《变压器与发动机》直流电动机的机械特性与类型应用（举一反三考点练）课后自测（卷2）

举一反三考点练 《变压器与电动机》直流电动机的机械特性与类型应用-课后自测 知识点一 并励电动机的机械特性分析 1.（简答题）描述并励直流电动机自然机械特性的特点，并解释其被称为“硬特性”的原因。 2. （简答题）解释并励电动机的“理想空载转速”概念，并说明它与实际空载转速的区别。 3. （简答题）说明在并励电动机电枢回路中串入电阻后，其机械特性将如何变化，并分析这种变化对运行的影响。 4. （简答题）结合并励电动机的机械特性，阐述它为何适用于如机床、风机这类负载。 5. （填空题）并励直流电动机的自然机械特性曲线是一条略微向________倾斜的直线。 6. （填空题）并励电动机从空载到满载，转速下降很小，这种特性被称为________特性。 知识点二 串励电动机的机械特性与安全注意事项 1. （简答题）解释串励直流电动机的机械特性为何被称为“软特性”，并描述其曲线形状。 2. （简答题）详细说明串励电动机为什么严禁空载或轻载运行，并解释“飞车”现象。 3. （简答题）从安全角度出发，阐述串励电动机在机械联接上有何特殊要求及原因。 4. （简答题）分析串励电动机启动转矩大的原因，并说明这一特点使其特别适用于哪些设备。 5. （填空题）串励电动机绝对禁止________运行，以防止发生“飞车”事故。 6. （填空题）串励电动机具有很大的________转矩，但转速稳定性差。 知识点三 复励电动机与其他类型电动机的应用选择 1. （简答题）简述积复励直流电动机的结构特点，并解释其机械特性为何介于并励和串励电动机之间。 2. （简答题）比较以并励为主和以串励为主的两种复励电动机，它们在特性上有何主要区别。 3. （简答题）说明他励直流电动机在结构和控制上的特点，并指出其主要应用场合。 4. （简答题）概述为某一机械设备选择直流电动机类型时，应考虑的主要因素有哪些。 5. （填空题）复励电动机的机械特性介于并励电动机和________电动机之间。 6. （填空题）他励电动机的励磁绕组和电枢绕组由________的电源供电。 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》直流电动机的机械特性与类型应用-课后自测 知识点一 并励电动机的机械特性分析 1.（简答题）描述并励直流电动机自然机械特性的特点，并解释其被称为“硬特性”的原因。 【答案】 并励直流电动机的自然机械特性是指在额定电压和额定励磁条件下，电枢回路不串联外加电阻时，转速与转矩之间的关系曲线。这条特性曲线是一条略微向下倾斜的直线。它之所以被称为“硬特性”，是因为当负载转矩从空载增加到额定值时，电动机的转速下降幅度非常小，通常只有额定转速的3%到8%。这种微小的转速变化意味着电动机具有很强的负载适应能力，能在负载波动时保持转速基本恒定，运行稳定性非常好。 2. （简答题）解释并励电动机的“理想空载转速”概念，并说明它与实际空载转速的区别。 【答案】 并励电动机的“理想空载转速”是一个理论值，指在假设电动机内部没有任何损耗（如机械摩擦、铁损等）的情况下，电磁转矩为零时电动机的理论旋转速度。在实际运行中，电动机即使不带任何外部负载，也需要消耗一部分电磁转矩来克服自身的空载损耗（如轴承摩擦、风阻等），因此实际测得的空载转速总是略低于理想空载转速。两者之间的差值反映了电动机空载运行时内部损耗的大小。 3. （简答题）说明在并励电动机电枢回路中串入电阻后，其机械特性将如何变化，并分析这种变化对运行的影响。 【答案】 在并励电动机的电枢回路中串入电阻后，其机械特性曲线的斜率会增大，即曲线会变陡，这种特性被称为“人为机械特性”。这意味着，在相同的负载转矩变化下，转速的下降幅度会比自然机械特性时更大，因此特性变“软”。这种变化的影响是，当负载增大时，转速下降更明显；同时，在相同的负载下，串入电阻后的运行转速也会低于自然特性时的转速。这种方法常用于对调速精度要求不高的场合进行调速。 4. （简答题）结合并励电动机的机械特性，阐述它为何适用于如机床、风机这类负载。 【答案】 并励电动机适用于机床、风机这类负载，主要归功于其“硬”的机械特性。机床在加工过程中需要保持稳定的主轴转速，以确保加工件的尺寸精度和表面质量；风机也需要在一定的管网阻力变化下保持相对稳定的风量。并励电动机在负载转矩发生变化时，转速波动很小，能够为这类设备提供稳定可靠的动力源。此外，其良好的调速性能也便于根据工艺要求调整机床速度或风量。 5. （填空题）并励直流电动机的自然机械特性曲线是一条略微向________倾斜的直线。 【答案】下 6. （填空题）并励电动机从空载到满载，转速下降很小，这种特性被称为________特性。 【答案】硬 知识点二 串励电动机的机械特性与安全注意事项 1. （简答题）解释串励直流电动机的机械特性为何被称为“软特性”，并描述其曲线形状。 