专题三十三 直流电机的结构（专项练习） -河南省对口招生《电压与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

专题三十三 直流电机的结构 一、填空题 1.直流电机固定部分称为______，包括主磁极、换向磁极等部件；转动部分称为______，包括电枢铁心等部件。 答案：定子；转子（电枢） 解析：直流电机按运动状态分为固定的定子和转动的转子，定子负责产生磁场和机械支撑，转子（电枢）实现能量转换。 2.主磁极铁心通常采用______厚的钢板冲剪叠压而成，其弧形部分称为______。 答案：1～1.5mm；极掌 解析：该厚度钢板能减少损耗且保证导磁性能，极掌可使气隙磁通均匀分布，并固定励磁绕组。 3.换向磁极的励磁绕组匝数较______，且与______串联。 答案：少；电枢绕组 解析：换向磁极需快速响应电枢电流变化，故匝数少且与电枢绕组串联，以产生匹配的附加磁通。 4.机座作为______的一部分，需具备良好的______性能和机械强度。 答案：磁路；导磁 解析：机座中的磁轭传导磁通，是磁路重要组成，同时需固定部件，因此需兼顾导磁与机械强度。 5.电枢铁心采用______厚的硅钢片叠压，目的是减小______损耗。 答案：0.35mm；涡流 解析：硅钢片绝缘性好，0.35mm厚度可阻断涡流路径，显著降低涡流在铁心中的能量损耗。 6.换向器由楔形铜片组成，片间用厚度为______的______绝缘。 答案：0.4～1.2mm；云母 解析：云母绝缘性能优异且耐高温，该厚度可确保换向片间电气隔离，防止短路。 7.外转子式直流电机的______固定在车轮上，与车轮一起转动，无需______机构。 答案：永久磁铁；传动 解析：外转子设计使转子直接连接负载（如车轮），省去传动机构，提升效率并降低噪声。 8.无刷直流电机用______替代机械电刷，其永磁材料多采用______或钐钴。 答案：电子换向器（逆变器）；钕铁硼 解析：电子换向避免电刷磨损，钕铁硼永磁体磁性能优异，是无刷电机常用材料。 9.小型直流电机的气隙为______mm，大型电机则为______mm。 答案：1～3；10～12 解析：气隙大小与电机功率相关，小型电机功率小，气隙较小；大型电机需平衡磁阻与性能，气隙较大。 10.补偿绕组置于主磁极的______内，与______串联，用于改善磁场性能。 答案：极靴；主电路 解析：补偿绕组通过抵消电枢反应磁通势稳定磁场，仅在大容量电机换向困难时安装。 二、判断题 1.主磁极的主要作用是产生附加磁通，改善电流换向。（ ） 答案：错误 解析：主磁极的作用是产生主磁通，建立气隙主磁场；改善换向是换向磁极的功能。 2.电枢绕组在发电机中产生电磁转矩，在电动机中产生感应电动势。（ ） 答案：错误 解析：发电机中电枢绕组产生感应电动势，电动机中通入电流后产生电磁转矩，两者功能随运行状态变化。 3.换向磁极的数量必须与主磁极相同。（ ） 答案：错误 解析：换向磁极数量通常与主磁极相同，也可为其一半，安装在相邻主磁极中性线上，并非绝对相等。 4.机座仅用于固定主磁极、端盖等部件，不参与磁路构成。（ ） 答案：错误 解析：机座中的磁轭是磁路的一部分，负责传导磁通，同时兼具固定部件和支撑电机的作用。 5.无刷直流电机因无机械电刷，故无需换向装置。（ ） 答案：错误 解析：无刷电机用电子换向器（如逆变器）替代机械电刷，仍需换向功能以维持电机持续运转。 6.电枢铁心冲片四周的槽口供安放电枢绕组，且需用槽楔固定。（ ） 答案：正确 解析：槽口用于嵌放电枢绕组，槽楔可防止绕组在电机运转时因离心力抛出，保证结构稳定。 7.外转子式电机的定子在外、转子在内，与内转子式电机结构相反。（ ） 答案：错误 解析：外转子式电机定子在内、转子在外，转子直接连接负载，与内转子式（转子在内）结构相反。 8.气隙大小对直流电机性能无显著影响，仅起机械隔离作用。（ ） 答案：错误 解析：气隙虽小但空气磁阻大，其大小和形状直接影响磁场分布和电机效率，对性能影响显著。 9.电刷装置通过电刷与换向器的滑动接触，实现内外电路连接。