《变压器与发动机》单相异步电动机分类及分相式电动机（举一反三考点练）课后自测（卷2）

举一反三考点练 《变压器与电动机》单相异步电动机分类及分相式电动机-课后自测 知识点一 单相异步电动机核心启动原理与分类 1.（简答题）简述单相异步电动机的核心启动原理。 【答案】 单相异步电动机启动的核心原理是让定子产生旋转磁场（理想为圆形旋转磁场）。其本质是通过特定结构设计，使定子绕组中的电流产生相位差，进而合成旋转磁场，旋转磁场作用于转子，使转子获得启动转矩，从而驱动转子转动。若没有旋转磁场，转子无法获得启动转矩，电机无法自行启动。 2.（简答题）分相式电动机的 “分相” 是如何实现的？主要分为哪几种类型？ 【答案】 分相式电动机的 “分相” 是通过在定子绕组中设置启动绕组和工作绕组，并借助电阻、电容等元件，使两绕组中的电流产生相位差，进而实现分相作用，合成旋转磁场。主要分为单相电阻启动、电容启动、电容运行、电容启动和运行四种类型。 3.（分析题）分析旋转磁场的 “圆形” 与 “椭圆形” 对单相异步电动机启动性能的影响，并说明原因。 【答案】 旋转磁场的 “圆形” 或 “椭圆形” 直接影响电机启动转矩大小，进而决定启动性能。圆形旋转磁场能提供最大启动转矩，启动性能最优；椭圆形旋转磁场启动转矩较弱，启动性能较差。原因是圆形旋转磁场的磁场强度和旋转速度均匀稳定，能对转子产生持续且强劲的驱动力，使转子快速获得足够启动转矩；而椭圆形旋转磁场的磁场强度和旋转速度存在波动，对转子的驱动力不稳定且较弱，导致启动转矩不足，启动过程缓慢甚至难以启动。 4.（分析题）对比分析分相式电动机与罩极式电动机在产生旋转磁场方式上的差异。 【答案】 分相式电动机产生旋转磁场的方式：通过设置启动绕组和工作绕组，利用电阻、电容等元件调节两绕组电流的相位差（分相作用），使两绕组的磁场合成旋转磁场。核心是 “分相”，依赖外部元件实现电流相位差。罩极式电动机产生旋转磁场的方式：通过在磁极上套装短路铜环（罩极绕组），利用电磁感应原理改变磁极的磁场分布，将原本的脉动磁场转化为旋转磁场。核心是 “罩极作用”，依赖短路铜环的电磁感应效应改变磁场分布。 5.（填空题）单相异步电动机根据定子产生旋转磁场的方式，主要分为______和______两大类。 【答案】分相式电动机；罩极式电动机 6.（填空题）罩极式电动机的核心部件是______，其作用是改变磁极磁场分布，将______转化为旋转磁场。 【答案】短路铜环（罩极绕组）；脉动磁场 知识点二 单相电阻启动异步电动机的结构、原理与特性 1.（简答题）简述单相电阻启动异步电动机的 “电阻分相” 原理及实现过程。 【答案】 “电阻分相” 是该电机启动的核心原理，利用工作绕组和启动绕组的阻抗差异实现。 实现过程：接通 220V 电源后，工作绕组导线粗、匝数多，感抗远大于电阻，电流相位滞后电源电压角度大；启动绕组导线细（或高电阻率材料），电阻远大于感抗，电流相位滞后电源电压角度小。两者形成 30°~40° 的电流相位差，进而合成椭圆形旋转磁场，切割转子导条产生感应电流和电磁转矩，驱动电机启动。 2.（简答题）说明单相电阻启动异步电动机定子绕组的组成及两组绕组的结构、功能差异。 【答案】 定子绕组由工作绕组（U1U2）和启动绕组（Z1Z2）组成，两组并联在同一电源上，结构与功能差异如下： 结构差异：工作绕组导线较粗、匝数较多，感抗远大于电阻；启动绕组导线较细（或高电阻率铝线），部分线圈反绕，电阻远大于感抗。 功能差异：工作绕组主要承担电机运行时的电磁转矩，启动后长期单独工作；启动绕组仅在启动阶段辅助形成旋转磁场，启动后被离心开关切断，不可长期运行。 3.（分析题）分析离心开关在单相电阻启动异步电动机中的作用及若其失效（无法断开）会导致的后果。 