第10卷 三相异步电动机 河北省（对口招生）《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

河北省（对口招生）考纲百套卷 第10卷 三相异步电动机 单元过关卷《电工电子技术与技能》电工电子技术与技能 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 运行中的三相异步电动机，将定子绕组接入的三相电源任意交换两根相线，电动机的旋转方向将（ ） A. 改变方向后继续运行 B. 保持原方向继续运行 C. 转速提高一倍运行 D. 转速降低一半运行 【答案】A 【解析】交换三相电源中的任意两根相线会改变电源相序，使定子旋转磁场的方向反向，因而电动机的旋转方向也随之改变。相序改变不会直接使转速提高一倍或降低一半。 2. 三相异步电动机工作时，与三相电源直接相连的是（ ） A. 定子铁心 B. 转子绕组 C. 定子绕组 D. 转子铁心 【答案】C 【解析】三相异步电动机主要由定子和转子两部分组成。定子是固定部分，由定子铁芯、定子绕组和机座等组成。三相电源通过三根导线连接到定子绕组上，在定子绕组中产生旋转磁场。选B。 3. 三相异步电动机的铭牌参数不包括（ ） A. 额定电压 B. 额定电流 C. 额定功率 D. 额定转速 【答案】D 【解析】三相异步电动机的铭牌参数通常包括额定电压、额定电流、额定功率等，但不包括额定转速。 4. 三相异步电动机的机械特性受以下哪些因素影响？（ ） A. 温度和湿度 B. 光照强度 C. 地球磁场 D. 电池电压 【答案】A 【解析】三相异步电动机的机械特性受负载类型和大小、电源频率和电压波动、环境温度和湿度等因素影响。 5. 由以下铭牌可知（ ） A. 该电动机长度为112mm B. 该电动机机座高度为112mm C. 该电动机极对数为4 D. 该电动机运行时采用Y联结。 【答案】B 【解析】铭牌上的机座号（或机座高度代号）为112，表示电动机机座高度为112mm，而不是电动机的长度。极对数和接法也应依据铭牌上相应参数判断，因此正确选项为B。 6. 不属于三相异步电动机磁路组成部分的是（ ） A. 定子铁心 B. 机座 C. 转子绕组 D. 气隙 【答案】B 【解析】定子铁心：定子铁心是磁路的重要组成部分。它是由硅钢片叠压而成，主要作用是导磁。A错。机座：机座主要是起到固定和支撑电机其他部件的作用，如定子铁心、端盖等。它一般不是磁路的组成部分，因为机座材料通常是铸铁或铸钢，其导磁性能较差，磁力线主要是在定子铁心和气隙以及转子铁心等部件中通过，而不是大量通过机座来构成完整的磁路。B对。转子绕组：转子绕组在电机运行过程中会感应出电动势和电流。转子铁心与转子绕组一起构成了电机磁路的一部分。转子铁心和转子绕组所在的部分也是磁力线通过的路径，属于磁路的一部分。C错。气隙：气隙是定子铁心和转子铁心之间的间隙。它是磁路的必要组成部分。磁力线从定子铁心穿过气隙到达转子铁心，再通过转子铁心等路径形成闭合磁路。D错。选B。 7. 工频电压下工作的三台异步电动机，额定功率之比为1∶2∶3，额定转速之比为1∶1∶1，过载系数之比为6∶7∶8，则最大转矩之比为（ ） A. 1∶2∶3 B. 6∶7∶8 C. 1∶1∶1 D. 3∶7∶12 【答案】D 【解析】异步电动机的过载系数通常为最大转矩与额定转矩之比，即λ=Tmax/TN，因此Tmax=λTN。额定转矩TN=9550PN/nN。由于三台电动机额定转速之比为1∶1∶1，所以额定转矩之比等于额定功率之比，即1∶2∶3。故最大转矩之比为6×1∶7×2∶8×3=6∶14∶24=3∶7∶12，选D。 8. 笼型三相感应电动机的额定状态转速下降10%，该电机转子电流产生的旋转磁动势相对于定子的转速（ ） A. 上升10% B. 下降10% C. 上升1/(1/10%) D. 不变 【答案】D 【解析】转子电流的频率为转差频率，转子旋转磁动势相对于转子的转速为相对转速n1-n。转子旋转磁动势相对于定子的转速等于转子转速与其相对转速之和，即n+(n1-n)=n1。