专题四十五 单相串励电动机(手电钻)（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

专题四十五 单相串励电动机(手电钻) 一、填空题 1.单相串励电动机又称为交流串励整流子式电动机，其原理建立在______的基础上。 答案：直流串励电动机 解析：单相串励电动机的工作原理源于直流串励电动机，通过串励结构实现交直流两用特性，这是其原理的核心来源。 2.单相手电钻的核心组成部分包括交直流两用串励电动机、减速箱、开关和______。 答案：钻轧头 解析：钻轧头是手电钻的执行部件，用于夹持钻头，是其不可或缺的组成部分，与其他部件共同完成钻孔作业。 3.单相串励电动机在交流电源下运行时，磁极铁心因交变磁通会产生______和磁滞损耗。 答案：涡流损耗 解析：交变磁通穿过铁心时，会在铁心中感应出涡流，导致能量损耗，与磁滞损耗共同构成铁心损耗。 4.电枢绕组节距计算中，当槽数Z为双数时，节距y的计算公式为______。 答案：y=(Z-2)/2 解析：电枢绕组采用短节距设计，双数槽时按此公式计算，可减少绕组端部长度，优化电机性能。 5.单相串励电动机的转速调节通常采用______控制其导通角来实现。 答案：双向晶闸管 解析：双向晶闸管可通过改变导通角调节电源电压，从而改变电机转速，这是其常用的调速方式。 6.励磁绕组与电枢绕组串联时，若电流密度相同，励磁绕组导线截面积通常是电枢绕组的______倍。 答案：2 解析：两者串联导致电流相同，为保持电流密度一致（电流密度=电流/截面积），励磁绕组需更大截面积，通常为2倍。 7.单相串励电动机轻载时最高转速可达______r/min。 答案：20000 解析：其转速不受电源频率限制，轻载时转速极高，维修后需带减速机构试车以防“飞车”事故。 8.电枢绕组叠绕式的缺点是端线长度不一致，需校正______以避免振动。 答案：动平衡 解析：端线分布不均会导致转子重心偏移，转动时产生振动，校正动平衡可减少这种不良影响。 9.单相串励电动机的转矩在磁极磁通未饱和时，与______的平方成正比。 答案：电枢电流Iₐ 解析：此时主磁通Φ与电枢电流Iₐ成正比（Φ=CIₐ），转矩T=CᵗΦIₐ=CᵗCIₐ²，故与电枢电流平方成正比。 10.为减少铁心损耗，单相串励电动机的磁极铁心采用______叠压而成。 答案：硅钢片 解析：硅钢片表面绝缘可切断涡流路径，同时降低磁滞损耗，是减少交流铁心损耗的常用材料。 二、判断题 1.单相串励电动机在交流电源下运行时，转矩方向会随电源极性变化而改变。（ ） 答案：错误 解析：电源极性变化时，励磁电流和电枢电流同时反向，主磁通与电枢电流方向同步变化，转矩方向保持不变。 2.电枢绕组对绕式的端线长度一致，因此无需考虑电流平衡问题。（ ） 答案：正确 解析：对绕式绕组端线均匀，转子分布对称，由电刷短路的并联支路电流平衡，无需额外校正电流分布。 3.单相串励电动机的转速与电源频率成正比。（ ） 答案：错误 解析：其转速不受电源频率限制，主要由负载和电压决定，通过调节电压可改变转速，与频率无关。 4.励磁绕组与电枢绕组串联是单相串励电动机交直流两用的关键原因。（ ） 答案：正确 解析：串联结构使励磁电流与电枢电流同步反向，确保转矩方向不变，从而实现交直流电源通用。 5.电枢铁心槽数Z=10（双数）时，绕组节距y=4。（ ） 答案：正确 解析：双数槽节距公式为y=(Z-2)/2，代入Z=10得(10-2)/2=4，计算结果正确。 6.