专题二十六 单相异步电动机的基本原理（专项练习）河北省对口招生《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

专题二十六 单相异步电动机的基本原理 一、填空题 1.单相异步电动机主要由______和______两大部分组成。 答案：定子；转子 解析：这是单相异步电动机最基本的结构组成，定子是固定部分，转子是旋转部分。 2.单相异步电动机的定子铁芯上通常嵌放______绕组和______绕组。 答案：主（工作）；副（启动） 解析：主绕组负责电机运行，副绕组主要用于帮助电机启动，二者空间上互差90°电角度。 3.单相异步电动机的转子大多采用______转子。 答案：笼型 解析：笼型转子结构简单、坚固耐用、成本低，适合单相异步电动机的工作需求。 4.单相交流电通入定子绕组后，在气隙中产生______磁场。 答案：脉振（交变） 解析：单相电流大小和方向随时间变化，产生的磁场仅在大小和方向上交替变化，不旋转。 5.脉振磁场可以分解为两个______、______、______相反的旋转磁场。 答案：幅值相等；转速相同；转向 解析：这是分析单相异步电动机原理的重要理论基础，两个旋转磁场的相互作用决定了电机的转矩特性。 6.当转子静止时，两个反向旋转磁场在转子上产生的转矩______，故电机无启动转矩。 答案：大小相等、方向相反（相互抵消） 解析：转子静止时，两反向旋转磁场对转子的作用相互平衡，无法驱动转子转动。 7.单相异步电动机不能自行启动的根本原因是______。 答案：单相交流电产生的脉振磁场无法产生启动转矩 解析：启动转矩为零是电机不能自行启动的核心问题，需通过额外措施解决。 8.要使单相异步电动机启动，需设法在气隙中产生______磁场。 答案：旋转 解析：只有旋转磁场才能切割转子导体，产生感应电流和电磁转矩，驱动转子旋转。 9.分相启动法是通过______使主、副绕组中的电流产生相位差，从而形成旋转磁场。 答案：在副绕组中串联电容或电阻 解析：电容或电阻可改变副绕组电流的相位，使主、副绕组电流相位差接近90°，满足旋转磁场的产生条件。 10.罩极启动式单相异步电动机的定子磁极上装有______，用于产生旋转磁场。 答案：短路环（罩极线圈） 解析：短路环会在磁极被罩部分产生感应电流，形成相位差，从而将脉振磁场转为旋转磁场。 二、判断题 1.单相异步电动机的结构与三相异步电动机完全相同。（） 答案：× 解析：二者结构不同，单相异步电动机定子通常有主、副两个绕组，三相异步电动机定子为三相绕组；且单相电机启动需额外措施，三相电机可直接启动。 2.单相交流电通入定子绕组后，能直接产生旋转磁场。（） 答案：× 解析：单相交流电产生的是脉振磁场，而非旋转磁场，这是单相异步电动机不能自行启动的关键。 3.单相异步电动机的转子都是笼型结构。（） 答案：√ 解析：笼型转子因结构简单、可靠，是单相异步电动机转子的主要形式。 4.当转子旋转时，两个反向旋转磁场在转子上产生的转矩大小相等、方向相反。（） 答案：× 解析：转子旋转时，与转子转向相同的旋转磁场相对速度小，产生的转矩大；反向的相对速度大，产生的转矩小，二者不再平衡。 5.分相启动式单相异步电动机启动后，必须切除副绕组才能正常运转。（） 答案：× 解析：分相启动式分为“电容启动式”（启动后需切除副绕组）和“电容运转式”（副绕组与电容始终接入，无需切除）。 6.罩极式单相异步电动机的启动转矩较大，适合重载启动。（） 答案：× 解析：罩极式电机通过短路环产生的旋转磁场较弱，启动转矩小，仅适合轻载启动（如小型风扇）。 7.定子绕组的极对数越多，单相异步电动机的同步转速越低。（） 答案：√ 解析：由同步转速公式可知，在电源频率f固定时，极对数p越大，同步转速n₀越低。 8.单相异步电动机的转速始终等于同步转速。（） 答案：× 解析：异步电动机的转子转速始终低于同步转速（存在转差率），只有这样才能保证转子导条切割磁场产生转矩。 9.副绕组的作用是帮助单相异步电动机启动，启动后即可失效。