专题二十 三相异步电动机的运行特性（专项练习） -河南省对口招生《电压与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

专题二十 三相异步电动机的运行特性 一、填空题 1.三相异步电动机的输入功率计算公式为P₁=______。 2.异步电动机的效率η是______与输入功率P₁的比值。 3.电磁转矩的物理表达式为T=KₜΦₘI₂______。 4.当转子功率因数cosφ₂=0时，异步电动机的电磁转矩为______。 5.临界转差率sₘ的表达式为______。 6.异步电动机额定转矩的计算公式为Tₙ=9550×______/nₙ。 7.机械特性曲线中，稳定运行区的机械特性属于______特性。 8.最大转矩与额定转矩的比值称为______。 9.绕线转子异步电动机通过______提高启动转矩。 10.当电源电压下降10%，异步电动机的电磁转矩约下降______。 二、判断题 1.异步电动机的输出功率P₂总是大于输入功率P₁。（ ） 2.效率最高时，异步电动机的负载通常为额定功率的0.75~0.8倍。（ ） 3.电磁转矩T与电源电压U₁成正比。（ ） 4.最大转矩的大小与转子电阻R₂有关。（ ） 5.稳定运行区的特点是负载增加时，转速大幅下降。（ ） 6.额定转矩是电动机轴上输出的最大允许转矩。（ ） 7.笼型异步电动机可通过转子串电阻提高启动转矩。（ ） 8.临界转差率sₘ与电源电压有关。（ ） 9.启动转矩是电动机刚启动瞬间（n=0）的转矩。（ ） 10.过载系数β越大，电动机的过载能力越强。（ ） 三、选择题 1.异步电动机的输入功率P₁计算公式中，U₁代表（ ） A.相电压 B.线电压 C.额定电流 D.功率因数 2.某电动机输入功率12kW，输出功率10kW，其效率为（ ） A.83.3% B.120% C.20% D.80% 3.转子功率因数cosφ₂对电磁转矩的影响是（ ） A.cosφ₂越大，转矩越小 B.cosφ₂越大，转矩越大 C.cosφ₂与转矩无关 D.cosφ₂=0时转矩最大 4.当电源电压下降20%，电磁转矩下降约（ ） A.20% B.36% C.40% D.64% 5.临界转差率sₘ的大小取决于（ ） A.电源频率 B.定子电阻 C.转子电阻和感抗 D.电源电压 6.额定功率相同的两台电动机，转速较低的一台其额定转矩（ ） A.较小 B.较大 C.相同 D.无法确定 7.机械特性曲线中，不稳定运行区是（ ） A.BD段 B.CB段 C.整个曲线 D.无不稳定区 8.下列哪种电机的启动转矩可通过转子串电阻调节（ ） A.笼型异步电动机 B.同步电动机 C.绕线转子异步电动机 D.直流电动机 9.过载系数β的表达式为（ ） A.Tₙ/Tmax B.Tmax/Tₙ C.Tₛₜ/Tₙ D.Tₙ/Tₛₜ 10.异步电动机效率特性曲线的趋势是（ ） A.随负载增大一直上升 B.随负载增大先升后稳 C.随负载增大一直下降 D.与负载无关 11.电磁转矩的物理表达式中，Kₜ代表（ ） A.功率因数 B.转矩常数 C.转差率 D.磁通 12.当转子电路为纯电阻性时（cosφ₂=1），电磁转矩（ ） A.为零 B.最大 C.最小 D.等于额定值 13.机械功率P₂与转矩T、角速度Ω的关系是（ ） A.P₂=T/Ω B.P₂=Ω/T C.P₂=T×Ω D.无关 14.一般电动机的过载系数β范围是（ ） A.1.0~1.5 B.1.8~2.5 C.3.0~4.0 D.0.5~1.0 15.启动能力是指（ ） A.Tmax/Tₙ B.Tₙ/Tₛₜ C.Tₛₜ/Tₙ D.Tₛₜ/Tmax 16.下列关于最大转矩的说法正确的是（ ） A.与转子电阻有关 B.与电压平方成反比 C.是电机长期运行的转矩 D.与电源频率有关 17.稳定运行区的机械特性特点是（ ） A.负载增加，转速不变 B.负载增加，转速略降 C.负载增加，转速骤降 D.属于软特性 18.异步电动机铭牌上的额定功率是指（ ） A.输入功率 B.电磁功率 C.输出机械功率 D.损耗功率 19.