电机与电气控制技术

1、绝缘手套属于（  ）安全用具 。

答案：辅助；

2、特种作业人员必须年满（  ）周岁。

答案：18；

3、单相变压器基于电磁感应原理工作，其变比等于初级绕组匝数与次级绕组匝数的______。

答案：比值；

4、在小型变压器的检测中，使用______表可以测量绕组的绝缘电阻，以判断绝缘状态。

答案：兆欧；

5、自耦变压器只有一个绕组，同时作为初级和______绕组，因此结构较简单。

答案：次级；

6、电流互感器在运行时，二次侧必须可靠______，以防止产生高电压危险。‌

答案：短路；

7、单相变压器只能用于单相交流电路，不能用于三相电路。‌

答案：错误

8、所有类型的变压器都可以用于变换直流电压。

答案：错误

9、在小型变压器的检测中，如果绝缘电阻值低于标准要求，表明变压器可能受潮或损坏。

答案：正确

10、三相变压器的铁芯通常由三个独立的芯柱组成，每个芯柱上绕有一个绕组。

答案：正确

11、电压互感器的二次侧在运行时允许短路。

答案：错误

12、单相变压器的变比定义为：

A、输入功率与输出功率的比值

B、输入电压与输出电压的比值

C、输入电流与输出电流的比值

D、频率的比值

答案：B

13、以下哪种变压器常用于测量大电流，且二次侧电流较小？

A、自耦变压器

B、电压互感器

C、电流互感器

D、隔离变压器

答案：C

14、在小型变压器的检测中，变比测试的主要目的是验证：

A、绝缘性能

B、绕组电阻值

C、电压变换比例

D、负载能力

答案：C

15、三相变压器的连接组别主要用于表示：

A、变压器的冷却方式

B、绕组的连接方式和相位关系

C、绝缘等级

D、容量大小

答案：B

16、自耦变压器与双绕组变压器相比，主要优点是：

A、绝缘要求更高

B、体积和重量较小

C、成本更高

D、只能用于低压场合

答案：B

17、变压器的基本组成部分包括：‌

A、铁芯

B、绕组

C、冷却系统

D、绝缘材料

答案：ABCD

18、以下哪些属于其他用途变压器（非普通电力变压器）？‌

A、电流互感器

B、电压互感器

C、自耦变压器

D、配电变压器

答案：ABC

19、小型变压器检测的常见项目包括：‌

A、绝缘电阻测试

B、  绕组电阻测试

C、变比测试

D、温升测试

答案：ABCD

20、三相变压器的优点包括：

A、节省材料和空间

B、效率较高

C、直接适用于三相系统

D、维护更简单

答案：ABC

21、使用变压器时，安全注意事项包括：‌

A、防止电流互感器二次侧开路

B、防止电压互感器二次侧短路

C、确保外壳接地良好

D、定期进行绝缘检测

答案：ABCD 

一、单项选择题（每题1分，共30分）

1. 三相异步电动机的旋转磁场转速与（ ）无关。

A. 电源频率 B. 磁极对数 C. 电源电压 D. 电机极数

2. 直流电动机中，换向器的作用是（ ）。

A. 改变电枢电流方向 B. 改变励磁电流方向 C. 使电枢电流变为直流 D. 使励磁电流变为交流

3. 三相异步电动机定子绕组采用星形联结时，线电压与相电压的关系是（ ）。

A. U线=U相 B. U线=√3 U相 C. U线=1/√3 U相 D. 无法确定

4. 下列哪种电机属于直流电机的励磁方式？（ ）

A. 他励 B. 串励 C. 并励 D. 以上都是

5. 交流接触器的主触点主要用于控制（ ）电路。

A. 控制 B. 辅助 C. 主 D. 信号

6. 热继电器的主要作用是（ ）。

A. 短路保护 B. 过载保护 C. 欠压保护 D. 失压保护

7. 三相异步电动机在额定电压下运行，当负载增加时，转速会（ ）。

A. 升高 B. 降低 C. 不变 D. 先升高后降低

8. 直流电动机启动时，为了限制启动电流，通常采用（ ）方法。

