第5卷 三相异步电动机控制（A卷） 山东省（春季高考）《电气控制线路安装与检修》（高教版·第4版） 单元过关卷

山东省（春季高考）机电技术类 《电气控制线路安装与检修》（高教版·第4版） 三相异步电动机控制（A卷） 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. 在接线盒中，正转继电器和反转继电器的触点数量应该是（ ） A. 相同 B. 不同 C. 不相同 D. 不必要 【答案】A 【解析】正转继电器和反转继电器的触点数量应该是相同的，以确保电路的稳定和可靠性。 2. 下列哪项操作可能导致自动往返正反转控制电路失效（ ） A. 没有安装保险丝 B. 启动按钮损坏 C. 使用高阻值的电阻 D. 接线不牢固 【答案】D 【解析】接线不牢固可能造成接触不良或断路，使控制回路无法正常工作，从而导致自动往返正反转控制电路失效。因此选D。 3. 在自动往返正反转控制电路中，哪个元件用于将电流限制在安全范围内（ ） A. 电感 B. 电容器 C. 保险丝 D. 电阻 【答案】C 【解析】保险丝在电流超出安全范围时切断电路，防止损坏电路或设备。 4. 自耦变压器降压起动控制电路中，欠压保护通常由哪种元件实现（ ） A. 熔断器 B. 热继电器 C. 失压保护器 D. 电流互感器 【答案】C 【解析】欠压保护通常由失压保护器实现，当电源电压低于某一设定值时，失压保护器会动作，切断电路，以保护电动机不受欠压损害。 5. 在Y-Δ启动控制电路中，Δ连接方式的切换之后需要注意（ ） A. 电机的转向问题 B. 电机的速度问题 C. 电机的温度问题 D. 电机的振动问题 【答案】A 【解析】在Δ连接方式切换之后，需要注意电机的转向问题，确保电机正常运转。 6. Y-Δ降压起动的主要目的是什么（ ） A. 增加电动机的启动转矩 B. 延长电动机的使用寿命 C. 提高电动机的效率 D. 减少电动机的启动电流 【答案】D 【解析】Y-Δ降压起动的主要目的是减少电动机的启动电流，从而减小对电网的冲击。 7. 自耦变压器降压起动控制电路中，熔断器通常安装在哪个位置（ ） A. 电源进线端 B. 负载端 C. 变压器一次侧 D. 变压器二次侧 【答案】A 【解析】熔断器通常安装在电源进线端，以起到对电路的短路保护作用。 8. 关于自耦变压器降压起动控制电路的调试，以下哪项描述是错误的（ ） A. 应先进行空载试验 B. 可直接带载调试 C. 应逐步增加负载 D. 观察电压和电流变化 【答案】B 【解析】在调试过程中，不能直接带载调试，而应先进行空载试验，并逐步增加负载，同时注意观察电压和电流的变化，以确保电路的正常运行。 9. 在安装自耦变压器时，以下哪项操作是不正确的（ ） A. 确保变压器接地良好 B. 随意放置变压器，不考虑散热 C. 按照说明书进行安装 D. 使用合适的导线连接 【答案】B 【解析】变压器应放置在通风良好的地方，以确保其散热效果。 10. 三相交流发电机的三相绕组接线如图所示，各相电动势相等且为E，则电压表的读数为（ ） A. 0 B. E C. D. 2E 【答案】B 【解析】三相交流发电机三相绕组作星形连接时，电压表接在相线上测量的是相电压，因此读数为E。 11. 在三相绕线转子异步电动机转子串电阻降压起动控制电路中，如何改变起动电流和起动转矩？（ ） A. 改变电源电压 B. 改变电动机转速 C. 改变转子电阻 D. 改变电动机功率 【答案】C 【解析】在三相绕线转子异步电动机转子串电阻降压起动控制电路中，通过改变转子电阻的大小，可以改变电动机的起动电流和起动转矩。 12. 在自耦变压器降压起动控制电路中，自耦变压器的抽头（tap）数量对起动性能有何影响？（ ） A. 抽头数量越多，起动电流越小 B. 