转子电流I₂与转差率s的关系是（ ） A.s越大，I₂越小 B.s越大，I₂越大 C.s与I₂无关 D.s=0时，I₂最大 20.下列哪种情况会导致电动机堵转（ ） A.Tₛₜ>Tₗ B.Tₛₜ=Tₗ C.Tₛₜ<Tₗ D.Tmax>Tₗ 21.效率η=85%的电动机，输入功率10kW时，输出功率为（ ） A.8.5kW B.11.8kW C.1.5kW D.10kW 22.绕线转子电机转子串电阻后，最大转矩（ ） A.增大 B.减小 C.不变 D.为零 23.电磁转矩与气隙磁通Φₘ的关系是（ ） A.反比 B.正比 C.平方关系 D.无关 24.避免“大马拉小车”是指（ ） A.电机额定功率远大于负载功率 B.电机额定功率略大于负载功率 C.电机额定功率远小于负载功率 D.电机与负载功率无关 25.当转差率s=1时，电动机处于（ ） A.启动瞬间 B.额定运行 C.同步运行 D.停机状态 四、简答题 1.简述三相异步电动机转矩特性曲线的特点。 2.说明异步电动机机械特性中三个关键转矩的意义。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题二十 三相异步电动机的运行特性 一、填空题 1.三相异步电动机的输入功率计算公式为P₁=______。 答案：√3U₁I₁cosφ 解析：输入功率是电源供给电动机的电功率，根据三相电路功率计算方法，其公式为√3乘以线电压、线电流和功率因数的乘积。 2.异步电动机的效率η是______与输入功率P₁的比值。 答案：输出功率P₂ 解析：效率反映电动机能量转换的有效程度，即有用的输出机械功率与输入电功率之比，用η=P₂/P₁×100%表示。 3.电磁转矩的物理表达式为T=KₜΦₘI₂______。 答案：cosφ₂ 解析：电磁转矩不仅与转子电流、气隙磁通有关，还与转子功率因数cosφ₂成正比，其物理表达式为T=KₜΦₘI₂cosφ₂。 4.当转子功率因数cosφ₂=0时，异步电动机的电磁转矩为______。 答案：零 解析：此时转子电流与电动势相位差90°，各导条受力产生的转矩相互抵消，合成转矩为零，转子无法转动。 5.临界转差率sₘ的表达式为______。 答案：R₂/X₂₀ 解析：临界转差率是转矩达到最大值时的转差率，仅由转子电阻R₂和转子不动时的感抗X₂₀决定，与电源电压无关。 6.异步电动机额定转矩的计算公式为Tₙ=9550×______/nₙ。 答案：Pₙ 解析：额定转矩是额定状态下的输出转矩，公式中Pₙ为额定功率（kW），nₙ为额定转速（r/min），9550是常数换算结果。 7.机械特性曲线中，稳定运行区的机械特性属于______特性。 答案：硬机械 解析：稳定运行区（BD段）转速随负载变化波动小，负载增加时转速略有下降，这种特性称为硬机械特性。 8.最大转矩与额定转矩的比值称为______。 答案：过载系数（β） 解析：过载系数反映电动机的过载能力，一般电动机的过载系数在1.8~2.5之间，特殊用途电机可更大。 9.绕线转子异步电动机通过______提高启动转矩。 答案：转子串电阻 解析：绕线转子电机转子回路可串联电阻，在一定范围内提高功率因数，增大启动转矩，而笼型电机无法实现。 10.当电源电压下降10%，异步电动机的电磁转矩约下降______。 答案：19% 解析：电磁转矩与电压平方成正比，电压下降10%后，转矩为原来的0.9²=0.81，故下降1-0.81=19%。 二、判断题 1.异步电动机的输出功率P₂总是大于输入功率P₁。（ ） 答案：错误 解析：电动机运行存在能量损耗（铜损、铁损等），输出功率P₂=P₁-Δp，因此P₂必然小于P₁。 2.效率最高时，异步电动机的负载通常为额定功率的0.75~0.8倍。（ ） 答案：正确 解析：效率特性曲线显示，负载为0.75~0.8Pₙ时效率最高，负载过小或过大效率都会降低。 3.电磁转矩T与电源电压U₁成正比。（ ） 答案：错误 解析：当转差率s不变时，电磁转矩与电压平方成正比（T∝U₁²），而非简单的正比关系。 4.最大转矩的大小与转子电阻R₂有关。