第20练 Y-三角降压起动原理 山东省（春季高考）《电气控制线路安装与检修》（高教版·第4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，精心编制了山东省（春季高考）《电气控制线路安装与维修》（高教版·第4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。 本卷是山东省（春季高考）《电气控制线路安装与维修》（高教版·第4版）一课一练的第20练，内容为：Y-三角降压起动的适用条件、主控电路、时间转换、电气互锁和保护措施。 山东省（春季高考）一课一练 《电气控制线路安装与检修》（高教版·第4版） 第20练 Y-三角降压起动原理 一、单项选择题 1. 采用Y-三角降压起动控制三相异步电动机时，起动初期定子绕组应采用哪种连接方式？ A. 星形连接 B. 三角形连接 C. 串联电阻连接 D. 串联电抗连接 【答案】A 【解析】Y-三角降压起动先使定子绕组接成星形，使每相绕组承受的电压降低，从而减小起动电流。电动机达到一定转速后再切换为三角形连接运行。 2. 三相电源线电压为380 V时，电动机定子绕组采用星形连接起动，每相绕组承受的电压约为多少？ A. 110 V B. 220 V C. 380 V D. 660 V 【答案】B 【解析】星形连接时，每相绕组电压等于线电压除以根号三。380 V除以根号三约为220 V，因此每相绕组承受的电压约为220 V。 3. 在电源电压和电动机参数相同的条件下，Y-三角降压起动的起动线电流约为直接三角形起动时的多少？ A. 二分之一 B. 三分之一 C. 三分之二 D. 三倍 【答案】B 【解析】Y-三角起动时，绕组相电压降低为三角形连接时的三分之一，起动线电流也约为直接三角形起动时的三分之一。起动电流减小的同时，起动转矩也会相应降低。 4. Y-三角起动控制线路由星形运行切换到三角形运行时，正确的接触器动作顺序是（ ） A. 先断开星形接触器，再接通三角形接触器 B. 先接通三角形接触器，再断开星形接触器 C. 同时接通星形和三角形接触器 D. 先断开主接触器，再接通三角形接触器 【答案】A 【解析】星形接触器和三角形接触器必须实行电气互锁或机械互锁。切换时应先断开星形接触器，待其触点可靠分断后再接通三角形接触器，以防止两种连接同时接通造成相间短路。 5. 时间继电器在Y-Δ降压起动控制电路中的作用是什么？（ ） A. 延时控制 B. 限流保护 C. 调速控制 D. 电流检测 【答案】A 【解析】时间继电器在Y-Δ降压起动控制电路中用于实现延时控制，确保电动机在Y形起动阶段有足够的时间达到预定转速后再切换到Δ形运行阶段。 6. 三相电源电压为380 V，要求电动机采用Y-三角降压起动，最适合选用哪种铭牌接法的电动机？ A. 380／660 V，△／Y B. 220／380 V，△／Y C. 380／660 V，Y／△ D. 220／660 V，△／Y 【答案】A 【解析】在380 V电源上，电动机起动时接成星形，正常运行时应接成三角形，因此电动机应能在380 V时采用三角形运行。铭牌为380／660 V、△／Y的电动机符合这一要求。 7. Y-Δ降压起动控制电路中，熔断器的主要作用是什么（ ） A. 控制电动机的启动顺序和运行方向 B. 限制电动机的启动电流和运行电流 C. 保护电路免受短路和过载的损害 D. 调节电动机的功率因数和转速 【答案】C 【解析】熔断器在Y-Δ降压起动控制电路中主要起保护作用，防止电路因短路或过载而受到损害。 二、综合应用题 8. 某车间使用一台三相异步电动机带动离心风机，电动机铭牌标注为“380/660 V，△/Y”，控制电源为380 V。电动机堵转时每相绕组的等效阻抗为2.4 Ω，采用Y-三角降压起动。已知风机起动所需转矩为420 N·m，电动机直接三角起动时的起动转矩为900 N·m。计算时取＝1.732。（1）分别计算电动机直接三角起动时的绕组电流、线电流，以及Y形起动时的绕组电流和线电流。（2）计算Y形起动时的起动转矩，并判断该风机能否采用Y形起动。（3）说明该控制电路完成Y形转换为三角形时，主接触器、Y接触器、三角接触器和时间继电器应如何配合，并列出两项必要的保护措施。 【答案】（1）三角起动时，绕组电压为380 V。绕组电流为 A，线电流为 A。