单相串励电动机的启动转矩较小，不适用于手电钻等工具。（ ） 答案：错误 解析：其机械特性具有大启动转矩，能快速克服钻孔阻力，非常适配电钻等需要瞬间大转矩的工具。 7.换向器的存在会导致单相串励电动机运行时产生火花，影响通信设备。（ ） 答案：正确 解析：换向器与电刷的机械接触在换向瞬间会产生火花，火花产生的电磁干扰对广播通信有影响。 8.电枢绕组采用双层结构可提高电机的功率密度。（ ） 答案：正确 解析：双层绕组能充分利用铁心槽空间，增加绕组匝数或导线截面积，从而提高电机的功率密度和效率。 9.单相串励电动机维修后单独试车不会有安全隐患。（ ） 答案：错误 解析：其轻载时转速可达20000 r/min，单独试车可能因无负载限制发生“飞车”，导致转子损坏，需带减速机构。 10.磁滞损耗是由于铁心材料的磁滞现象导致的能量损耗，与磁通变化频率无关。（ ） 答案：错误 解析：磁滞损耗与磁通变化频率成正比，频率越高，磁畴翻转越频繁，损耗越大，并非与频率无关。 三、选择题 1.单相串励电动机中，励磁绕组与电枢绕组的连接方式是（ ） A.并联 B.串联 C.混联 D.星型连接 答案：B 解析：串励是其核心结构特点，励磁绕组与电枢绕组串联，使两者电流相同，保证磁通与电流同步变化，实现转矩方向稳定。 2.下列不属于单相手电钻组成部分的是（ ） A.减速箱 B.换向器 C.钻轧头 D.三相异步电动机 答案：D 解析：单相手电钻采用单相串励电动机，而非三相异步电动机，三相异步电动机不适用此类小型电动工具。 3.单相串励电动机铁心采用硅钢片叠压的主要目的是（ ） A.增强机械强度 B.降低成本 C.减小涡流和磁滞损耗 D.提高绝缘性能 答案：C 解析：硅钢片绝缘层可切断涡流路径，硅钢材料本身降低磁滞损耗，有效减少交流电源下的铁心损耗。 4.当电枢铁心槽数Z=9（单数）时，绕组节距y为（ ） A.3 B.4 C.5 D.6 答案：B 解析：单数槽节距公式为y=(Z-1)/2，代入Z=9得(9-1)/2=4，符合短节距设计要求。 5.单相串励电动机的机械特性特点是（ ） A.硬特性，启动转矩小 B.软特性，启动转矩大 C.硬特性，启动转矩大 D.软特性，启动转矩小 答案：B 解析：软特性指转速随负载增大显著降低，同时转矩随电流平方快速增大，启动时能提供大转矩，适配电钻工作。 6.下列关于电枢绕组叠绕式与对绕式的说法，正确的是（ ） A.叠绕式端线均匀 B.对绕式工艺简单 C.叠绕式需校正动平衡 D.对绕式电流不平衡 答案：C 解析：叠绕式端线长度不一致，导致转子分布不均，必须校正动平衡；对绕式端线均匀，电流平衡，但工艺复杂。 7.单相串励电动机轻载时的最高转速约为（ ） A.1000 r/min B.5000 r/min C.10000 r/min D.20000 r/min 答案：D 解析：其轻载时转速极高，可达20000 r/min，实用中因负载限制通常在400~1000 r/min，维修时需注意“飞车”风险。 8.励磁绕组导线截面积大于电枢绕组的原因是（ ） A.励磁绕组电压更高 B.两者串联，电流相同，需匹配电流密度 C.励磁绕组匝数更多 D.励磁绕组电阻更大 答案：B 解析：串联导致电流相同，电流密度（电流/截面积）需保持一致，故励磁绕组需更大截面积，通常为电枢的2倍。 9.单相串励电动机能交直流两用的根本原因是（ ） A.转速高 B.采用硅钢片铁心 C.励磁电流与电枢电流同时反向 D.有换向器 答案：C 解析：电源极性变化时，串励结构使励磁电流和电枢电流同步反向，主磁通与电枢电流方向同时改变，转矩方向不变，故可两用。 