（ ） 答案：错误 解析：最大转矩仅与电源电压、频率及电机结构有关，与转子电阻R₂无关，转子电阻变化仅影响临界转差率。 5.稳定运行区的特点是负载增加时，转速大幅下降。（ ） 答案：错误 解析：稳定运行区为硬机械特性，负载增加时转速仅略有下降，能自动调节以保持稳定运行。 6.额定转矩是电动机轴上输出的最大允许转矩。（ ） 答案：正确 解析：额定转矩是电动机在额定状态下的最大输出转矩，可通过Tₙ=9550Pₙ/nₙ计算。 7.笼型异步电动机可通过转子串电阻提高启动转矩。（ ） 答案：错误 解析：笼型电动机转子绕组为闭合笼条，无法外接电阻；绕线转子电机转子可串电阻提高启动转矩。 8.临界转差率sₘ与电源电压有关。（ ） 答案：错误 解析：临界转差率sₘ=R₂/X₂₀，仅由转子电阻和感抗决定，与电源电压无关。 9.启动转矩是电动机刚启动瞬间（n=0）的转矩。（ ） 答案：正确 解析：启动转矩也称堵转转矩，是n=0、s=1时的电磁转矩，是衡量电机启动性能的指标。 10.过载系数β越大，电动机的过载能力越强。（ ） 答案：正确 解析：过载系数β=Tmax/Tₙ，β越大，电动机承受短时过载的能力越强。 三、选择题 1.异步电动机的输入功率P₁计算公式中，U₁代表（ ） A.相电压 B.线电压 C.额定电流 D.功率因数 答案：B 解析：输入功率公式P₁=√3U₁I₁cosφ中，U₁为线电压（V），I₁为线电流（A），cosφ为功率因数。 2.某电动机输入功率12kW，输出功率10kW，其效率为（ ） A.83.3% B.120% C.20% D.80% 答案：A 解析：效率η=P₂/P₁×100%=10/12×100%≈83.3%，反映能量转换效率。 3.转子功率因数cosφ₂对电磁转矩的影响是（ ） A.cosφ₂越大，转矩越小 B.cosφ₂越大，转矩越大 C.cosφ₂与转矩无关 D.cosφ₂=0时转矩最大 答案：B 解析：电磁转矩T=KₜΦₘI₂cosφ₂，cosφ₂越大，转矩越大；cosφ₂=0时转矩为零。 4.当电源电压下降20%，电磁转矩下降约（ ） A.20% B.36% C.40% D.64% 答案：B 解析：转矩与电压平方成正比，电压为原来的80%时，转矩为0.8²=0.64，下降1-0.64=36%。 5.临界转差率sₘ的大小取决于（ ） A.电源频率 B.定子电阻 C.转子电阻和感抗 D.电源电压 答案：C 解析：sₘ=R₂/X₂₀，仅由转子电阻R₂和转子不动时的感抗X₂₀决定，与其他参数无关。 6.额定功率相同的两台电动机，转速较低的一台其额定转矩（ ） A.较小 B.较大 C.相同 D.无法确定 答案：B 解析：由Tₙ=9550Pₙ/nₙ可知，功率相同情况下，转速nₙ越低，额定转矩Tₙ越大。 7.机械特性曲线中，不稳定运行区是（ ） A.BD段 B.CB段 C.整个曲线 D.无不稳定区 答案：B 解析：CB段为不稳定运行区，负载增加时转速下降且转矩减小，最终停转；BD段为稳定运行区。 8.下列哪种电机的启动转矩可通过转子串电阻调节（ ） A.笼型异步电动机 B.同步电动机 C.绕线转子异步电动机 D.直流电动机 答案：C 解析：绕线转子电机转子绕组可外接电阻，改变电阻值可调节启动转矩，笼型电机无法实现。 9.过载系数β的表达式为（ ） A.Tₙ/Tmax B.Tmax/Tₙ C.Tₛₜ/Tₙ D.Tₙ/Tₛₜ 答案：B 解析：过载系数是最大转矩与额定转矩的比值，即β=Tmax/Tₙ，反映电机过载能力。 10.异步电动机效率特性曲线的趋势是（ ） A.随负载增大一直上升 B.随负载增大先升后稳 C.随负载增大一直下降 D.与负载无关 答案：B 解析：效率随负载增大先升高，在0.75~0.8Pₙ时达最高，之后基本稳定，呈现先升后稳的趋势。 11.电磁转矩的物理表达式中，Kₜ代表（ ） A.功率因数 B.转矩常数 C.转差率 D.磁通 答案：B 解析：T=KₜΦₘI₂cosφ₂中，Kₜ为转矩常数，取决于电机结构（极数、导条数等）。 12.当转子电路为纯电阻性时（cosφ₂=1），电磁转矩（ ） A.为零 B.最大 C.最小 D.