专题三十六 直流电机的结构（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

专题三十六 直流电机的结构 一、填空题 1.内转子式直流电机的定子主要由主磁极、换向极、机座和______组成。 2.内转子式直流电机的转子（电枢）由电枢铁心、电枢绕组和______组成。 3.外转子直流电机的核心结构特点是______在定子外部旋转。 4.无刷直流电机通过______替代传统有刷电机的换向器和电刷，实现电流换向。 5.内转子式直流电机中，电枢铁心采用硅钢片叠压的目的是减少______。 6.外转子直流电机的定子通常固定在______上，以保证静止状态。 7.无刷直流电机的转子多采用______材料，无需励磁绕组。 8.内转子式直流电机的换向极绕组需与______串联，以同步随电枢电流变化。 9.外转子直流电机适合直接驱动负载，是因为其______可直接连接负载。 10.无刷直流电机中，______的作用是检测转子位置，为电子控制器提供换向信号。 二、判断题 1.内转子式直流电机的定子是旋转部分，转子是静止部分。（ ） 2.外转子直流电机的转子位置在定子外部，围绕定子旋转。（ ） 3.无刷直流电机仍需通过换向器和电刷实现电流换向。（ ） 4.内转子式直流电机的电枢绕组安装在转子上，用于产生电磁转矩。（ ） 5.外转子直流电机的定子通常与转子外壳一体成型。（ ） 6.无刷直流电机的转子多为永磁体，无需励磁绕组供电。（ ） 7.内转子式直流电机的换向极作用是产生主磁场。（ ） 8.外转子直流电机适合高转速、小转矩的应用场景。（ ） 9.无刷直流电机的电子控制器可根据霍尔传感器信号控制定子绕组通电顺序。（ ） 10.内转子式直流电机的电枢铁心采用硅钢片叠压，主要是为了减少铜损耗。（ ） 三、选择题 1.内转子式直流电机中，主要作用是产生磁场的部件是（ ） A. 电枢绕组 B. 定子 C. 换向器 D. 电刷 2.内转子式直流电机的转子又称为（ ） A. 磁极 B. 电枢 C. 机座 D. 端盖 3.下列不属于内转子式直流电机定子组成部分的是（ ） A. 主磁极 B. 换向极 C. 电枢铁心 D. 机座 4.内转子式直流电机中，主磁极的作用是（ ） A. 改善换向 B. 产生主磁场 C. 固定电枢 D. 传导电流 5.内转子式直流电机的换向极绕组通常与（ ） A. 电枢绕组串联 B. 电枢绕组并联 C. 励磁绕组串联 D. 励磁绕组并联 6.内转子式直流电机的机座主要采用的材料是（ ） A. 铜 B. 铝 C. 铸铁 D. 硅钢片 7.内转子式直流电机中，电枢绕组的主要作用是（ ） A. 产生磁场 B. 产生电磁转矩 C. 改善换向 D. 固定电枢铁心 8.内转子式直流电机的电枢铁心采用硅钢片叠压而成，主要是为了（ ） A. 减少铜损耗 B. 减少铁损耗 C. 提高机械强度 D. 降低成本 9.内转子式直流电机中，换向器的材质通常是（ ） A. 铸铁 B. 硅钢片 C. 铜 D. 铝 10.内转子式直流电机的电刷与换向器接触，主要作用是（ ） A. 产生磁场 B. 将外部直流电流引入电枢绕组 C. 固定转子 D. 减少铁损耗 11.下列属于内转子式直流电机“其他部分”的是（ ） A. 主磁极 B. 电枢绕组 C. 轴承 D. 换向极 12.内转子式直流电机中，轴承的主要作用是（ ） A. 传导电流 B. 支撑转子轴，减少旋转摩擦 C. 产生电磁转矩 D. 改善换向 13.