第9练 调速制动(一) 重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（高教版·第四版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（高教版·第四版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（高教版·第四版）一课一练的第9练，内容涵盖掌握三相异步电动机的调速和制动方法。 重庆市（高职分类考试）一课一练 《电机与电气控制技术》（高教版·第四版） 单元二 三相异步电动机 第9练 调速制动(一) 一、单项选择题 1. 在三相异步电动机调速方法中，通过改变电源频率来改变同步转速的方法称为（ ） A. 变频调速 B. 变极调速 C. 降压调速 D. 串阻调速 2. 绕线转子异步电动机采用转子回路外接电阻调速时，外接电阻的主要作用是（ ） A. 减小定子绕组电压 B. 改变转子回路电阻 C. 改变电源相序关系 D. 增大定子磁极对数 3. 一台三相异步电动机原来接在50 Hz电源上运行，磁极对数为2，若采用变频器将频率调为40 Hz，则同步转速为（ ） A. 1000 r/min B. 1200 r/min C. 1500 r/min D. 3000 r/min 4. 某起重设备用三相异步电动机反接制动时，制动接触器吸合后电动机未迅速停转，反而有反向起动趋势，最可能的处理方向是（ ） A. 检查电源熔断器容量 B. 检查热继电器整定值 C. 检查速度继电器触点 D. 检查照明回路开关 二、判断题 5. 改变三相异步电动机定子绕组的磁极对数，可以改变同步转速，从而实现有级调速。（ ） 6. 反接制动时只要改变三相电源中任意两相的接线，电动机就可以一直安全地保持制动状态。（ ） 7. 能耗制动时，三相异步电动机应先切断交流电源，再向定子绕组通入直流电流产生制动磁场。（ ） 8. 笼型三相异步电动机通常可以直接采用转子串电阻方法进行调速。（ ） 三、填空题 9. 三相异步电动机的调速方法主要有变极调速、变频调速、改变转差率调速，其中改变电源频率的方法称为______。 10. 反接制动控制线路中，常用______检测电动机转速，并在转速接近零时切断反接电源。 11. 能耗制动时，定子绕组通入直流电流后形成静止磁场，转子因惯性切割磁场产生感应电流，从而产生______转矩。 12. 某电动机采用反接制动时，停车后出现反向转动现象，说明反接电源切断______。 四、综合题 13. 某矿井提升设备在重物下放过程中，负载会带动三相异步电动机转子继续旋转。为避免机械闸长期摩擦发热，技术人员希望利用电动机本身产生制动力矩，并将部分机械能反馈到电网。 （1）这种运行状态属于哪种制动方法？ （2）电动机进入该制动状态时，转子转速与同步转速应满足什么关系？ （3）该制动方法在应用时通常还需要配合什么措施，以保证低速或停止时可靠停车？ 14. 某三相异步电动机采用能耗制动停车。操作人员发现按下停止按钮后，交流接触器已经释放，但电动机仍自由滑行，停车时间明显变长。 （1）该故障应优先检查哪一部分电路？ （2）若直流制动电源未投入，电动机为什么会自由滑行？ （3）排故时应重点检查哪些元件或接线？ 15. 一台四极三相异步电动机接在50 Hz电源上运行，额定运行时转差率为0.04。现要求分析其调速与制动方案。 （1）计算该电动机的同步转速。 （2）计算额定运行时的转子转速。 （3）若用变频器把电源频率降为40 Hz，且转差率近似仍为0.04，计算新的转子转速。 （4）若该设备要求快速停车且不允许反向起动，应选择反接制动还是能耗制动，并说明理由。 