第15卷 三相异步电动机的构造与三相异步电动机的调速方法 重庆市（高职分类考试）《电工电子技术与技能》（机工版） 单元过关卷

重庆市（高职分类考试）电气技术类 《电工电子技术与技能》（机工版） 三相异步电动机的构造与三相异步电动机的调速方法 单元过关卷 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. 三相异步电动机定子铁心的主要作用是（ ） A. 形成磁路并嵌放定子绕组 B. 直接输出机械转矩并带动负载 C. 改变电源频率并提高转速 D. 储存电能并稳定电压 2. 笼型三相异步电动机转子绕组的典型结构是（ ） A. 由三相绕组和滑环连接成外接回路 B. 由转子导条和端环连接成闭合回路 C. 由励磁绕组和换向器组成直流回路 D. 由电容器和电阻器组成并联回路 3. 三相异步电动机，在工频电流的作用下，以的转速旋转，那么此电动机为______极电动机。（ ） A. 4 B. 6 C. 2 D. 8 4. 绕线转子三相异步电动机的集电环主要用于（ ） A. 将转子绕组引出并接入外加电阻 B. 将定子电流整流后送入负载 C. 将电源频率升高后再送入绕组 D. 将机械转矩直接传给风扇叶片 5. 三相异步电动机的接法有星形（Y）和三角形（△），如果电源电压等于电动机额定电压，电动机额定接法为△，当误接成Y形时，会出现（ ） A. 电动机正常运转，功率不变 B. 电动机转速加快，功率增大 C. 电动机输出功率变小，电流变小 D. 电动机输出功率变大，电流变大 6. 三相异步电动机采用变频调速时，主要是改变（ ） A. 轴承润滑方式 B. 定子铁心尺寸 C. 转子端环材料 D. 电源频率 7. 异步电动机的转差率的变化范围是（ ） A. B. C. D. 8. 若电动机的转速为1950r/min，其同步转速为2000r/min，则该电动机的转差率S为（ ） A. 4% B. 2.5% C. 4.5% D. 3% 9. 采用变极调速时，三相异步电动机转速变化的主要原因是（ ） A. 负载转矩减小 B. 转子电阻增大 C. 电源电压降低 D. 定子绕组极对数改变 10. 如图所示判断三相电动机定子绕组首尾端，当开关S闭合时电流表指针右偏，则 （ ） A. 1、3、5同为首端或尾端 B. 1、6同为首端或尾端 C. 1、5同为首端或尾端 D. 1、3、6同为首端或尾端 11. 三相异步电动机要保持稳定运行，其转差率应（ ） A. 可大可小 B. 等于临界转差率 C. 大于临界转差率 D. 小于临界转差率 12. 绕线转子三相异步电动机在转子回路中串入电阻后，通常会使转速（ ） A. 降低 B. 升高 C. 不变 D. 反向 13. 对于电动机的转差率说法正确的是（ ） A. 电动机的转差率是恒定不变的 B. 电动机的转差率总是小于1 C. 电动机的转差率随电动机的运行情况不同而不同 D. 电动机的转差率不会大于1 14. 三相异步电动机的机座主要作用是（ ） A. 直接产生转矩并驱动负载 B. 连接电源并改变输出频率 C. 储存磁场能量并提高功率 D. 支撑定子铁心并固定各部件 15. 三相异步电动机定子三相绕组在空间上通常相隔（ ） A. 电角度 B. 电角度 C. 电角度 D. 电角度 16. 三相异步电动机产生的电磁转矩是由于（ ） A. 定子磁场与定子电流的相互作用 B. 转子磁场与转子电流的相互作用 C. 旋转磁场与转子电流的相互作用 D. 定子磁场与旋转磁场的相互作用 17. 三相异步电动机的转速跟______无关。（ ） A. 旋转磁场的转速 B. 磁极数 C. 电源频率 D. 电源电压 18. 三相异步电动机的调速方法不包括（ ） A. 变极调速 B. 变频调速 C. 变压调速 D. 变转差率调速 19. 依据三相异步电动机的机械特性曲线，下列说法错误的是（ ） A. 电动机若要正常起动，起动转矩必须大于负载转矩 B. 曲线上最大转矩对应的转差率为临界转差率 C. 电动机若要稳定运行，临界转差率必须小于额定转差率 D. 三相异步电动机稳定运行应具备一定的过载能力，过载系数一般在1．8~2．5之间 20. 一台三相异步电动机，磁极对数为 2，电源频率为 50Hz，则其同步转速为（ ） A. 750r/min B. 1000r/min C. 1500r/min D. 3000r/min 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 变频调速是通过改变电源频率来改变三相异步电动机同步转速的一种方法。（ ） 22. 三相异步电动机的定子由定子铁心、定子绕组和转子三部分组成。（ ） 23. 异步电动机的转速，有的与旋转磁场的转速相同。