10.下列关于单相串励电动机转速调节的说法，正确的是（ ） A.通过改变磁极对数调节 B.通过双向晶闸管调节导通角 C.通过串联电阻调节 D.无法调节 答案：B 解析：常用双向晶闸管控制电源电压导通角，改变加在电机上的电压平均值，从而实现转速调节，简单且高效。 11.电枢绕组采用双层结构的优点是（ ） A.绕法简单 B.充分利用槽空间 C.端线长度一致 D.无需平衡 答案：B 解析：双层绕组可在同一槽内放置上下两层线圈，有效利用铁心槽的空间，提高绕组利用率和电机性能。 12.单相串励电动机运行时产生火花的主要部件是（ ） A.铁心 B.励磁绕组 C.换向器与电刷 D.电枢绕组 答案：C 解析：换向器与电刷接触时，换向瞬间会产生电弧（火花），这是其结构上的固有现象，也是维护困难的原因之一。 13.当单相串励电动机负载减小时，其转速和转矩的变化为（ ） A.转速降低，转矩增大 B.转速升高，转矩减小 C.转速不变，转矩减小 D.转速降低，转矩减小 答案：B 解析：软特性下，负载减小导致电枢电流减小，转矩随电流平方减小，转速因反电动势升高而上升。 14.电枢铁心槽数的常见范围是（ ） A.3~6 B.7~16 C.17~20 D.21~25 答案：B 解析：手电钻用串励电动机电枢铁心槽数通常为7~16，这一范围可平衡电机体积、功率和制造工艺。 15.下列不属于单相串励电动机缺点的是（ ） A.结构复杂 B.运行有火花 C.启动转矩大 D.维护困难 答案：C 解析：启动转矩大是其优点，适用于需要大启动转矩的工具；结构复杂、有火花、维护难均为其缺点。 16.主磁通Φ与电枢电流Iₐ的关系（磁极未饱和时）是（ ） A.Φ与Iₐ成反比 B.Φ与Iₐ成正比 C.Φ与Iₐ²成正比 D.无关 答案：B 解析：磁极未饱和时，励磁电流（与电枢电流相同）产生的磁通随电流线性增加，即Φ=CIₐ（C为比例常数）。 17.单相串励电动机在直流电源下，改变电源极性后（ ） A.转速升高 B.转速降低 C.转向不变 D.转向反转 答案：C 解析：电源极性改变时，励磁电流和电枢电流同时反向，主磁通与电枢电流方向同步变化，转矩方向不变，转向保持一致。 18.对绕式电枢绕组的优点是（ ） A.绕法简单 B.端线长度一致 C.工艺要求低 D.无需考虑电流平衡 答案：B 解析：对绕式绕组端线分布均匀，长度一致，可保证并联支路电流平衡，减少振动，但绕制工艺复杂。 19.单相串励电动机的转速不受哪种因素限制（ ） A.电源电压 B.电源频率 C.负载大小 D.减速机构 答案：B 解析：其转速主要由电压和负载决定，与电源频率无关，这是区别于同步电机的重要特点。 20.励磁绕组的安装方式是（ ） A.直接绕在电枢上 B.绕制成形后套在铁心上 C.嵌入铁心槽内 D.与电枢绕组混绕 答案：B 解析：励磁绕组通常预先绕制成形，再套装在定子铁心上，这种方式便于制造和维护。 21.电枢绕组的两种绕法是（ ） A.叠绕式和对绕式 B.叠绕式和波绕式 C.对绕式和波绕式 D.链式和叠绕式 答案：A 解析：手电钻串励电动机电枢绕组常用叠绕式和对绕式，两者在绕线次序和性能上有明显差异。 22.单相串励电动机维修后需带减速机构试车的原因是（ ） A.测试减速箱性能 B.防止转子“飞车” C.调节转速 D.检查转向 答案：B 解析：维修后单独运行可能因轻载导致转速过高（“飞车”），带减速机构可限制转速，确保试车安全。 23.