外转子直流电机与内转子直流电机的主要区别在于（ ） A. 是否有换向器 B. 转子的位置 C. 是否有电枢绕组 D. 是否有主磁极 14.外转子直流电机的定子通常固定在（ ） A. 机座外侧 B. 转子内部 C. 端盖外部 D. 电枢外侧 15.下列场景中，更适合使用外转子直流电机的是（ ） A. 汽车启动电机 B. 家用风扇电机 C. 工业机床主轴电机 D. 电动工具电机 16.外转子直流电机的转子绕组通常安装在（ ） A. 定子铁心外侧 B. 转子铁心内侧 C. 机座内侧 D. 端盖内侧 17.外转子直流电机与内转子直流电机相比，相同的部件是（ ） A. 转子位置 B. 电枢绕组功能 C. 定子固定方式 D. 负载连接方式 18.外转子直流电机的机座通常与（ ） A. 定子一体成型 B. 转子一体成型 C. 端盖一体成型 D. 电刷一体成型 19.无刷直流电机与传统有刷直流电机的核心区别在于（ ） A. 是否有电枢绕组 B. 是否有主磁极 C. 是否有换向器和电刷 D. 是否有定子绕组 20.无刷直流电机的换向功能由（ ）实现 A. 机械换向器 B. 电子控制器 C. 电刷 D. 换向极 21.无刷直流电机的定子通常采用（ ）结构 A. 凸极式 B. 隐极式 C. 爪极式 D. 罩极式 22.无刷直流电机的转子通常采用（ ）材料 A. 硅钢片 B. 铸铁 C. 永磁体 D. 铜 23.无刷直流电机中，用于检测转子位置的部件是（ ） A. 换向器 B. 电刷 C. 霍尔传感器 D. 换向极 24.无刷直流电机的定子绕组通常采用（ ）连接方式 A. 星形 B. 三角形 C. 串联 D. 并联 25.与有刷直流电机相比，无刷直流电机的优点是（ ） A. 结构更简单 B. 成本更低 C. 维护更少 D. 启动转矩更小 四、简答题 1.无刷直流电机的主要组成部分有哪些？各部分的作用是什么？ 2.内转子式直流电机中，换向极绕组为何需与电枢绕组串联？ 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 $ 专题三十六 直流电机的结构 一、填空题 1.内转子式直流电机的定子主要由主磁极、换向极、机座和______组成。 答案：端盖 解析：内转子式直流电机定子是静止部分，核心组成包括主磁极（产生主磁场）、换向极（改善换向）、机座（支撑与导磁）和端盖（封闭机座、支撑轴承），端盖是定子不可或缺的部分。 2.内转子式直流电机的转子（电枢）由电枢铁心、电枢绕组和______组成。 答案：换向器 解析：转子（电枢）是旋转部分，电枢铁心减少铁损耗，电枢绕组产生电磁转矩，换向器则与电刷配合实现电枢电流换向，三者共同构成转子核心结构。 3.外转子直流电机的核心结构特点是______在定子外部旋转。 答案：转子 解析：外转子与内转子电机的本质区别是转子位置，外转子电机“定子在内、转子在外”，转子围绕定子旋转，而内转子电机转子在定子内部。 4.无刷直流电机通过______替代传统有刷电机的换向器和电刷，实现电流换向。 答案：电子控制器 解析：传统有刷电机依赖机械换向（换向器+电刷），无刷电机取消机械结构，由电子控制器（结合霍尔传感器）控制定子绕组通电顺序，实现电子换向。 5.内转子式直流电机中，电枢铁心采用硅钢片叠压的目的是减少______。 答案：铁损耗 解析：电枢铁心在交变磁场中会产生磁滞损耗和涡流损耗（统称铁损耗），硅钢片低磁滞特性和叠压结构（阻断涡流）可显著降低铁损耗。 6.外转子直流电机的定子通常固定在______上，以保证静止状态。 