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 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（高教版·第四版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（高教版·第四版）一课一练的第9练，内容涵盖掌握三相异步电动机的调速和制动方法。 重庆市（高职分类考试）一课一练 《电机与电气控制技术》（高教版·第四版） 单元二 三相异步电动机 第9练 调速制动(一) 一、单项选择题 1. 在三相异步电动机调速方法中，通过改变电源频率来改变同步转速的方法称为（ ） A. 变频调速 B. 变极调速 C. 降压调速 D. 串阻调速 【答案】A 【解析】三相异步电动机的同步转速与电源频率成正比，改变电源频率可使同步转速随之改变，因此属于变频调速。变极调速主要改变磁极对数，串阻调速常用于绕线转子电动机。 2. 绕线转子异步电动机采用转子回路外接电阻调速时，外接电阻的主要作用是（ ） A. 减小定子绕组电压 B. 改变转子回路电阻 C. 改变电源相序关系 D. 增大定子磁极对数 【答案】B 【解析】绕线转子异步电动机可在转子回路串入外接电阻，使转子回路电阻发生变化，从而改变转差率并实现调速。该方法不改变电源相序，也不改变定子磁极对数。 3. 一台三相异步电动机原来接在50 Hz电源上运行，磁极对数为2，若采用变频器将频率调为40 Hz，则同步转速为（ ） A. 1000 r/min B. 1200 r/min C. 1500 r/min D. 3000 r/min 【答案】B 【解析】同步转速按每分钟60乘以频率再除以磁极对数计算。频率为40 Hz、磁极对数为2时，同步转速为1200 r/min。 4. 某起重设备用三相异步电动机反接制动时，制动接触器吸合后电动机未迅速停转，反而有反向起动趋势，最可能的处理方向是（ ） A. 检查电源熔断器容量 B. 检查热继电器整定值 C. 检查速度继电器触点 D. 检查照明回路开关 【答案】C 【解析】反接制动需要在转速接近零时及时切断反接电源，否则电动机可能反向起动。速度继电器触点失灵会造成制动电源不能按时断开，因此应优先检查该部位。 二、判断题 5. 改变三相异步电动机定子绕组的磁极对数，可以改变同步转速，从而实现有级调速。（ ） 【答案】√ 【解析】变极调速是通过改变定子绕组形成的磁极对数来改变同步转速。由于磁极对数只能按一定方式变化，所以这种调速通常属于有级调速。 6. 反接制动时只要改变三相电源中任意两相的接线，电动机就可以一直安全地保持制动状态。（ ） 【答案】× 【解析】反接制动是利用电源相序改变后产生反向电磁转矩来快速停车。电动机转速接近零时必须切断电源，否则可能反向起动，不能长期保持通电制动状态。 7. 能耗制动时，三相异步电动机应先切断交流电源，再向定子绕组通入直流电流产生制动磁场。（ ） 【答案】√ 【解析】能耗制动的基本过程是先断开交流电源，然后向定子绕组通入直流电流。直流磁场与转子感应电流相互作用，产生与转动方向相反的制动转矩。 8. 笼型三相异步电动机通常可以直接采用转子串电阻方法进行调速。（ ） 【答案】× 【解析】笼型转子的导条和端环为固定连接，运行中不能方便地外接调速电阻。转子串电阻调速主要适用于绕线转子异步电动机。 三、填空题 9. 三相异步电动机的调速方法主要有变极调速、变频调速、改变转差率调速，其中改变电源频率的方法称为______。 【答案】变频调速 【解析】电源频率改变后，同步转速随之改变，电动机转速也相应变化，因此该方法称为变频调速。 10. 反接制动控制线路中，常用______检测电动机转速，并在转速接近零时切断反接电源。 【答案】速度继电器 【解析】速度继电器能够根据电动机转速变化改变触点状态。反接制动时利用它在转速接近零时断开控制回路，可防止电动机反向起动。 11. 能耗制动时，定子绕组通入直流电流后形成静止磁场，转子因惯性切割磁场产生感应电流，从而产生______转矩。 【答案】制动 【解析】转子惯性旋转时切割静止磁场，感应电流与磁场相互作用产生阻碍转动的电磁转矩。