因此，无论转子转速如何变化，转子电流产生的旋转磁动势相对于定子的转速始终为同步转速，不变，选D。 9. 三相异步电动机的主要损耗通常是由哪个部分引起的（ ） A. 定子 B. 叶片 C. 转子 D. 油封 【答案】C 【解析】转子在运行时会因为导体电阻、铁损耗和机械摩擦而产生损耗，是电动机主要的损耗来源。 10. 如图所示控制电路的作用是（ ） A. 按一下 SB₁， 接触器KM通电， 并持续得电 B. 按住 SB₁， KM通电， 松开 SB₁， KM断电， 只能点动 C. 按一下 SB₂，接触器KM通电，并持续得电 D. 按住 SB₂， KM通电， 松开 SB₁， KM断电， 只能点动 【答案】B 【解析】由控制电路可知，SB₁为点动按钮，按下SB₁时其常开触点闭合，KM线圈通电，接触器吸合；松开SB₁后触点恢复断开，KM线圈失电，接触器释放。因此该电路只能实现点动控制，选B。 11. 三相异步电动机的运行速度主要由哪些因素决定（ ） A. 电源频率 B. 电机型号 C. 温度变化 D. 环境湿度 【答案】A 【解析】三相异步电动机的运行速度与电源的频率成正比，通常为50Hz或60Hz。选项B、C、D都不是决定运行速度的主要因素。 12. 三相异步电动机的机械特性包括（ ） A. 转速-转矩特性 B. 效率-负载特性 C. 额定功率特性 D. 额定电流特性 【答案】A 【解析】这道题目考察学生对三相异步电动机机械特性的理解。 13. 三相异步电动机旋转磁场的转速与（ ）有关． A. 电源频率 B. 定子绕组上电压 C. 负载 D. 三相转子绕组所串电阻 【答案】A 【解析】三相异步电动机旋转磁场的同步转速为n1=60f/p，其中f为电源频率，p为极对数。因此在给出的选项中，旋转磁场转速与电源频率有关，选A。定子电压、负载和转子串联电阻主要影响电动机的运行状态，不直接决定旋转磁场转速。 14. 三相异步电动机定子绕组接入三相正弦交流电，气隙中产生的磁场是（ ） A. 恒定磁场 B. 旋转磁场 C. 磁场为零 D. 脉动磁场 【答案】B 【解析】三相正弦交流电流通入空间上相差120°电角度的定子三相绕组后，三相磁势合成为幅值基本恒定、以同步转速在气隙中旋转的磁场。因此气隙中产生的是旋转磁场，选B。 15. 下图为三相异步电机的控制线路，闭合QF后，如何起动？（ ） A. 按下SB1，有电流通过KM线圈 B. 按下SB2，有电流通过KM线圈 C. 按下SB1，无电流通过KM线圈 D. 按下SB2，无电流通过KM线圈 【答案】A 【解析】闭合QF后，控制电路接通电源。按下启动按钮SB1，其常开触点闭合，KM线圈形成通路并通电，接触器吸合，主触点闭合，电动机接通电源起动。因此正确选项为A。 16. 三相异步电动机的额定转差率通常是多少？（ ） A. 0 B. 大于1 C. 1 D. 0.01~0.06 【答案】D 【解析】三相异步电动机的额定转差率通常在0.01到0.06之间，具体取决于电机的设计和应用。 17. 三相异步电动机运行时负载减小，对电动机产生的影响是 （ ） A. 电动机转速降低 B. 电磁转矩变大 C. 转差率减小 D. 输出功率变大 【答案】C 【解析】负载减小时，电动机所需的电磁转矩减小。转子在较小转矩下会加速，转速升高并更加接近同步转速，因此转差率s=(n1-n)/n1减小。与此同时，电磁转矩和输出功率均不会变大，故选C。 18. 三相异步电动机的Y-▲降压起动控制中，起动时的电压和电流相对于运行时是（ ） A. 更大 B. 更小 C. 相等 D. 不确定 【答案】B 【解析】在Y-▲降压起动控制中，起动时的电压和电流相对于运行时是更小的。 19. 一般情况下功率在_________以下的三相异步电动机可采用直接起动（ ） A. 7.5kW B. 5.5kW C. 3.5kW D. 10kW 【答案】A 【解析】一般情况下功率在7.5Kw以下的三相异步电动机可采用直接起动。 20. 三相异步电动机在变频调速时，通常会遇到什么问题（ ） A. 过载保护失效 B. 绝缘耐压降低 C. 谐波干扰增加 D. 