（） 答案：× 解析：对于电容运转式单相异步电动机，副绕组在启动后仍接入电路，参与运行，并非启动后即失效。 10.脉振磁场的大小随时间按正弦规律变化，方向始终不变。（） 答案：× 解析：脉振磁场的大小和方向均随时间按正弦规律交替变化，只是磁场轴线方向固定。 三、选择题 1.单相异步电动机的定子铁芯主要由（）叠压而成，目的是减少铁损。 A.铸钢 B.硅钢片 C.纯铁 D.铝合金 答案：B 解析：硅钢片导磁性能好且电阻率高，叠压后能有效降低交变磁场在铁芯中产生的涡流损耗和磁滞损耗，是定子铁芯的理想材料。铸钢和纯铁的铁损较大，铝合金导磁性差，均不适合作为定子铁芯材料。 2.单相异步电动机的定子绕组通常有（）组，是电机产生磁场的关键部件。 A.1 B.2 C.3 D.4 答案：B 解析：单相异步电动机的定子一般包含运行绕组（主绕组）和启动绕组（辅助绕组）两组，两组绕组在空间上互差90度电角度，共同作用才能产生启动所需的旋转磁场。单一组绕组无法形成旋转磁场，不能使电机自行启动。 3.下列关于单相异步电动机运行绕组的说法，正确的是（）。 A.电阻大、电抗小 B.电阻小、电抗大 C.电阻和电抗都大 D.电阻和电抗都小 答案：B 解析：运行绕组设计为长期工作，通常匝数较多、线径较细，因此电抗大、电阻小。启动绕组为短时启动用，线径较粗、匝数较少，故电阻大、电抗小。 4.单相异步电动机的转子多采用（）结构，制造简单、成本低。 A.永磁式 B.绕线式 C.鼠笼式 D.罩极式 答案：C 解析：鼠笼式转子由铸铝或铜条与端环构成，结构简单、坚固耐用且制造成本低，广泛应用于单相异步电动机。绕线式转子结构复杂、成本高，永磁式多用于同步电机，罩极式是定子的一种结构形式，并非转子结构。 5.单相异步电动机转子上的导条两端通过（）连接，形成闭合回路。 A.铁芯 B.端环 C.绕组 D.轴承 答案：B 解析：端环的作用是将转子上的所有导条两端短接，形成闭合的“鼠笼”结构，使导条中能感应出电流并产生电磁力。铁芯起导磁作用，绕组属于定子部件，轴承用于支撑转子旋转。 6.下列部件中，不属于单相异步电动机定子部分的是（）。 A.启动绕组 B.运行绕组 C.端环 D.机座 答案：C 解析：端环是转子鼠笼结构的组成部分，用于短接转子导条。启动绕组、运行绕组嵌在定子铁芯槽内，机座用于固定定子铁芯，均属于定子部分。 7.单相异步电动机的机座主要作用是（）。 A.产生磁场 B.支撑定子铁芯和绕组 C.形成闭合回路 D.减少铁损 答案：B 解析：机座作为电机的外壳，核心作用是固定和支撑定子铁芯及绕组，同时起到防护和散热作用。产生磁场的是定子绕组，形成闭合回路的是转子端环，减少铁损的是硅钢片叠压的铁芯。 8.单相电容启动异步电动机中，启动绕组串联的电容主要作用是（）。 A.降压 B.储能 C.移相 D.滤波 答案：C 解析：电容具有容抗特性，可使启动绕组中的电流相位超前于运行绕组中的电流，形成约90度的相位差，从而产生旋转磁场，帮助电机启动。其主要功能并非降压、储能或滤波。 9.单相电阻启动异步电动机的启动绕组与运行绕组相比，其线径通常（）。 A.更粗 B.更细 C.相同 D.无法确定 答案：A 解析：启动绕组仅在启动瞬间工作，需要通过较大电流以产生足够的启动转矩，因此线径较粗。运行绕组长期工作，为控制铜损，线径通常较细。 10.单相异步电动机的轴承主要作用是（）。 A.导电 B.导磁 C.支撑转子并减少摩擦 D.固定绕组 答案：C 解析：轴承安装在转子轴与机座端盖之间，用于支撑旋转的转子，同时将转子与定子之间的滑动摩擦转为滚动摩擦，显著减少运行损耗。导电、导磁和固定绕组均不是轴承的功能。 11.下列哪种单相异步电动机的定子铁芯上会设置短路铜环（）。 A.电阻启动式 B.电容启动式 C.罩极式 D.电容运转式 答案：C 解析：罩极式单相异步电动机的定子磁极部分套有闭合的短路铜环（罩极线圈），当定子绕组通电时，短路铜环内产生感应电流，使磁极未罩极部分与罩极部分的磁场产生相位差，从而形成旋转磁场。其他类型电机无需此结构。 12.