抽头数量对起动性能无影响 C. 抽头数量越多，起动转矩越大 D. 抽头数量越多，起动时间越短 【答案】C 【解析】自耦变压器抽头数量决定起动过程中可选择的电压等级。抽头数量增加，主要是使起动电压的调节范围和选择更加灵活；实际起动转矩取决于所选抽头电压、电动机参数及负载情况，并非抽头数量越多，起动转矩就必然越大。因此，现有选项中没有完全正确的答案，题目或选项需要进一步修订。 13. 安装顺序控制电路的器材和工具不包括（ ） A. 电源线 B. 继电器 C. 按钮开关 D. 控制电路 【答案】D 【解析】选项D。控制电路不是安装顺序控制电路的器材和工具，它是通过安装来实现顺序控制的目标。 14. 在检修调速控制电路时，首先应该断开哪个部分的电源（ ） A. 控制面板 B. 电机接线盒 C. 整个电路 D. 变频器 【答案】C 【解析】C。在检修调速控制电路时，首先应该断开整个电路的电源。 15. 在单向连续控制电路中，如果想要提高电机的转速，应该调节哪个参数（ ） A. 电阻值 B. 电容值 C. 电压大小 D. 电流大小 【答案】C 【解析】在单向连续控制电路中，通过调节电压大小可以实现对电机转速的控制。 16. 在选择调速控制电路组件时，为了提高效率应注意？（ ） A. 减少电容器使用 B. 选择低阻值电阻 C. 优化电路连接方式 D. 降低电路功耗 【答案】D 【解析】为了提高效率，应注意降低电路功耗，选择低功耗的元件，优化电路连接方式以提高整体效率。 17. 当电机无法正常启动时，检修时首先应检查哪些部分（ ） A. 冷却风扇和外壳通风孔 B. 电机轴承和零件 C. 电机绕组和电气连接 D. 电源开关和控制面板 【答案】D 【解析】当电机无法正常启动时，应首先检查电源开关和控制面板，确认电源是否接通、控制面板是否发出正确的启动信号以及控制回路是否正常。因此应选D。 18. 制动控制电路中的制动油泵的工作原理是（ ） A. 通过电磁阀控制制动系统的液压传动 B. 通过电控单元控制制动片的运动 C. 通过电机驱动提供制动系统所需的液压力 D. 通过压力传感器检测制动管路的压力 【答案】C 【解析】C制动油泵通过电机驱动，提供制动系统所需的液压力，维持制动系统正常工作。 19. 为了实现正反转切换，可以使用下列哪些方法（多选）？ A. 手动开关 B. 控制信号切换 C. 变频器参数调节 D. 电机线圈调整 【答案】A、B、C 【解析】实现正反转切换可以采用手动开关切换控制回路，也可以通过控制信号切换正、反转指令；对于变频器控制的电动机，还可以通过调节正反转相关参数实现方向切换。因此应选A、B、C。电机线圈调整不是常规的正反转控制方法，D不选。 20. 在变频器正反转控制电路中，启动电机时出现严重的震动和噪音，可能是由于下列哪个原因（ ） A. 控制信号干扰 B. 电机线圈损坏 C. 电流过载 D. 变频器参数设置错误 【答案】D 【解析】变频器控制电动机启动时出现严重震动和噪音，可能是加速时间、启动频率、载波频率或正反转控制等参数设置不合理造成的。因此应首先检查变频器参数设置，选D。电机线圈损坏也可能引起异常振动或噪音，但不是本题所述变频器正反转控制场景下的首要判断。 二、简答题（本大题共5小题，每题3分，共15分） 21. 一台三相异步电动机，额定转速为1440r/min，它的旋转磁场转速为多少？定子绕组有几个磁极？转差率为多少？ 【答案】1500 四极 4% 【解析】额定转速为1440 r/min，三相异步电动机的同步转速应取不低于额定转速的标准同步转速。标准同步转速为1500 r/min，因此旋转磁场转速为： r/min。同步转速公式为p，其中工频电源频率f=50 Hz，所以p=60f/2。这里p表示极对数，因此磁极数为2p=4极。转差率为s=(100%=(1500-1440)/1500×100%=4%。