第11卷 电动机启动、调速与制动方法分析-考点训练卷《电工电子技术》湖南省（职教高考）机电类 考纲百套卷（原卷版+解析版）

编写说明：湖南省对口招生《机电类考纲百套卷》，依据《2022年湖南省普通高等学校对口招生考试基本要求和考试大纲机电类》编写。本专辑涵盖六门课程，且每门课程均采用三阶递进式训练体系：基础层（具象化支架）拆解考点为微目标，紧扣考纲“掌握”“理解”要求编写考点训练卷；巩固层（关联性支架）强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编专题训练卷；应用层（引导性支架）聚焦真题突破，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第11卷为考点训练卷，按《电工电子技术》范围和要求编写。具体内容为：1.理解三相异步电动机转速、转矩的计算及机械特性，掌握启动、调速和制动方法；2.会围绕电动机机械特性与启动调速制动方案进行分析、列式、计算和结果判断。 湖南省《机电类考纲百套卷》 第11卷 《电工电子技术》 电动机启动调速制动与机械特性分析 考点训练卷 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分） 1. 三相异步电动机的同步转速n0与磁极对数p的关系是（ ） A. n0=60f/p B. n0=60fp C. n0=p/(60f) D. n0=60f×p 【答案】A 【解析】同步转速n0=60f/p，f为电源频率（Hz），p为磁极对数。我国工频f=50Hz。 2. 三相异步电动机的额定转矩TN计算公式为（ ） A. TN=9550×PN/nN B. TN=PN/nN C. TN=9550×nN/PN D. TN=PN×nN 【答案】A 【解析】额定转矩TN=9550×PN/nN，其中PN为额定功率（kW），nN为额定转速（r/min），转矩单位为N·m。 3. 三相异步电动机直接启动时，启动电流约为额定电流的（ ） A. 1~2倍　　　B. 4~7倍 C. 10~20倍　　　D. 20~30倍 【答案】B 【解析】直接启动时启动电流Ist约为额定电流IN的4~7倍，过大的启动电流会造成电网电压下降。 4. 图1所示为某三相异步电动机采用Y-Δ降压启动的装置。Y-Δ降压启动适用于正常运行时为________连接的电动机（ ） A. 星形（Y）　　　B. 三角形（Δ） C. 任意连接　　　D. 串联 【答案】B 【解析】Y-Δ降压启动只适用于正常运行时定子绕组为三角形（Δ）连接的电动机，启动时接Y形，运行时切换为Δ形。 5. Y-Δ降压启动时，启动电流降为直接启动的（ ） A. 1/2　　B. 1/3　　C. 1/√3　　D. 1/9 【答案】B 【解析】Y-Δ启动时，每相绕组电压降为额定值的1/√3，启动电流降为直接Δ启动的1/3。 6. 图2所示装置通过改变供给电动机电源的频率来改变转速，该调速方法是（ ） A. 变极调速　　　B. 变频调速 C. 改变转差率调速　　　D. 反接制动 【答案】B 【解析】图中电源经变频器后供给电动机，变频器通过连续改变输出频率f实现调速，因此属于变频调速。 7. 变极调速一般是________调速（ ） A. 无级　　B. 有级　　C. 连续　　D. 微 【答案】B 【解析】变极调速通过改变绕组接法改变磁极对数，转速是跳跃式变化的，属于有级调速。 8. 三相异步电动机的电气制动方法不包括（ ） A. 反接制动　　　B. 能耗制动 C. 回馈制动　　　D. 机械抱闸制动 【答案】D 【解析】电气制动方法包括反接制动、能耗制动、回馈制动（再生制动）。机械抱闸制动属于机械制动，不是电气制动。 9. 图3所示为能耗制动的接线示意。其制动原理是（ ） A. 断开交流电源，通入直流电流产生固定磁场 B. 对调两根电源线改变相序 C. 电动机运行在发电状态 D. 机械摩擦制动 【答案】A 【解析】能耗制动时，断开交流电源后在定子绕组中通入直流电流，产生固定磁场；旋转的转子切割该磁场，产生制动力矩。 10. 图4所示为三相异步电动机的机械特性曲线。曲线的最高点表示（ ） A. 最大转矩Tmax　　　B. 额定转矩TN C. 启动转矩Tst　　　D. 负载转矩TL 【答案】A 【解析】机械特性曲线中，转矩达到的最高值为最大转矩Tmax；额定转矩为额定运行点的转矩，启动转矩为n=0时的转矩。 11. 