专题四十二 直流电动机的启动和反转（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

专题四十二 直流电动机的启动和反转 一、填空题 1.直流电动机全压启动仅适用于_________、_________的小型电机。 2.直流电动机启动时，电枢回路串联变阻器的目的是_________。 3.降压启动通过降低_________的电压来限制启动电流，启动完成后需将电压恢复至_________。 4.直流电动机实现反转的核心是改变_________或_________的电流方向。 5.若同时改变直流电动机电枢和励磁绕组的电流方向，电机的_________不会改变。 6.大容量直流电动机（如20kW以上）启动时，不宜采用_________启动，应优先选择_________启动。 7.变阻器启动过程中，随着电机转速升高，电枢反电动势_________，此时应逐渐_________变阻器的电阻。 8.直流电动机启动前，必须确保_________回路正常接通，防止出现“飞车”事故。 9.降压启动的常见方式有_________降压和_________降压（写出两种即可）。 10.直流电动机采用全压启动时，启动电流通常为额定电流的_________倍。 二、判断题 1.所有直流电动机都可以采用全压启动。（ ） 2.改变直流电动机电枢电流方向，可实现电机反转。（ ） 3.降压启动过程中，启动电压越低越好，能更有效限制启动电流。（ ） 4.变阻器启动完成后，应将变阻器电阻全部切除。（ ） 5.同时改变直流电动机电枢和励磁绕组的电流方向，电机将反向转动。（ ） 6.直流电动机启动前，若励磁回路开路，启动时会出现“飞车”事故。（ ） 7.变阻器启动适用于所有容量的直流电动机。（ ） 8.降压启动的启动转矩比全压启动小。（ ） 9.小型直流玩具电机（功率5W）采用全压启动是安全的。（ ） 10.直流电动机反转时，仅改变励磁绕组电流方向，电机转速会显著降低。（ ） 三、选择题 1.下列哪种直流电动机最适合采用全压启动？（ ） A. 10kW工业用直流电动机 B. 500W小型直流风扇电机 C. 20kW大型机床直流电动机 D. 15kW直流起重电动机 2.直流电动机启动时，若直接加额定电压，会导致（ ） A. 启动转矩过小 B. 启动电流过大 C. 转速骤降 D. 电机立即反转 3.变阻器启动的核心作用是（ ） A. 提高启动转矩 B. 限制启动电流 C. 加快启动速度 D. 实现电机反转 4.工厂中25kW的直流电动机启动，应优先选择（ ） A. 全压启动 B. 变阻器启动 C. 降压启动 D. 直接启动 5.下列不属于降压启动方式的是（ ） A. 电枢回路串电阻降压 B. 自耦变压器降压 C. 晶闸管调压降压 D. 励磁回路串电阻降压 6.直流电动机实现反转的关键是改变（ ） A. 电源总电压大小 B. 电枢电流方向或励磁绕组电流方向 C. 电枢电阻大小 D. 励磁绕组匝数 7.若同时改变直流电动机的电枢电流方向和励磁绕组电流方向，电机将（ ） A. 正向加速转动 B. 反向转动 C. 保持原方向转动 D. 立即停止 8.小型直流玩具电机启动时，通常采用的方式是（ ） A. 全压启动 B. 变阻器启动 C. 降压启动 D. 星三角启动 9.变阻器启动过程中，变阻器的电阻应（ ） A. 保持不变 B. 逐渐增大 C. 逐渐减小 D. 先增大后减小 10.降压启动与变阻器启动的共同目的是（ ） A. 提高电机转速 B. 限制启动电流 C. 增大启动转矩 D. 实现电机反转 11.下列哪种情况会导致直流电动机启动失败（ ） A. 小容量电机采用全压启动 B. 大容量电机采用降压启动 C. 启动时变阻器电阻未全部接入 D. 启动时励磁回路正常通电 12.直流电动机反转时，若仅改变励磁绕组电流方向，电机转速会（ ） A. 显著升高 B. 显著降低 C. 基本不变（忽略微小影响） D. 先升高后降低 13.某工厂直流电动机启动时，采用自耦变压器降低电枢电压，这种启动方式属于（ ） A. 全压启动 B. 变阻器启动 C. 降压启动 D. 星三角启动 14.下列关于全压启动的说法，正确的是（ ） A. 全压启动时启动电流等于额定电流 B. 