（ ） 24. 三相异步电动机起步瞬间，因转子还是静止的，故此时转子中的感应电流为零。（ ） 25. 三相异步电动机的转子是由定子绕组产生的旋转磁场来驱动旋转的。（ ） 26. 改变转差率可以改变电动机的转速。（ ） 27. 三相异步电动机的转差率s = （n）/，正常运行时s值很小（约0.01-0.05）。（ ） 28. 三相异步电动机的转速与磁极对数有关，磁极对数越多转速越高。（ ） 29. 绕线式三相异步电动机在转子回路中串入电阻后，可以降低转速，而且效率不会明显下降。（ ） 30. 笼型异步电动机的旋转磁场的转速等于电动机的转速。（ ） 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结构组成，并写出两种常见调速方法。 32. 试分析如图所示三相异步电动机的控制原理。 33. 三相异步电动机的工作原理是什么？如何通过调整电源频率控制电动机的转速？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 画出下列元器件的符号（包括图形符号和文字符号） 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 $ 重庆市（高职分类考试）电气技术类 《电工电子技术与技能》（机工版） 三相异步电动机的构造与三相异步电动机的调速方法 单元过关卷 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. 三相异步电动机定子铁心的主要作用是（ ） A. 形成磁路并嵌放定子绕组 B. 直接输出机械转矩并带动负载 C. 改变电源频率并提高转速 D. 储存电能并稳定电压 【答案】A 【解析】定子铁心的主要作用是构成磁路，并为定子绕组提供安装位置。电动机的机械转矩不是由铁心直接输出的，电源频率也不是由铁心改变的。 2. 笼型三相异步电动机转子绕组的典型结构是（ ） A. 由三相绕组和滑环连接成外接回路 B. 由转子导条和端环连接成闭合回路 C. 由励磁绕组和换向器组成直流回路 D. 由电容器和电阻器组成并联回路 【答案】B 【解析】笼型转子的结构是转子导条两端由端环短接，形成闭合回路，这是笼型转子的典型特征。其余选项分别对应绕线转子或直流电机等结构，均不符合。 3. 三相异步电动机，在工频电流的作用下，以的转速旋转，那么此电动机为______极电动机。（ ） A. 4 B. 6 C. 2 D. 8 【答案】A 【解析】三相异步电动机的同步转速 n1=60f/p。工频 50Hz 时，4 极电动机的同步转速为 1500r/min，实际转速 1470r/min 略低于同步转速，说明该电动机是 4 极电动机。 4. 绕线转子三相异步电动机的集电环主要用于（ ） A. 将转子绕组引出并接入外加电阻 B. 将定子电流整流后送入负载 C. 将电源频率升高后再送入绕组 D. 将机械转矩直接传给风扇叶片 【答案】A 【解析】集电环与电刷配合，主要作用是把转子绕组引出，便于在转子回路中接入外加电阻或其他装置。它不承担整流、变频或传递机械转矩的作用。 5. 三相异步电动机的接法有星形（Y）和三角形（△），如果电源电压等于电动机额定电压，电动机额定接法为△，当误接成Y形时，会出现（ ） A. 电动机正常运转，功率不变 B. 电动机转速加快，功率增大 C. 电动机输出功率变小，电流变小 D. 电动机输出功率变大，电流变大 【答案】C 【解析】当三角形接法误接成星形接法时，相电压变为原来的，根据P ，输出功率变小，同时电流也变小。 6. 三相异步电动机采用变频调速时，主要是改变（ ） A. 轴承润滑方式 B. 定子铁心尺寸 C. 转子端环材料 D. 电源频率 【答案】D 【解析】变频调速就是通过改变电源频率来改变同步转速，从而实现调速。定子铁心、转子端环和轴承润滑方式都不是变频调速的主要控制量。 7. 异步电动机的转差率的变化范围是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】异步电动机作电动机运行时，转差率 s=(n1-n)/n1。起动时 n=0，所以 s=1；正常运行时转子转速低于同步转速，所以 0<s<1。题目给出的范围对应为 1≥s>0。 8. 若电动机的转速为1950r/min，其同步转速为2000r/min，则该电动机的转差率S为（ ） A. 4% B. 2.5% C. 4.5% D. 3% 【答案】B 【解析】转差率。故选B。 9. 采用变极调速时，三相异步电动机转速变化的主要原因是（ ） A. 负载转矩减小 B. 转子电阻增大 C. 电源电压降低 D. 