所以答案为： r/min，定子绕组为4极，转差率为4%。 22. 简述什么是联锁控制？ 【答案】通过接触器辅助常闭触点串联对方线圈回路，防止两个接触器同时得电的保护措施。 【解析】联锁控制是利用控制电路中接触器的辅助常闭触点，将一个接触器的线圈回路与另一个接触器的线圈回路相互串联，使其中一个接触器吸合时切断另一个接触器的线圈回路，从而防止两个接触器同时得电。以正反转控制为例，将正转接触器的辅助常闭触点串入反转接触器线圈回路，同时将反转接触器的辅助常闭触点串入正转接触器线圈回路；必要时还应配合机械联锁，以提高安全性。 23. 什么叫自锁控制？试分析如图所示的控制电路能否实现自锁控制？若不能，会出现什么现象？ 【答案】1.利用接触器自身常开辅助触头而使线圈保持通电的效果称为自锁控制。图（b）按下按钮S将出现短路现象：图（c）、（d）只能实现点动控制。 24. 设计某机床的液压泵电动机和主电机的运行方案，要求如下： （1）必须先启动，然后才能启动。 （2）可以单独停转。 （3）停转时，也应自动停转。 25. 试设计一三相异步电动机控制电路，控制要求：电动机、顺序启动，逆序停止。并叙述其工作原理。 【答案】合上QS，按下S，K线圈得电，K主触点闭合，常开辅助触点闭合，实现自锁，电动机启动；再按下S，K线圈得电，K主触点闭合，常开辅助触点闭合，实现自锁，电动机启动；按下S，K线圈失电，主触点断开，常开辅助触点断开，电动机停止，再按下S，K线圈失电，主触点断开，常开辅助触点断开，停止。 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 26. 某三相异步电动机铭牌参数为：额定功率 ，额定电压 ，效率 ，功率因数 。采用星—三角降压起动，已知直接起动电流为额定电流的 7 倍。（1）计算电动机的额定电流。（2）计算采用星形接法起动时的线电流。 【答案】（1）额定电流约为 。（2）星形起动线电流约为 。 【解析】（1） 。（2）直接起动电流为 ，星—三角起动时线电流为直接起动的三分之一，故 。 27. 某四极三相异步电动机在 电源下运行，额定转速为 $ 时的同步转速和实际转速。 【答案】（1） 时的转差转速为 。（2） 时的同步转速为 ，实际转速约为 。 【解析】（1）同步转速 ，转差转速为 。（2） 时，；按转差转速不变，实际转速为 。 28. 某变频器驱动一台电动机进行减速制动。制动前电动机及负载折算到电动机轴上的转动惯量为 ，转速为 ，制动时间为 。若回馈的机械能有 70% 由制动电阻消耗，忽略其他能量损耗。（1）计算制动前系统储存的动能。（2）计算制动电阻在制动过程中的平均消耗功率。（3）若按平均功率的 1.2 倍选择制动电阻的功率，制动电阻的额定功率至少应为多少？ 【答案】（1）制动前系统储存的动能约为 。（2）制动电阻平均消耗功率约为 。（3）制动电阻额定功率至少应为 ，实际可选用不低于 的规格。 【解析】（1）角速度 ，动能 。（2）电阻消耗能量为 ，平均功率 。（3）额定功率 。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题7分，共7分） 29. 某污水提升泵配套一台三相异步电动机，铭牌标注为“15 kW，Δ/Y 380/660 V，50 Hz，效率 0.90，功率因数 0.82”。车间电源为三相 380 V，采用星—三角降压起动。已知该电动机直接起动电流为额定电流的 6 倍，直接起动转矩为额定转矩的 1.8 倍，水泵负载起动转矩为额定转矩的 0.45 倍。（1）计算电动机的额定线电流、直接起动电流和星形起动时的线电流。（2）计算星形起动转矩，并判断该电动机采用星—三角起动时能否带动该水泵正常起动。