全压启动适用于所有直流电动机 C. 全压启动的优点是设备简单、操作方便 D. 全压启动会导致电机转速缓慢上升 15.变阻器启动中，若变阻器电阻过大，会导致（ ） A. 启动电流过小，启动转矩不足，电机无法转动 B. 启动电流过大，损坏电机 C. 电机转速过高 D. 电机直接反转 16.直流电动机反转操作中，最安全的方式是（ ） A. 电机运转时直接改变电枢电流方向 B. 电机停稳后改变电枢电流方向 C. 电机运转时直接改变励磁电流方向 D. 电机停稳后同时改变电枢和励磁电流方向 17.降压启动中，启动完成后应（ ） A. 保持降压状态运行 B. 逐渐升高电压至额定值 C. 立即切断电源 D. 接入变阻器继续运行 18.下列直流电动机中，不宜采用变阻器启动的是（ ） A. 5kW直流电动机 B. 15kW直流电动机 C. 30kW直流电动机 D. 500W直流电动机 19.若直流电动机启动时，励磁回路开路，会导致（ ） A. 启动电流过小 B. 电机无法启动 C. 电机转速急剧升高（“飞车”） D. 电机立即反转 20.下列关于降压启动的说法，错误的是（ ） A. 降压启动可通过晶闸管调压实现 B. 降压启动的启动电流与启动电压成正比 C. 降压启动适用于大容量直流电动机 D. 降压启动会使启动转矩增大 21.直流电动机采用变阻器启动时，变阻器应串联在（ ） A. 励磁回路中 B. 电枢回路中 C. 电源回路中 D. 电枢和励磁回路中 22.某小型直流电动机额定电压220V，采用全压启动时，启动电流约为额定电流的（ ） A. 1-2倍 B. 5-8倍 C. 0.5倍 D. 10-15倍 23.直流电动机反转时，若仅改变电枢电流方向，电机的（ ） A. 转速升高 B. 转速降低 C. 转动方向改变 D. 输出功率增大 24.下列启动方式中，启动过程中能量损耗最大的是（ ） A. 全压启动 B. 变阻器启动 C. 降压启动 D. 星三角启动 25.大容量直流电动机采用降压启动的主要原因是（ ） A. 降低电机转速 B. 增大启动转矩 C. 避免启动电流过大损坏电网和电机 D. 实现电机反转 四、简答题 1.降压启动与变阻器启动的共同目的是什么？两者的核心区别是什么？ 2.直流电动机启动前需检查哪些关键项目？为什么？ 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 $ 专题四十二 直流电动机的启动和反转 一、填空题 1.直流电动机全压启动仅适用于_________、_________的小型电机。 答案：容量小；启动负载轻 解析：大容量或重负载电机全压启动会产生过大电流，损坏设备，因此全压启动的适用条件为“容量小”和“启动负载轻”。 2.直流电动机启动时，电枢回路串联变阻器的目的是_________。 答案：限制启动电流 解析：启动瞬间电枢反电动势为0，串联变阻器可增大电枢回路总电阻，根据欧姆定律I=U/R，降低启动电流，保护电机。 3.降压启动通过降低_________的电压来限制启动电流，启动完成后需将电压恢复至_________。 答案：电枢回路；额定电压 解析：降压启动针对电枢回路调压；启动完成后恢复额定电压，才能保证电机在额定工况下运行。 4.直流电动机实现反转的核心是改变_________或_________的电流方向。 答案：电枢；励磁绕组 解析：电机转动方向由电枢电流与励磁磁场的相互作用方向决定，改变两者中任意一个的电流方向，即可改变转动方向。 5.若同时改变直流电动机电枢和励磁绕组的电流方向，电机的_________不会改变。 答案：转动方向 解析：同时改变两个电流方向，电枢电流与励磁磁场的相对方向不变，电磁转矩方向不变，因此电机转动方向保持原方向。 6.大容量直流电动机（如20kW以上）启动时，不宜采用_________启动，应优先选择_________启动。 答案：全压；降压 解析：大容量电机电枢电阻小，全压启动电流极大，会损坏设备；降压启动通过降低电枢电压，能更有效限制启动电流，适用于大容量电机。 7.变阻器启动过程中，随着电机转速升高，电枢反电动势_________，此时应逐渐_________变阻器的电阻。 答案：增大；减小 解析：转速升高时，电枢反电动势Ea=CeΦn增大，电枢电流Ia=(U-Ea)/Ra会自然减小，此时需逐渐减小变阻器电阻，避免电阻消耗过多电能，直至启动完成后切除。 