第11练 单相异步原理 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11练，内容涵盖了解单相异步电动机的类型、结构及其工作原理。 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） 单元三 单相异步电动机 第11练 单相异步电动机原理 一、单项选择题 1. 只接入一相交流电源的小功率交流电机，定子常用两组绕组建立起动条件，这类电机属于（ ） A. 三相异步电动机 B. 单相异步电动机 C. 直流并励电动机 D. 单相同步电动机 【答案】B 【解析】单相异步电动机使用单相交流电源，常通过主绕组和辅助绕组产生起动转矩，适用于小功率家用和轻载设备。三相异步电动机需接三相电源，直流电动机需接直流电源。 2. 某电机定子除主绕组外，还设置一组空间位置错开的绕组，其主要作用是（ ） A. 降低铁心损耗 B. 提高绝缘等级 C. 改善散热条件 D. 产生起动转矩 【答案】D 【解析】辅助绕组与主绕组在空间上错开，并通过电阻或电容使两支路电流产生相位差，从而形成起动转矩。降低铁心损耗和提高绝缘等级不是辅助绕组的主要作用。 3. 电容接入辅助支路后，该支路电流相位相对主支路发生改变，其结果是（ ） A. 形成恒定脉动磁场 B. 形成反向制动磁场 C. 形成近似旋转磁场 D. 形成单边漏磁通道 【答案】C 【解析】电容使辅助支路电流与主支路电流产生较大的相位差，两组空间错开的绕组共同作用，可形成近似旋转磁场。近似旋转磁场能够产生起动转矩，使转子自行起动。 4. 一台单相电容起动电动机接通电源后有嗡嗡声但不能自行转动，用手轻拨转轴后可以继续运转，最可能的故障是（ ） A. 起动电容开路 B. 主绕组匝间短路 C. 轴承间隙过大 D. 电源频率偏高 【答案】A 【解析】起动电容开路会使辅助支路不能形成足够相位差，电动机缺少起动转矩，所以只能嗡响而不能自行起动。手拨后能运转，说明主绕组和转子基本具备运行条件，故障重点应检查起动电容及其回路。 二、判断题 5. 单相异步电动机正常运行时，转子转速低于同步转速；负载增大时，转差率通常增大。（ ） 【答案】√ 【解析】异步电动机必须存在转差才能在转子中感应电流并产生电磁转矩。负载增大时需要更大的电磁转矩，转子转速会略有下降，因此转差率通常增大。 6. 若同时对调单相异步电动机主绕组和辅助绕组的两端接线，电动机转向会改变。（ ） 【答案】× 【解析】电动机转向取决于主绕组与辅助绕组电流和空间位置的相对关系。同时对调两组绕组两端时，它们的相对关系不变，因此转向一般不会改变。 7. 罩极式单相异步电动机起动转矩较小，常用于小功率风扇、仪表等轻载场合。（ ） 【答案】√ 【解析】罩极式电动机结构简单，依靠罩极环使磁场产生一定偏移来获得起动转矩。由于起动能力较弱，它适合用于负载较轻、功率较小的设备。 8. 一台四极单相异步电动机接50 Hz交流电源，同步转速为1500 r/min；若实际转速为1450 r/min，则说明该电动机没有转差。（ ） 【答案】× 【解析】四极电动机在50 Hz电源下的同步转速为1500 r/min，实际转速1450 r/min低于同步转速，说明存在转差。异步电动机正是依靠转差产生电磁转矩。 三、填空题 9. 单相定子绕组单独接入交流电源时，气隙中产生的磁场属于______。 【答案】脉动磁场 【解析】单相绕组通入交流电后，磁场大小和方向随时间变化，但空间轴线固定，因此形成脉动磁场。单独的脉动磁场不能可靠地产生起动转矩。 10. 分相起动电动机定子中，与主绕组在空间位置上错开安装的绕组称为______。 