A. 直接启动 B. 降压启动 C. 串电阻启动 D. 星-三角启动

9. 交流接触器线圈电压若为220V，不慎接在380V电源上，会导致（ ）。

A. 接触器正常工作 B. 线圈烧毁 C. 触点熔焊 D. 无法吸合

10. 三相异步电动机的额定功率是指（ ）。

A. 输入的电功率 B. 输出的机械功率 C. 电磁功率 D. 损耗功率

11. 下列哪种电器属于主令电器？（ ）

A. 接触器 B. 按钮 C. 熔断器 D. 继电器

12. 三相异步电动机采用星-三角减压启动时，启动电流是直接启动电流的（ ）。

A. 1/√3 B. 1/3 C. √3 D. 3倍

13. 直流电动机的机械特性是指（ ）之间的关系。

A. 转速与电压 B. 转速与电流 C. 转速与转矩 D. 转矩与电流

14. 熔断器的核心元件是（ ）。

A. 熔体 B. 熔管 C. 底座 D. 触刀

15. 三相异步电动机反转的方法是（ ）。

A. 改变电源频率 B. 改变磁极对数 C. 改变电源相序 D. 改变转子电阻

16. 电压继电器的线圈与负载（ ）联结。

A. 串联 B. 并联 C. 混联 D. 任意

17. 直流电动机电枢回路串入电阻后，其机械特性会（ ）。

A. 变硬 B. 变软 C. 不变 D. 无法确定

18. 三相异步电动机的转差率s的范围是（ ）。

A. s>1 B. 0<s<1 C. s<0 D. 任意

19. 中间继电器的作用是（ ）。

A. 短路保护 B. 过载保护 C. 信号放大与转换 D. 失压保护

20. 直流发电机中，电枢导体产生的电动势是（ ）。

A. 直流电动势 B. 交流电动势 C. 脉冲电动势 D. 恒定电动势

21. 三相异步电动机定子绕组短路故障会导致（ ）。

A. 转速升高 B. 电流增大 C. 转矩增大 D. 噪声减小

22. 欠压保护是指当电源电压（ ）时，切断电路的保护。

A. 过高 B. 过低 C. 为零 D. 波动

23. 直流电动机能耗制动时，需要在电枢两端（ ）。

A. 接电源 B. 短路 C. 接制动电阻 D. 断开电路

24. 交流接触器的辅助触点通常用于（ ）电路。

A. 主 B. 控制 C. 动力 D. 照明

25. 三相异步电动机的额定转速nN与同步转速n1的关系是（ ）。

A. nN=n1 B. nN>n1 C. nN<n1 D. 无关

26. 下列哪种保护不属于电气控制线路的基本保护？（ ）

A. 短路保护 B. 过载保护 C. 过压保护 D. 温度保护

27. 直流电动机并励绕组的电阻通常（ ）。

A. 很大 B. 很小 C. 与电枢电阻相等 D. 无法确定

28. 三相异步电动机空载运行时，功率因数（ ）。

A. 很高 B. 较低 C. 为1 D. 为0

29. 行程开关的作用是（ ）。

A. 控制电机启停 B. 实现位置控制 C. 过载保护 D. 短路保护

30. 直流电动机调速方法中，哪种方法调速范围最广？（ ）

A. 降压调速 B. 串电阻调速 C. 弱磁调速 D. 变频调速

二、判断题（每题1分，共30分，正确的打“√”，错误的打“×”）

1. 三相异步电动机的同步转速与电源频率成正比，与磁极对数成反比。（ ）

2. 直流电动机的励磁电流越大，主磁通越小。（ ）

3. 交流接触器的主触点可以用于控制直流电路。（ ）

4. 热继电器在电路中既可作过载保护，也可作短路保护。（ ）

5. 三相异步电动机定子绕组采用三角形联结时，线电流是相电流的√3倍。（ ）

6. 直流发电机是将机械能转换为电能的设备。（ ）

7. 熔断器的熔断时间与电流大小成正比。（ ）

8. 三相异步电动机启动时，启动转矩越大越好。（ ）

9. 中间继电器的触点数量比接触器多，主要用于信号转换。（ ）

10. 直流电动机电枢回路串入电阻越大，启动电流越小。（ ）