下列关于转矩T与电枢电流Iₐ的关系（磁极未饱和时），正确的是（ ） A.T与Iₐ成正比 B.T与Iₐ²成正比 C.T与Iₐ成反比 D.T与Iₐ无关 答案：B 解析：因Φ与Iₐ成正比（Φ=CIₐ），转矩T=CᵗΦIₐ=CᵗCIₐ²，故与电枢电流平方成正比。 24.单相串励电动机适用的电动工具是（ ） A.三相电风扇 B.单相手电钻 C.洗衣机 D.空调压缩机 答案：B 解析：其交直流两用、启动转矩大的特点适合手电钻；其他设备多采用异步电机或永磁电机。 25.减少电枢绕组端线不平衡影响的绕法是（ ） A.叠绕式 B.对绕式 C.链式绕法 D.同心式绕法 答案：B 解析：对绕式端线长度一致，可减少端线不平衡导致的电流不均和振动，叠绕式则存在此问题。 四、简答题 1.简述单相串励电动机机械特性与手电钻工作需求的适配性。 答案：其具有大启动转矩和软特性：启动时能快速克服钻孔阻力；钻小孔时负载小，转速高（提高效率）；钻大孔时负载大，转速降低但转矩剧增（保证钻孔能力）。这种特性完全匹配手电钻不同工况，兼顾效率与实用性。 2.对比电枢绕组叠绕式与对绕式的绕法特点及适用场景。 答案：叠绕式绕法简单，从相邻槽依次绕制，但端线不均，需校正动平衡，适用于对振动要求不高的场合。对绕式绕线次序交错，端线均匀，电流平衡，振动小，但工艺复杂，适用于高精度、低振动需求的手电钻。 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 $$ 专题四十五 单相串励电动机(手电钻) 一、填空题 1.单相串励电动机又称为交流串励整流子式电动机，其原理建立在______的基础上。 2.单相手电钻的核心组成部分包括交直流两用串励电动机、减速箱、开关和______。 3.单相串励电动机在交流电源下运行时，磁极铁心因交变磁通会产生______和磁滞损耗。 4.电枢绕组节距计算中，当槽数Z为双数时，节距y的计算公式为______。 5.单相串励电动机的转速调节通常采用______控制其导通角来实现。 6.励磁绕组与电枢绕组串联时，若电流密度相同，励磁绕组导线截面积通常是电枢绕组的______倍。 7.单相串励电动机轻载时最高转速可达______r/min。 8.电枢绕组叠绕式的缺点是端线长度不一致，需校正______以避免振动。 9.单相串励电动机的转矩在磁极磁通未饱和时，与______的平方成正比。 10.为减少铁心损耗，单相串励电动机的磁极铁心采用______叠压而成。 二、判断题 1.单相串励电动机在交流电源下运行时，转矩方向会随电源极性变化而改变。（ ） 2.电枢绕组对绕式的端线长度一致，因此无需考虑电流平衡问题。（ ） 3.单相串励电动机的转速与电源频率成正比。（ ） 4.励磁绕组与电枢绕组串联是单相串励电动机交直流两用的关键原因。（ ） 5.电枢铁心槽数Z=10（双数）时，绕组节距y=4。（ ） 6.单相串励电动机的启动转矩较小，不适用于手电钻等工具。（ ） 7.换向器的存在会导致单相串励电动机运行时产生火花，影响通信设备。（ ） 8.电枢绕组采用双层结构可提高电机的功率密度。（ ） 9.单相串励电动机维修后单独试车不会有安全隐患。（ ） 10.磁滞损耗是由于铁心材料的磁滞现象导致的能量损耗，与磁通变化频率无关。（ ） 三、选择题 1.单相串励电动机中，励磁绕组与电枢绕组的连接方式是（ ） A.并联 B.串联 C.混联 D.星型连接 2.下列不属于单相手电钻组成部分的是（ ） A.减速箱 B.换向器 C.钻轧头 D.三相异步电动机 3.单相串励电动机铁心采用硅钢片叠压的主要目的是（ ） A.增强机械强度 B.