单相异步电动机定子绕组的绝缘材料主要作用是（）。 A.增加电阻 B.防止绕组短路或接地 C.提高导磁性 D.减少涡流 答案：B 解析：绝缘材料用于隔离绕组的导线之间、绕组与定子铁芯之间，避免因绝缘不良导致绕组短路或绕组与机座接地，保障电机安全运行。增加电阻不是目的，提高导磁性是铁芯的作用，减少涡流依赖硅钢片叠压结构。 13.鼠笼式转子的导条通常采用铝或铜制造，主要是因为这些材料（）。 A.导磁性好 B.绝缘性好 C.导电性好 D.硬度高 答案：C 解析：导条需要良好的导电性以在定子磁场中感应出较大电流，进而产生足够的电磁驱动力。铝和铜导电性优良，且成本适中、易于铸造加工。导磁性好的是铁磁材料，绝缘性好与导条的导电需求相悖。 14.单相异步电动机的铭牌上标注的“额定电压”是指（）应接入的电源电压。 A.启动绕组 B.运行绕组 C.定子绕组 D.转子绕组 答案：C 解析：额定电压是电机设计时确定的定子绕组应接入的电源电压，电机的各项参数（如功率、电流）均基于此电压设计。转子绕组（鼠笼式）无外接电源，启动绕组通常与运行绕组并联接入同一电源。 15.下列关于单相异步电动机结构的说法，错误的是（）。 A.定子由铁芯和绕组组成 B.转子均为鼠笼式 C.部分电机装有离心开关 D.罩极式电机有短路铜环 答案：B 解析：单相异步电动机转子多为鼠笼式，但少数特殊用途（如需要调速或大启动转矩）的电机也可能采用绕线式转子，并非“均为”鼠笼式。A、C、D三项表述均符合实际结构特点。 16.单相电容启动和运转异步电动机与电容启动异步电动机相比，增加了（）。 A.一个运行电容 B.一个启动电容 C.一组启动绕组 D.一组运行绕组 答案：A 解析：电容启动异步电动机只有一个启动电容，启动后通过离心开关断开；电容启动和运转电动机有两个电容，分别是启动电容（启动后断开）和运转电容（长期串联在启动绕组中工作），二者的启动绕组和运行绕组组数相同。 17.单相异步电动机的离心开关通常安装在（）上，用于控制启动绕组的通断。 A.定子铁芯 B.转子轴 C.机座 D.端盖 答案：B 解析：离心开关与转子轴同步旋转，当电机转速达到额定转速的70%-80%时，离心力克服弹簧力使开关触点断开，切断启动绕组电源。安装在其他部件上无法同步感知转子的实际转速。 18.下列部件中，能直接产生电磁力驱动转子转动的是（）。 A.定子铁芯 B.转子导条 C.启动电容 D.机座 答案：B 解析：转子导条在定子磁场中感应出电流，根据电磁力定律，电流在磁场中会受到电磁力作用，该力直接驱动转子转动。定子铁芯起导磁作用，启动电容用于移相，机座起支撑作用。 19.单相异步电动机的工作原理主要基于（）。 A.电磁感应定律 B.欧姆定律 C.库仑定律 D.楞次定律 答案：A 解析：单相异步电动机的核心工作过程是：定子绕组通电产生磁场，磁场在转子导条中感应出电流（电磁感应），感应电流与磁场相互作用产生电磁力驱动转子转动，整个过程基于电磁感应定律。欧姆定律描述电流、电压、电阻关系，库仑定律适用于静电力，楞次定律是电磁感应的辅助定律。 20.单相交流电通入定子绕组后，产生的磁场是（）。 A.旋转磁场 B.脉动磁场 C.恒定磁场 D.均匀磁场 答案：B 解析：单相交流电的大小和方向随时间周期性变化，通入定子绕组后产生的磁场，其强弱和方向同步变化，但空间位置固定不变，这种磁场称为脉动磁场。旋转磁场需要两组相位不同的绕组（如运行绕组和启动绕组）共同产生。 21.脉动磁场可以分解为（）。 A.一个顺时针的旋转磁场 B.一个逆时针的旋转磁场 C.两个大小相等、方向相反的旋转磁场 D.两个大小不等、方向相同的旋转磁场 答案：C 解析：根据磁场叠加原理，单相脉动磁场可分解为两个幅值相等、转速相同但旋转方向相反的旋转磁场（正向和反向旋转磁场）。这两个磁场在静止转子上产生的转矩大小相等、方向相反，合成转矩为零。 22.单相异步电动机在静止时，其合成启动转矩为（）。 A.正向最大转矩 B.反向最大转矩 C.零 D.