11. 交流接触器线圈断电后，主触点立即断开，辅助触点延时断开。（ ）

12. 三相异步电动机的转差率为零时，电机处于理想空载状态。（ ）

13. 电压继电器的线圈匝数多，导线细。（ ）

14. 直流电动机能耗制动的优点是制动平稳，能量损耗小。（ ）

15. 三相异步电动机定子绕组短路会导致电机无法启动。（ ）

16. 欠压保护是通过接触器的自锁环节实现的。（ ）

17. 直流电动机并励绕组断路会导致电机转速升高。（ ）

18. 三相异步电动机空载运行时，转子电流为零。（ ）

19. 行程开关又称限位开关，常用于自动控制线路中。（ ）

20. 直流电动机弱磁调速时，转速会升高，转矩会减小。（ ）

21. 交流接触器的触点磨损后，会导致接触不良。（ ）

22. 三相异步电动机的额定电流是指线电流。（ ）

23. 直流电动机启动时，若没有限制启动电流，会导致电枢绕组烧毁。（ ）

24. 继电器的线圈电流通常比接触器的线圈电流小。（ ）

25. 三相异步电动机反转时，只需改变任意两相电源的相序即可。（ ）

26. 直流发电机的输出电压与电枢转速成正比。（ ）

27. 热继电器的整定电流应等于电动机的额定电流。（ ）

28. 三相异步电动机星-三角减压启动只适用于正常运行时为三角形联结的电机。（ ）

29. 直流电动机串励绕组的电阻很小。（ ）

30. 电气控制线路中，熔断器应串联在主电路和控制电路中。（ ）

三、简答题（每题4分，共40分）

1. 简述三相异步电动机的工作原理。

2. 交流接触器和直流接触器有哪些主要区别？

3. 直流电动机有哪些常见的启动方法？简述其优缺点。

4. 电气控制线路中，短路保护、过载保护、欠压保护分别由哪些电器实现？它们的工作原理是什么？

5. 简述三相异步电动机星-三角减压启动的工作过程和适用场合。

6. 直流电动机的机械特性为什么是一条向下倾斜的直线？串入电枢电阻后机械特性如何变化？

7. 中间继电器在电路中的作用是什么？它与接触器有何异同？

8. 三相异步电动机定子绕组的作用是什么？常用的绕组联结方式有哪些？

9. 直流电动机能耗制动和反接制动的原理是什么？各有什么特点？

10. 简述行程控制线路的工作原理，并举出一个实际应用例子。

参考答案

一、单项选择题（每题1分，共30分）

1.C 2.A 3.B 4.D 5.C 6.B 7.B 8.C 9.B 10.B

11.B 12.B 13.C 14.A 15.C 16.B 17.B 18.B 19.C 20.B

21.B 22.B 23.C 24.B 25.C 26.D 27.A 28.B 29.B 30.C

二、判断题（每题1分，共30分）

1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.√ 7.× 8.× 9.√ 10.√

11.× 12.√ 13.√ 14.√ 15.√ 16.√ 17.√ 18.× 19.√ 20.√

21.√ 22.√ 23.√ 24.√ 25.√ 26.√ 27.√ 28.√ 29.√ 30.√

三、简答题（每题4分，共40分）

1. 三相异步电动机工作原理：定子绕组通入三相交流电后，产生旋转磁场（1分）；旋转磁场切割转子导体，在转子导体中感应出感应电动势和感应电流（1分）；载流的转子导体在旋转磁场中受到电磁力的作用，形成电磁转矩（1分）；电磁转矩驱动转子沿着旋转磁场的方向转动（1分）。

2. 交流接触器和直流接触器的主要区别：① 线圈结构不同：交流接触器线圈匝数少、导线粗，直流接触器线圈匝数多、导线细（1分）；② 铁芯结构不同：交流接触器铁芯有短路环，防止振动，直流接触器铁芯无短路环（1分）；③ 灭弧装置不同：交流接触器灭弧较容易，直流接触器灭弧要求更高，常采用磁吹灭弧装置（1分）；④ 适用电路不同：交流接触器适用于交流电路，直流接触器适用于直流电路（1分）。