【答案】 核心作用：离心开关是控制启动绕组通断的关键部件。启动时，其触点闭合，让启动绕组与工作绕组同时接入电路，配合实现分相启动；当电机转速达到额定转速的 75%~80% 时，离心力使触点断开，切断启动绕组，避免其长期通电过热烧毁，同时让电机仅靠工作绕组稳定运行。 失效后果：若离心开关无法断开，启动绕组会持续与工作绕组并联运行。由于启动绕组电阻大、散热能力弱，长期通电会导致绕组温度急剧升高，进而烧毁启动绕组线圈，严重时会引发电机短路、起火等故障，导致电机无法正常工作甚至报废。 4.（分析题）结合单相电阻启动异步电动机的性能特点，分析其为何适用于小型车床、鼓风机等设备，而不适用于大功率、高启动转矩需求的设备。 【答案】 适用低需求设备的原因：该电机启动转矩中等（为额定转矩的 1.1~1.7 倍），过载能力适中，能满足小型车床、鼓风机、医疗机械等设备对启动转矩和运行稳定性的基本要求；同时其结构简单、成本较低，性价比高，符合这类小型设备的设计需求和使用场景。 不适用于高需求设备的原因：一方面，其启动转矩有限，无法提供大功率设备启动时所需的强劲转矩，难以驱动设备从静止快速启动；另一方面，启动绕组不能长期工作，限制了电机的持续启动能力和过载潜力，无法适应大功率设备频繁启动或重载运行的工况，故不适用于高启动转矩、大功率的设备。 5.（填空题）单相电阻启动异步电动机的定子绕组包括______和______，两组绕组并联在______电源上。 【答案】工作绕组（U1U2）；启动绕组（Z1Z2）；220V 6.（填空题）电阻分相法使工作绕组与启动绕组的电流形成______的相位差，合成______旋转磁场。 【答案】30°~40°；椭圆形 知识点三 单相电容启动异步电动机的结构、原理与应用 1.（简答题）简述单相电容启动异步电动机 “电容分相法” 的原理及优势。 【答案】 “电容分相法” 是该电机的核心启动原理：通过在启动绕组串联大容量电解电容器，合理选择电容容量，使启动绕组电流超前工作绕组电流 90°，且两绕组的磁通势幅值相等。在此条件下，两绕组的磁场合成理想的圆形旋转磁场。 优势：相比电阻分相法合成的椭圆形旋转磁场，圆形旋转磁场能提供更强劲的电磁转矩（启动转矩达额定转矩的 2.5~3.0 倍），启动性能更优，可带动满载设备启动，解决了电阻启动电动机启动转矩不足的问题。 2.（简答题）说明单相电容启动异步电动机的结构组成及核心部件的作用。 【答案】 结构组成：定子绕组（工作绕组 U1U2、启动绕组 Z1Z2）、启动电容器、离心开关、笼型转子（与电阻启动电动机转子结构类似）。核心部件作用： 启动电容器：采用大容量电解电容，仅启动时接入，核心作用是使启动绕组电流超前工作绕组电流 90°，为合成圆形旋转磁场提供条件。 离心开关：安装在转子上，转速达额定转速的 75%~80% 时断开，切断启动绕组和电容器支路，避免启动绕组长期工作过热、电容器过压损坏，确保电机仅靠工作绕组稳定运行。 3.（分析题）分析单相电容启动异步电动机中启动电容器 “仅短时工作” 的必要性，并说明若电容器长期接入电路会导致的后果。 【答案】 必要性：启动电容器为大容量电解电容，设计初衷是满足启动阶段的移相需求。启动后，电机进入稳定运行阶段，此时无需启动绕组和电容器参与工作。若电容器长期接入，一方面会因持续承受工作电压导致过压损坏（电解电容的耐压和寿命不适配长期工作）；另一方面会使启动绕组长期通电，其结构设计（非长期运行绕组）无法承受持续电流，易过热烧毁，影响电机整体运行安全。 后果：电容器长期接入会因过压出现鼓包、漏液甚至击穿短路；启动绕组长期通电会温度急剧升高，烧毁线圈绝缘层，引发绕组短路故障；严重时会导致电机无法运行，甚至损坏供电线路。 