Y形起动时，绕组电压为 V，绕组电流为 A，Y形线电流为 A。（2） N·m。由于300 N·m小于风机起动所需的420 N·m，电动机不能可靠起动，不宜采用Y-三角降压起动。（3）起动时主接触器和Y接触器先吸合，三角接触器断开；电动机达到一定转速后，时间继电器使Y接触器断开，再使三角接触器吸合。Y接触器与三角接触器之间必须采用常闭辅助触点进行电气互锁。保护措施可采用短路保护、过载保护、失压保护和可靠接地中的任意两项。 【解析】（1）三角起动时，绕组电流为380÷2.4≈158.3 A，线电流为√3×158.3≈274.1 A；Y形起动时，绕组及线电流均为（380÷√3）÷2.4≈91.4 A。（2）Y形起动转矩为900÷3=300 N·m，小于420 N·m，不能可靠起动，不宜采用。（3）主、Y接触器先吸合，延时后先断Y、再合三角，二者须电气互锁；并设置短路、过载等保护。 9. 某工厂水泵采用一台“380/660 V，△/Y”的三相异步电动机，额定转速为1440 r/min。经试验测得，电动机处于Y形起动状态时，平均电磁转矩为300 N·m，水泵在起动阶段的平均负载转矩为120 N·m，转动系统的转动惯量为15 kg·。为减小转换冲击，计划在电动机转速达到额定转速的85％后进行Y-三角转换。计算时取π＝3.14。（1）计算电动机在Y形起动阶段的平均角加速度，并计算达到目标转换转速所需的理论时间。（2）若时间继电器误设为4 s，判断此时是否适合进行Y-三角转换，并说明理由。（3）说明时间继电器控制的转换过程，以及为防止Y接触器和三角接触器同时吸合应采取的措施。 【答案】（1）合成加速转矩为 N·m。平均角加速度为 rad/。目标转速为 r/min，目标角速度为 rad/s，理论起动时间为 s。（2）不适合。4 s时电动机尚未达到目标转换转速，过早转换会使绕组电流增大，并产生较大的机械冲击，可能造成水泵起动不稳。（3）起动时主接触器和Y接触器吸合，电动机绕组接成Y形；达到设定时间后，时间继电器先断开Y接触器，经过短暂断开时间后接通三角接触器。应采用Y接触器与三角接触器的常闭辅助触点电气互锁，并配合机械互锁，确保两者不能同时吸合。 【解析】合成加速转矩为300－120=180 N·m，角加速度α=180÷15=12 rad/。目标转速为1440×85%=1224 r/min，角速度ω=2×3.14×1224÷60≈128.06 rad/s，理论时间t=128.06÷12≈10.67 s。4 s尚未达到目标转速，不宜转换。控制时先合主、Y接触器，延时后先断Y再合三角，并采用电气及机械互锁。 10. 某机加工车间使用一台22 kW、380 V、50 Hz的三相异步电动机，铭牌标注“380/660 V，△/Y”，采用Y-三角降压起动。电动机效率为0.88，功率因数为0.82，热继电器按电动机额定线电流的1.05倍整定。控制柜检查发现：主断路器具有短路保护功能；Y接触器和三角接触器的主触点正常，但两者之间未接入电气互锁触点。（1）计算电动机的额定线电流，并计算热继电器的整定电流。（2）判断该电动机在380 V电源下能否采用Y-三角降压起动，并说明判断依据。（3）分析Y接触器和三角接触器未设置电气互锁可能造成的故障，并提出控制电路的改进措施。 【答案】（1）输入有功功率为 kW。额定线电流为 A。热继电器整定电流为 A。（2）可以采用。该电动机铭牌为“380/660 V，△/Y”，在380 V电源下运行时应接成三角形，且电动机具有六个出线端，符合Y-三角起动的电压和接线条件。（3）未设置互锁时，Y接触器和三角接触器可能同时吸合，使电动机绕组形成相间短路，造成接触器触点烧毁、断路器跳闸，甚至引发设备事故。应将Y接触器常闭辅助触点串入三角接触器线圈回路，将三角接触器常闭辅助触点串入Y接触器线圈回路，并设置机械互锁、时间继电器和过载保护。 【解析】输入功率为22÷0.88=25 kW，额定线电流为25000÷（1.732×380×0.82）≈46.3 A，热继电器整定电流为1.05×46.3≈48.6 A。380 V下应三角运行，铭牌电压匹配且具备六端子，故可采用Y-三角起动。未互锁会导致两接触器同时吸合，引发相间短路；应增设电气、机械互锁，并配合时间继电器、短路和过载保护。 