电机效率提高 【答案】C 【解析】在变频调速过程中，电机系统会面临谐波干扰增加的问题，这可能影响电机的稳定性和系统的工作效率。选项A、B、D描述的情况与变频调速过程中通常的问题不符。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 直流电动机和三相异步电动机的主要区别在于其转子结构的不同。（ ） 【答案】错误 【解析】直流电动机和三相异步电动机的主要区别在于其工作原理和应用范围，而不是转子结构。 22. 三相笼型交流异步电动机的转子中嵌入了铜条或铝条来构成闭合的绕组。（ ） 【答案】正确 【解析】三相笼型异步电动机的转子通常采用导电材料（如铜或铝）制成的笼状结构，以形成闭合绕组。 23. 异步电动机的电磁转矩与主磁通成反比，与转子电流的有功分量成正比。（ ） 【答案】错误 【解析】异步电动机的电磁转矩与主磁通成正比，与转子电流的有功分量成正比 24. 三相异步电动机在空载时，转差率最大。（ ） 【答案】错误 【解析】在空载时，三相异步电动机的负载很小，转子的转速接近同步转速，因此转差率很小。而在满载或过载时，由于负载的增加，转子的转速会下降，转差率会增大。 25. 转差率是指三相异步电动机的实际转速与旋转磁场的同步转速之间的差异。（ ） 【答案】正确 【解析】转差率是指转子的实际转速与旋转磁场的同步转速之间的差异，这是影响电动机性能的重要因素。 26. 接触器在车床控制电路中的作用是调节电机的转速。（ ） 【答案】错误 【解析】接触器在车床控制电路中的作用是切换电路的连接状态，实现电机的启停和方向控制。 27. 点动控制和连续运行控制在车床控制电路中使用的按钮类型不同。（ ） 【答案】正确 【解析】点动控制通常使用短暂按压的按钮，而连续运行控制使用持续按压的按钮。 28. 为了提高三相异步电动机的起动转矩，可使电源电压高于额定电压，从而获得较好的起动性能。（ ） 【答案】错误 【解析】异步电动机的起动转矩在一定范围内近似与电源电压的平方成正比，升高电源电压虽然可能使起动转矩增大，但会导致定子电流增大、铁芯磁路过饱和，并可能损坏绕组和电动机。因此不能通过使电源电压高于额定电压来改善起动性能，题述错误。 29. 能耗制动就是在切断电动机电源的同时，立即将直流电源添加在定子绕组上，产生静止磁场，以消耗动能产生制动作用，使电动机立即停止转动的制动方法。（ ） 【答案】错误 【解析】能耗制动是在切断三相交流电源后，向定子绕组接入直流电源，建立静止磁场。转子因惯性旋转并切割静止磁场，在转子中产生感应电流和制动转矩，将机械能消耗为电能和热能。电动机转速会逐渐降低，而不是立即停止，因此题述中的“同时”“立即停止”等说法错误。 30. 变频器是一种可以改变电源频率的设备，常用于电动机的调速控制。（ ） 【答案】正确 【解析】变频器能够改变输出电源的频率，通常还配合改变输出电压，以控制异步电动机的同步转速和运行转速。因此变频器常用于三相异步电动机的调速控制，题述正确。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述三相异步电动机的主要用途、分类及基本结构。 【答案】（1）三相异步电动机主要用于驱动风机、水泵、压缩机、机床等生产设备。 （2）按转子结构可分为笼型异步电动机和绕线型异步电动机。 （3）电动机主要由定子、转子、气隙、端盖、轴承和机座等部分组成。 （4）定子包括定子铁芯、定子绕组和机座，转子包括转子铁芯、转子绕组和转轴。 【解析】三相异步电动机以三相交流电为电源，利用定子旋转磁场与转子之间的相对运动产生电磁转矩。分类通常依据转子绕组结构，基本结构包括定子、转子及支承部件。 32. 说明三相异步电动机旋转磁场的产生条件和工作原理，并写出转差率的计算公式。 【答案】（1）定子三相绕组在空间上相差120°电角度，接入三相对称交流电后，产生沿圆周方向旋转的合成磁场。 （2）旋转磁场切割转子导体，在转子导体中产生感应电动势和感应电流，转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩。 （3）转子转速始终低于旋转磁场转速，电动机因此称为异步电动机。 （4）转差率计算公式为 ，其中为同步转速，为转子转速。 【解析】三相对称电流通过空间对称的定子绕组可形成旋转磁场。只有转子与磁场存在相对运动，转子中才会产生感应电流和电磁转矩，因此转子必须低于同步转速运行。 33. 某生产设备要求电动机具有较大的启动转矩，且启动过程中应减小启动电流对电网的影响。比较笼型异步电动机和绕线型异步电动机的常用启动方法，并说明适用的控制措施。 【答案】（1）笼型异步电动机可采用直接启动、星形—三角形启动、自耦变压器降压启动或软启动等方法。 （2）直接启动设备简单，但启动电流较大，适用于容量较小且电网容量允许的场合。 （3）星形—三角形启动和其他降压启动可减小启动电流，但启动转矩也会相应降低。 （4）绕线型异步电动机可在转子回路串接启动电阻，启动时增大转子电阻，以获得较大启动转矩并限制启动电流，随后逐级切除电阻。 （5）若设备需要较宽范围的平滑调速，可采用变频调速；变级调速适用于转速挡位较少的场合。 【解析】笼型电动机转子回路无法直接接入外部电阻，主要采用降压或软启动。绕线型电动机可通过转子串电阻改善启动性能。启动方法的选择应同时考虑启动转矩、电网压降和设备调速要求。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某生产线采用一台三相异步电动机驱动传送带，电动机铭牌参数为：额定功率 ，额定电压 ，额定电流 ，额定转速 ，定子绕组为四极，电源频率 ，功率因数 。求：（1）电动机的磁极对数 和同步转速 ；（2）电动机的额定转差率 ，计算结果用百分数表示并保留两位小数；（3）电动机的额定效率 ，计算结果保留两位小数。 【答案】（1）磁极对数 ，同步转速 。（2）额定转差率 。（3）额定效率 。 【解析】（1）四极电动机的磁极对数为极数的一半，因此 ；同步转速计算公式为 ，代入数据得 。（2）额定转差率计算公式为 ，代入数据得 。（3）三相异步电动机的额定输入功率为 ，代入数据得 ；额定效率为 。 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 $ 河北省（对口招生）考纲百套卷 第10卷 三相异步电动机 单元过关卷《电工电子技术与技能》电工电子技术与技能 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 运行中的三相异步电动机，将定子绕组接入的三相电源任意交换两根相线，电动机的旋转方向将（ ） A. 改变方向后继续运行 B. 保持原方向继续运行 C. 转速提高一倍运行 D. 转速降低一半运行 2. 三相异步电动机工作时，与三相电源直接相连的是（ ） A. 定子铁心 B. 转子绕组 C. 定子绕组 D. 转子铁心 3. 三相异步电动机的铭牌参数不包括（ ） A. 额定电压 B. 额定电流 C. 额定功率 D. 额定转速 4. 三相异步电动机的机械特性受以下哪些因素影响？（ ） A. 温度和湿度 B. 光照强度 C. 地球磁场 D. 电池电压 5. 由以下铭牌可知（ ） A. 该电动机长度为112mm B. 该电动机机座高度为112mm C. 该电动机极对数为4 D. 该电动机运行时采用Y联结。 6. 不属于三相异步电动机磁路组成部分的是（ ） A. 定子铁心 B. 机座 C. 转子绕组 D. 气隙 7. 工频电压下工作的三台异步电动机，额定功率之比为1∶2∶3，额定转速之比为1∶1∶1，过载系数之比为6∶7∶8，则最大转矩之比为（ ） A. 1∶2∶3 B. 6∶7∶8 C. 1∶1∶1 D. 3∶7∶12 8. 笼型三相感应电动机的额定状态转速下降10%，该电机转子电流产生的旋转磁动势相对于定子的转速（ ） A. 上升10% B. 下降10% C. 上升1/(1/10%) D. 不变 9. 三相异步电动机的主要损耗通常是由哪个部分引起的（ ） A. 定子 B. 叶片 C. 转子 D. 油封 10. 如图所示控制电路的作用是（ ） A. 按一下 SB₁， 接触器KM通电， 并持续得电 B. 