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电机学各章复习要点
转速将随着串入电阻的增大而减小，而 P 2 ? T 2 n 输出功率随转速下降而下降，因此电机的效率将降低，
PCua?Ia(Ra?R1)变大因此电枢回路串电阻后，电机的转速下降，电枢电流不变，输入功率不变，输
2出功率减少，铁耗减少，铜耗增加，效率降低。
感应电机
三相感应电机工作原理、转差、转差率含义以及运行状态的判别方法 三相感应电动机静止到旋转、空载到满载的物理变化过程
三相感应电动机的（空载、负载）等效电路、电压方程、功率方程、转矩方程 转子回路串电阻的物理分析 三种运行状态 两种折算、意义 参数测定 损耗组成
转矩-转差率曲线，机械特性曲线 启动方式
调速方式
1.如果感应电动机运行时转差率为，则电磁功率、机械功率和转子铜耗之间的比例是= 。
2.当三相感应电动机定子绕组接于的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为 ，定子绕组感应电势的频率为 ，如转差率为，此时转子绕组感应电势的频率 ，转子电流的频率为 。 3.感应电动机起动时，转差率很大，此时转子电流的值很小，主磁通比正常运行时要小一些，因此起动转矩不大。
4.三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，和附加损耗，电动机空载输入功率与这些损耗相平衡。
5.三相感应电机转速为，定子旋转磁场的转速为，当时为电动机运行状态；当时为发电机运行状态；当与反向时为电磁制动运行状态。
6.增加绕线式异步电动机起动转矩方法有转子串适当的电阻，转子串频敏变阻器。 7.若感应电动机的漏抗增大，则其起动转矩减小，其最大转矩减小。
8.绕线型感应电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流减小，起动转矩增大。
9.在三相感应电动机的负载从零开始逐渐增加的过程中，转速将减小，电磁功率将增大，转子电流的频率将增大，转子感应电动势将增大，电动机的功率因素将增大，电动机的效率将增大。
10.笼型三相感应电动机的额定状态转速下降，该电机转子电流产生的旋转磁动势相对于定子的转速（ ）。A 上升 ； B 下降；
C 上升 ； D 不变。
11.三相异步电动机气隙增大，其他条件不变，则空载电流（ ）。 A 增大 ； B 减小 ；
C 不变 ； D 不能确定。
12.三相感应电动机等效电路中的附加电阻 上所消耗的电功率应等于（ ）： A 输出功率； B 输入功率 ； C 电磁功率 ； D 总机械功率。 13.三相感应电动机电磁转矩的大小和（ ）成正比 A 电磁功率 ； B 输出功率 ； C 输入功率 ； D 全机械功率 。
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14.国产额定转速为的感应电动机为（ ）电机。
A 2极； B 4极； C 6极； D 8极。
15.三相感应电动机转子为任意转数时，定、转子合成基波磁势转速不变 。 （ 对 ） 16.当三相感应电动机转子绕组短接并堵转时，轴上的输出功率为零，则定子边输入功率亦为零 。 （ 错 ） 17.三相感应电动机的起动电流很大，所以其起动转矩也很大。 （ 错 ） 18.感应电动机空载运行时的功率因数很高。 19.计算题：5-3，
（ 错 ）
5-2 有一台三相绕线型感应电动机，若将其定子三相短路，转子中通入频率为f1的三相交流电流，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速？
当定子短路，转子中通nS?60f1p入频率f1的三相交流电流时，设其相序为A?B?C气隙旋转磁场相对于转的趋势，但定子是固定不动的。C?B?A转向）以速度n转动。子的速度为，转向为A?B?C，使得定子有跟从转动知：相对空间而言，转得：气隙磁场在空间的所以由牛顿第三定律可所以，由相对运动知识子向着与nS相反的方向（即旋转速度为（nS?n)。
5-7 感应电动机轴上所带的负载增大时，定子电流就会增大，试说明其原因和物理过程。
当负载增大时，?n增大，导致转子电动势和转子电流都会增大，为了保持定转子磁动势平衡，定子电流会跟着增大
5-9 感应电动机驱动额定负载运行时，若电源电压下降过多，往往会使电机过热甚至烧毁，试说明其原因。
由题意可知，这是个恒转矩问题，即有：?cos?2??恒值TL?TN?Tem?CT?mI2如果U下降太多，则E也会跟着下降太多，会使?m急剧下降，.?cos?2??恒值,可得知:I2?会上升得很快由TL?TN?Tem?CT?mI2所以导致电机过热甚至烧毁
5-15 有一台三相四极的笼形感应电动机，参数为PN=17kW、UN=380V（△联结）、R1=0.715Ω、XIσ=1.74Ω、R’2=0.416Ω、X’2σ=3.03Ω、Rm=6.2Ω、Xm=75Ω。电动机的机械损耗pΩ=139W，额定负载时杂散损耗pΔ=320W，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。
? 由已知条件结合功率关系得：P??PN?p??p???17000?139?320?W?17459W ?2又由P??m1I21?ss?可得R2
?s?13989.6s1?s??I22P??1?sm1R2?s?174593?0.4161?sX1?Xm2 ?????(1)
又有修正系数c?1??1?1.7475?1.0232U22N
?26
又根据等效电路得：??I2??R2????R1?c???X1? ?cX2s??