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：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，精心编制了山东省（春季高考）《电气控制线路安装与维修》（高教版·第4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。 本卷是山东省（春季高考）《电气控制线路安装与维修》（高教版·第4版）一课一练的第20练，内容为：Y-三角降压起动的适用条件、主控电路、时间转换、电气互锁和保护措施。 山东省（春季高考）一课一练 《电气控制线路安装与检修》（高教版·第4版） 第20练 Y-三角降压起动原理 一、单项选择题 1. 采用Y-三角降压起动控制三相异步电动机时，起动初期定子绕组应采用哪种连接方式？ A. 星形连接 B. 三角形连接 C. 串联电阻连接 D. 串联电抗连接 2. 三相电源线电压为380 V时，电动机定子绕组采用星形连接起动，每相绕组承受的电压约为多少？ A. 110 V B. 220 V C. 380 V D. 660 V 3. 在电源电压和电动机参数相同的条件下，Y-三角降压起动的起动线电流约为直接三角形起动时的多少？ A. 二分之一 B. 三分之一 C. 三分之二 D. 三倍 4. Y-三角起动控制线路由星形运行切换到三角形运行时，正确的接触器动作顺序是（ ） A. 先断开星形接触器，再接通三角形接触器 B. 先接通三角形接触器，再断开星形接触器 C. 同时接通星形和三角形接触器 D. 先断开主接触器，再接通三角形接触器 5. 时间继电器在Y-Δ降压起动控制电路中的作用是什么？（ ） A. 延时控制 B. 限流保护 C. 调速控制 D. 电流检测 6. 三相电源电压为380 V，要求电动机采用Y-三角降压起动，最适合选用哪种铭牌接法的电动机？ A. 380／660 V，△／Y B. 220／380 V，△／Y C. 380／660 V，Y／△ D. 220／660 V，△／Y 7. Y-Δ降压起动控制电路中，熔断器的主要作用是什么（ ） A. 控制电动机的启动顺序和运行方向 B. 限制电动机的启动电流和运行电流 C. 保护电路免受短路和过载的损害 D. 调节电动机的功率因数和转速 二、综合应用题 8. 某车间使用一台三相异步电动机带动离心风机，电动机铭牌标注为“380/660 V，△/Y”，控制电源为380 V。电动机堵转时每相绕组的等效阻抗为2.4 Ω，采用Y-三角降压起动。已知风机起动所需转矩为420 N·m，电动机直接三角起动时的起动转矩为900 N·m。计算时取＝1.732。（1）分别计算电动机直接三角起动时的绕组电流、线电流，以及Y形起动时的绕组电流和线电流。（2）计算Y形起动时的起动转矩，并判断该风机能否采用Y形起动。（3）说明该控制电路完成Y形转换为三角形时，主接触器、Y接触器、三角接触器和时间继电器应如何配合，并列出两项必要的保护措施。 9. 某工厂水泵采用一台“380/660 V，△/Y”的三相异步电动机，额定转速为1440 r/min。经试验测得，电动机处于Y形起动状态时，平均电磁转矩为300 N·m，水泵在起动阶段的平均负载转矩为120 N·m，转动系统的转动惯量为15 kg·。为减小转换冲击，计划在电动机转速达到额定转速的85％后进行Y-三角转换。计算时取π＝3.14。（1）计算电动机在Y形起动阶段的平均角加速度，并计算达到目标转换转速所需的理论时间。（2）若时间继电器误设为4 s，判断此时是否适合进行Y-三角转换，并说明理由。（3）说明时间继电器控制的转换过程，以及为防止Y接触器和三角接触器同时吸合应采取的措施。 10. 某机加工车间使用一台22 kW、380 V、50 Hz的三相异步电动机，铭牌标注“380/660 V，△/Y”，采用Y-三角降压起动。电动机效率为0.88，功率因数为0.82，热继电器按电动机额定线电流的1.05倍整定。控制柜检查发现：主断路器具有短路保护功能；Y接触器和三角接触器的主触点正常，但两者之间未接入电气互锁触点。（1）计算电动机的额定线电流，并计算热继电器的整定电流。（2）判断该电动机在380 V电源下能否采用Y-三角降压起动，并说明判断依据。（3）分析Y接触器和三角接触器未设置电气互锁可能造成的故障，并提出控制电路的改进措施。 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 $