8.直流电动机启动前，必须确保_________回路正常接通，防止出现“飞车”事故。 答案：励磁 解析：励磁回路开路时，励磁电流为0，磁通Φ趋近于0，根据转速公式n=(U-IaRa)/(CeΦ)，转速会急剧升高（“飞车”），因此启动前需检查励磁回路。 9.降压启动的常见方式有_________降压和_________降压（写出两种即可）。 答案：自耦变压器；晶闸管调压 解析：工业中常用的降压启动方式包括自耦变压器降压（通过变压器调压）、晶闸管调压降压（通过半导体器件平滑调压）、串电阻降压。 10.直流电动机采用全压启动时，启动电流通常为额定电流的_________倍。 答案：5-8 解析：直流电动机电枢电阻很小，启动瞬间Ea=0，启动电流Iq=U/Ra，数值约为额定电流的5-8倍（小型电机略低，大型电机可达10倍以上）。 二、判断题 1.所有直流电动机都可以采用全压启动。（ ） 答案：× 解析：全压启动仅适用于容量小、启动负载轻的电机；大容量电机（如10kW以上）全压启动电流过大，会损坏设备，因此“所有电机均可采用”的说法错误。 2.改变直流电动机电枢电流方向，可实现电机反转。（ ） 答案：√ 解析：电机转动方向由电枢电流与励磁磁场的相互作用方向决定，改变电枢电流方向会改变该相互作用方向，从而实现反转。 3.降压启动过程中，启动电压越低越好，能更有效限制启动电流。（ ） 答案：× 解析：启动电压过低会导致启动电流过小，启动转矩不足，电机无法启动；通常启动电压取额定电压的30%-50%，需平衡“限流”和“足够转矩”，因此“越低越好”错误。 4.变阻器启动完成后，应将变阻器电阻全部切除。（ ） 答案：√ 解析：启动完成后，电枢反电动势增大，电流已降至额定值，变阻器电阻继续接入会消耗电能并降低电机转速，因此需全部切除。 5.同时改变直流电动机电枢和励磁绕组的电流方向，电机将反向转动。（ ） 答案：× 解析：转动方向由电枢电流与励磁磁场的相对方向决定，同时改变两者方向，相对方向不变，电机仍保持原方向转动，不会反向。 6.直流电动机启动前，若励磁回路开路，启动时会出现“飞车”事故。（ ） 答案：√ 解析：励磁回路开路时，励磁电流为0，磁通Φ趋近于0，根据转速公式n=(U-IaRa)/(CeΦ)，转速会急剧升高（“飞车”），严重损坏电机。 7.变阻器启动适用于所有容量的直流电动机。（ ） 答案：× 解析：变阻器启动通过电阻限流，能量损耗大，且难以满足大容量电机的启动需求；大容量电机应优先采用降压启动，因此“适用于所有容量”错误。 8.降压启动的启动转矩比全压启动小。（ ） 答案：√ 解析：启动转矩T=CTΦIa，降压启动时电枢电压降低，启动电流Ia=(U-Ea)/Ra减小，因此启动转矩比全压启动（电压高、电流大）小。 9.小型直流玩具电机（功率5W）采用全压启动是安全的。（ ） 答案：√ 解析：5W属于极小容量电机，全压启动产生的电流在电机和电路允许范围内，无需额外限制启动电流，因此安全。 10.直流电动机反转时，仅改变励磁绕组电流方向，电机转速会显著降低。（ ） 答案：× 解析：改变励磁电流方向仅改变转动方向，转速由电枢电压、电枢电阻和励磁磁通大小决定（此处磁通大小不变），因此转速基本不变，不会显著降低。 三、选择题 1.下列哪种直流电动机最适合采用全压启动？（ ） A. 10kW工业用直流电动机 B. 500W小型直流风扇电机 C. 20kW大型机床直流电动机 D. 15kW直流起重电动机 答案：B 解析：全压启动仅适用于容量小、启动负载轻的电动机，500W小型风扇电机符合要求；大容量电机（如A、C、D选项）全压启动会产生过大电流，损坏设备。 2.直流电动机启动时，若直接加额定电压，会导致（ ） A. 启动转矩过小 B. 启动电流过大 C. 转速骤降 D. 电机立即反转 答案：B 解析：直流电动机启动瞬间电枢反电动势为0，根据欧姆定律，此时电流（启动电流）=额定电压/电枢电阻，数值极大，直接加额定电压会导致启动电流过大。 3.变阻器启动的核心作用是（ ） A. 提高启动转矩 B. 限制启动电流 C. 加快启动速度 D. 实现电机反转 答案：B 解析：变阻器启动通过在电枢回路串联可变电阻，增大启动时的总电阻，根据I=U/R，可有效降低启动电流，保护电机和电路。 