答案：中心轴 解析：外转子电机定子需保持静止，通常固定在电机中心轴上，转子（外部部件）围绕中心轴及定子旋转，结构上实现“内定外转”。 7.无刷直流电机的转子多采用______材料，无需励磁绕组。 答案：永磁体 解析：无刷电机（永磁式）转子用永磁体（如钕铁硼）产生恒定磁场，替代有刷电机的励磁绕组，简化结构且提高效率，是目前主流设计。 8.内转子式直流电机的换向极绕组需与______串联，以同步随电枢电流变化。 答案：电枢绕组 解析：换向极的作用是产生附加磁场改善换向，需保证附加磁场与电枢电流成正比，因此换向极绕组必须与电枢绕组串联，电流同步变化。 9.外转子直流电机适合直接驱动负载，是因为其______可直接连接负载。 答案：转子外壳 解析：外转子电机转子为外部旋转部件，转子外壳可直接固定负载（如风扇叶片），无需额外传动结构，实现直接驱动，结构更紧凑。 10.无刷直流电机中，______的作用是检测转子位置，为电子控制器提供换向信号。 答案：霍尔传感器 解析：霍尔传感器通过感知转子永磁体的磁场变化，判断转子实时位置，并将位置信号传递给电子控制器，控制器据此调整绕组通电顺序，实现精准换向。 二、判断题 1.内转子式直流电机的定子是旋转部分，转子是静止部分。（ ） 答案：错误 解析：内转子式直流电机的定子固定不动，核心功能是产生磁场；转子（电枢）在定子内部旋转，产生电磁转矩，因此“定子旋转、转子静止”的表述错误。 2.外转子直流电机的转子位置在定子外部，围绕定子旋转。（ ） 答案：正确 解析：外转子直流电机的核心结构特点是“定子在内、转子在外”，转子作为外部部件，围绕静止的定子旋转，与内转子电机形成鲜明区别，表述符合实际结构。 3.无刷直流电机仍需通过换向器和电刷实现电流换向。（ ） 答案：错误 解析：无刷直流电机的“无刷”即指取消了传统有刷电机的换向器和电刷，转而通过电子控制器（结合霍尔传感器）实现电子换向，因此该表述错误。 4.内转子式直流电机的电枢绕组安装在转子上，用于产生电磁转矩。（ ） 答案：正确 解析：内转子电机的转子（电枢）包含电枢绕组，当绕组通电流并处于定子磁场中时，会因电磁力作用产生电磁转矩，驱动转子旋转，表述符合其功能定位。 5.外转子直流电机的定子通常与转子外壳一体成型。（ ） 答案：错误 解析：外转子直流电机的机座常与转子外壳一体成型，而定子固定在中心轴上，与转子外壳分离（无一体成型关系），因此“定子与转子外壳一体成型”的表述错误。 6.无刷直流电机的转子多为永磁体，无需励磁绕组供电。（ ） 答案：正确 解析：主流无刷直流电机为永磁式，转子采用永磁体（如钕铁硼）产生恒定磁场，无需像有刷电机那样通过励磁绕组通电产生磁场，简化了结构，表述正确。 7.内转子式直流电机的换向极作用是产生主磁场。（ ） 答案：错误 解析：内转子电机的主磁场由主磁极（带励磁绕组）产生，换向极的功能是产生附加磁场，抵消电枢反应的影响，改善电流换向，因此“产生主磁场”的表述错误。 8.外转子直流电机适合高转速、小转矩的应用场景。（ ） 答案：错误 解析：外转子电机转子直径大、转动惯量大，适合低速平稳运行（如家用风扇）；高转速、小转矩场景更适合内转子电机，表述错误。 9.无刷直流电机的电子控制器可根据霍尔传感器信号控制定子绕组通电顺序。（ ） 答案：正确 解析：霍尔传感器检测转子位置并传递信号给电子控制器，控制器根据该信号判断何时切换定子各相绕组的通电状态，实现电子换向，表述符合其工作原理。 10.内转子式直流电机的电枢铁心采用硅钢片叠压，主要是为了减少铜损耗。