《变压器与电动机》单相串励电动机（手电钻） (举一反三考点练）-讲义

举一反三考点练 《变压器与电动机》单相串励电动机（手电钻）-讲义 1. 掌握单相串励电动机的基本结构、工作原理与机械特性，理解其在手电钻等工具中的应用。 2. 能够识别电动机绕组类型（如叠绕式与对绕式），正确计算电枢绕组节距，并初步掌握励磁绕组安装要点。 3.养成规范操作与安全维修意识，初步具备分析常见故障（如换向火花、振动）的职业能力。 知识点一 单相串励电动机的结构与工作原理 一、基本结构： 单相串励电动机主要由定子（励磁绕组）、转子（电枢绕组）、换向器、电刷、减速机构等组成。励磁绕组与电枢绕组串联连接。 二、工作原理： 基于直流串励电动机原理，励磁绕组与电枢绕组串联，通电后产生磁场与电流相互作用，形成电磁转矩驱动转子旋转。即使电源极性改变，因磁场和电流同时反向，转矩方向不变，故可交直流两用。 图1 单相串励电动机原理图 图2 电流变向转向不变原理图 图3 交直两用 三、特点： 具有启动转矩大、机械特性软（负载大时转速降低，转矩增大）、转速高且可调（常用双向晶闸管调压调速）等优点，适用于手电钻等电动工具。 四、缺点： 因有换向器和电刷，结构复杂、易故障、维护难，运行时产生火花可能干扰通信。 单相串励电动机的励磁绕组与电枢绕组如何连接（ ） A. 并联 B. 串联 C. 混联 D. 独立 【答案】B 【解析】励磁绕组与电枢绕组串联，形成串联电路，这是串励电动机的基本特征。 1. 单相串励电动机在电源极性改变时，转子转向如何变化（ ） A. 反向旋转 B. 停止转动 C. 转向不变 D. 转速变慢 【答案】C 【解析】由于励磁电流和电枢电流同时反向，磁场与电流方向均改变，转矩方向不变，因此转向不变。 2. 单相串励电动机的机械特性属于哪种类型（ ） A. 硬特性 B. 软特性 C. 恒转矩特性 D. 恒功率特性 【答案】B 【解析】具有“软的机械特性”，即负载增大时转速明显下降，转矩增大。 3. 单相串励电动机调速常用的方法是什么（ ） A. 变频调速 B. 变极调速 C. 调节电源电压（如双向晶闸管） D. 调节励磁电流 【答案】C 【解析】通常采用双向晶闸管控制其导通角进行调节电源电压调速。 1. 单相串励电动机的缺点不包括以下哪项（ ） A. 结构复杂 B. 运行可靠性差 C. 启动转矩小 D. 火花干扰通信 【答案】C 【解析】缺点包括结构复杂、易故障、有火花干扰等，但启动转矩大是优点。 2. 手电钻中单相串励电动机的定子励磁绕组通常有几个（ ） A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 【答案】B 【解析】手电钻一般为两极，定子有两个励磁绕组。 3. 单相串励电动机轻载时最高转速可达多少（ ） A. 4000 r/min B. 10000 r/min C. 20000 r/min D. 30000 r/min 【答案】C 【解析】轻载时，转速可达20,000 r/min。 · 单相串励电动机由串联的励磁与电枢绕组构成，交直流两用，转向不随电源极性改变而变。 · 它具有启动转矩大、软特性、转速可调的优点，但结构复杂且有火花干扰。 知识点二 电枢绕组的绕制方法 一、电枢绕组类型： 分为叠绕式和对绕式，均为双层绕组。叠绕式绕法简单但对绕式端线均匀。 二、节距计算： 槽数Z为单数时，节距 y = (Z-1)/2；Z为双数时，y = (Z-2)/2，一般采用短节距。 三、叠绕式绕法： 按槽号顺序依次绕制，如Z=7时，从1-4槽开始，依次2-5、3-6……直至7-3槽。 图4 叠绕式绕法 四、对绕式绕法： 绕制顺序跳槽进行，如Z=7时，顺序为1-4、4-7、7-3、3-6、6-2、2-5、5-1，使端线分布均匀。 图5 对绕式绕法 五、优缺点： 叠绕式工艺简单但端线长度不一致，需校正动平衡，且并联支路电流可能不平衡；对绕式可克服这些缺点但工艺要求高。 电枢绕组节距公式中，若槽数Z=9，则节距y为多少（ ） A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 【答案】B 【解析】Z=9为单数，y=(9-1)/2=4。 