答：异步电机的最高允许温升是由绝缘材料决定的，若超过温升，会加速绝缘材料的老化，严重时，会使电机绝缘材料将失去原有的绝缘作用，导致电机绕组短路而烧毁。 6-4 异步电动机稳定运行时，定、转子电动势，电流的频率各为多少?转子基波磁动势切割定子的速度会不会因为转子转速的变化而变化?
答：异步电动机稳定运行时，定子绕组中的电动势为E1，转子中的电动势为sE20，定子绕组中的电动势与电流的频率为电网的频率，为f1，而转子中的感应电动势与电流的频率为sf1。转子基波磁动势切割定子的速度不会因为转子转速的变化而变化，这是因为：转子基波磁动势切割定子的速度为n1，转子的速度一慢，转差就会增大，而它们之和却不变。所以有上述结论。
n1??n?n?C
6-5 试从异步电机的主要构造和电磁关系各方面与变压器作一比较；说明分析异步 电机可采用与分析变压器相类似的基本方法的主要理由。它们的主要区别是什么?
答：三相民步电机与变压器相比较，它们的工作原理是相同的，都是利用磁感应原理，通过磁场传递能量的，为了提高能量传递或传输效率，都采用硅钢片做铁心降低磁阻提高磁通量。从功能上看，电机的定子铁心和绕组与变压器的原边铁心和绕组相对应，转子的定子铁心和绕组与变压器的副边铁心和绕组相对应。不同的只是变压器的原边与副边绕组之间的铁心没有气隙，而异步电机则在定子与转子之间的磁路中存在有气隙；变压器的逼上梁山边是静止的，而异步电机的转子则是转动的。然而气隙只不过是使励磁电流比变压器的励磁电流大一些而已。转子转动也只不过是磁通与绕组绞链的方式或形式不同而已。因此，完全可以利用分析变压器的方法分析异步电机。
6-6 同容量的异步电动机和变压器相比，哪一个的空载电流大?为什么?
答：相同容量的异步电动机的空载电流要大一些，这是因为在电动机的磁路中，要经过两次气隙，而气隙的磁阻要远远大于铁心的磁阻，磁路损耗自然要大，为了弥补这一损耗，需要较大的励磁电流来补偿。
6-7 求异步电动机等效电路时采用的折算法与变压器求等效电路时所采用的折算法有何异同?
答：变压器等效电路的折算时，原边与副边绕组的相数是相同的；原边与副边都是静止的；原、副边电压与电流的折算变比是相同的，而异步电机则不然，定子绕组与转子绕组的相数可以是不同的，定子和转子之间的电压与电流折算变比是不同的。特别是转子向定子一侧折算时，需要将旋转的转子等效为静止状态，以便采用变压器的折算方法将转子一侧的电压、电流表阻抗折算到定子一侧。
6-8 为什么说定、转子磁势相对静止是异步电机能工作的必要条件? 试证明无论异步电机转速n为多大时，定、转子基波磁势总保持相对静止。
6-9 异步电机等效电路中rm和xm的物理意义是什么?可以不可以把rm和xm的串联支路转变成并联支路?
答：异步电机等效电路中rm和xm反映了电机在建立和维持磁通的过程中，在磁路中的实功损耗和虚功损耗。理论上讲完全可以，但不便于分析，物理意义不直观。
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6-10 绕线式异步电动机定，转子的极数与相数分别是否相等? 鼠笼式异步电动机定、转于的极数与相数分别是否相等? 鼠笼式转子磁极是怎样形成的?
答：绕线式异步电动机定，转子的极数与相数分别是相等的，而鼠笼式的异步电动机却不等。是由气隙中的磁场的等效磁极形成的。
6-11 异步电机等效电路中r1和x'20的物理意义是什么?它们大小与定、转子电流值有无关系?
答：在异步电机等效电路中，r1和表示定子某一相绕组回路中的等效电阻，其大小会影响励磁电流的大小；而x'20是转子在静止状态下绕组中漏抗。其大小会影响到功率因数的大小，而与转子电流的大小无关，因为转子电流的大小由负载决定。
第6章 练习题题解及答案
6-1某三相异步电动机PN=55kW，UN=380V，cosφN==0.89，IN=119A，nN=570r/min。试求：
(1)电动机的同步转速n1； (2)电动机的极对数p；
(3)电动机在额定负载时的效率ηN。 解：由额定转速可知，（1）三相异步电动机的同步转速为：n1=600转/分；（2）磁极对数p=5；（3）效率为：
?N?
PNPN55000???0.789?78.9% P13UNINcos?N3?380?119?0.896-2有一台频率为50Hz的三相异步电动机，额定转速nN=1450 r/min，空载转差率
s=0.01，试求该电机的磁极对数p、同步转速n1，空载转速n0，额定负载时的转差率sN和起动时的转差率s。 解：由额定转速可知，
电动机的空载转速；n1=1500 r/min； 磁极对数p=2；
空载时电动机转速为：n0??1?s?n1??1?0.01??1500?1485r/min； 额定转差率为：sN?n1?nN1500?1450??0.033； n11500电动机起动时的转差率：s=1;
6-3一台三相、四极、50Hz绕线转子异步电动机，nN=1460r/min，UN=380V，Y联接、定子每相串联匝数W1=240匝，kw1=0.93，已知定子每相感应电势E1为相电压的85％。试求电机额定负载运行时转子相电势E2和频率f2。
解：由题目中的条件条件可知，欲求相电势E2和频率f2。需首先求电动机定子和转子之间
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的变比ke。
E?n1?nN1500?1460??0.0267 n11500n1?nN1500?1460??0.0267 n11500sN??Hz? f2?sNf1?0.0267?50?1.336-4有一台3000V、6极、50Hz，Y联接的三相异步电动机，额定转速nN=975 r/min，
每相参数为：r1=0.42Ω，xl=2.0Ω，r'2=0.45Ω，x'2=2.0Ω，rm=67Ω，xm=48．7Ω。试分别用“T”形等效电路和简化等效电路计算定子电流I1和转子电流折算值I'2，并比较两种计算结果的误差。
解：由电动机的T型型电路可知
sN?