（ ） 答案：正确 解析：电刷固定而换向器随转子旋转，两者滑动接触可将外部电路电流引入旋转的电枢绕组。 10.补偿绕组在所有直流电机中均需安装，以改善换向性能。（ ） 答案：错误 解析：补偿绕组仅在大容量电机换向困难时安装，中小容量电机通常无需，避免成本过高。 三、选择题 1.下列不属于直流电机定子部件的是（ ） A.主磁极 B.电枢绕组 C.电刷装置 D.机座 答案：B 解析：电枢绕组是转子（电枢）的核心部件，用于产生电动势或转矩；其余均为定子部件。 2.主磁极铁心采用钢板叠压而非整块钢，主要是为了（ ） A.降低成本 B.减小涡流损耗 C.增强机械强度 D.提高导磁率 答案：B 解析：叠压的钢板间相互绝缘，可阻断涡流路径，显著减小涡流在铁心中的能量损耗。 3.换向磁极安装在相邻主磁极的（ ） A.极掌处 B.中性线上 C.机座内侧 D.端盖附近 答案：B 解析：中性线是磁场较弱区域，在此安装换向磁极可有效产生附加磁通，改善电流换向。 4.电刷装置中，电刷通过（ ）与外部电路连接。 A.刷握 B.刷辫 C.刷杆 D.弹簧 答案：B 解析：刷辫是导电部件，一端连接电刷，另一端引出至外部电路，实现电流的传递。 5.电枢铁心的主要作用不包括（ ） A.传导磁通 B.嵌放电枢绕组 C.减小铁损 D.产生电磁转矩 答案：D 解析：产生电磁转矩是电枢绕组的作用，电枢铁心主要作为磁路和绕组骨架，并通过结构设计减小损耗。 6.换向器在直流电动机中的作用是（ ） A.将交流电变为直流电 B.将直流电变为绕组内的交流电 C.固定电枢绕组 D.传导磁通 答案：B 解析：电动机外接直流电，换向器通过与电刷配合，将直流电转换为电枢绕组内的交流电，保证转矩方向稳定。 7.外转子式直流电机的显著特点是（ ） A.转子在内，定子在外 B.需机械换向器 C.转子与负载直接连接 D.效率低于内转子式 答案：C 解析：外转子电机转子在外且直接连接负载（如车轮），省去传动机构，故噪声低、效率高，无需机械换向器。 8.无刷直流电机的换向依赖于（ ） A.机械电刷 B.换向磁极 C.逆变器 D.补偿绕组 答案：C 解析：无刷电机通过逆变器将直流转为交流，实现电子换向，替代传统机械电刷，提升可靠性。 9.下列材料中，不适用于制作主磁极铁心的是（ ） A.钢板 B.硅钢片 C.铸铁 D.铸钢 答案：C 解析：铸铁导磁性能较差，主磁极需良好导磁以产生稳定磁场，故常用钢板、硅钢片或铸钢。 10.气隙的大小主要影响直流电机的（ ） A.转速 B.磁阻 C.铜损 D.绕组匝数 答案：B 解析：气隙中空气磁阻大，其大小直接影响电机磁路总磁阻，进而影响磁通和运行性能。 11.电枢绕组的线圈端头需按一定规律连接到（ ） A.主磁极 B.换向器 C.电刷装置 D.机座 答案：B 解析：换向器通过与绕组端头连接，实现电流方向转换，是电枢电路与外部电路的关键接口。 12.下列关于换向磁极排列顺序的说法，正确的是（ ） A.电动机中沿电枢旋转方向为N、S、N'、S'… B.发电机中沿电枢旋转方向为N'、N、S'、S… C.顺序错误对换向无影响 D.间极极性与相邻主磁极相反 答案：B 解析：发电机中换向磁极（间极）排列为N'、N、S'、S…，与电动机不同，顺序错误会加剧换向火花。 13.机座的底脚作用是（ ） A.传导磁通 B.固定主磁极 C.将电机固定在基础上 D.支撑端盖 答案：C 解析：机座底脚是电机与安装基础的连接部分，确保电机运行时的稳定性。 14.小型直流电机电枢铁心的通风结构常采用（ ） A.径向通风槽 B.轴向通风孔 C.分段式铁心 D.散热片 答案：B 解析：小型电机体积小，轴向通风孔可有效疏导气流，大型电机则多采用径向通风槽。 15.无刷直流电机广泛应用于航空航天领域，主要因其（ ） A.成本低 B.无需维护 C.可靠性高 D.转速低 答案：C 解析：无刷电机无机械电刷磨损，寿命长、故障率低，适合航空航天等对可靠性要求极高的场景。 16.补偿绕组的主要作用是（ ） A.产生主磁通 B.减小换向火花 C.抵消极靴处电枢反应 D.