三相异步电动机的转差率s在额定运行时约为（ ） A. 0.01~0.05　　　B. 0.1~0.3 C. 0.5~0.8　　　D. 1 【答案】A 【解析】额定运行时转差率很小，sN=0.01~0.05（1%~5%），因为转子转速接近同步转速。 12. 三相异步电动机启动瞬间的转差率s为（ ） A. 0　　B. 0.5　　C. 1　　D. 无穷大 【答案】C 【解析】启动瞬间n=0，s=(n0-0)/n0=1，此时转差率最大，转子感应电动势和电流也最大。 二、双项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分） 13. 关于三相异步电动机的启动，下列说法正确的有（ ） A. 直接启动电流大 B. Y-Δ启动可降低启动电流 C. Y-Δ启动适用于Y接电动机 D. 启动转矩与电压成正比（一次方关系） 【答案】AB 【解析】A正确（直接启动电流为额定4~7倍）；B正确（Y-Δ启动电流降为直接启动的1/3）。C错误（Y-Δ启动适用于正常运行Δ接的电动机）；D错误（启动转矩Tst与电源电压平方成正比）。 14. 关于三相异步电动机的调速，下列说法正确的有（ ） A. 变极调速是有级调速 B. 变频调速是有级调速 C. 调压调速属于改变转差率调速 D. 调速范围越窄越好 【答案】AC 【解析】A正确（变极调速转速跳跃变化，是有级调速）；C正确（调压调速通过改变转差率实现调速）。B错误（变频调速可连续调节，属于无级调速）；D错误（调速范围越宽，适应性越强）。 15. 关于三相异步电动机的制动，下列说法正确的有（ ） A. 反接制动力矩很小 B. 能耗制动需通入直流电流 C. 回馈制动时电动机运行在发电状态 D. 反接制动不会反转 【答案】BC 【解析】B正确（能耗制动断开交流后通入直流产生固定磁场）；C正确（回馈制动时n>n0，电动机处于发电状态，将电能回馈电网）。A错误（反接制动力矩大，制动迅速）；D错误（反接制动时若不及时切断电源，电动机会反向启动旋转）。 16. 关于电动机机械特性，下列说法正确的有（ ） A. 转矩与电压平方成正比 B. 转子电阻越大最大转矩越大 C. 额定转差率很大 D. 启动时转差率为1 【答案】AD 【解析】A正确（T∝U²，转矩与电压平方成正比）；D正确（启动时n=0，s=1）。B错误（最大转矩Tmax与转子电阻无关，转子电阻只影响最大转矩出现的转差率）；C错误（额定运行sN=0.01~0.05，很小）。 三、填空题（本大题共6小题，每小题3分，共18分） 17. 同步转速n0=________，额定转矩TN=________。 【答案】60f/p；9550×PN/nN 【解析】同步转速n0=60f/p；额定转矩TN=9550×PN/nN（PN单位kW，nN单位r/min，TN单位N·m）。 18. Y-Δ降压启动时，启动电流降为直接启动的________，启动转矩降为直接启动的________。 【答案】1/3；1/3 【解析】Y-Δ启动时每相电压降为1/√3，电流降为1/3，转矩T∝U²也降为1/3。 19. 三相异步电动机的调速方法有________调速、________调速和改变转差率调速。 【答案】变极；变频 【解析】调速方法：变极调速（改变p）、变频调速（改变f）、改变转差率调速（调压、转子串电阻等）。 20. 电气制动方法有________制动、________制动和回馈制动。 【答案】反接；能耗 【解析】电气制动：反接制动（对调电源相序）、能耗制动（通直流）、回馈制动（发电状态回馈电网）。 21. 能耗制动时，断开交流电源后在定子绕组中通入________电流，产生________磁场。 【答案】直流；固定 【解析】能耗制动：断开交流电源，定子绕组通入直流电流，产生固定不动的磁场，旋转转子切割磁场产生制动力矩。 22. 三相异步电动机的最大转矩与电源电压的________成正比，额定转差率约为________。 【答案】平方；0.01~0.05 【解析】最大转矩Tmax∝U²，与电压平方成正比；额定转差率sN=0.01~0.05（1%~5%）。 四、计算题（本大题共1小题，共15分） 23. 一台三相异步电动机，铭牌数据：PN=10kW，UN=380V，nN=1440r/min，IN=20A，接法Δ，f=50Hz，λm=Tmax/TN=2.2。试求： （1）磁极对数p和同步转速n0；（3分） （2）额定转差率sN；（3分） （3）额定转矩TN；（3分） （4）最大转矩Tmax；（3分） （5）若采用Y-Δ降压启动，启动电流Ist和启动转矩Tst各为多少？