4.工厂中25kW的直流电动机启动，应优先选择（ ） A. 全压启动 B. 变阻器启动 C. 降压启动 D. 直接启动 答案：C 解析：大容量直流电动机（通常10kW以上）启动电流大，降压启动通过降低启动时的电压，从根源限制启动电流，比变阻器启动更适用于大容量电机。 5.下列不属于降压启动方式的是（ ） A. 电枢回路串电阻降压 B. 自耦变压器降压 C. 晶闸管调压降压 D. 励磁回路串电阻降压 答案：D 解析：降压启动针对的是电枢回路电压，A、B、C均为降低电枢电压的方式；励磁回路串电阻会改变励磁电流，影响电机转速，不属于降压启动。 6.直流电动机实现反转的关键是改变（ ） A. 电源总电压大小 B. 电枢电流方向或励磁绕组电流方向 C. 电枢电阻大小 D. 励磁绕组匝数 答案：B 解析：直流电动机的转动方向由电枢电流与励磁磁场的相互作用方向决定，改变其中一个的方向（电枢电流或励磁电流），即可改变转动方向。 7.若同时改变直流电动机的电枢电流方向和励磁绕组电流方向，电机将（ ） A. 正向加速转动 B. 反向转动 C. 保持原方向转动 D. 立即停止 答案：C 解析：转动方向由电枢电流与励磁磁场的相对方向决定，同时改变两者方向，相对方向不变，因此电机保持原方向转动。 8.小型直流玩具电机启动时，通常采用的方式是（ ） A. 全压启动 B. 变阻器启动 C. 降压启动 D. 星三角启动 答案：A 解析：小型玩具电机容量极小（通常几瓦到几十瓦），全压启动产生的电流在电路和电机允许范围内，无需额外限制启动电流。 9.变阻器启动过程中，变阻器的电阻应（ ） A. 保持不变 B. 逐渐增大 C. 逐渐减小 D. 先增大后减小 答案：C 解析：启动初期需串入大电阻限制电流，随着电机转速升高，电枢反电动势增大，可逐渐减小变阻器电阻，直至启动完成后将电阻全部切除，让电机在额定电压下运行。 10.降压启动与变阻器启动的共同目的是（ ） A. 提高电机转速 B. 限制启动电流 C. 增大启动转矩 D. 实现电机反转 答案：B 解析：两种启动方式虽原理不同（降压启动降电压，变阻器启动增电阻），但核心目标一致，均为避免启动电流过大损坏电机、熔断器或导线。 11.下列哪种情况会导致直流电动机启动失败（ ） A. 小容量电机采用全压启动 B. 大容量电机采用降压启动 C. 启动时变阻器电阻未全部接入 D. 启动时励磁回路正常通电 答案：C 解析：启动时变阻器电阻未全部接入，相当于启动电阻过小，会导致启动电流过大，可能触发熔断器熔断或电机过载保护，导致启动失败；A、B、D均为正确操作。 12.直流电动机反转时，若仅改变励磁绕组电流方向，电机转速会（ ） A. 显著升高 B. 显著降低 C. 基本不变（忽略微小影响） D. 先升高后降低 答案：C 解析：改变励磁电流方向仅改变转动方向，对转速的影响极小（转速主要由电枢电压、电枢电阻和励磁磁通决定，此处仅改变方向，磁通大小不变），因此转速基本不变。 13.某工厂直流电动机启动时，采用自耦变压器降低电枢电压，这种启动方式属于（ ） A. 全压启动 B. 变阻器启动 C. 降压启动 D. 星三角启动 答案：C 解析：自耦变压器降压启动通过变压器输出较低电压给电枢，属于降压启动的典型方式；星三角启动适用于交流电机，与直流电机无关。 14.下列关于全压启动的说法，正确的是（ ） A. 全压启动时启动电流等于额定电流 B. 全压启动适用于所有直流电动机 C. 全压启动的优点是设备简单、操作方便 D. 全压启动会导致电机转速缓慢上升 答案：C 解析：全压启动无需额外设备（如变阻器、变压器），操作仅需直接合闸，优点是简单方便；A选项，启动电流远大于额定电流；B选项，大容量电机禁用；D选项，全压启动时转速快速上升。 15.变阻器启动中，若变阻器电阻过大，会导致（ ） A. 启动电流过小，启动转矩不足，电机无法转动 B. 启动电流过大，损坏电机 C. 电机转速过高 D. 电机直接反转 答案：A 解析：启动转矩与电枢电流成正比，变阻器电阻过大导致启动电流过小，转矩不足以克服负载阻力，电机无法启动；B选项为电阻过小的问题；C、D与电阻大小无直接关联。 16.直流电动机反转操作中，最安全的方式是（ ） A. 