电机学各章复习要点
?得出：I'22?144400s2223.941s?0.60868s?0.18118?????（2）联立(1)(2),解出s1?0.020074,s2?0.26432因为sm??cR2??R??X1??cX221?2?0.41621.0232?0.416??1.74?1.0232?3.03?2?0.08762所以舍去s2?sm，取sN?s1?0.020074?以UI?1?1为参考相量，结合等效?U1N?电路知：380?0?Z1???ZmZ2?Zm?Z2?6.2?0.715?j1.74??0.416?j75????j3.03??0.020074?0.4166.2?j75??j3.030.020074A?18.57??26.358A?cos?1N?cos26.358??0.896
?N?2?nN60??30?1?sN?P??NPN?N?3000p?314?1?0.0200742?153.85(rad/s)电磁转矩：Tem?17459153.8517000153.85?113.48(N?m)输出转矩：输入功率：T2???110.50(N?m)P1?3U1NI1cos?N?3?380?18.57?0.896?18968.14(W)效率：??PNP1?100%?1700018968.14?100%?89.62%5-17 增大转子电阻或漏抗对感应电机的起动电流、起动转矩和最大转矩有何影响?
当增大转子电阻?时，发生以下情况：总R2阻抗Zk增大，起动电流Ist减小，Tmax??m1U1m1pU122??)2?S(X1??X2知：Tmax不变??)4?f1(X1??X2?无关，所以Tmax与R2由左边的T?s曲线以及Tst?m12?U1R22
Ωs?R1?cR2????X1??cX2???2可知：加后减小。7
随着转子电阻R2的增加，起动转矩先增电机学各章复习要点
当增大转子电阻?时，发生以下情况：R2Ist减小，
总阻抗Zk增大，起动电流cos?2??R2??X2??R222增加,??U??I?Z增加。所以?E1st1?所以由E1?4.44f1?mN1kw1知：?m增加由Tst?CT?mIstcos?2知：起动转矩m （1）当?
Tst的变化有三种可能：Tst增大不变时，Tst保持不变?mcos?2增加不够多，cos?2的增加很多而Ist下降不多时，（2）当?mcos?2增加而Ist下降，但两者乘积保持（3）当转子电阻此时Tst减小?增大很多，从而使R2Ist下降很多，而当增大转子电抗时，总阻抗Zk增加，起动电流??m1U1R2?)2?(X1??X2??)2]?S[(R1?cR2Tst下降。m1U122Ist减小，??m1pU1R2?)2?(X1??X2??)2]2?f1[(R1?cR22 由Tst
知：起动转矩? 由Tmax
??)2?S(X1??X2?m1pU12??)4?f1(X1??X2知：Tmax下降5-23 为什么绕线型感应电动机的转子串入起动电阻后，起动电流减小而起动转矩反而增大？若串入电抗,
是否会有同样效果？
当增大转子电阻?时，R2cos?2??R2??X2??R222增加,总阻抗Zk增大，并且起动电流??U??I?Z增加。所以?E1st1?Ist减小，且Z1?不变所以由E1?4.44f1?mN1kw1知：?m增加当?mcos?2的增加很多而当增大转子电抗X2?时，Ist减小，cos?2减小，222Ist下降不多时，Te?CtΦmI2cos?2可知Tst增大总阻抗Zk增加，起动电流由Tst??m1U1R22?)?(X1??X2??)]?S[(R1?cR2Tst下降。??m1pU1R2?)2?(X1??X2??)2]2?f1[(R1?cR2知：起动转矩8
电机学各章复习要点
5-29 有一台三相四极的绕线型感应电动机,额定转速nN=1485r/min,转子每相电阻R2=0.012Ω,设负载转矩保
持为额定值不变,今欲把转速从1485r/min下调到1050r/min,问转子每相应串入多大的调速电阻?
解：n
s?60f1p?60?502?1500(r/min)串入电阻调速后的转差所以由：R2?RSs1?R2sNns1500n?n11500?1050率为：s1?s??0.3ns1500sN?ns?nN?1500?1485?0.01可得调速电阻为：?s1??0.3???R2??Rs???1?1??0.012??0.348??s??0.01??N?同步电机
同步电机的电枢反应
同步电机的三种运行状态及其判别方法
同步发电机的等效电路
6-4 同步发电机电枢反应的性质取决于什么？交轴和直轴电枢反应对同步发电机的运行有何影响？ 答:电枢反应的性质取决于内功率因数角ψ０，即取决于激磁电动势E0与电枢电流Ｉ之间的夹角 。 交轴电枢反应起交磁作用（有助磁效应）；
直轴电枢反应起去磁或助磁作用。
当0o<ψ０<90o时，既存在交轴电枢反应，也存在直轴电枢反应（去磁作用）；
oo
当-90<ψ０<０时，既存在交轴电枢反应，也存在直轴电枢反应（助磁作用）； 当ψ０=０o时，只有交轴电枢反应；
当ψ０=90o时，只存在直轴电枢反应（去磁作用）； 当ψ０=-90o时，只存在直轴电枢反应（助磁作用）。
**X d 和 X6-7 试述直轴和交轴同步电抗的意义。X d 和 X q 的大小与哪些因素有关？ q 通常在什么范围
内？
X d = X ad + Xσ X q = X aq + Xσ
直轴（交轴）同步电抗表征了当对称三相直轴（交轴）电流每相为１Ａ时，三相联合产生的直轴电枢反应磁场和漏磁场在一相电枢绕组中感应的电动势。
直轴（交轴）同步电抗是表征对称稳态运行时直轴（交轴）电枢反应基波磁场和漏磁场综合效应的电磁参数。
由Ｘ∝ fN２Λ知：
Xd 正比于频率f,电枢相绕组的串联匝数的平方N２以及直轴气隙磁导Λd ；
Xq 正比于频率f,电枢相绕组的串联匝数的平方N以及直轴气隙磁导Λq。 因为d轴气隙小于q轴气隙，所以：Λd＞Λq ，从而：Xd >Xq
** X d 与 X q 的范围随着各个时期的设计制造水平的差异有所不同。这里给出一个参考答案： Xd*=0.7~2.5, Xq*=0.4~1.3
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