（ ） 答案：错误 解析：硅钢片叠压结构的作用是减少铁损耗（磁滞损耗+涡流损耗）；铜损耗产生于电枢绕组的导线电阻，与铁心结构无关，表述错误。 三、选择题 1.内转子式直流电机中，主要作用是产生磁场的部件是（ ） A. 电枢绕组 B. 定子 C. 换向器 D. 电刷 答案：B 解析：内转子式直流电机的定子是静止部分，其核心功能是产生磁场，为电机运行提供磁通量；电枢绕组在转子上，用于产生电磁转矩，A错误；换向器和电刷用于实现电枢电流的换向，C、D错误。 2.内转子式直流电机的转子又称为（ ） A. 磁极 B. 电枢 C. 机座 D. 端盖 答案：B 解析：内转子式直流电机的转子是旋转部分，主要由电枢铁心、电枢绕组、换向器等组成，通常称为电枢；磁极属于定子部件，A错误；机座和端盖是定子的其他组成部分，C、D错误。 3.下列不属于内转子式直流电机定子组成部分的是（ ） A. 主磁极 B. 换向极 C. 电枢铁心 D. 机座 答案：C 解析：内转子式直流电机定子包括主磁极、换向极、机座、端盖等；电枢铁心是转子（电枢）的组成部分，用于减少铁损耗，故C符合题意。 4.内转子式直流电机中，主磁极的作用是（ ） A. 改善换向 B. 产生主磁场 C. 固定电枢 D. 传导电流 答案：B 解析：主磁极是定子的关键部件，由主磁极铁心和励磁绕组组成，通电后产生电机运行所需的主磁场；换向极用于改善换向，A错误；机座等部件起固定作用，C错误；电刷和换向器传导电流，D错误。 5.内转子式直流电机的换向极绕组通常与（ ） A. 电枢绕组串联 B. 电枢绕组并联 C. 励磁绕组串联 D. 励磁绕组并联 答案：A 解析：换向极的作用是产生附加磁场以改善换向，为保证附加磁场随电枢电流变化而变化，换向极绕组需与电枢绕组串联，使两者电流同步变化。 6.内转子式直流电机的机座主要采用的材料是（ ） A. 铜 B. 铝 C. 铸铁 D. 硅钢片 答案：C 解析：机座需具备一定的强度和刚度以支撑电机各部件，同时作为磁路的一部分，铸铁既满足机械性能要求，又有较好的导磁性能；铜、铝导磁性能差，A、B错误；硅钢片用于电枢和磁极铁心，D错误。 7.内转子式直流电机中，电枢绕组的主要作用是（ ） A. 产生磁场 B. 产生电磁转矩 C. 改善换向 D. 固定电枢铁心 答案：B 解析：电枢绕组是转子的核心部件，当电枢绕组中有电流通过且处于定子磁场中时，会受到电磁力作用，进而产生驱动电机旋转的电磁转矩；产生磁场是定子的作用，A错误；改善换向是换向极的作用，C错误；电枢铁心由硅钢片叠压而成，无需绕组固定，D错误。 8.内转子式直流电机的电枢铁心采用硅钢片叠压而成，主要是为了（ ） A. 减少铜损耗 B. 减少铁损耗 C. 提高机械强度 D. 降低成本 答案：B 解析：电机运行时，电枢铁心在交变磁场中会产生磁滞损耗和涡流损耗（统称铁损耗）。硅钢片具有低磁滞损耗特性，叠压结构可阻断涡流路径，从而显著减少铁损耗；铜损耗产生于绕组导线，A错误；叠压结构对机械强度提升有限，C错误；并非主要为降低成本，D错误。 9.内转子式直流电机中，换向器的材质通常是（ ） A. 铸铁 B. 硅钢片 C. 铜 D. 铝 答案：C 解析：换向器需具备良好的导电性以实现电流换向，铜的导电性能优异，是换向器的常用材质；铸铁、硅钢片导电性能差，A、B错误；铝的导电性能不如铜，且与电刷配合时磨损较大，D错误。 10.内转子式直流电机的电刷与换向器接触，主要作用是（ ） A. 产生磁场 B. 将外部直流电流引入电枢绕组 C. 