3. 直流电动机常见启动方法及优缺点：① 直接启动：优点是操作简单、设备成本低（1分）；缺点是启动电流极大，会损坏电枢绕组和换向器，仅适用于小型直流电动机（1分）。② 串电阻启动：优点是启动电流小，设备简单（1分）；缺点是启动电阻能耗大，启动转矩随电阻增大而减小（1分）。③ 降压启动：优点是启动平稳，启动电流小，启动转矩较大（1分）；缺点是需要专用的降压设备，成本较高（1分）。（注：答出两种主要方法及优缺点即可得满分）

4. 各保护电器及工作原理：① 短路保护：由熔断器实现（1分）；原理是短路时电流急剧增大，熔体熔断，切断电路（0.5分）。② 过载保护：由热继电器实现（1分）；原理是过载时电流增大，双金属片受热弯曲，推动触点动作，切断控制电路（0.5分）。③ 欠压保护：由接触器实现（1分）；原理是电源电压过低时，接触器线圈吸力不足，触点释放，切断主电路（0.5分）。（总分4分，表述清晰即可）

5. 星-三角减压启动工作过程：启动时，定子绕组接成星形，降低启动电压，减小启动电流（1分）；待电机转速升高后，通过转换开关将定子绕组切换成三角形，电机进入额定运行状态（1分）。适用场合：适用于正常运行时定子绕组为三角形联结的三相异步电动机（1分）；常用于大容量异步电动机的启动，以减小启动时对电网的冲击（1分）。

6. 直流电动机机械特性为向下倾斜直线的原因：由直流电动机转矩公式T=CTΦIa和转速公式n=(U-IaRa)/(CeΦ)可知，当电源电压U、励磁磁通Φ、电枢电阻Ra不变时，转速n随转矩T的增大而线性减小，故机械特性为向下倾斜的直线（2分）。串入电枢电阻后，电枢总电阻增大，转速公式中IaRa项增大，使得相同转矩下转速降低，机械特性斜率增大，特性曲线变陡，即机械特性变软（2分）。

7. 中间继电器作用：放大信号、增加触点数量、实现信号转换（1分）。与接触器异同：相同点是都有电磁机构和触点，能实现电路的通断控制（1分）；不同点：① 用途不同：中间继电器用于控制电路，接触器用于主电路（1分）；② 触点容量不同：中间继电器触点容量小，接触器主触点容量大（1分）。

8. 定子绕组作用：通入三相交流电后产生旋转磁场，为电机转动提供电磁转矩的基础（2分）。常用联结方式：星形联结（Y联结）和三角形联结（Δ联结）（1分）；星形联结时，三个绕组的末端连接在一起，首端接电源；三角形联结时，三个绕组的首尾依次连接，形成闭合回路，三个连接点接电源（1分）。

9. 能耗制动原理：切断电枢电源，将电枢两端接制动电阻，利用转子惯性带动电枢旋转，使电枢成为发电机，产生反向电流，形成制动转矩（1分）；特点：制动平稳、能量损耗小、制动转矩随转速降低而减小，适用于平稳停车（1分）。反接制动原理：改变电枢电源极性，使电枢电流反向，产生与转子转向相反的电磁转矩，实现制动（1分）；特点：制动转矩大、制动迅速，但能量损耗大，需要在转速接近零时切断电源，防止电机反转，适用于紧急停车（1分）。

10. 行程控制线路工作原理：利用行程开关检测运动部件的位置，当运动部件到达预定位置时，撞击行程开关，使其触点动作，从而控制电机的启停、反转或变速（2分）。实际应用例子：机床工作台的自动往返控制（1分）；当工作台移动到左端极限位置时，触动左端行程开关，使其常闭触点断开，控制电机反转，工作台向右移动；当移动到右端极限位置时，触动右端行程开关，使其常闭触点断开，控制电机正转，实现工作台自动往返（1分）。