmax。
5-17 三相感应电动机带额定负载运行时，如果负载转矩不变，当电源电压降低时，电
动机的?m、I1、I2、n和?如何变化？为什么？
V，频率为50Hz，5-18 一台6极感应电动机额定功率PN?28kW，额定电压UN?380额定转速nN?950rmin，额定负载时cos?N?0.88，pCua?pFe?2.2kW，p??1.1kW，p??0，试计算在额定负载时的sN、pCu2、?N、I1和f2。
解：sN?n1?n1000?950??0.05 n11000总机械功率P Ω= PN＋pΩ＋pΔ=28＋1.1＋0=29.1 kW
根据P Ω=(1－s) P e和pCu2=s P e得
P?s0.05?Pe??29.1?1.53kW spCu2?sPe?1?s1?s1?0.05输入功率P 1= P mec＋pcu1＋pFe＋pCu2=29.1＋2.2＋1.53=32.83 kW 效率?N?PN28??100%?85.29% P32.831定子电流I1?P13UNcos?1?32.833?380?0.88?56.68A
转子频率f2= s f1=0.05×50=2.5Hz
V，5-19 已知一台三相50Hz绕线转子感应电动机，额定数据为：PN?100kW，UN?380nN?950rmin。在额定转速下运行时，机械损耗p??0.7kW，附加损耗p??0.3kW。求额定运行时的：(1)额定转差率sN；(2)电磁功率Pe；(3)转子铜损耗pCu2；(4)输出转矩T2；(5)空载转矩T0；(6)电磁转矩Te。