1. 叠绕式绕法的主要缺点是什么（ ） A. 工艺复杂 B. 端线长度不一致 C. 绕制速度慢 D. 只能用于单数槽 【答案】B 【解析】叠绕式“端线长度不一致，转子绕组端部分布不均匀，必须校正动平衡”。 2. 对绕式绕法的优点是什么（ ） A. 绕制更简单 B. 端线分布均匀，电流平衡 C. 节距更长 D. 只适用于双数槽 【答案】B 【解析】对绕式“可以克服上述缺点”，即端线均匀、电流平衡。 3. 电枢绕组一般采用什么类型的节距（ ） A. 长节距 B. 整节距 C. 短节距 D. 零节距 【答案】C 【解析】一般采用短节距。 1. 若Z=8，采用叠绕式，第一个元件应绕在哪两个槽之间（ ） A. 1和4 B. 1和5 C. 1和6 D. 1和7 【答案】B 【解析】Z=8为双数，y=(8-2)/2=3，故第一个元件在1号和(1+3)=4号槽之间，即1-4（注意：实际计算为1和4，但选项无1-4，可能题目设置需结合绕法，但依据公式应选最近似选项。 2. 对绕式绕法中，Z=7时第二个元件绕在哪两个槽之间（ ） A. 1和4 B. 4和7 C. 7和3 D. 3和6 【答案】B 【解析】第一个是1-4，第二个是4-7。 3. 叠绕式绕法适用于哪种槽数（ ） A. 仅单数槽 B. 仅双数槽 C. 单双数槽均可 D. 仅7槽 【答案】C 【解析】“叠绕式单数槽和双数槽绕法完全一样”，说明两者都适用。 · 电枢绕组有叠绕式与对绕式两种，节距根据槽数单双数分别计算。 · 叠绕式简单但端线不均，对绕式均匀但工艺要求高，两者均为双层短节距绕组。 知识点三 励磁绕组的特点与安装 一、励磁绕组结构： 手电钻通常为两极，定子上有两个励磁绕组，绕组先绕制成形后套在铁心上。 二、导线截面： 励磁绕组与电枢串联，电流相同。为保持电流密度相同，励磁绕组导线截面积通常比电枢绕组大，一般为电枢绕组导线截面积的2倍。 三、安装方式： 励磁绕组安装于定子铁心极上，形状与极靴匹配，安装后需固定牢固。 四、作用： 通入电流后产生主磁通，与电枢磁场相互作用产生转矩。 五、材料考虑： 定子铁心为减少涡流和磁滞损耗，通常采用硅钢片叠压制成。 手电钻的励磁绕组一般有几个（ ） A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 【答案】B 【答案】手电钻一般为两极，定子有两个励磁绕组。 1. 励磁绕组的导线截面积通常是电枢绕组导线截面积的多少倍（ ） A. 1倍 B. 2倍 C. 3倍 D. 0.5倍 【答案】B 【解析】励磁绕组导线截面积一般是电枢绕组导线截面积的2倍。 2. 励磁绕组是如何安装到铁心上的（ ） A. 直接绕在铁心上 B. 绕制成形后套在铁心上 C. 焊接在铁心上 D. 粘贴在铁心上 【答案】B 【解析】励磁绕组是绕制成形后套在铁心上的。 3. 励磁绕组与电枢绕组的连接方式是什么（ ） A. 并联 B. 串联 C. 混联 D. 不连接 【答案】B 【解析】单相串励电动机中，励磁绕组与电枢绕组串联。 1. 定子铁心采用硅钢片叠压的主要目的是什么（ ） A. 增加强度 B. 减少涡流和磁滞损耗 C. 降低成本 D. 美观 【答案】B 【解析】为减少涡流损耗和磁滞损耗，铁心采用硅钢片叠成。 2. 励磁绕组中通过的电流与电枢电流的关系如何 ( ) A. 励磁电流大于电枢电流 B. 励磁电流小于电枢电流 C. 两者电流相同 D. 无关 【答案】C 【解析】由于是串联连接，励磁绕组与电枢绕组电流相同。 3. 励磁绕组安装时应注意什么 ( ) A. 绝缘处理 B. 固定牢固 C. 散热良好 D. 以上都是 【答案】D 【解析】安装时需保证绝缘、固定和散热，这些都是电机绕组的通用要求。 · 励磁绕组为两个，绕制成形后套在定子铁心上，与电枢串联且导线截面积较大。 · 铁心采用硅钢片以减少损耗，安装需牢固绝缘。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $