《变压器与电动机》单相串励电动机（手电钻）（举一反三考点练）课后自练 （卷2）

举一反三考点练 《变压器与电动机》单相串励电动机（手电钻）-课后自测 知识点一 单相串励电动机的结构与工作原理 1.（简答题）简述单相串励电动机为什么可以交直流两用。 【答案】 单相串励电动机励磁绕组与电枢绕组串联。当通入直流电时，产生恒定方向的转矩。若电源极性反转，由于是串联，励磁电流与电枢电流方向同时改变，根据左手定则，产生的电磁转矩方向不变。通入交流电时，虽然电流方向周期性变化，但磁场和电枢电流方向仍同时改变，转矩方向始终保持不变，因此可以实现交直流两用。 2. （简答题）描述单相串励电动机的软机械特性，并说明其对手电钻工作的好处。 【答案】 单相串励电动机的机械特性较软，表现为负载转矩增大时，转速会自动明显下降，同时电磁转矩会随之快速增大。这一特性非常适用于手电钻：钻小孔时所需转矩小，电机自动运行在较高转速，提高效率；钻大孔时负载重，转速自动降低，同时输出转矩增大，能有效防止电机过载堵转，实现了自动的功率匹配。 3. （简答题）列举单相串励电动机的三个主要缺点。 【答案】 单相串励电动机主要有三个缺点。第一，结构复杂，由于存在换向器和电刷装置，增加了制造和维护成本。第二，运行可靠性相对较差，电刷与换向器间易磨损、产生火花，是常见的故障点。第三，运行时产生的换向火花会对周围的无线电广播和通信设备造成电磁干扰，且维护检修技术要求较高。 4. （简答题）为什么维修后的单相串励电动机（如手电钻电机）要带着减速机构一同试车。 【答案】 单相串励电动机具有很高的空载转速，轻载时可达每分钟近两万转。如果维修后不带负载（减速机构）直接通电试车，电机会进入“飞车”状态，转速极高。这极其危险，巨大的离心力可能导致转子绕组散开、绝缘损坏，甚至造成电枢或换向器机械结构损坏，引发安全事故。带着减速机构试车可以给电机施加正常负载，限制其转速在安全范围内。 5. （填空题）单相串励电动机的励磁绕组和电枢绕组采用________连接方式。 【答案】串联 6. （填空题）单相串励电动机轻载时转速很高，维修后必须防止________现象。 【答案】飞车 知识点二 电枢绕组的绕制方法 1. （简答题）比较叠绕式和对绕式两种电枢绕组绕制方法的主要优缺点。 【答案】 叠绕式绕法简单，顺序绕制，易于掌握。但其端部绕组长度不一致，导致转子重量分布不均，必须进行动平衡校正，否则运行时振动大。对绕式绕法能克服这一缺点，它采用对称跳槽的绕制顺序，使得绕组端部导线分布更均匀，改善了转子的平衡性，两条并联支路的电阻也更均衡。但对绕式的工艺要求比叠绕式高，绕制顺序需要更精准。 2. （简答题）简述为什么电枢绕组通常采用短节距，而不是整节距。 【答案】 电枢绕组采用短节距（即节距小于极距）主要有两个好处。一是可以改善电动势波形，削弱高次谐波，使电机运行更平稳、效率更高、温升降低。二是可以节省端部用铜量，缩短绕组端部的长度，这不仅降低了材料成本，还有利于减小电机的轴向尺寸，并增强绕组的机械强度。虽然整节距能获得最大感应电动势，但综合性能不及短节距。 3. （简答题）解释为什么叠绕式绕组的端线长度不一致会影响电机运行。 【答案】 叠绕式绕组端线长度不一致会导致两个严重后果。一是物理上的不平衡：绕组在转子端部重量分布不均，产生离心力不平衡，必须通过复杂的动平衡校正来弥补，否则电机会产生剧烈振动和噪音。二是电气上的不平衡：由电刷引出的两条并联支路电阻不相等，导致支路电流分配不均，一条支路电流过大而另一条过小，影响电机出力并可能引起局部过热。 4. （简答题）说明确定电枢绕组节距y的公式依据（槽数Z为单数或双数时为何公式不同）。 【答案】 节距公式的设定是为了确保绕组能均匀地分布在所有槽内并形成有效的两极磁场。当槽数Z为单数时，采用y=(Z-1)/2可以获得最接近整节距的奇数节距，保证绕组的对称性。当槽数Z为双数时，若仍用(Z-1)/2会得到半节距，破坏对称性，因此采用y=(Z-2)/2，得到一个略小于极距的双数节距，这是实现短节距且保证绕组在双数槽中对称分布的最佳选择。 5. （填空题）电枢绕组的绕制方法主要有________式和________式两种。 【答案】叠绕；对绕 6. （填空题）采用________式绕法可以改善绕组端部分布，使转子更平衡。 