第13练 三相异步电动机与起动方法 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13练，内容为：三相异步电动机的基本结构、铭牌额定值、工作过程和常用起动控制方法。 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13练 三相异步电动机与起动方法 一、单项选择题 1. 三相异步电动机在运行时出现一相电源断电，对电动机带来的影响主要是（ ） A. 电动机转速降低、温度升高 B. 电动机立即停转 C. 电动机出现振动及异声 D. 电动机转速升高、温度降低 【答案】A 【解析】三相异步电动机运行时一相断电（缺相运行），定子磁场变为单相脉动磁场，产生的电磁转矩减小，导致转速降低；同时转子电流增大，定子绕组电流也随之增大，电机铁损和铜损增加，温度升高，长期缺相会烧毁电机。 2. 电动机散热不良时，可能导致什么后果？（ ） A. 转速降低 B. 效率提高 C. 过热损坏 D. 电流减小 【答案】C 【解析】电动机散热不良会导致电动机内部温度升高，长时间高温运行可能使电动机的绝缘材料老化、绕组烧毁，甚至导致电动机损坏。 3. 三相异步电动机的转速与以下哪个因素无关？（ ） A. 电源频率 B. 磁极对数 C. 电源电压 D. 转差率 【答案】C 【解析】三相异步电动机的转速为 n=(60f/p)(1-s)，其中n为转子转速，f为电源频率，p为磁极对数，s为转差率。电源频率、磁极对数和转差率都直接出现在转速公式中。电源电压通常不直接出现在该公式中，主要影响电动机的电磁转矩和转差率；在本题按转速公式考查直接影响因素的条件下，选项C正确。若从实际运行状态分析，电源电压变化也可能通过改变转差率而间接影响转速。 4. 三相异步电动机的结构中，转子部分包括以下哪种结构（ ） A. 定子绕组 B. 定子铁芯 C. 绕组导线 D. 转子铁芯 【答案】D 【解析】选项 D 转子铁芯。转子是电动机的旋转部分，由铁芯和绕组构成。 5. 三相异步电动机的工作过程中，电流的流向可以形成以下哪种磁场（ ） A. 旋转磁场 B. 静止磁场 C. 直线磁场 D. 脉冲磁场 【答案】A 【解析】选项A为旋转磁场。三相异步电动机定子绕组中通入对称三相交流电后，三相电流在气隙中产生旋转磁场。旋转磁场切割转子导体，在转子中感应出电流并产生电磁转矩，从而驱动转子旋转。因此答案为A。 6. 某三相异步电动机正常运行时定子绕组采用三角形接法，设备要求减小起动电流，适宜采用的起动方法是（ ） A. 直接起动 B. 星—三角起动 C. 自耦变压器降压起动 D. 绕线转子串电阻起动 【答案】B 【解析】正常运行采用三角形接法的三相异步电动机，可先接成星形起动，待转速接近额定值后再切换为三角形运行，以减小起动电流。 二、简答题 7. 简述什么是F 级绝缘 【答案】F级绝缘是指电气设备绝缘材料的耐热等级为F级，绝缘系统允许的最高工作温度为155℃。按环境温度40℃计，允许温升通常为115 K。与较低耐热等级相比，F级绝缘具有较好的耐热性能，有利于提高电动机运行的可靠性和使用寿命。 【解析】F级绝缘表示电动机绝缘系统的耐热等级为F级，其允许的最高工作温度为155℃。在规定环境温度40℃下，允许温升通常为155℃-40℃=115 K。该指标用于限定绕组绝缘材料在运行中的耐热能力；若温度长期超过规定值，绝缘材料会加速老化，可能导致绝缘击穿或绕组烧毁。因此，F级绝缘主要体现的是电动机绝缘系统的耐热等级和允许工作温度。 8. 根据下图描述直流电动机的工作过程。 【答案】当直流电源加到电刷A和B上之后，就会有电流流过线圈，其方向为 abcd，因导体 ab 和 cd 分别处在主磁极 N 和 S 下面，由左手定则可知，电枢导体将产生一个逆时针方向的电磁转矩，驱动电枢按逆时针方向旋转。当电枢转过后，导体ab转到S极下，导体cd转到N极下，由于电流仍然从电刷A流进，这时线圈中的电流方向变成dcba，由左手定则判断，电磁转矩的方向还是逆时针方向。 9. 双速电动机△接法和 YY 接法分别对应哪种运行状态？各自的磁极数和同步转速是多少？ 【答案】△接法对应低速运行状态，磁极数为 4 极，同步转速 1500r/min；YY 接法对应高速运行状态，磁极数为 2 极，同步转速 3000r/min。 【解析】双速电动机采用变极调速时，△接法对应低速运行，绕组形成4极磁场；YY接法对应高速运行，绕组形成2极磁场。同步转速公式为 ns=60f/p，其中f=50 Hz，p为磁极对数。4极电动机的磁极对数为2，因此ns=60×50/2=1500 r/min；2极电动机的磁极对数为1，因此ns=60×50/1=3000 r/min。所以，△接法对应4极、1500 r/min，YY接法对应2极、3000 r/min。 