（设直接启动时Ist/IN=6，Tst/TN=1.5）（3分） 【答案】（1）p=2，n0=1500r/min；（2）sN=0.04；（3）TN≈66.3N·m；（4）Tmax≈145.9N·m；（5）Ist=40A，Tst≈33.2N·m 【解析】 （1）由nN=1440r/min接近1500r/min，n0=1500r/min，p=60f/n0=60×50/1500=2（3分） （2）sN=(n0-nN)/n0=(1500-1440)/1500=0.04（3分） （3）TN=9550×PN/nN=9550×10/1440≈66.3N·m（3分） （4）Tmax=λm×TN=2.2×66.3≈145.9N·m（3分） （5）直接启动：Ist=6×IN=6×20=120A，Tst=1.5×TN=1.5×66.3≈99.5N·m Y-Δ启动：Ist(Y-Δ)=Ist/3=120/3=40A，Tst(Y-Δ)=Tst/3=99.5/3≈33.2N·m（3分） 五、分析应用题（本大题共1小题，共15分） 24. 某车间一台三相异步电动机，额定功率15kW，额定电压380V，Δ接，直接启动时启动电流为额定电流的6倍。车间变压器容量较小，直接启动时电网电压下降严重。请分析回答： （1）该电动机能否采用Y-Δ降压启动？为什么？（5分） （2）Y-Δ启动时启动电流是多少？（设额定电流为30A）（5分） （3）若负载要求启动转矩不低于额定转矩的50%，Y-Δ启动能否满足？（设直接启动Tst/TN=1.2）（5分） 【答案】 （1）能，因为该电动机正常运行是Δ接； （2）Y-Δ启动电流为60A； （3）不能满足，Y-Δ启动转矩仅为额定的40%。 【解析】 （1）能采用Y-Δ降压启动。原因：Y-Δ降压启动适用于正常运行时定子绕组为三角形（Δ）连接的三相异步电动机。该电动机铭牌标注Δ接，符合Y-Δ启动的条件。启动时先将绕组接成星形（Y），使每相绕组电压降为额定值的1/√3，启动电流降为直接启动的1/3；待转速上升后，再切换为三角形（Δ）连接正常运行。（5分） （2）直接启动电流Ist=6×IN=6×30=180A Y-Δ启动时启动电流Ist(Y-Δ)=Ist/3=180/3=60A 启动电流从180A降到60A，大大减小了对电网的冲击。（5分） （3）直接启动转矩Tst=1.2×TN（即额定转矩的120%） Y-Δ启动时启动转矩Tst(Y-Δ)=Tst/3=1.2×TN/3=0.4×TN（即额定转矩的40%） 负载要求启动转矩不低于额定转矩的50%（0.5TN），而Y-Δ启动转矩仅为0.4TN<0.5TN，不能满足负载要求。（5分） 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 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：湖南省对口招生《机电类考纲百套卷》，依据《2022年湖南省普通高等学校对口招生考试基本要求和考试大纲机电类》编写。本专辑涵盖六门课程，且每门课程均采用三阶递进式训练体系：基础层（具象化支架）拆解考点为微目标，紧扣考纲“掌握”“理解”要求编写考点训练卷；巩固层（关联性支架）强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编专题训练卷；应用层（引导性支架）聚焦真题突破，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第11卷为考点训练卷，按《电工电子技术》范围和要求编写。具体内容为：1.理解三相异步电动机转速、转矩的计算及机械特性，掌握启动、调速和制动方法；2.会围绕电动机机械特性与启动调速制动方案进行分析、列式、计算和结果判断。 湖南省《机电类考纲百套卷》 第11卷 《电工电子技术》 电动机启动调速制动与机械特性分析 考点训练卷 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分） 1. 三相异步电动机的同步转速n0与磁极对数p的关系是（ ） A. n0=60f/p B. n0=60fp C. n0=p/(60f) D. n0=60f×p 2. 三相异步电动机的额定转矩TN计算公式为（ ） A. TN=9550×PN/nN B. TN=PN/nN C. TN=9550×nN/PN D. TN=PN×nN 3. 三相异步电动机直接启动时，启动电流约为额定电流的（ ） A. 1~2倍　　　B. 4~7倍 C. 10~20倍　　　D. 20~30倍 4. 