等于额定值 答案：B 解析：cosφ₂=1时，转子电流与电动势同相位，导条受力方向一致，合成转矩最大。 13.机械功率P₂与转矩T、角速度Ω的关系是（ ） A.P₂=T/Ω B.P₂=Ω/T C.P₂=T×Ω D.无关 答案：C 解析：旋转机械的功率等于转矩与角速度的乘积，即P₂=T×Ω，单位分别为W、N·m、rad/s。 14.一般电动机的过载系数β范围是（ ） A.1.0~1.5 B.1.8~2.5 C.3.0~4.0 D.0.5~1.0 答案：B 解析：普通异步电动机过载系数通常为1.8~2.5，冶金、起重等特殊电机可达2.5~3.4。 15.启动能力是指（ ） A.Tmax/Tₙ B.Tₙ/Tₛₜ C.Tₛₜ/Tₙ D.Tₛₜ/Tmax 答案：C 解析：启动能力即启动转矩倍数，为启动转矩与额定转矩的比值，反映电机启动性能。 16.下列关于最大转矩的说法正确的是（ ） A.与转子电阻有关 B.与电压平方成反比 C.是电机长期运行的转矩 D.与电源频率有关 答案：D 解析：最大转矩与电源电压平方成正比、与频率有关，与转子电阻无关，是短期过载的极限转矩。 17.稳定运行区的机械特性特点是（ ） A.负载增加，转速不变 B.负载增加，转速略降 C.负载增加，转速骤降 D.属于软特性 答案：B 解析：稳定运行区为硬特性，负载变化时转速波动小，负载增加转速略有下降以平衡转矩。 18.异步电动机铭牌上的额定功率是指（ ） A.输入功率 B.电磁功率 C.输出机械功率 D.损耗功率 答案：C 解析：额定功率是电动机在额定状态下轴上输出的有用机械功率，单位为kW。 19.转子电流I₂与转差率s的关系是（ ） A.s越大，I₂越小 B.s越大，I₂越大 C.s与I₂无关 D.s=0时，I₂最大 答案：B 解析：转子电流I₂=sE₂₀/√(R₂²+(sX₂₀)²)，s越大，I₂越大；s=0时，I₂=0。 20.下列哪种情况会导致电动机堵转（ ） A.Tₛₜ>Tₗ B.Tₛₜ=Tₗ C.Tₛₜ<Tₗ D.Tmax>Tₗ 答案：C 解析：启动转矩Tₛₜ小于负载转矩Tₗ时，电动机无法启动，处于堵转状态。 21.效率η=85%的电动机，输入功率10kW时，输出功率为（ ） A.8.5kW B.11.8kW C.1.5kW D.10kW 答案：A 解析：输出功率P₂=η×P₁=0.85×10=8.5kW，即有用功率为输入功率的85%。 22.绕线转子电机转子串电阻后，最大转矩（ ） A.增大 B.减小 C.不变 D.为零 答案：C 解析：转子串电阻不改变最大转矩大小，但会增大临界转差率，使机械特性曲线变陡。 23.电磁转矩与气隙磁通Φₘ的关系是（ ） A.反比 B.正比 C.平方关系 D.无关 答案：B 解析：由T=KₜΦₘI₂cosφ₂可知，电磁转矩与气隙每极磁通Φₘ成正比。 24.避免“大马拉小车”是指（ ） A.电机额定功率远大于负载功率 B.电机额定功率略大于负载功率 C.电机额定功率远小于负载功率 D.电机与负载功率无关 答案：B 解析：“大马拉小车”指电机额定功率远大于实际负载，效率低，应使额定功率略大于负载功率。 25.当转差率s=1时，电动机处于（ ） A.启动瞬间 B.额定运行 C.同步运行 D.停机状态 答案：A 解析：s=1时，转子转速n=0，为电动机刚启动瞬间；s=0时，n=n₁，为同步运行（实际不会达到）。 四、简答题 1.简述三相异步电动机转矩特性曲线的特点。 答案：转矩特性曲线（T-s曲线）呈先升后降趋势。s从0到1时，T先随s增大而增大，在sₘ处达最大转矩Tmax；之后T随s增大而减小。sₘ=R₂/X₂₀，Tmax与U₁²成正比，与转子电阻无关。启动时s=1，对应启动转矩Tₛₜ。 2.说明异步电动机机械特性中三个关键转矩的意义。 答案：①额定转矩Tₙ：额定状态下的输出转矩，是长期运行的最大允许转矩；②最大转矩Tmax：过载能力的极限，超过则停转；③启动转矩Tₛₜ：启动瞬间的转矩，需大于负载转矩才能启动。三者关系为Tₙ<Tmax，Tₛₜ需满足启动需求。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$