三、综合应用题 10. 某工厂技术人员为一台带式输送机选用三相异步电动机。电动机铭牌标注为“15 kW，380/660 V，△/Y，50 Hz，cosφ为0.85，效率为90%，额定转速为1460 r/min”。电动机采用380 V电源供电，输送机满载起动时所需的最小起动转矩为80 N·m，供电线路允许的起动电流不超过100 A。已知直接起动电流为额定电流的6.5倍，直接起动转矩为额定转矩的1.8倍；采用星—三角起动时，起动电流和起动转矩均为直接起动时的三分之一。回答下列问题：（1）计算电动机的额定电流、直接起动电流、星—三角起动电流，以及额定转矩、直接起动转矩和星—三角起动转矩。（2）比较直接起动与星—三角起动的电流和转矩，判断星—三角起动能否满足该输送机的起动要求。（3）针对计算结果，提出合理的起动控制改进方案，并说明理由。 【答案】（1）额定输入功率为 等于 kW，额定电流 等于 ，约为29.8 A。直接起动电流约为 ，即193.7 A；星—三角起动电流约为 ，即64.6 A。额定转矩约为 ，即98.2 N·m；直接起动转矩约为 ，即176.8 N·m；星—三角起动转矩约为 ，即58.9 N·m。（2）直接起动电流约为193.7 A，超过线路允许值100 A；星—三角起动电流约为64.6 A，满足限流要求。但星—三角起动转矩约为58.9 N·m，小于输送机所需的80 N·m，不能满足满载起动要求。（3）不宜直接采用星—三角起动。可采用变频器软起动，并设置合理的加速时间和起动转矩；也可先使输送机卸载起动，再逐步加载，以降低起动转矩需求。 【解析】额定输入功率16.67 kW，额定电流√3×380×0.85×0.9)≈29.8 A。直接起动电流为6.5≈193.7 A，星—三角起动电流≈64.6 A；额定转矩1460≈98.2 N·m，直接起动转矩≈176.8 N·m，星—三角起动转矩≈58.9 N·m。星—三角起动虽满足100 A限流要求，但转矩低于80 N·m，不能满载起动。宜采用变频器软起动并合理设置加速时间和转矩，或卸载后起动再逐步加载。 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13练，内容为：三相异步电动机的基本结构、铭牌额定值、工作过程和常用起动控制方法。 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13练 三相异步电动机与起动方法 一、单项选择题 1. 三相异步电动机在运行时出现一相电源断电，对电动机带来的影响主要是（ ） A. 电动机转速降低、温度升高 B. 电动机立即停转 C. 电动机出现振动及异声 D. 电动机转速升高、温度降低 2. 电动机散热不良时，可能导致什么后果？（ ） A. 转速降低 B. 效率提高 C. 过热损坏 D. 电流减小 3. 三相异步电动机的转速与以下哪个因素无关？（ ） A. 电源频率 B. 磁极对数 C. 电源电压 D. 转差率 4. 三相异步电动机的结构中，转子部分包括以下哪种结构（ ） A. 定子绕组 B. 定子铁芯 C. 绕组导线 D. 转子铁芯 5. 三相异步电动机的工作过程中，电流的流向可以形成以下哪种磁场（ ） A. 旋转磁场 B. 静止磁场 C. 直线磁场 D. 脉冲磁场 6. 某三相异步电动机正常运行时定子绕组采用三角形接法，设备要求减小起动电流，适宜采用的起动方法是（ ） A. 直接起动 B. 星—三角起动 C. 自耦变压器降压起动 D. 绕线转子串电阻起动 二、简答题 7. 简述什么是F 级绝缘 8. 根据下图描述直流电动机的工作过程。 9. 双速电动机△接法和 YY 接法分别对应哪种运行状态？各自的磁极数和同步转速是多少？ 三、综合应用题 10. 某工厂技术人员为一台带式输送机选用三相异步电动机。电动机铭牌标注为“15 kW，380/660 V，△/Y，50 Hz，cosφ为0.85，效率为90%，额定转速为1460 r/min”。电动机采用380 V电源供电，输送机满载起动时所需的最小起动转矩为80 N·m，供电线路允许的起动电流不超过100 A。已知直接起动电流为额定电流的6.5倍，直接起动转矩为额定转矩的1.8倍；采用星—三角起动时，起动电流和起动转矩均为直接起动时的三分之一。回答下列问题：（1）计算电动机的额定电流、直接起动电流、星—三角起动电流，以及额定转矩、直接起动转矩和星—三角起动转矩。（2）比较直接起动与星—三角起动的电流和转矩，判断星—三角起动能否满足该输送机的起动要求。（3）针对计算结果，提出合理的起动控制改进方案，并说明理由。 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 $