n1?nN1000?975??0.025 n11000U1U1??????0.42?j2???67?j48.7??0.45/0.025?j2??r1?jx1??rm?jxmr'2/sN?jx'20?67?0.45/0.025???j48.7?j2??rm?r'2/sN???jxm?jx'20?I1?'I2??rm?jxm??67?j48.7??I1??I1
?rm?r'2/sN???jxm?jx'20??67?0.45/0.025???j48.7?j2?6-6一台三相异步电机输入功率为PN=32.8kW，定子铜耗pcual=1060W，铁耗pFe=655W，附加损耗pad=165W，机械损耗pmec=280W，转差率s=0.0206。试求电机的电磁功率Pem，转子铜耗pcua2，输出功率P2。
解：由交流电动机的能流图可以看出，从输入端看电动机的电磁功率为：
?kW? Pem?P1?pcua1?32.8?1.06?31.74转子铜损pcua2：
?kW? pcua2?sP?31.74?0.653844em?0.0206输出功率：
P2?P1?pcua1?pcua2?pFe?pmec?pad?32.8?1.06?0.654?0.655?0.28?0.165?kW??29.986第 33 页 共 45 页
6-7一台异步电动机，额定电压UN=380伏，Δ接法，f1=50Hz，额定功率PN=7.5kW，额定转速nN=960r/min，额定负载时cosφN=0.824，定子铜耗pcua1=474W，铁耗pFe=231W， 机械损耗pmec=45W，附加损耗pad=37.5W，试计算额定负载时：(1)转差率sN；(2)转子电流的频率f2，(3)转子铜耗pcua2，(4)效率ηN，(5)定子电流I1。 解：（1）额定转速可知，电动机的同步转速为1000转/分，所以，其额定转差率为：
sN?n1?nN1000?960??0.04 n11000（2）f2?sNf1?0.04?50?2?Hz? （3）由电动机的能流图可知：
Pem?Pmec?P2?pmec?pFe?pad7.5?0.045?0.231?0.0375?kW????8.139?1?s??1?s??1?0.04??kW?pcua2?sNPem?0.04?8.139?0.32556?kW? P1?pcua1?Pem?8.139?0.474?8.613（4）?N?P27.5??0.87?87% P18.613（5）由三相功率表达式：PU1I1cos?可知： 1?3I1?P13U1cos??8.6133?380?0.824?A? ?15.886-8有一台三相四极鼠笼转子异步电机，PN=10kW，UN=380伏，Δ接法，IN=20A，定、转子铜耗分别为：pcua1=557W，pcua2=314W，铁耗pFe=276W，机械损耗pmec=77W，附加损耗pad=200W，试求：
(1) 电动机的额定转速nN；
(2) 额定负载制动转矩TN和空载制动转矩T0；
(3) 额定电磁转矩Tem；
(4) 电动机输出额定功率时的效率ηN。 解：
（1）由题中条件可知：磁极对数p=2；n1=1500转/分；电磁功率为：
?kW? Pem?P2?pcua2?pmec?pad?10?0.314?0.077?0.2?10.591第 34 页 共 45 页
由
pcua2?sNPem可知，额定转差率sN为：
pcua20.314sN???0.02889
Pem10.867??1500?1456 nN??1?sN?n1??1?0.02889（2）T2?9.55?P210?N?m? ?9.55??65.59nN1456（3）因为空载时，pcua2≈0，所以空载转矩为：
T0?9550?pmec?pad0.277?9550??1.82?N?m?
nN1456Tem?Pem10.591?9550??69.5?N?m? ?nN（4）因为系统工作在额定条件下的总损耗为，
?p?pcua1?pcua2?pmec?pFe?pad?0.314?0.557?0.276?0.077?0.2?1.424?kW?
所以额定工作时的效率为：
?p1.424?N?m? ?N?1??1??0.875P2??p10?1.4246-9一台三相六极鼠笼式异步电动机PN=3kW，UN=380伏，Y联接，IN=7.25A，f1=50Hz，
r1=2.01Ω，空载试验数据为：U1=380V，I0=3.64A，p0=246W，pmec=11W，短路试验中一点的数据为：Uk=100V，Ik=7.05A，pk=470W，忽略空载附加损耗，计算电机正常运行时参数xm、rm、x1、r'2、x'20(设x1=x'20) 解：z1?U13?I0U1??3803?3.64380??r?r/s???jx1'221?jx'220?
r1?r2'/s?3?I03?3.64??r?r/s???jx1'22'1?jx20?2
一、填空题：
1、当s在_______范围内，三相异步电机运行于电动机状态，此时电磁转矩性质为_______；在_______范围内运行于发电机状态，此时电磁转矩性质为_______。（0～１；反电动势；－∞～０；制动转矩）
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