（3）说明该控制线路中主接触器、星形接触器和三角形接触器之间应采取的联锁措施，并指出星形接触器与三角形接触器同时吸合可能造成的后果。 【答案】（1）电动机输入功率为。额定线电流为 。直接起动电流为。星形起动时的线电流为直接起动电流的三分之一，即。（2）星形起动转矩为直接起动转矩的三分之一：。由于 ，星形起动转矩大于水泵的起动转矩，因此可以正常起动。（3）主接触器与星形接触器可以同时吸合，但星形接触器与三角形接触器必须设置电气联锁和机械联锁，防止二者同时通电。星形接触器断开后，经过适当换相时间，三角形接触器才能吸合。若二者同时吸合，会造成电源相间短路，导致接触器触点烧毁、熔断器熔断，甚至损坏电动机绕组。 【解析】输入功率16.67 kW，额定线电流√3×380×0.82)≈30.9 A；直接起动电流为6≈185.4 A，星形起动线电流为其1/3，即61.8 A。星形起动转矩Tᵧ=1.8，大于负载转矩0.45，能够起动。主接触器与星、三角接触器应协调联锁，星、三角接触器须设电气和机械联锁及换相延时，禁止同时吸合，否则会引起相间短路，烧毁触点并可能损坏电动机。 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 $ 山东省（春季高考）机电技术类 《电气控制线路安装与检修》（高教版·第4版） 三相异步电动机控制（A卷） 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. 在接线盒中，正转继电器和反转继电器的触点数量应该是（ ） A. 相同 B. 不同 C. 不相同 D. 不必要 2. 下列哪项操作可能导致自动往返正反转控制电路失效（ ） A. 没有安装保险丝 B. 启动按钮损坏 C. 使用高阻值的电阻 D. 接线不牢固 3. 在自动往返正反转控制电路中，哪个元件用于将电流限制在安全范围内（ ） A. 电感 B. 电容器 C. 保险丝 D. 电阻 4. 自耦变压器降压起动控制电路中，欠压保护通常由哪种元件实现（ ） A. 熔断器 B. 热继电器 C. 失压保护器 D. 电流互感器 5. 在Y-Δ启动控制电路中，Δ连接方式的切换之后需要注意（ ） A. 电机的转向问题 B. 电机的速度问题 C. 电机的温度问题 D. 电机的振动问题 6. Y-Δ降压起动的主要目的是什么（ ） A. 增加电动机的启动转矩 B. 延长电动机的使用寿命 C. 提高电动机的效率 D. 减少电动机的启动电流 7. 自耦变压器降压起动控制电路中，熔断器通常安装在哪个位置（ ） A. 电源进线端 B. 负载端 C. 变压器一次侧 D. 变压器二次侧 8. 关于自耦变压器降压起动控制电路的调试，以下哪项描述是错误的（ ） A. 应先进行空载试验 B. 可直接带载调试 C. 应逐步增加负载 D. 观察电压和电流变化 9. 在安装自耦变压器时，以下哪项操作是不正确的（ ） A. 确保变压器接地良好 B. 随意放置变压器，不考虑散热 C. 按照说明书进行安装 D. 使用合适的导线连接 10. 三相交流发电机的三相绕组接线如图所示，各相电动势相等且为E，则电压表的读数为（ ） A. 0 B. E C. D. 2E 11. 在三相绕线转子异步电动机转子串电阻降压起动控制电路中，如何改变起动电流和起动转矩？（ ） A. 改变电源电压 B. 改变电动机转速 C. 改变转子电阻 D. 改变电动机功率 12. 在自耦变压器降压起动控制电路中，自耦变压器的抽头（tap）数量对起动性能有何影响？（ ） A. 抽头数量越多，起动电流越小 B. 抽头数量对起动性能无影响 C. 抽头数量越多，起动转矩越大 D. 抽头数量越多，起动时间越短 13. 安装顺序控制电路的器材和工具不包括（ ） A. 电源线 B. 继电器 C. 按钮开关 D. 