定子绕组极对数改变 【答案】D 【解析】变极调速是通过改变定子绕组的极对数来改变同步转速，因此转速会随极对数变化而改变。转子电阻、电源电压和负载转矩都会影响运行状态，但不是变极调速的本质原因。 10. 如图所示判断三相电动机定子绕组首尾端，当开关S闭合时电流表指针右偏，则 （ ） A. 1、3、5同为首端或尾端 B. 1、6同为首端或尾端 C. 1、5同为首端或尾端 D. 1、3、6同为首端或尾端 【答案】B 11. 三相异步电动机要保持稳定运行，其转差率应（ ） A. 可大可小 B. 等于临界转差率 C. 大于临界转差率 D. 小于临界转差率 【答案】D 【解析】三相异步电动机稳定运行应处于机械特性的稳定段，即转差率小于临界转差率。若 s 大于临界转差率，电动机进入不稳定区，负载稍有变化就可能导致转速失稳甚至停转，因此选小于临界转差率。 12. 绕线转子三相异步电动机在转子回路中串入电阻后，通常会使转速（ ） A. 降低 B. 升高 C. 不变 D. 反向 【答案】A 【解析】在负载一定时，转子回路串入电阻会增大转差，电动机运行转速通常降低，因此可用于一定范围内的调速。它不会使电动机反向，也不会保持转速完全不变。 13. 对于电动机的转差率说法正确的是（ ） A. 电动机的转差率是恒定不变的 B. 电动机的转差率总是小于1 C. 电动机的转差率随电动机的运行情况不同而不同 D. 电动机的转差率不会大于1 【答案】C 【解析】电动机的转差率不是恒定不变的，而是随负载、转速和运行状态变化而变化。负载增大时，转子转速下降，滑差增大；负载减小时，转子转速上升，滑差减小。因此正确说法是转差率随电动机的运行情况不同而不同。 14. 三相异步电动机的机座主要作用是（ ） A. 直接产生转矩并驱动负载 B. 连接电源并改变输出频率 C. 储存磁场能量并提高功率 D. 支撑定子铁心并固定各部件 【答案】D 【解析】机座的主要作用是支撑和固定定子铁心、端盖等部件，并保证电动机整体安装强度。改变频率、储存能量和直接产生转矩都不是机座的基本功能。 15. 三相异步电动机定子三相绕组在空间上通常相隔（ ） A. 电角度 B. 电角度 C. 电角度 D. 电角度 【答案】D 【解析】三相绕组在空间上相隔电角度，通入对称三相交流后才能形成旋转磁场。这是三相异步电动机能够正常工作的基本条件。 16. 三相异步电动机产生的电磁转矩是由于（ ） A. 定子磁场与定子电流的相互作用 B. 转子磁场与转子电流的相互作用 C. 旋转磁场与转子电流的相互作用 D. 定子磁场与旋转磁场的相互作用 【答案】C 【解析】三相异步电动机的定子通入三相交流电后，产生旋转磁场；转子导体在旋转磁场切割下感应出电流，载流转子导体在磁场中受力，从而形成电磁转矩。也就是说，电磁转矩来源于旋转磁场与转子电流的相互作用。 17. 三相异步电动机的转速跟______无关。（ ） A. 旋转磁场的转速 B. 磁极数 C. 电源频率 D. 电源电压 【答案】D 【解析】三相异步电动机的转速公式为，其中n为电动机转速，为同步转速（是电源频率，是磁极对数），是转差率。从这个公式可以看出，三相异步电动机的转速与电源电压无关，主要取决于电源频率、磁极对数和转差率。在实际运行中，电源电压的变化可能会影响电动机的转矩、电流等其他参数，但不会直接影响转速。 18. 三相异步电动机的调速方法不包括（ ） A. 变极调速 B. 变频调速 C. 变压调速 D. 变转差率调速 【答案】C 【解析】三相异步电动机的调速方法有变极调速、变频调速、变转差率调速，通常没有变压调速这种方法。所以选择 C 选项。 19. 依据三相异步电动机的机械特性曲线，下列说法错误的是（ ） A. 电动机若要正常起动，起动转矩必须大于负载转矩 B. 曲线上最大转矩对应的转差率为临界转差率 C. 电动机若要稳定运行，临界转差率必须小于额定转差率 D. 三相异步电动机稳定运行应具备一定的过载能力，过载系数一般在1．8~2．5之间 【答案】C 20. 一台三相异步电动机，磁极对数为 2，电源频率为 50Hz，则其同步转速为（ ） A. 750r/min B. 1000r/min C. 1500r/min D. 3000r/min 【答案】C 【解析】同步转速 p ，其中 f 为电源频率，p 为磁极对数。p = 2 ，f = 50Hz ，则 1500r/min 。所以选择 C 选项。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 变频调速是通过改变电源频率来改变三相异步电动机同步转速的一种方法。（ ） 【答案】正确 【解析】三相异步电动机的同步转速与电源频率成正比，因此改变电源频率就能改变同步转速，从而实现调速。这是变频调速的基本原理。 