图1所示为某三相异步电动机采用Y-Δ降压启动的装置。Y-Δ降压启动适用于正常运行时为________连接的电动机（ ） A. 星形（Y）　　　B. 三角形（Δ） C. 任意连接　　　D. 串联 5. Y-Δ降压启动时，启动电流降为直接启动的（ ） A. 1/2　　B. 1/3　　C. 1/√3　　D. 1/9 6. 图2所示装置通过改变供给电动机电源的频率来改变转速，该调速方法是（ ） A. 变极调速　　　B. 变频调速 C. 改变转差率调速　　　D. 反接制动 7. 变极调速一般是________调速（ ） A. 无级　　B. 有级　　C. 连续　　D. 微 8. 三相异步电动机的电气制动方法不包括（ ） A. 反接制动　　　B. 能耗制动 C. 回馈制动　　　D. 机械抱闸制动 9. 图3所示为能耗制动的接线示意。其制动原理是（ ） A. 断开交流电源，通入直流电流产生固定磁场 B. 对调两根电源线改变相序 C. 电动机运行在发电状态 D. 机械摩擦制动 10. 图4所示为三相异步电动机的机械特性曲线。曲线的最高点表示（ ） A. 最大转矩Tmax　　　B. 额定转矩TN C. 启动转矩Tst　　　D. 负载转矩TL 11. 三相异步电动机的转差率s在额定运行时约为（ ） A. 0.01~0.05　　　B. 0.1~0.3 C. 0.5~0.8　　　D. 1 12. 三相异步电动机启动瞬间的转差率s为（ ） A. 0　　B. 0.5　　C. 1　　D. 无穷大 二、双项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分） 13. 关于三相异步电动机的启动，下列说法正确的有（ ） A. 直接启动电流大 B. Y-Δ启动可降低启动电流 C. Y-Δ启动适用于Y接电动机 D. 启动转矩与电压成正比（一次方关系） 14. 关于三相异步电动机的调速，下列说法正确的有（ ） A. 变极调速是有级调速 B. 变频调速是有级调速 C. 调压调速属于改变转差率调速 D. 调速范围越窄越好 15. 关于三相异步电动机的制动，下列说法正确的有（ ） A. 反接制动力矩很小 B. 能耗制动需通入直流电流 C. 回馈制动时电动机运行在发电状态 D. 反接制动不会反转 16. 关于电动机机械特性，下列说法正确的有（ ） A. 转矩与电压平方成正比 B. 转子电阻越大最大转矩越大 C. 额定转差率很大 D. 启动时转差率为1 三、填空题（本大题共6小题，每小题3分，共18分） 17. 同步转速n0=________，额定转矩TN=________。 18. Y-Δ降压启动时，启动电流降为直接启动的________，启动转矩降为直接启动的________。 19. 三相异步电动机的调速方法有________调速、________调速和改变转差率调速。 20. 电气制动方法有________制动、________制动和回馈制动。 21. 能耗制动时，断开交流电源后在定子绕组中通入________电流，产生________磁场。 22. 三相异步电动机的最大转矩与电源电压的________成正比，额定转差率约为________。 四、计算题（本大题共1小题，共15分） 23. 一台三相异步电动机，铭牌数据：PN=10kW，UN=380V，nN=1440r/min，IN=20A，接法Δ，f=50Hz，λm=Tmax/TN=2.2。试求： （1）磁极对数p和同步转速n0；（3分） （2）额定转差率sN；（3分） （3）额定转矩TN；（3分） （4）最大转矩Tmax；（3分） （5）若采用Y-Δ降压启动，启动电流Ist和启动转矩Tst各为多少？（设直接启动时Ist/IN=6，Tst/TN=1.5）（3分） 五、分析应用题（本大题共1小题，共15分） 24. 某车间一台三相异步电动机，额定功率15kW，额定电压380V，Δ接，直接启动时启动电流为额定电流的6倍。车间变压器容量较小，直接启动时电网电压下降严重。请分析回答： （1）该电动机能否采用Y-Δ降压启动？为什么？（5分） （2）Y-Δ启动时启动电流是多少？（设额定电流为30A）（5分） （3）若负载要求启动转矩不低于额定转矩的50%，Y-Δ启动能否满足？（设直接启动Tst/TN=1.2）（5分） 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 学科网（北京）股份有限公司 $