固定转子 D. 减少铁损耗 答案：B 解析：电刷是静止部件，与旋转的换向器滑动接触，可将外部直流电源的电流引入电枢绕组，同时将电枢绕组产生的感应电流引出；产生磁场是定子的作用，A错误；固定转子是端盖等部件的作用，C错误；减少铁损耗是电枢铁心叠压结构的作用，D错误。 11.下列属于内转子式直流电机“其他部分”的是（ ） A. 主磁极 B. 电枢绕组 C. 轴承 D. 换向极 答案：C 解析：内转子式直流电机结构分为定子、转子和其他部分。主磁极、换向极属于定子，A、D错误；电枢绕组属于转子，B错误；轴承用于支撑转子轴，减少旋转摩擦，属于其他部分。 12.内转子式直流电机中，轴承的主要作用是（ ） A. 传导电流 B. 支撑转子轴，减少旋转摩擦 C. 产生电磁转矩 D. 改善换向 答案：B 解析：轴承安装在端盖和转子轴之间，其核心功能是支撑转子轴，使转子能平稳旋转，并减小旋转过程中的摩擦阻力；传导电流是电刷和换向器的作用，A错误；产生电磁转矩是电枢绕组的作用，C错误；改善换向是换向极的作用，D错误。 13.外转子直流电机与内转子直流电机的主要区别在于（ ） A. 是否有换向器 B. 转子的位置 C. 是否有电枢绕组 D. 是否有主磁极 答案：B 解析：外转子直流电机的转子套在定子外部（转子为外旋转部分），内转子直流电机的转子在定子内部（转子为内旋转部分），两者核心区别是转子位置；两者均可能有换向器、电枢绕组和主磁极，A、C、D错误。 14.外转子直流电机的定子通常固定在（ ） A. 机座外侧 B. 转子内部 C. 端盖外部 D. 电枢外侧 答案：B 解析：外转子直流电机结构为“定子在内、转子在外”，定子固定在转子内部的中心轴上，转子围绕定子旋转；A、C、D均不符合其结构特点。 15.下列场景中，更适合使用外转子直流电机的是（ ） A. 汽车启动电机 B. 家用风扇电机 C. 工业机床主轴电机 D. 电动工具电机 答案：B 解析：外转子直流电机具有转动惯量大、转速平稳、结构紧凑（可直接带动扇叶）的特点，适合家用风扇等需低速平稳运行且直接驱动负载的场景；A、C、D需高转速、大转矩，更适合内转子电机。 16.外转子直流电机的转子绕组通常安装在（ ） A. 定子铁心外侧 B. 转子铁心内侧 C. 机座内侧 D. 端盖内侧 答案：B 解析：外转子直流电机的转子为外部旋转部件，转子绕组需随转子旋转，故安装在转子铁心内侧（靠近定子的一侧），以便在定子磁场中产生电磁转矩；A、C、D均为固定部件，无法安装旋转的转子绕组。 17.外转子直流电机与内转子直流电机相比，相同的部件是（ ） A. 转子位置 B. 电枢绕组功能 C. 定子固定方式 D. 负载连接方式 答案：B 解析：无论内转子还是外转子直流电机，电枢绕组的核心功能均是通过电流在磁场中产生电磁转矩，实现能量转换；A、C、D均因转子位置不同而存在差异。 18.外转子直流电机的机座通常与（ ） A. 定子一体成型 B. 转子一体成型 C. 端盖一体成型 D. 电刷一体成型 答案：B 解析：外转子直流电机的转子为外部旋转部分，机座常与转子一体成型，既作为转子的支撑结构，又保护内部部件；定子固定在中心轴上，与机座分离，A错误；C、D与机座无一体成型关系。 19.无刷直流电机与传统有刷直流电机的核心区别在于（ ） A. 是否有电枢绕组 B. 是否有主磁极 C. 是否有换向器和电刷 D. 是否有定子绕组 答案：C 解析：传统有刷直流电机通过换向器和电刷实现电枢电流换向，而无刷直流电机取消了机械换向的换向器和电刷，采用电子换向方式，这是两者的核心区别；A、B、D是两者均具备的部件（或功能部件）。 