【答案】 串励直流电动机的机械特性被称为“软特性”，是因为其转速对负载转矩的变化非常敏感。当负载转矩增大时，转速会显著下降；反之，负载减轻时，转速会急剧上升。在磁路不饱和的情况下，其特性曲线近似为一条双曲线。这种特性意味着电动机的输出功率相对稳定，因为转矩增大时转速降低，两者的乘积变化不大。但这也导致了转速稳定性差，不适合用于要求恒定转速的场合。 2. （简答题）详细说明串励电动机为什么严禁空载或轻载运行，并解释“飞车”现象。 【答案】 串励电动机严禁空载或轻载运行，这是由其工作原理决定的。串励电动机的励磁电流等于电枢电流。空载或轻载时，所需转矩很小，对应的电枢电流和励磁电流也很小，导致气隙主磁通非常微弱。为了产生足以克服空载阻转矩的微小电磁转矩，电动机转速将被迫升高到一个非常危险的程度，理论上转速会趋于无穷大，这种现象被称为“飞车”。极高的转速会损坏转子机械结构，引发严重事故。 3. （简答题）从安全角度出发，阐述串励电动机在机械联接上有何特殊要求及原因。 【答案】 出于绝对安全考虑，串励电动机与所驱动的生产机械之间必须采用刚性联接方式，例如直接用联轴器连接，绝对禁止使用皮带、链条等存在脱开风险的传动方式。这是因为，一旦传动环节（如皮带断裂或脱落），电动机将瞬间处于空载或轻载状态，立刻引发“飞车”事故。刚性联接确保了负载与电动机转子之间始终保持可靠的机械连接，从根本上杜绝了因传动部件失效而导致的空载危险。 4. （简答题）分析串励电动机启动转矩大的原因，并说明这一特点使其特别适用于哪些设备。 【答案】 串励电动机启动转矩大的原因在于其励磁方式。启动瞬间，电枢电流最大，由于励磁绕组与电枢串联，此时的励磁电流和主磁通也达到最大值。电磁转矩与电枢电流和主磁通的乘积成正比，因此在启动时能产生远大于额定转矩的启动转矩。这一特点使其特别适用于需要重载启动或牵引力大的设备，如电力机车、城市电车、起重机、卷扬机和电动叉车等。 5. （填空题）串励电动机绝对禁止________运行，以防止发生“飞车”事故。 【答案】空载 6. （填空题）串励电动机具有很大的________转矩，但转速稳定性差。 【答案】启动 知识点三 复励电动机与其他类型电动机的应用选择 1. （简答题）简述积复励直流电动机的结构特点，并解释其机械特性为何介于并励和串励电动机之间。 【答案】 积复励直流电动机在同一主磁极上装有两个励磁绕组：一个是并励绕组，与电枢绕组并联；另一个是串励绕组，与电枢绕组串联，且两个绕组产生的磁通方向相同。运行时，总磁通由两部分共同产生。正是这种复合励磁方式，使其机械特性兼具了并励和串励的特点。并励绕组保证了空载时有稳定的磁通和转速，防止飞车；串励绕组则在负载增大时增强磁通，使特性变软，从而获得较大的启动转矩和过载能力。 2. （简答题）比较以并励为主和以串励为主的两种复励电动机，它们在特性上有何主要区别。 【答案】 以并励为主的复励电动机，其并励绕组的安匝数占主导地位。它的机械特性更接近于并励电动机，表现为较“硬”的特性，转速随负载变化较小，空载运行时安全稳定，但同时保留了比纯并励电动机更大的启动转矩。而以串励为主的复励电动机，串励绕组的安匝数影响更大。它的特性更接近串励电动机，启动和过载转矩很大，特性较“软”，但因为有并励绕组的存在，空载时不会发生飞车，安全性优于纯串励电动机。 3. （简答题）说明他励直流电动机在结构和控制上的特点，并指出其主要应用场合。 【答案】 他励直流电动机的显著特点是其励磁绕组和电枢绕组分别由两个独立的直流电源供电。这种结构使得对电动机的控制非常灵活，可以独立地调节电枢电压或励磁电流。通过降低电枢电压可以实现低于额定转速的调速，通过减弱励磁（减小励磁电流）可以实现高于额定转速的调速，两者结合可获得非常宽广、平滑的调速范围。因此，他励电动机主要应用于对调速性能要求高的场合，如大型龙门刨床、精密轧钢机、高精度磨床和可逆轧机等。 4. （简答题）概述为某一机械设备选择直流电动机类型时，应考虑的主要因素有哪些。 【答案】 为机械设备选择直流电动机类型时，首要考虑负载的机械特性要求。如果负载需要恒定转速，应选并励或他励电动机；如果需要大的启动转矩和牵引力，且转速可随负载变化，可选串励或复励电动机。其次要考虑调速要求，宽范围平滑调速需选他励电动机。安全性也至关重要，如存在空载可能，则不能选用纯串励电动机。此外，还需综合考虑设备的控制复杂度、运行环境、维护成本以及初始投资等因素。 5. （填空题）复励电动机的机械特性介于并励电动机和________电动机之间。 【答案】串励 6. （填空题）他励电动机的励磁绕组和电枢绕组由________的电源供电。 【答案】两个独立 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 $