控制电路 14. 在检修调速控制电路时，首先应该断开哪个部分的电源（ ） A. 控制面板 B. 电机接线盒 C. 整个电路 D. 变频器 15. 在单向连续控制电路中，如果想要提高电机的转速，应该调节哪个参数（ ） A. 电阻值 B. 电容值 C. 电压大小 D. 电流大小 16. 在选择调速控制电路组件时，为了提高效率应注意？（ ） A. 减少电容器使用 B. 选择低阻值电阻 C. 优化电路连接方式 D. 降低电路功耗 17. 当电机无法正常启动时，检修时首先应检查哪些部分（ ） A. 冷却风扇和外壳通风孔 B. 电机轴承和零件 C. 电机绕组和电气连接 D. 电源开关和控制面板 18. 制动控制电路中的制动油泵的工作原理是（ ） A. 通过电磁阀控制制动系统的液压传动 B. 通过电控单元控制制动片的运动 C. 通过电机驱动提供制动系统所需的液压力 D. 通过压力传感器检测制动管路的压力 19. 为了实现正反转切换，可以使用下列哪些方法（多选）？ A. 手动开关 B. 控制信号切换 C. 变频器参数调节 D. 电机线圈调整 20. 在变频器正反转控制电路中，启动电机时出现严重的震动和噪音，可能是由于下列哪个原因（ ） A. 控制信号干扰 B. 电机线圈损坏 C. 电流过载 D. 变频器参数设置错误 二、简答题（本大题共5小题，每题3分，共15分） 21. 一台三相异步电动机，额定转速为1440r/min，它的旋转磁场转速为多少？定子绕组有几个磁极？转差率为多少？ 22. 简述什么是联锁控制？ 23. 什么叫自锁控制？试分析如图所示的控制电路能否实现自锁控制？若不能，会出现什么现象？ 24. 设计某机床的液压泵电动机和主电机的运行方案，要求如下： （1）必须先启动，然后才能启动。 （2）可以单独停转。 （3）停转时，也应自动停转。 25. 试设计一三相异步电动机控制电路，控制要求：电动机、顺序启动，逆序停止。并叙述其工作原理。 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 26. 某三相异步电动机铭牌参数为：额定功率 ，额定电压 ，效率 ，功率因数 。采用星—三角降压起动，已知直接起动电流为额定电流的 7 倍。（1）计算电动机的额定电流。（2）计算采用星形接法起动时的线电流。 27. 某四极三相异步电动机在 电源下运行，额定转速为 $ 时的同步转速和实际转速。 28. 某变频器驱动一台电动机进行减速制动。制动前电动机及负载折算到电动机轴上的转动惯量为 ，转速为 ，制动时间为 。若回馈的机械能有 70% 由制动电阻消耗，忽略其他能量损耗。（1）计算制动前系统储存的动能。（2）计算制动电阻在制动过程中的平均消耗功率。（3）若按平均功率的 1.2 倍选择制动电阻的功率，制动电阻的额定功率至少应为多少？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题7分，共7分） 29. 某污水提升泵配套一台三相异步电动机，铭牌标注为“15 kW，Δ/Y 380/660 V，50 Hz，效率 0.90，功率因数 0.82”。车间电源为三相 380 V，采用星—三角降压起动。已知该电动机直接起动电流为额定电流的 6 倍，直接起动转矩为额定转矩的 1.8 倍，水泵负载起动转矩为额定转矩的 0.45 倍。（1）计算电动机的额定线电流、直接起动电流和星形起动时的线电流。（2）计算星形起动转矩，并判断该电动机采用星—三角起动时能否带动该水泵正常起动。（3）说明该控制线路中主接触器、星形接触器和三角形接触器之间应采取的联锁措施，并指出星形接触器与三角形接触器同时吸合可能造成的后果。 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 $