同时利用附加电动势吸收转子的转差功率并回馈电网,提高效率。
7 . 19 比较串级调速和转子串电阻调速的机械特性、效率和功率因数。
答: 绕线转子异步电动机串电阻调速的机械特性是经过理想空载点的曲线,其直线部分的斜
率随串入电阻的增大而增大; 串级调速的机械特性, 其直线部分的斜率是不变的, 调速过程
中机械特性上下平行移动。串电阻调速时转子的转差功率消耗在电阻上, 效率低; 串级调速
时转子的转差功率被吸收后回馈电网, 效率高。串电阻调速功率因数高; 串级调速有逆变器
和逆变变压器, 逆变变压器要从电网吸收无功功率, 功率因数低。
7 . 20 串级调速为什么比转子串电阻调速效率高?它适用于什么场合?
答: 绕线转子异步电动机转子串电阻调速时, 转子的转差功率消耗在电阻上,而串级调速能
将转子的转差功率吸收后回馈电网,所以串级调速比转子串电阻调速效率高。串级调速适用
于调速范围不大,中型容量以上的电力拖动系统中,如大型水泵、风机、矿井提升机等。
7 . 21 绕线转子异步电动机的调速方法有哪些?各有何优缺点?
答: 绕线转子异步电动机的调速方法有变频调速、晶闸管移相调压调速、转子串电阻调速和
串级调速等。变频调速性能最佳,但变频器价格较贵; 晶闸管移相调压调速要接成闭环控制系
统,才能扩大调速范围,实现无级调速,这时系统结构较为复杂; 转子串电阻调速, 功率因数高,
操作控制简单方便,但是属有级调速, 调速的平滑性差,且效率低; 串级调速效率高, 平滑性
好,但功率因数低。
7 . 22 以晶闸管串级调速为例,说明其功率传递关系。
答: 在晶闸管串级调速系统中, 电动机从电源吸收有功功率P1中,减去定子的铜损和铁损后
就是传递给转子的电磁功率PM,PM中的大部分转变为机械功率Pm=(1-s)PM,从Pm中减去
空载损耗P0后就是传递给负载的功率P2=Pm-P0;PM中的小部分转变为转差功率,大小为
sPM,转差功率中的一部分消耗在转子绕组的电阻上,即转子铜损耗Pcu2,剩余的部分,即
(sPM-Pcu2)通过逆变器回馈电网。
7 . 23 为什么普通笼型异步电动机带恒转矩负载不适合采用调压调速?
答: 普通笼型异步电动机带恒转矩负载不适合采用调压调速的原因有二:一是电动机的电磁
转矩与电压的平方成正比,随电压降低电动机拖动负载能力变差,甚至不能拖动负载;二是调
压调速范围较小, 负载越轻, 调速范围越小。
7 . 24 异步电动机回馈制动时的能量转换关系与电动运行相比发生了什么变化?试画出其
功率流程图。
答: 异步电动机在电动运行状态时从电源吸收有功功率P1,减去损耗?P后转变为轴上输出
功率P2,拖动负载运行;在回馈制动时电动机从轴上输入功率P2，减去损耗?P后转变为电功
率P1回馈电源。电动运行及回馈制动的功率流程图分别如题7 . 24图（a）和（b）所示。
P1 P2
?P
P1
?P P2
(a) 电动运行 （b）回馈制动
题7 . 24图
7 . 25 举若干例子说明异步电动机回馈制动过程或运行情况。
答: 矿井提升机下放重物时,若按重物下放方向接通电动机的电源, 电动机电磁转矩方向与
负载转矩方向一致,电动机会不断地加速,直至达到同步转速时, 电磁转矩为零,但是负载转矩
继续拖动提升机加速, 使电动机转速超过同步转速,这时电磁转矩反向为制动转矩, 电动机
向电源回馈电能,当电动机加速到电磁转矩与负载转矩相等时, 提升机就匀速下放重物, 电
动机处于回馈制动运行状态,将重物下放释放出来的位能转变为电能回馈电源。
异步电动机改变极对数降速过程中也会出现回馈制动, 当电动机极对数突然成倍增加
时,同步转速就成倍下降, 电动机转速超过下降了的同步转速, 电动机向电源回馈电能进行
回馈制动。
7 . 26 试分析异步电动机处于反接制动状态时的能量转换关系,举例说明异步电动机的反接
制动过程。
答: 处于反接制动状态的电动机将从电源吸收的电功率和轴上吸收的机械功率全都转变为
转子的铜损耗。例如矿井提升机,为了使提升的重物在到达终点时快速停车,常采用反接制动
的方法,就是改变电源相序, 电动机旋转磁场立刻改变方向, 电磁转矩改变方向为制动转矩,
与负载转矩一道,使提升机快速减速停车。
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