该转矩方向与转子原转动方向相反，起到制动作用。 12. 某电动机采用反接制动时，停车后出现反向转动现象，说明反接电源切断______。 【答案】过迟 【解析】反接制动应在电动机转速接近零时及时切断电源。若切断过迟，反向电磁转矩会继续作用，使电动机由停车转为反向起动。 四、综合题 13. 某矿井提升设备在重物下放过程中，负载会带动三相异步电动机转子继续旋转。为避免机械闸长期摩擦发热，技术人员希望利用电动机本身产生制动力矩，并将部分机械能反馈到电网。 （1）这种运行状态属于哪种制动方法？ （2）电动机进入该制动状态时，转子转速与同步转速应满足什么关系？ （3）该制动方法在应用时通常还需要配合什么措施，以保证低速或停止时可靠停车？ 【答案】 （1）属于回馈制动（再生制动）。 （2）转子转速应高于同步转速，即电动机处于发电运行状态。 （3）通常还需要配合机械制动装置，或配合其他电气制动方式，以保证低速及停车时可靠制动。 【解析】 （1）当负载拖动电动机旋转，使电动机由电动运行转为发电运行，并把能量送回电源时，称为回馈制动或再生制动。 （2）三相异步电动机进行回馈制动时，转子转速超过同步转速，转差率为负值，电磁转矩方向与转子旋转方向相反，从而产生制动作用。 （3）回馈制动依赖负载拖动电动机并满足高于同步转速的条件，当转速降低到接近同步转速以下时，制动效果会减弱或消失，因此实际设备常需配合机械抱闸等措施实现最终停车和安全保持。 14. 某三相异步电动机采用能耗制动停车。操作人员发现按下停止按钮后，交流接触器已经释放，但电动机仍自由滑行，停车时间明显变长。 （1）该故障应优先检查哪一部分电路？ （2）若直流制动电源未投入，电动机为什么会自由滑行？ （3）排故时应重点检查哪些元件或接线？ 【答案】 （1）应优先检查直流制动电源及其控制回路。 （2）直流制动电源未投入时，定子绕组不能形成静止磁场，转子得不到有效制动转矩，电动机只能依靠机械摩擦逐渐停下。 （3）应重点检查制动接触器线圈、制动接触器主触点、整流装置、停止按钮辅助触点及相关接线。 【解析】 （1）能耗制动的关键条件是交流断电后直流制动回路能够投入，故障现象说明该回路可能未工作。 （2）没有直流磁场时，转子惯性旋转不能产生足够的电磁制动作用，停车时间会明显延长。 （3）制动回路由控制元件、执行元件和直流电源部分共同组成，任一关键环节断路或接触不良都可能造成制动失效。 15. 一台四极三相异步电动机接在50 Hz电源上运行，额定运行时转差率为0.04。现要求分析其调速与制动方案。 （1）计算该电动机的同步转速。 （2）计算额定运行时的转子转速。 （3）若用变频器把电源频率降为40 Hz，且转差率近似仍为0.04，计算新的转子转速。 （4）若该设备要求快速停车且不允许反向起动，应选择反接制动还是能耗制动，并说明理由。 【答案】 （1）同步转速为1500 r/min。 （2）额定运行时的转子转速为1440 r/min。 （3）新的转子转速约为1152 r/min。 （4）宜选择能耗制动。能耗制动是在切断交流电源后通入直流电流产生制动转矩，停车平稳，且不存在反接电源未及时切断而导致反向起动的风险。 【解析】 （1）四极电动机的磁极对数为2，同步转速按每分钟60乘以频率再除以磁极对数计算，50 Hz时同步转速为1500 r/min。 （2）转子转速按同步转速乘以一减转差率计算，1500×0.96得到1440 r/min。 （3）40 Hz时同步转速为1200 r/min，再乘以0.96，得到新的转子转速约为1152 r/min。 （4）反接制动虽然制动力矩较大，但必须在转速接近零时及时断电，否则有反向起动危险；能耗制动更适合不允许反向起动且要求停车较平稳的场合。 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 学科网（北京）股份有限公司 $