降低成本 C.减小涡流和磁滞损耗 D.提高绝缘性能 4.当电枢铁心槽数Z=9（单数）时，绕组节距y为（ ） A.3 B.4 C.5 D.6 5.单相串励电动机的机械特性特点是（ ） A.硬特性，启动转矩小 B.软特性，启动转矩大 C.硬特性，启动转矩大 D.软特性，启动转矩小 6.下列关于电枢绕组叠绕式与对绕式的说法，正确的是（ ） A.叠绕式端线均匀 B.对绕式工艺简单 C.叠绕式需校正动平衡 D.对绕式电流不平衡 7.单相串励电动机轻载时的最高转速约为（ ） A.1000 r/min B.5000 r/min C.10000 r/min D.20000 r/min 8.励磁绕组导线截面积大于电枢绕组的原因是（ ） A.励磁绕组电压更高 B.两者串联，电流相同，需匹配电流密度 C.励磁绕组匝数更多 D.励磁绕组电阻更大 9.单相串励电动机能交直流两用的根本原因是（ ） A.转速高 B.采用硅钢片铁心 C.励磁电流与电枢电流同时反向 D.有换向器 10.下列关于单相串励电动机转速调节的说法，正确的是（ ） A.通过改变磁极对数调节 B.通过双向晶闸管调节导通角 C.通过串联电阻调节 D.无法调节 11.电枢绕组采用双层结构的优点是（ ） A.绕法简单 B.充分利用槽空间 C.端线长度一致 D.无需平衡 12.单相串励电动机运行时产生火花的主要部件是（ ） A.铁心 B.励磁绕组 C.换向器与电刷 D.电枢绕组 13.当单相串励电动机负载减小时，其转速和转矩的变化为（ ） A.转速降低，转矩增大 B.转速升高，转矩减小 C.转速不变，转矩减小 D.转速降低，转矩减小 14.电枢铁心槽数的常见范围是（ ） A.3~6 B.7~16 C.17~20 D.21~25 15.下列不属于单相串励电动机缺点的是（ ） A.结构复杂 B.运行有火花 C.启动转矩大 D.维护困难 16.主磁通Φ与电枢电流Iₐ的关系（磁极未饱和时）是（ ） A.Φ与Iₐ成反比 B.Φ与Iₐ成正比 C.Φ与Iₐ²成正比 D.无关 17.单相串励电动机在直流电源下，改变电源极性后（ ） A.转速升高 B.转速降低 C.转向不变 D.转向反转 18.对绕式电枢绕组的优点是（ ） A.绕法简单 B.端线长度一致 C.工艺要求低 D.无需考虑电流平衡 19.单相串励电动机的转速不受哪种因素限制（ ） A.电源电压 B.电源频率 C.负载大小 D.减速机构 20.励磁绕组的安装方式是（ ） A.直接绕在电枢上 B.绕制成形后套在铁心上 C.嵌入铁心槽内 D.与电枢绕组混绕 21.电枢绕组的两种绕法是（ ） A.叠绕式和对绕式 B.叠绕式和波绕式 C.对绕式和波绕式 D.链式和叠绕式 22.单相串励电动机维修后需带减速机构试车的原因是（ ） A.测试减速箱性能 B.防止转子“飞车” C.调节转速 D.检查转向 23.下列关于转矩T与电枢电流Iₐ的关系（磁极未饱和时），正确的是（ ） A.T与Iₐ成正比 B.T与Iₐ²成正比 C.T与Iₐ成反比 D.T与Iₐ无关 24.单相串励电动机适用的电动工具是（ ） A.三相电风扇 B.单相手电钻 C.洗衣机 D.空调压缩机 25.减少电枢绕组端线不平衡影响的绕法是（ ） A.叠绕式 B.对绕式 C.链式绕法 D.同心式绕法 四、简答题 1.简述单相串励电动机机械特性与手电钻工作需求的适配性。 2.对比电枢绕组叠绕式与对绕式的绕法特点及适用场景。 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 $$