额定转矩 答案：C 解析：静止时，脉动磁场分解的两个反向旋转磁场在转子中产生的感应电流大小相等，对应的电磁转矩也大小相等、方向相反，二者相互抵消，合成启动转矩为零，因此电机无法自行启动。 23.单相异步电动机能够启动的关键是（）。 A.增加定子绕组匝数 B.产生旋转磁场 C.增大转子电阻 D.提高电源电压 答案：B 解析：旋转磁场能在转子上产生单向的电磁转矩，驱动转子转动。若仅产生脉动磁场，合成转矩为零，电机无法启动。增加绕组匝数、增大转子电阻或提高电源电压均不能从根本上解决启动问题，核心是建立旋转磁场。 24.下列哪种方式不能使单相异步电动机产生旋转磁场（）。 A.定子装两组互差90度的绕组并通入同相位电流 B.定子装两组互差90度的绕组并通入不同相位电流 C.定子磁极装短路铜环 D.启动绕组串联电容 答案：A 解析：产生旋转磁场的条件是定子有两组在空间上互差一定角度（通常90度电角度）的绕组，且通入相位不同的电流。若两组绕组通入同相位电流，产生的仍是脉动磁场。B、C、D均能通过相位差或感应电流形成旋转磁场。 25.单相异步电动机启动后，若断开启动绕组，电机仍能继续运转，主要原因是（）。 A.转子惯性 B.定子产生了旋转磁场 C.转子电流产生的磁场与定子磁场相互作用 D.电源电压稳定 答案：C 解析：启动后转子旋转，转子导条切割定子脉动磁场的磁力线产生感应电流，由于转子惯性和旋转时的电磁感应效应，转子电流产生的磁场与定子脉动磁场相互作用，能产生一定的驱动转矩，使电机继续运转。此时定子仍为脉动磁场，但转子运动打破了转矩平衡。 四、简答题 1.简述单相异步电动机的基本结构组成及各部分作用。 答案：单相异步电动机主要由定子和转子组成。 定子：包括定子铁芯和定子绕组。定子铁芯作为磁路，采用硅钢片叠压而成；定子绕组分为主绕组和副绕组，主绕组用于产生运行磁场、提供运转转矩，副绕组用于辅助启动，使电机产生启动转矩。 转子：多为笼型转子，由转子铁芯、笼型导条和端环组成。转子铁芯是磁路一部分；导条和端环形成闭合回路，在旋转磁场作用下产生感应电流，进而受电磁力驱动转子旋转。 2.为什么单相异步电动机不能自行启动？ 答案：单相异步电动机接入单相交流电后，定子绕组产生的是脉振磁场。根据磁场分解理论，脉振磁场可分解为两个幅值相等、转速相同、转向相反的旋转磁场。当转子静止时，这两个反向旋转磁场在转子导条中产生的感应电流大小相等、对应的电磁转矩方向相反，总启动转矩为零，因此电机无法自行启动。 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 $ 专题二十六 单相异步电动机的基本原理 一、填空题 1.单相异步电动机主要由______和______两大部分组成。 2.单相异步电动机的定子铁芯上通常嵌放______绕组和______绕组。 3.单相异步电动机的转子大多采用______转子。 4.单相交流电通入定子绕组后，在气隙中产生______磁场。 5.脉振磁场可以分解为两个______、______、______相反的旋转磁场。 6.当转子静止时，两个反向旋转磁场在转子上产生的转矩______，故电机无启动转矩。 7.单相异步电动机不能自行启动的根本原因是______。 8.要使单相异步电动机启动，需设法在气隙中产生______磁场。 9.分相启动法是通过______使主、副绕组中的电流产生相位差，从而形成旋转磁场。 10.罩极启动式单相异步电动机的定子磁极上装有______，用于产生旋转磁场。 二、判断题 1.单相异步电动机的结构与三相异步电动机完全相同。（） 2.单相交流电通入定子绕组后，能直接产生旋转磁场。（） 3.单相异步电动机的转子都是笼型结构。（） 4.当转子旋转时，两个反向旋转磁场在转子上产生的转矩大小相等、方向相反。（） 5.分相启动式单相异步电动机启动后，必须切除副绕组才能正常运转。（） 6.罩极式单相异步电动机的启动转矩较大，适合重载启动。（） 7.定子绕组的极对数越多，单相异步电动机的同步转速越低。（） 8.单相异步电动机的转速始终等于同步转速。（） 9.副绕组的作用是帮助单相异步电动机启动，启动后即可失效。