固定电枢绕组 答案：C 解析：补偿绕组与主电路串联，产生的磁通可抵消极靴范围内的电枢反应磁通势，稳定磁场性能。 17.换向器铜片与轴之间需（ ） A.导通 B.绝缘 C.焊接 D.刚性连接 答案：B 解析：换向片传递电流，轴为机械支撑，两者需绝缘以避免短路，确保电流仅通过绕组传导。 18.外转子式电机的转速与（ ）转速一致。 A.定子 B.电枢 C.车轮 D.励磁绕组 答案：C 解析：外转子电机的转子与车轮直接连接，故车轮转速即为电机转速，无需传动机构转换。 19.电枢绕组端部用玻璃丝带扎紧，目的是（ ） A.增强绝缘 B.防止运转时抛出 C.减小涡流 D.固定换向器 答案：B 解析：电机运转时绕组端部受离心力作用，玻璃丝带扎紧可防止其脱离槽体，保证结构安全。 20.下列不属于无刷直流电机分类方式的是（ ） A.绕组形式 B.导电状态 C.磁极对数 D.位置传感形式 答案：C 解析：无刷电机分类依据包括绕组形式、导电状态、位置传感形式等，磁极对数是设计参数，并非分类方式。 21.主磁极励磁绕组通入（ ）时，铁心成为固定极性的磁极。 A.交流电 B.直流电 C.脉冲电 D.高频电 答案：B 解析：直流电产生恒定磁场，使主磁极形成固定N、S极性，确保气隙主磁场稳定。 22.电刷装置中，刷杆座可转动的目的是（ ） A.调节电刷压力 B.调整电刷在换向器上的位置 C.固定刷握 D.连接外部电路 答案：B 解析：转动刷杆座可改变电刷与换向器的接触位置，优化换向效果，减少火花。 23.电枢铁心冲片的槽口用于（ ） A.通风散热 B.嵌放电枢绕组 C.固定换向器 D.传导磁通 答案：B 解析：槽口是电枢绕组的安装位置，绕组嵌入后用槽楔固定，确保与铁心绝缘且结构稳固。 24.无刷直流电机中，钕铁硼永磁体的磁场源于（ ） A.宏观电流 B.电子自旋 C.励磁绕组 D.电枢反应 答案：B 解析：钕铁硼永磁体的磁场由分子电流（主要是电子自旋）产生，无需外部电流维持，属于无源硬磁材料。 25.直流电机中，实现机械能与电能转换的核心部件是（ ） A.主磁极 B.换向器 C.电枢绕组 D.机座 答案：C 解析：电枢绕组在磁场中运动产生感应电动势（发电）或通入电流受电磁力产生转矩（电动），是能量转换的关键。 四、简答题 1.简述直流电机定子和转子的核心功能及主要部件。 答案：定子核心功能是产生磁场并提供机械支撑，主要部件包括主磁极（产生主磁通）、换向磁极（改善换向）、机座（磁路与固定）、电刷装置（电路连接）等。转子（电枢）核心功能是实现能量转换，主要部件包括电枢铁心（磁路与绕组骨架）、电枢绕组（产生电动势/转矩）、换向器（电流转换）等。 2.对比有刷与无刷直流电机的换向方式及各自优势。 答案：有刷电机通过机械电刷与换向器滑动接触换向，结构简单、成本低，但电刷易磨损，寿命短。无刷电机用逆变器电子换向，无机械接触，可靠性高、寿命长、效率高，适用于高精度、长寿命场景，但结构较复杂，成本较高。 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 $$ 专题三十三 直流电机的结构 一、填空题 1.直流电机固定部分称为______，包括主磁极、换向磁极等部件；转动部分称为______，包括电枢铁心等部件。 2.主磁极铁心通常采用______厚的钢板冲剪叠压而成，其弧形部分称为______。 3.换向磁极的励磁绕组匝数较______，且与______串联。 4.机座作为______的一部分，需具备良好的______性能和机械强度。 5.电枢铁心采用______厚的硅钢片叠压，目的是减小______损耗。 6.换向器由楔形铜片组成，片间用厚度为______的______绝缘。 7.外转子式直流电机的______固定在车轮上，与车轮一起转动，无需______机构。 8.无刷直流电机用______替代机械电刷，其永磁材料多采用______或钐钴。 9.小型直流电机的气隙为______mm，大型电机则为______mm。 10.补偿绕组置于主磁极的______内，与______串联，用于改善磁场性能。 二、判断题 1.主磁极的主要作用是产生附加磁通，改善电流换向。