4.（填空题）单相电容启动异步电动机的启动转矩可达额定转矩的______倍，能带动______设备启动。 【答案】 2.5~3.0；满载 5.（填空题）单相电容启动异步电动机的基本系列代号为______，额定电压为______。 【答案】（CO、CO2）YC；220V 6.（填空题）电容分相法的核心是使启动绕组电流______工作绕组电流______，且两绕组磁通势幅值相等，合成______旋转磁场。 【答案】超前；90°；圆形 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $中职专业课举一反三考点练 A职教》 举一反三考点练 《变压器与电动机》单相异步电动机分类及分相式电动机-课后自测 知识点一单相异步电动机核心启动原理与分类 1.(简答题)简述单相异步电动机的核心启动原理。 2.(简答题)分相式电动机的“分相”是如何实现的？主要分为哪几种类型？ 3.（分析题)分析旋转磁场的“圆形”与“椭圆形”对单相异步电动机启动性能的影响，并说明原因。 ⊙⊙原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 中职专业课·举一反三考点练 醇A川职教》 4.(分析题)对比分析分相式电动机与罩极式电动机在产生旋转磁场方式上的差异。 5.(填空题)单相异步电动机根据定子产生旋转磁场的方式，主要分为和 两大类。 6.(填空题)罩极式电动机的核心部件是，其作用是改变磁极磁场分布，将转化为旋转磁场。 知识点二单相电阻启动异步电动机的结构、原理与特性 1.(简答题)简述单相电阻启动异步电动机的“电阻分相”原理及实现过程。 ⊙⊙原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 中职专业课·举一反三考点练 醇A川职教》 ao.xkw.co 2.（简答题)说明单相电阻启动异步电动机定子绕组的组成及两组绕组的结构、功能差异。 3.(分析题)分析离心开关在单相电阻启动异步电动机中的作用及若其失效（无法断开）会导致的后果。 4.(分析题)结合单相电阻启动异步电动机的性能特点，分析其为何适用于小型车床、鼓风机等设备，而不 适用于大功率、高启动转矩需求的设备。 5.(填空题)单相电阻启动异步电动机的定子绕组包括和，两组绕组并联在电源上。 6.(填空题)电阻分相法使工作绕组与启动绕组的电流形成 的相位差，合成旋转磁场。 ⊙⊙原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 3 中职专业课举一反三考点练 醇A职教》 知识点三单相电容启动异步电动机的结构、原理与应用 1.(简答题)简述单相电容启动异步电动机“电容分相法”的原理及优势。 2.(简答题)说明单相电容启动异步电动机的结构组成及核心部件的作用。 3.(分析题)分析单相电容启动异步电动机中启动电容器“仅短时工作”的必要性，并说明若电容器长期 接入电路会导致的后果。 4.(填空题)单相电容启动异步电动机的启动转矩可达额定转矩的倍，能带动 设备启动。 ⊙⊙原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 4 中职专业课·举一反三考点练 今A职教 a0.xKW.co 》 5.(填空题)单相电容启动异步电动机的基本系列代号为，额定电压为。 6.(填空题)电容分相法的核心是使启动绕组电流工作绕组电流，且两绕组磁通势幅值相等， 合成 旋转磁场。 ⊙⊙原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 5