22. 三相异步电动机的定子由定子铁心、定子绕组和转子三部分组成。（ ） 【答案】错误 【解析】定子由定子铁心、定子绕组和机座等部分组成，转子属于电动机的另一部分，不属于定子。题干把转子误列为定子组成部分，因此错误。 23. 异步电动机的转速，有的与旋转磁场的转速相同。（ ） 【答案】错误 【解析】异步电动机运行时，转子转速必须低于旋转磁场转速，才能保持相对运动并在转子中感应电流和电磁转矩。若二者相同，则转差率为 0，转子中不再感应电流，电磁转矩也随之消失，因此题干说法错误。 24. 三相异步电动机起步瞬间，因转子还是静止的，故此时转子中的感应电流为零。（ ） 【答案】错误 【解析】起步瞬间转子虽然静止，但此时定子旋转磁场与转子之间的相对速度最大，转差率 s=1，因此转子中的感应电动势和感应电流都最大，不是零，所以题干错误。 25. 三相异步电动机的转子是由定子绕组产生的旋转磁场来驱动旋转的。（ ） 【答案】正确 【解析】三相异步电动机定子绕组通入三相交流电后产生旋转磁场，旋转磁场切割转子导体，在转子导体中产生感应电流，感应电流又受到旋转磁场的作用产生电磁力，从而驱动转子旋转，故表述正确 26. 改变转差率可以改变电动机的转速。（ ） 【答案】正确 【解析】异步电动机的转速与转差率有关，近似满足 n≈n1(1-s)。因此改变转差率就可以改变电动机转速。实际调速中，可通过改变负载、转子电阻或供电频率等方式改变滑差，从而实现调速。 27. 三相异步电动机的转差率s = （n）/，正常运行时s值很小（约0.01-0.05）。（ ） 【答案】正确 【解析】转差率是转速差与同步转速的比值，正常运行时转子转速接近同步转速，s很小。 28. 三相异步电动机的转速与磁极对数有关，磁极对数越多转速越高。（ ） 【答案】错误 【解析】三相异步电动机的同步转速 n1=60f/p，磁极对数 p 越多，同步转速越低，因此题干“磁极对数越多转速越高”错误。 29. 绕线式三相异步电动机在转子回路中串入电阻后，可以降低转速，而且效率不会明显下降。（ ） 【答案】错误 【解析】绕线式三相异步电动机在转子回路中串入电阻，确实可以通过增大转差率来降低转速，但附加电阻会消耗电能，使转子回路损耗增大，效率通常会明显下降，因此题干后半句错误。 30. 笼型异步电动机的旋转磁场的转速等于电动机的转速。（ ） 【答案】错误 【解析】笼型异步电动机的转子转速总是低于旋转磁场转速，只有这样才有转差并产生感应电流和电磁转矩。旋转磁场的转速等于同步转速，不等于电动机转速，所以题干错误。 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结构组成，并写出两种常见调速方法。 【答案】（1）主要由定子、转子、机座、端盖、轴承和风扇等部分组成。 （2）常见调速方法有改变电源频率、改变磁极对数、改变定子电压和绕线式电动机转子串电阻调速等，写出其中两种即可。 【解析】本题既考查三相异步电动机的基本构造，也考查常见调速方法。作答时应先答出定子、转子等主要组成部分，再从变频、变极、调压或转子串电阻等方法中列出两种，表述要完整规范。 32. 试分析如图所示三相异步电动机的控制原理。 【答案】工作原理：切断三相电源的同时接通直流电源，产生如图所示向下的固定磁场Φ。而转子由于惯性继续顺时针转动，在转子绕组中产生感应电流，其方向为上出下进。此感应电流受到直流电磁场的作用，作用力方向为上面向左，下面向右。由此可知，转子转动方向与电动机转动方向相反，从而起到制动的作用。 33. 三相异步电动机的工作原理是什么？如何通过调整电源频率控制电动机的转速？ 【答案】三相异步电动机通过定子线圈中的三相电流产生旋转磁场，转子导体因电磁感应产生电流，转子在磁场作用下转动。通过调整定子电流的频率，可以改变旋转磁场的速度，从而调节电动机的转速。该原理被广泛应用于变频调速系统中。 【解析】三相异步电动机的工作原理是：定子绕组通入三相对称交流电后产生旋转磁场，旋转磁场切割转子导体，在转子中感应出电流；载流转子导体在磁场中受力，形成电磁转矩，驱动转子转动，但转子转速始终略低于同步转速。通过调整电源频率控制转速时，因同步转速 n1=60f/p，改变频率 f 就会改变同步转速，从而改变电动机转速。工程上通常配合 V/f 基本恒定的变频调速方式，以保持磁通稳定和输出转矩能力。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 画出下列元器件的符号（包括图形符号和文字符号） 【答案】（1）（2）（3）（4）（5） 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 $