（） 10.脉振磁场的大小随时间按正弦规律变化，方向始终不变。（） 三、选择题 1.单相异步电动机的定子铁芯主要由（）叠压而成，目的是减少铁损。 A.铸钢 B.硅钢片 C.纯铁 D.铝合金 2.单相异步电动机的定子绕组通常有（）组，是电机产生磁场的关键部件。 A.1 B.2 C.3 D.4 3.下列关于单相异步电动机运行绕组的说法，正确的是（）。 A.电阻大、电抗小 B.电阻小、电抗大 C.电阻和电抗都大 D.电阻和电抗都小 4.单相异步电动机的转子多采用（）结构，制造简单、成本低。 A.永磁式 B.绕线式 C.鼠笼式 D.罩极式 5.单相异步电动机转子上的导条两端通过（）连接，形成闭合回路。 A.铁芯 B.端环 C.绕组 D.轴承 6.下列部件中，不属于单相异步电动机定子部分的是（）。 A.启动绕组 B.运行绕组 C.端环 D.机座 7.单相异步电动机的机座主要作用是（）。 A.产生磁场 B.支撑定子铁芯和绕组 C.形成闭合回路 D.减少铁损 8.单相电容启动异步电动机中，启动绕组串联的电容主要作用是（）。 A.降压 B.储能 C.移相 D.滤波 9.单相电阻启动异步电动机的启动绕组与运行绕组相比，其线径通常（）。 A.更粗 B.更细 C.相同 D.无法确定 10.单相异步电动机的轴承主要作用是（）。 A.导电 B.导磁 C.支撑转子并减少摩擦 D.固定绕组 11.下列哪种单相异步电动机的定子铁芯上会设置短路铜环（）。 A.电阻启动式 B.电容启动式 C.罩极式 D.电容运转式 12.单相异步电动机定子绕组的绝缘材料主要作用是（）。 A.增加电阻 B.防止绕组短路或接地 C.提高导磁性 D.减少涡流 13.鼠笼式转子的导条通常采用铝或铜制造，主要是因为这些材料（）。 A.导磁性好 B.绝缘性好 C.导电性好 D.硬度高 14.单相异步电动机的铭牌上标注的“额定电压”是指（）应接入的电源电压。 A.启动绕组 B.运行绕组 C.定子绕组 D.转子绕组 15.下列关于单相异步电动机结构的说法，错误的是（）。 A.定子由铁芯和绕组组成 B.转子均为鼠笼式 C.部分电机装有离心开关 D.罩极式电机有短路铜环 16.单相电容启动和运转异步电动机与电容启动异步电动机相比，增加了（）。 A.一个运行电容 B.一个启动电容 C.一组启动绕组 D.一组运行绕组 17.单相异步电动机的离心开关通常安装在（）上，用于控制启动绕组的通断。 A.定子铁芯 B.转子轴 C.机座 D.端盖 18.下列部件中，能直接产生电磁力驱动转子转动的是（）。 A.定子铁芯 B.转子导条 C.启动电容 D.机座 19.单相异步电动机的工作原理主要基于（）。 A.电磁感应定律 B.欧姆定律 C.库仑定律 D.楞次定律 20.单相交流电通入定子绕组后，产生的磁场是（）。 A.旋转磁场 B.脉动磁场 C.恒定磁场 D.均匀磁场 21.脉动磁场可以分解为（）。 A.一个顺时针的旋转磁场 B.一个逆时针的旋转磁场 C.两个大小相等、方向相反的旋转磁场 D.两个大小不等、方向相同的旋转磁场 22.单相异步电动机在静止时，其合成启动转矩为（）。 A.正向最大转矩 B.反向最大转矩 C.零 D.额定转矩 23.单相异步电动机能够启动的关键是（）。 A.增加定子绕组匝数 B.产生旋转磁场 C.增大转子电阻 D.提高电源电压 24.下列哪种方式不能使单相异步电动机产生旋转磁场（）。 A.定子装两组互差90度的绕组并通入同相位电流 B.定子装两组互差90度的绕组并通入不同相位电流 C.定子磁极装短路铜环 D.启动绕组串联电容 25.单相异步电动机启动后，若断开启动绕组，电机仍能继续运转，主要原因是（）。 A.转子惯性 B.定子产生了旋转磁场 C.转子电流产生的磁场与定子磁场相互作用 D.电源电压稳定 四、简答题 1.简述单相异步电动机的基本结构组成及各部分作用。 2.为什么单相异步电动机不能自行启动？ 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 $