（ ） 2.电枢绕组在发电机中产生电磁转矩，在电动机中产生感应电动势。（ ） 3.换向磁极的数量必须与主磁极相同。（ ） 4.机座仅用于固定主磁极、端盖等部件，不参与磁路构成。（ ） 5.无刷直流电机因无机械电刷，故无需换向装置。（ ） 6.电枢铁心冲片四周的槽口供安放电枢绕组，且需用槽楔固定。（ ） 7.外转子式电机的定子在外、转子在内，与内转子式电机结构相反。（ ） 8.气隙大小对直流电机性能无显著影响，仅起机械隔离作用。（ ） 9.电刷装置通过电刷与换向器的滑动接触，实现内外电路连接。（ ） 10.补偿绕组在所有直流电机中均需安装，以改善换向性能。（ ） 三、选择题 1.下列不属于直流电机定子部件的是（ ） A.主磁极 B.电枢绕组 C.电刷装置 D.机座 2.主磁极铁心采用钢板叠压而非整块钢，主要是为了（ ） A.降低成本 B.减小涡流损耗 C.增强机械强度 D.提高导磁率 3.换向磁极安装在相邻主磁极的（ ） A.极掌处 B.中性线上 C.机座内侧 D.端盖附近 4.电刷装置中，电刷通过（ ）与外部电路连接。 A.刷握 B.刷辫 C.刷杆 D.弹簧 5.电枢铁心的主要作用不包括（ ） A.传导磁通 B.嵌放电枢绕组 C.减小铁损 D.产生电磁转矩 6.换向器在直流电动机中的作用是（ ） A.将交流电变为直流电 B.将直流电变为绕组内的交流电 C.固定电枢绕组 D.传导磁通 7.外转子式直流电机的显著特点是（ ） A.转子在内，定子在外 B.需机械换向器 C.转子与负载直接连接 D.效率低于内转子式 8.无刷直流电机的换向依赖于（ ） A.机械电刷 B.换向磁极 C.逆变器 D.补偿绕组 9.下列材料中，不适用于制作主磁极铁心的是（ ） A.钢板 B.硅钢片 C.铸铁 D.铸钢 10.气隙的大小主要影响直流电机的（ ） A.转速 B.磁阻 C.铜损 D.绕组匝数 11.电枢绕组的线圈端头需按一定规律连接到（ ） A.主磁极 B.换向器 C.电刷装置 D.机座 12.下列关于换向磁极排列顺序的说法，正确的是（ ） A.电动机中沿电枢旋转方向为N、S、N'、S'… B.发电机中沿电枢旋转方向为N'、N、S'、S… C.顺序错误对换向无影响 D.间极极性与相邻主磁极相反 13.机座的底脚作用是（ ） A.传导磁通 B.固定主磁极 C.将电机固定在基础上 D.支撑端盖 14.小型直流电机电枢铁心的通风结构常采用（ ） A.径向通风槽 B.轴向通风孔 C.分段式铁心 D.散热片 15.无刷直流电机广泛应用于航空航天领域，主要因其（ ） A.成本低 B.无需维护 C.可靠性高 D.转速低 16.补偿绕组的主要作用是（ ） A.产生主磁通 B.减小换向火花 C.抵消极靴处电枢反应 D.固定电枢绕组 17.换向器铜片与轴之间需（ ） A.导通 B.绝缘 C.焊接 D.刚性连接 18.外转子式电机的转速与（ ）转速一致。 A.定子 B.电枢 C.车轮 D.励磁绕组 19.电枢绕组端部用玻璃丝带扎紧，目的是（ ） A.增强绝缘 B.防止运转时抛出 C.减小涡流 D.固定换向器 20.下列不属于无刷直流电机分类方式的是（ ） A.绕组形式 B.导电状态 C.磁极对数 D.位置传感形式 21.主磁极励磁绕组通入（ ）时，铁心成为固定极性的磁极。 A.交流电 B.直流电 C.脉冲电 D.高频电 22.电刷装置中，刷杆座可转动的目的是（ ） A.调节电刷压力 B.调整电刷在换向器上的位置 C.固定刷握 D.连接外部电路 23.电枢铁心冲片的槽口用于（ ） A.通风散热 B.嵌放电枢绕组 C.固定换向器 D.传导磁通 24.无刷直流电机中，钕铁硼永磁体的磁场源于（ ） A.宏观电流 B.电子自旋 C.励磁绕组 D.电枢反应 25.直流电机中，实现机械能与电能转换的核心部件是（ ） A.主磁极 B.换向器 C.电枢绕组 D.机座 四、简答题 1.简述直流电机定子和转子的核心功能及主要部件。 2.对比有刷与无刷直流电机的换向方式及各自优势。 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 $$