按住 SB₁， KM通电， 松开 SB₁， KM断电， 只能点动 C. 按一下 SB₂，接触器KM通电，并持续得电 D. 按住 SB₂， KM通电， 松开 SB₁， KM断电， 只能点动 11. 三相异步电动机的运行速度主要由哪些因素决定（ ） A. 电源频率 B. 电机型号 C. 温度变化 D. 环境湿度 12. 三相异步电动机的机械特性包括（ ） A. 转速-转矩特性 B. 效率-负载特性 C. 额定功率特性 D. 额定电流特性 13. 三相异步电动机旋转磁场的转速与（ ）有关． A. 电源频率 B. 定子绕组上电压 C. 负载 D. 三相转子绕组所串电阻 14. 三相异步电动机定子绕组接入三相正弦交流电，气隙中产生的磁场是（ ） A. 恒定磁场 B. 旋转磁场 C. 磁场为零 D. 脉动磁场 15. 下图为三相异步电机的控制线路，闭合QF后，如何起动？（ ） A. 按下SB1，有电流通过KM线圈 B. 按下SB2，有电流通过KM线圈 C. 按下SB1，无电流通过KM线圈 D. 按下SB2，无电流通过KM线圈 16. 三相异步电动机的额定转差率通常是多少？（ ） A. 0 B. 大于1 C. 1 D. 0.01~0.06 17. 三相异步电动机运行时负载减小，对电动机产生的影响是 （ ） A. 电动机转速降低 B. 电磁转矩变大 C. 转差率减小 D. 输出功率变大 18. 三相异步电动机的Y-▲降压起动控制中，起动时的电压和电流相对于运行时是（ ） A. 更大 B. 更小 C. 相等 D. 不确定 19. 一般情况下功率在_________以下的三相异步电动机可采用直接起动（ ） A. 7.5kW B. 5.5kW C. 3.5kW D. 10kW 20. 三相异步电动机在变频调速时，通常会遇到什么问题（ ） A. 过载保护失效 B. 绝缘耐压降低 C. 谐波干扰增加 D. 电机效率提高 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 直流电动机和三相异步电动机的主要区别在于其转子结构的不同。（ ） 22. 三相笼型交流异步电动机的转子中嵌入了铜条或铝条来构成闭合的绕组。（ ） 23. 异步电动机的电磁转矩与主磁通成反比，与转子电流的有功分量成正比。（ ） 24. 三相异步电动机在空载时，转差率最大。（ ） 25. 转差率是指三相异步电动机的实际转速与旋转磁场的同步转速之间的差异。（ ） 26. 接触器在车床控制电路中的作用是调节电机的转速。（ ） 27. 点动控制和连续运行控制在车床控制电路中使用的按钮类型不同。（ ） 28. 为了提高三相异步电动机的起动转矩，可使电源电压高于额定电压，从而获得较好的起动性能。（ ） 29. 能耗制动就是在切断电动机电源的同时，立即将直流电源添加在定子绕组上，产生静止磁场，以消耗动能产生制动作用，使电动机立即停止转动的制动方法。（ ） 30. 变频器是一种可以改变电源频率的设备，常用于电动机的调速控制。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述三相异步电动机的主要用途、分类及基本结构。 32. 说明三相异步电动机旋转磁场的产生条件和工作原理，并写出转差率的计算公式。 33. 某生产设备要求电动机具有较大的启动转矩，且启动过程中应减小启动电流对电网的影响。比较笼型异步电动机和绕线型异步电动机的常用启动方法，并说明适用的控制措施。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某生产线采用一台三相异步电动机驱动传送带，电动机铭牌参数为：额定功率 ，额定电压 ，额定电流 ，额定转速 ，定子绕组为四极，电源频率 ，功率因数 。求：（1）电动机的磁极对数 和同步转速 ；（2）电动机的额定转差率 ，计算结果用百分数表示并保留两位小数；（3）电动机的额定效率 ，计算结果保留两位小数。 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 $