电机运转时直接改变电枢电流方向 B. 电机停稳后改变电枢电流方向 C. 电机运转时直接改变励磁电流方向 D. 电机停稳后同时改变电枢和励磁电流方向 答案：B 解析：电机运转时改变电流方向可能产生较大冲击电流，损坏绕组；停稳后操作更安全；D选项同时改变两个方向，电机不会反转，无意义；因此最安全的是B。 17.降压启动中，启动完成后应（ ） A. 保持降压状态运行 B. 逐渐升高电压至额定值 C. 立即切断电源 D. 接入变阻器继续运行 答案：B 解析：降压仅用于启动阶段，启动完成后需将电压恢复至额定值，让电机在额定工况下运行，保证输出功率和转速符合要求；A选项会导致转速过低，无法正常工作。 18.下列直流电动机中，不宜采用变阻器启动的是（ ） A. 5kW直流电动机 B. 15kW直流电动机 C. 30kW直流电动机 D. 500W直流电动机 答案：C 解析：变阻器启动适用于中小容量电机，大容量电机（如30kW）需通过降压启动更高效地限制启动电流，变阻器启动的电阻损耗大，且难以满足大容量电机的启动需求。 19.若直流电动机启动时，励磁回路开路，会导致（ ） A. 启动电流过小 B. 电机无法启动 C. 电机转速急剧升高（“飞车”） D. 电机立即反转 答案：C 解析：励磁回路开路时，励磁电流为0，磁通极小，根据转速公式n=(U-IaRa)/(CeΦ)，Φ趋近于0，转速n会急剧升高，即“飞车”，严重损坏电机。 20.下列关于降压启动的说法，错误的是（ ） A. 降压启动可通过晶闸管调压实现 B. 降压启动的启动电流与启动电压成正比 C. 降压启动适用于大容量直流电动机 D. 降压启动会使启动转矩增大 答案：D 解析：启动转矩与电枢电流成正比，降压启动时电压降低，电流减小，启动转矩也随之减小（而非增大）；A、B、C均为正确说法。 21.直流电动机采用变阻器启动时，变阻器应串联在（ ） A. 励磁回路中 B. 电枢回路中 C. 电源回路中 D. 电枢和励磁回路中 答案：B 解析：变阻器启动的核心是限制电枢启动电流，因此需串联在电枢回路中；串联在励磁回路会影响磁通，与启动电流无关。 22.某小型直流电动机额定电压220V，采用全压启动时，启动电流约为额定电流的（ ） A. 1-2倍 B. 5-8倍 C. 0.5倍 D. 10-15倍 答案：B 解析：直流电动机启动时电枢反电动势为0，启动电流Iq=U/Ra，电枢电阻Ra很小，因此启动电流通常为额定电流的5-8倍（小型电机略低，大型电机更高）。 23.直流电动机反转时，若仅改变电枢电流方向，电机的（ ） A. 转速升高 B. 转速降低 C. 转动方向改变 D. 输出功率增大 答案：C 解析：改变电枢电流方向会改变电枢与励磁磁场的相互作用方向，从而改变转动方向；转速由电压、电阻和磁通决定，与电流方向无关，因此转速不变；输出功率也不受方向影响。 24.下列启动方式中，启动过程中能量损耗最大的是（ ） A. 全压启动 B. 变阻器启动 C. 降压启动 D. 星三角启动 答案：B 解析：变阻器启动通过电阻分压限流，电阻会消耗大量电能（P=I²R），能量损耗最大；全压启动无额外损耗；降压启动损耗较小；星三角启动不适用直流电机。 25.大容量直流电动机采用降压启动的主要原因是（ ） A. 降低电机转速 B. 增大启动转矩 C. 避免启动电流过大损坏电网和电机 D. 实现电机反转 答案：C 解析：大容量电机电枢电阻更小，全压启动电流会达到额定电流的10倍以上，远超电网和电机的承受能力，降压启动可有效限制启动电流，保护设备。 四、简答题 1.降压启动与变阻器启动的共同目的是什么？两者的核心区别是什么？ 答案：共同目的：均为限制直流电动机的启动电流，保护电机和电路。核心区别：降压启动通过降低电枢回路的启动电压来限流（电压降低→电流减小）；变阻器启动通过在电枢回路串联额外电阻来限流（电阻增大→电流减小）。 2.直流电动机启动前需检查哪些关键项目？为什么？ 答案：关键项目：①励磁回路是否接通；②变阻器是否已全部接入电枢回路。原因：①励磁回路开路会导致磁通趋近于0，转速急剧升高（“飞车”），损坏电机；②变阻器未全部接入会导致启动电阻过小，启动电流过大，可能烧毁电机。 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 $