20.无刷直流电机的换向功能由（ ）实现 A. 机械换向器 B. 电子控制器 C. 电刷 D. 换向极 答案：B 解析：无刷直流电机通过电子控制器（如霍尔传感器检测转子位置，控制功率管导通顺序）实现电枢电流的电子换向，替代传统有刷电机的机械换向器和电刷；A、C是有刷电机的换向部件，D是有刷电机改善换向的部件。 21.无刷直流电机的定子通常采用（ ）结构 A. 凸极式 B. 隐极式 C. 爪极式 D. 罩极式 答案：A 解析：无刷直流电机的定子需产生稳定的旋转磁场，凸极式结构（定子铁心有明显磁极凸起）便于绕组绕制和产生集中磁场，是其常用结构；隐极式多用于同步电机，B错误；爪极式、罩极式多用于单相异步电机，C、D错误。 22.无刷直流电机的转子通常采用（ ）材料 A. 硅钢片 B. 铸铁 C. 永磁体 D. 铜 答案：C 解析：无刷直流电机多为永磁式，转子采用永磁体（如钕铁硼）产生磁场，无需励磁绕组，结构更简单、效率更高；硅钢片用于定子铁心，A错误；铸铁、铜不适合作为转子磁场来源，B、D错误。 23.无刷直流电机中，用于检测转子位置的部件是（ ） A. 换向器 B. 电刷 C. 霍尔传感器 D. 换向极 答案：C 解析：霍尔传感器可检测转子永磁体的磁场变化，从而判断转子位置，并将信号传递给电子控制器，以控制定子绕组的通电顺序；A、B、D是有刷电机的部件，与无刷电机位置检测无关。 24.无刷直流电机的定子绕组通常采用（ ）连接方式 A. 星形 B. 三角形 C. 串联 D. 并联 答案：A 解析：无刷直流电机定子绕组采用星形连接时，可通过电子控制器控制各相绕组依次通电，产生连续的旋转磁场，且绕组电流较小，是常用连接方式；三角形连接多用于大功率异步电机，B错误；单纯串联或并联无法满足旋转磁场需求，C、D错误。 25.与有刷直流电机相比，无刷直流电机的优点是（ ） A. 结构更简单 B. 成本更低 C. 维护更少 D. 启动转矩更小 答案：C 解析：无刷直流电机取消了易磨损的换向器和电刷，无需定期更换电刷、维护换向器，维护量大幅减少；其需电子控制器，结构更复杂、成本更高，A、B错误；启动转矩通常更大，D错误。 四、简答题 1.无刷直流电机的主要组成部分有哪些？各部分的作用是什么？ 答案：无刷直流电机主要由永磁转子、定子绕组、霍尔传感器和电子控制器组成，各部分作用如下： 永磁转子：采用永磁材料（如钕铁硼）制成，产生恒定磁场，为电机运行提供磁场来源； 定子绕组：绕制在定子铁心槽内，在电子控制器控制下按特定顺序通电，产生旋转磁场，与转子磁场相互作用产生电磁转矩； 霍尔传感器：安装在定子附近，检测转子磁场变化以判断转子位置，将位置信号传递给电子控制器； 电子控制器：接收霍尔传感器信号，控制功率开关管导通/关断，调节定子绕组通电顺序和时间，实现电子换向。 2.内转子式直流电机中，换向极绕组为何需与电枢绕组串联？ 答案：换向极的核心作用是产生附加磁场，抵消电枢反应（电枢电流产生的磁场对主磁场的畸变作用），从而改善电流换向，减少电刷火花。 为保证附加磁场能随电枢电流的变化同步调整（电枢电流增大时，附加磁场也需增大，反之亦然），换向极绕组必须与电枢绕组串联。串联后，换向极绕组的电流与电枢绕组电流完全相同，可实现附加磁场与电枢反应的实时匹配，确保换向效果稳定。 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 $