《变压器与电动机》直流电机的铭牌、系列与适用场合（举一反三考点练）-讲义

举一反三考点练 《变压器与电动机》直流电机的铭牌、系列与适用场合-讲义 1. 能识读直流电机铭牌的主要参数与型号含义，理解额定值对电机安全运行的意义。 2. 能区分国产直流电机的主要系列及其适用场合，了解系列化生产的目的与意义。 3. 能根据负载特点初步选择合适励磁方式的直流电机，理解不同励磁方式对输出特性的影响。 知识点一 直流电机铭牌解读 直流电机的铭牌是钉在机座上的一块标牌，它标明了使用这台电机所必须了解的各项基本数据。正确识读铭牌是选择、安装、使用和维护电机的基础。 一、型号的含义： 我国直流电机型号采用大写汉语拼音和阿拉伯数字组合表示。 型号中的汉语拼音代号具有特定含义，代表电机的种类、特征、用途或特殊环境要求。 例如Z表示直流，F表示发电机，D表示电动机，O表示封闭，C表示船用，K表示高速，Q表示牵引，Y表示冶金，T表示调速。 型号通常由产品代号、设计序号、特征代号和规格代号组成，按顺序排列。 以Z₃C-32为例：Z是产品代号（直流电机），3是设计序号（第三次设计），C是特征代号（船用），32是规格代号（3号机座，2号铁心长度）。 图1 型号实例 二、主要额定参数： 功率：指电机在额定条件下长期运行时允许输出的功率，单位是千瓦（kW）。 电压：指电机在额定工作状态下电枢两端的输入或输出电压，单位是伏特（V）。 电流：指电机在额定电压、额定功率下运行时的电流，单位是安培（A）。 转速：指电机在额定电压、额定功率下运行时的旋转速度，单位是转每分钟（r/min）。 励磁方式：指电机励磁绕组的连接方式，如并励、串励、他励、复励等。 励磁电压和电流：指建立额定磁场所需的励磁绕组电压和电流。 定额（工作制）：指电机允许的持续运行时间，如连续、短时、断续周期等。 温升：指电机在额定负载下长期运行时，其各部分的允许温度与环境温度之差。 三、铭牌的重要性： 铭牌数据是用户正确选择和使用电机的依据，不当使用可能导致电机损坏或发生安全事故。 安装前必须仔细核对铭牌数据与电源、负载是否匹配。 维护和检修时，需要参考铭牌数据进行配件选择和参数调整。 铭牌信息也是进行设备管理和技术档案记录的基础资料。 直流电机铭牌上“Z”这个汉语拼音代号代表什么意思（ ） A. 发电 B. 直流 C. 电动机 D. 调速 【答案】B 【解析】据表7-1，Z代表直流，是直流电机的基本代号。 1. 型号为Z₃C-32的直流电机中，“C”表示什么含义（ ） A. 船用 B. 高速 C. 封闭 D. 冶金 【答案】A 【解析】从型号解读部分可知，C表示船用，是指电机适用于船舶环境。 2. 在直流电机铭牌上，额定功率的单位是什么（ ） A. 伏特 B. 安培 C. 千瓦 D. 转每分钟 【答案】C 【解析】额定功率表示电机输出的机械功率，通常以千瓦（kW）为单位。 3. 铭牌上的“定额”是指什么（ ） A. 电机的价格 B. 电机的重量 C. 电机的允许运行时间 D. 电机的安装尺寸 【答案】C 【解析】定额就是工作制，指电机允许的持续运行方式，如连续运行、短时运行等。 1. 型号中的“设计序号”表示什么（ ） A. 生产批次 B. 设计改进的顺序 C. 功率等级 D. 电压等级 【答案】B 【解析】设计序号表示产品设计的先后顺序，如不加数字表示第一次设计，加数字表示后续改进设计。 2. 铭牌上的“温升”是指什么温度差（ ） A. 电机表面与环境 B. 电机内部与表面 C. 电机允许温度与实际温度 D. 电机温度与环境温度 【答案】D 【解析】温升指电机在额定负载下长期运行时，其各部分的允许温度与环境温度之差。 3. 铭牌上的“励磁方式”指的是什么（ ） A. 电机的冷却方式 B. 电机的安装方式 C. 励磁绕组的连接方式 D. 电机的防护方式 【答案】C 【解析】励磁方式指励磁绕组与电枢的连接方式，如并励、串励、他励、复励等。 · 直流电机铭牌提供了型号、额定参数等关键信息。 · 正确识读铭牌是安全使用电机的前提。 · 铭牌上的每个数据都有特定含义，必须准确理解。 知识点二 直流电机的主要系列 直流电机为直流发电机和直流电动机的总称，我国采用系列化生产方式，目的是实现产品的标准化和通用化。 一、系列化的概念与目的： 电机系列是指在应用范围、结构形式、性能水平、生产工艺等方面具有共同性，功率按某一规定递增的一系列电机。 系列化生产的主要目的是为了产品的标准化和通用化。 标准化使同系列电机的零部件可以互换，降低了生产成本和维修难度。 通用化使不同厂家生产的同系列电机具有相同的基本性能和安装尺寸，方便用户选用。 按功率大小有序排列，便于用户根据负载需要选择合适的电机。 二、主要系列介绍： Z系列（直流电动机）：一般用途的基本系列，原型号有Z、ZD、ZO等。 ZF系列（直流发电机）：用于发电的基本系列，原型号有Z2、Z3、ZO2等。 ZT系列（广调速直流电动机）：适用于调速范围较大的传动机械。 ZJ系列（精密机床用直流电动机）：专门用于磨床、坐标镗床等精密机床。 除了这些普通标准系列，还有派生系列和专用系列。 派生系列是在基本系列的基础上作部分改变，以适应特殊使用要求。 专用系列是为特定用途设计的，具有特殊的性能或结构特点。 三、系列选择的意义： 不同系列电机针对不同的使用场合设计，具有不同的性能特点。 正确选择系列可以确保电机在最佳状态下运行，提高效率和可靠性。 了解各系列特点有助于快速、准确地选型，避免因选型不当造成的损失。 系列化便于技术管理和维护保养，维修人员只需掌握几个系列的特点就能应对大部分情况。 对于特殊工况，可以选择相应的派生系列或专用系列，满足特殊需求。 直流电机系列化生产的主要目的是什么（ ） A. 提高电机转速 B. 增加电机种类 C. 实现标准化和通用化 D. 降低原材料成本 【答案】C 【解析】系列化生产的目的是为了产品的标准化和通用化。 1. Z系列直流电机主要是什么用途（ ） A. 精密机床用 B. 广调速用 C. 一般用途的基本系列 D. 发电机用 【答案】C 【解析】Z系列是一般用途的直流电动机，是基本系列。 2. 哪种直流电机系列适用于调速范围较大的传动机械（ ） A. Z系列 B. ZF系列 C. ZT系列 D. ZJ系列 【答案】C 【解析】ZT系列是广调速直流电动机，专门用于调速范围较大的场合。 3. 精密机床应该选用哪种系列的直流电机（ ） A. Z系列 B. ZT系列 C. ZJ系列 D. ZF系列 【答案】C 【解析】ZJ系列是精密机床用直流电动机，专门用于磨床、坐标镗床等。 1. 在原型号中，Z2、Z3、ZO2属于现在的哪个系列（ ） A. Z系列 B. ZF系列 C. ZT系列 D. ZJ系列 【答案】B 【解析】这些原型号对应现在的ZF系列（直流发电机）。 2. 除了普通标准系列，直流电机还包括什么系列（ ） A. 高速系列和低速系列 B. 大型系列和小型系列 C. 派生系列和专用系列 D. 进口系列和国产系列 【答案】C 【解析】直流电机可分为普通标准系列及派生系列和专用系列。 3. 系列化生产对维修保养有什么好处（ ） A. 使维修更复杂 B. 需要更多专业知识 C. 零部件可以互换，维修简便 D. 必须返厂维修 【答案】C 【解析】标准化使同系列电机的零部件可以互换，这大大简化了维修保养工作。 · 我国直流电机实行系列化生产，分为基本系列、派生系列和专用系列。 · 不同系列针对不同使用场合设计。 · 了解各系列特点有助于正确选型和维护。 知识点三 不同励磁方式电机的适用场合 直流电机的运行特性与其励磁方式密切相关，不同励磁方式的电机适用于不同的工作场合。 一、他励电机与并励电机的适用场合： 他励电机：励磁电流独立可调，控制灵活，机械特性硬。 