【答案】对绕 知识点三 励磁绕组的特点与安装 1. （简答题）为什么手电钻用串励电动机的励磁绕组导线截面积比电枢绕组的大。 【答案】 在单相串励电动机中，励磁绕组与电枢绕组串联，流过的电流完全相同。为了使电机各部分温升均衡，需要保持大致相同的电流密度。励磁绕组安装在空间相对开阔的定子铁心上，散热条件优于嵌在槽内、被铁心包裹的电枢绕组。因此，为了在相同电流下降低励磁绕组的电阻和发热（即降低电流密度），必须使用截面积更大的导线，通常为电枢绕组导线截面积的两倍。 2. （简答题）简述励磁绕组“绕制成形后套在铁心上”这一安装工艺的过程和优点。 【答案】 该工艺是指先在专用模具上将漆包线绕成与定子磁极形状匹配的成型线圈。然后将绝缘材料（如青壳纸、聚酯薄膜）垫在线圈内层，再将整个成型线圈整体套入定子铁心的磁极上。这种工艺的优点是线圈形状规则、整齐，绝缘处理方便可靠，能提高槽满率和空间利用率，并且便于大批量生产和后续的维修更换，比直接在铁心上绕线效率高、质量好。 3. （简答题）说明定子铁心为什么采用硅钢片叠压制成，而不是使用整块铁心。 【答案】 电动机使用交流电源或通入交流分量时，铁心中的主磁通是交变的。如果使用整块铁心，交变磁通会在其中感应出强大的涡流，产生大量的热损耗（涡流损耗），同时也会产生磁滞损耗。采用彼此绝缘的薄硅钢片叠压成铁心，可以大大增加涡流路径的电阻，从而有效限制和减小涡流损耗。硅钢材料本身也有利于降低磁滞损耗，这共同提高了电机的效率。 4. （简答题）阐述励磁绕组在单相串励电动机中的作用。 【答案】 励磁绕组是产生电机主磁场的关键部件。当电流流过串联的励磁绕组时，会在定子磁极上建立主磁通。这个主磁通穿过气隙进入电枢（转子），与电枢绕组中通电导体产生的磁场相互作用，根据电磁力定律（左手定则）产生使电枢旋转的电磁转矩。没有励磁绕组建立的主磁场，电枢电流就无法产生有效的转矩，电机也就无法工作。 5. （填空题）为减少铁心中的涡流损耗和磁滞损耗，定子铁心通常用________叠压而成。 【答案】硅钢片 6. （填空题）手电钻的定子通常有________个磁极，对应有________个励磁绕组。 【答案】两；两 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 $ 举一反三考点练 《变压器与电动机》单相串励电动机（手电钻）-课后自测 知识点一 单相串励电动机的结构与工作原理 1.（简答题）简述单相串励电动机为什么可以交直流两用。 2. （简答题）描述单相串励电动机的软机械特性，并说明其对手电钻工作的好处。 3. （简答题）列举单相串励电动机的三个主要缺点。 4. （简答题）为什么维修后的单相串励电动机（如手电钻电机）要带着减速机构一同试车。 5. （填空题）单相串励电动机的励磁绕组和电枢绕组采用________连接方式。 6. （填空题）单相串励电动机轻载时转速很高，维修后必须防止________现象。 知识点二 电枢绕组的绕制方法 1. （简答题）比较叠绕式和对绕式两种电枢绕组绕制方法的主要优缺点。 2. （简答题）简述为什么电枢绕组通常采用短节距，而不是整节距。 3. （简答题）解释为什么叠绕式绕组的端线长度不一致会影响电机运行。 4. （简答题）说明确定电枢绕组节距y的公式依据（槽数Z为单数或双数时为何公式不同）。 5. （填空题）电枢绕组的绕制方法主要有________式和________式两种。 6. （填空题）采用________式绕法可以改善绕组端部分布，使转子更平衡。 知识点三 励磁绕组的特点与安装 1. （简答题）为什么手电钻用串励电动机的励磁绕组导线截面积比电枢绕组的大。 2. （简答题）简述励磁绕组“绕制成形后套在铁心上”这一安装工艺的过程和优点。 3. （简答题）说明定子铁心为什么采用硅钢片叠压制成，而不是使用整块铁心。 4. （简答题）阐述励磁绕组在单相串励电动机中的作用。 5. （填空题）为减少铁心中的涡流损耗和磁滞损耗，定子铁心通常用________叠压而成。 6. （填空题）手电钻的定子通常有________个磁极，对应有________个励磁绕组。 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 $