【答案】辅助绕组 【解析】辅助绕组用于与主绕组配合，使两组绕组中的电流产生相位差，从而建立起动所需的旋转磁场条件。它也常被称为起动绕组。 11. 电容起动式单相异步电动机达到一定转速后，常由离心开关切除______支路。 【答案】起动绕组 【解析】电容起动式电动机起动后，转子已能依靠主绕组产生的电磁转矩继续运行。为避免起动绕组长期发热，通常由离心开关将起动绕组支路切除。 12. 运行电容容量明显减小时，单相异步电动机的起动转矩通常会______。 【答案】减小 【解析】电容容量减小会使辅助支路电流及其相位关系发生变化，主绕组与辅助绕组配合产生的旋转磁场变弱。因此电动机起动转矩会减小，重载时可能起动困难。 四、综合题 13. 某单相电容运转电动机用于小型风机。维修时发现运行电容引线脱落，接通电源后电机只发出嗡嗡声而不转；若用手沿叶轮原方向轻拨，电机能继续转动。请回答下列问题： （1）运行电容在该电动机中的作用是什么？ （2）接通电源后不能自行起动的主要原因是什么？ （3）若长时间保持通电而转子不转，可能造成什么后果？ 【答案】（1）运行电容用于使辅助绕组电流与主绕组电流产生相位差，帮助形成近似旋转磁场。 （2）电容引线脱落后辅助支路不能正常工作，起动转矩不足，所以电动机不能自行起动。 （3）转子堵转时电流较大，长时间通电会使绕组过热，严重时会烧毁电动机。 【解析】（1）单相绕组单独通电只能产生脉动磁场，加入电容和辅助绕组后可改善相位关系，从而产生起动和运行所需的转矩。 （2）该电机手拨后能转，说明主绕组和机械部分基本正常，故障重点在电容及辅助支路。 （3）堵转状态下反电动势较小，电流明显增大，绕组温升加快，因此必须及时断电检查。 14. 某维修人员为一台单相电容运转电动机更换运行电容，原电容标注为4 μF、450 V。备件中有2 μF、450 V电容和4 μF、250 V电容。请回答下列问题： （1）能否直接用2 μF、450 V电容代替原电容？ （2）能否直接用4 μF、250 V电容代替原电容？ （3）选择替换电容时应重点满足哪些要求？ 【答案】（1）不能直接代替。容量偏小会改变辅助支路电流和相位关系，可能使起动转矩和运行性能变差。 （2）不能直接代替。耐压低于原要求，运行中可能击穿损坏，存在安全隐患。 （3）应选用容量与原值相同或符合规定范围、耐压不低于原标注值、适合交流电机运行的电容。 【解析】（1）电容容量直接影响辅助绕组电流大小和相位差，容量偏差过大会影响电动机起动和运行。 （2）电容耐压不足时，在交流运行条件下容易发热、击穿或失效，不符合安全要求。 （3）更换电容既要考虑电气参数，也要考虑电容类型和安装可靠性，不能只看外形是否相同。 15. 一台三引出线单相电容起动电动机无法起动。断电后测量三根引出线U、V、W之间的电阻，测得U与V之间为12 Ω，V与W之间为20 Ω，U与W之间为32 Ω。已知主绕组电阻较小，起动绕组电阻较大，两绕组有一个公共端。请回答下列问题： （1）判断公共端是哪一根引出线。 （2）判断主绕组和起动绕组分别接在哪两根引出线之间。 （3）若起动电容开路，通电时通常会出现什么现象？ （4）若需要改变转向，应如何处理两组绕组的接线关系？ 【答案】（1）公共端为V端。 （2）主绕组接在U与V之间，起动绕组接在V与W之间。 （3）电动机可能发出嗡嗡声但不能自行起动，轻拨转轴后可能沿拨动方向转动。 （4）只需改变其中一组绕组相对于另一组绕组的接线方向，不能同时对调两组绕组。 【解析】（1）两绕组串联测得的电阻应为两个绕组电阻之和，U与W之间32 Ω正好由12 Ω和20 Ω相加得到，因此V为公共端。 （2）主绕组电阻较小，所以U与V之间12 Ω为主绕组；起动绕组电阻较大，所以V与W之间20 Ω为起动绕组。 （3）起动电容开路后，辅助支路不能形成所需相位差，电动机缺少起动转矩，因此会出现只响不转的现象。 （4）单相异步电动机的转向取决于主绕组和起动绕组的相对相位关系，改变其中一组绕组的接线方向即可改变转向。 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11练，内容涵盖了解单相异步电动机的类型、结构及其工作原理。 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） 单元三 单相异步电动机 第11练 单相异步电动机原理 一、单项选择题 1. 只接入一相交流电源的小功率交流电机，定子常用两组绕组建立起动条件，这类电机属于（ ） A. 三相异步电动机 B. 单相异步电动机 C. 直流并励电动机 D. 单相同步电动机 2. 某电机定子除主绕组外，还设置一组空间位置错开的绕组，其主要作用是（ ） A. 降低铁心损耗 B. 提高绝缘等级 C. 改善散热条件 D. 产生起动转矩 3. 电容接入辅助支路后，该支路电流相位相对主支路发生改变，其结果是（ ） A. 形成恒定脉动磁场 B. 形成反向制动磁场 C. 形成近似旋转磁场 D. 形成单边漏磁通道 4. 一台单相电容起动电动机接通电源后有嗡嗡声但不能自行转动，用手轻拨转轴后可以继续运转，最可能的故障是（ ） A. 起动电容开路 B. 主绕组匝间短路 C. 轴承间隙过大 D. 电源频率偏高 二、判断题 5. 单相异步电动机正常运行时，转子转速低于同步转速；负载增大时，转差率通常增大。（ ） 6. 若同时对调单相异步电动机主绕组和辅助绕组的两端接线，电动机转向会改变。（ ） 7. 罩极式单相异步电动机起动转矩较小，常用于小功率风扇、仪表等轻载场合。（ ） 8. 一台四极单相异步电动机接50 Hz交流电源，同步转速为1500 r/min；若实际转速为1450 r/min，则说明该电动机没有转差。（ ） 三、填空题 9. 单相定子绕组单独接入交流电源时，气隙中产生的磁场属于______。 10. 分相起动电动机定子中，与主绕组在空间位置上错开安装的绕组称为______。 11. 电容起动式单相异步电动机达到一定转速后，常由离心开关切除______支路。 12. 运行电容容量明显减小时，单相异步电动机的起动转矩通常会______。 四、综合题 13. 某单相电容运转电动机用于小型风机。维修时发现运行电容引线脱落，接通电源后电机只发出嗡嗡声而不转；若用手沿叶轮原方向轻拨，电机能继续转动。请回答下列问题： （1）运行电容在该电动机中的作用是什么？ （2）接通电源后不能自行起动的主要原因是什么？ （3）若长时间保持通电而转子不转，可能造成什么后果？ 14. 某维修人员为一台单相电容运转电动机更换运行电容，原电容标注为4 μF、450 V。备件中有2 μF、450 V电容和4 μF、250 V电容。请回答下列问题： （1）能否直接用2 μF、450 V电容代替原电容？ （2）能否直接用4 μF、250 V电容代替原电容？ （3）选择替换电容时应重点满足哪些要求？ 15. 一台三引出线单相电容起动电动机无法起动。断电后测量三根引出线U、V、W之间的电阻，测得U与V之间为12 Ω，V与W之间为20 Ω，U与W之间为32 Ω。已知主绕组电阻较小，起动绕组电阻较大，两绕组有一个公共端。请回答下列问题： （1）判断公共端是哪一根引出线。 （2）判断主绕组和起动绕组分别接在哪两根引出线之间。 （3）若起动电容开路，通电时通常会出现什么现象？ （4）若需要改变转向，应如何处理两组绕组的接线关系？ 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 $