适用于：金属切削机床、造纸机械、印刷机械、风机、水泵等。 在这些场合，需要稳定的转速和良好的调速性能。 图2 他励电机 并励电机：具有与他励电机相似的硬特性，但结构更简单。 同样适用于金属切削机床、造纸机械等需要稳定转速的设备。 在要求不是特别高的场合，可以用并励电机代替他励电机以降低成本。 这两种电机在轻载或空载时转速变化很小，适合恒速或调速范围不大的场合。 图3 并励电机 二、串励电机的适用场合： 串励电机具有很大的启动转矩，但机械特性很软。 启动时转矩大，适合需要克服较大惯性的设备。 适用于：电动机车、挖掘机、电钻、起动机、起重机、卷扬机等。 在这些场合，启动性能比稳态运行性能更重要。 特别注意：串励电机不能空载运行，否则可能发生“飞车”事故。 必须与负载机械可靠连接，防止意外脱开。 串励电机的转速随负载变化很大，不适合要求稳定转速的场合。 图4 串励电机 三、复励电机的适用场合： 复励电机综合了并励和串励的特点。 积复励电机：两个励磁绕组磁通方向相同，兼具较大的启动转矩和较硬的稳态特性。 适用于：启动转矩要求较大，但运行时又需要相对稳定转速的场合。 如某些需要频繁启动又有稳定运行要求的设备。 差复励电机：两个励磁绕组磁通方向相反，特性特殊，应用较少。 可用于需要特殊软特性或恒功率输出的特定场合。 复励电动机有时以并励为主，有时以串励为主，取决于设计要求。 图5 复励电机 四、永磁电机的适用场合： 永磁电机结构简单，效率高，体积小，重量轻。 早期仅用于功率很小的场合，如录音机、录像机等。 现在功率范围已扩展到兆瓦级，应用越来越广泛。 家用电器：直流变频空调、洗衣机、冰箱压缩机等。 交通工具：电动自行车、电动汽车、汽车辅助电机等。 工业控制：伺服电机、测速发电机、兆欧表手摇发电机等。 军事装备：由于体积小、效率高，在军事上占有优势。 节能设备：高效风机、水泵、压缩机等。 发展趋势：功率不断增大，应用领域不断扩展。 哪种电机最适合用于金属切削机床（ ） A. 串励电机 B. 他励或并励电机 C. 差复励电机 D. 永磁微电机 【答案】B 【解析】金属切削机床需要稳定的转速，他励或并励电机的硬特性最适合。 1. 电钻通常采用哪种励磁方式的电机（ ） A. 他励电机 B. 并励电机 C. 串励电机 D. 永磁电机 【答案】C 【解析】电钻需要很大的启动转矩来钻入材料，串励电机的启动转矩最大。 2. 哪种电机绝对不能空载运行（ ） A. 他励电机 B. 并励电机 C. 串励电机 D. 永磁电机 【答案】C 【解析】串励电机空载时转速会急剧升高，可能发生“飞车”事故。 3. 复励电机中，哪种类型应用较多（ ） A. 积复励电机 B. 差复励电机 C. 并复励电机 D. 串复励电机 【答案】A 【解析】积复励电机兼具并励和串励的优点，应用较多；差复励电机特性特殊，应用较少。 1. 家用直流变频空调通常采用什么类型的电机（ ） A. 他励电机 B. 串励电机 C. 并励电机 D. 永磁电机 【答案】D 【解析】家用空调器采用永磁无刷电动机进行变频调速。 2. 哪种电机在军事装备中具有优势 ( ) A. 串励电机 B. 并励电机 C. 永磁电机 D. 差复励电机 【答案】C 【解析】永磁电机体积小、效率高、结构简单，在军事装备中占有优势。 3. 对于需要较大启动转矩又要求稳态转速相对稳定的场合，可考虑选用什么电机 ( ) A. 纯并励电机 B. 纯串励电机 C. 积复励电机 D. 差复励电机 【答案】C 【解析】积复励电机既有串励的大启动转矩，又有并励的相对稳定转速特性。 · 不同励磁方式的电机特性不同，适用于不同场合。 · 选择电机时应根据负载特性和工作要求综合考虑。 · 正确选型是保证电机安全、高效运行的关键。 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 $