第14练 直流电机原理 重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（高教版·第四版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（高教版·第四版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（高教版·第四版）一课一练的第14练，内容涵盖了解直流电动机的类型、结构及其工作原理。 重庆市（高职分类考试）一课一练 《电机与电气控制技术》（高教版·第四版） 单元四 特殊电机 第14练 直流电机原理 一、单项选择题 1. 励磁绕组由独立电源供电，电枢绕组由另一电源供电的直流电动机属于（ ） A. 他励式电动机 B. 并励式电动机 C. 串励式电动机 D. 复励式电动机 【答案】A 【解析】他励式直流电动机的励磁绕组与电枢绕组分别接在不同电源上，励磁电流不随电枢电流直接变化。并励、串励和复励均属于励磁绕组与电枢电路存在一定连接关系的类型。 2. 在直流电动机中，将电枢绕组中的电流与外电路相连接，并配合改变线圈电流方向的部件是（ ） A. 主磁极与机座 B. 换向器与电刷 C. 电枢铁心与绕组 D. 端盖轴承与风扇 【答案】B 【解析】换向器与电刷共同完成电枢绕组和外电路之间的电流连接，并在线圈经过中性面附近时改变线圈中的电流方向。主磁极主要产生磁场，电枢铁心和绕组是能量转换的主要部位。 3. 直流电动机线圈转过中性面附近时，换向器改变线圈中的电流方向，其主要目的是使（ ） A. 电枢电流大小保持不变 B. 主磁通方向周期性反向 C. 导体受力方向保持一致 D. 励磁电流方向自动改变 【答案】C 【解析】通电导体在磁场中受力，线圈转到不同位置时若不改变电流方向，电磁转矩方向会发生改变。换向器及时改变线圈电流方向，可使电磁转矩保持同一旋转方向。 4. 一台直流电动机运行时换向器处火花明显，转速忽快忽慢，优先检查的原因是（ ） A. 励磁线圈短路导致磁通偏强 B. 轴承装配过紧导致负载偏大 C. 电枢绕组开路导致整机停转 D. 电刷压力不足导致接触不稳 【答案】D 【解析】电刷压力不足或接触面贴合不好，会使电刷与换向器接触电阻变化，产生火花和转速波动。电枢绕组开路通常会造成严重停转或局部火花，不能作为该现象的优先判断。 二、判断题 5. 并励直流电动机在电源电压不变时，负载加重会使电枢电流增大，电磁转矩随之增大以平衡负载。（ ） 【答案】√ 【解析】负载转矩增大时，电动机转速会略有下降，反电动势减小，电枢电流随之增大。电枢电流增大后电磁转矩增大，电机才能在新的工况下稳定运行。 6. 直流电动机检修换向器时，只要换向器表面光亮，就不必检查云母槽深度和电刷贴合情况。（ ） 【答案】× 【解析】换向器表面状态、云母槽深度和电刷贴合情况都会影响换向质量。若云母凸出或电刷贴合不良，即使表面较亮，也可能产生火花和接触不稳。 7. 串励直流电动机轻载时转速可能升得很高，因此一般不宜空载运行。（ ） 【答案】√ 【解析】串励直流电动机的励磁电流与电枢电流相同，轻载时电流较小，磁通减弱会使转速显著升高。空载运行可能造成机械损伤，实际使用中应避免。 8. 某直流电动机电枢共有20根有效导体，每根导体受切向力2 N，作用半径为0.05 m，若各导体受力方向相同，则总电磁转矩为2 N·m。（ ） 【答案】√ 【解析】总切向力为20×2，电磁转矩按力与作用半径相乘计算，结果为20×2×0.05，得到2 N·m。该判断建立在各有效导体受力方向共同形成转矩的条件下。 三、填空题 9. 按励磁绕组与电枢绕组的连接关系，直流电动机常见类型有他励、并励、串励和______。 【答案】复励 【解析】复励直流电动机同时具有并励绕组和串励绕组，其励磁方式兼有并励与串励的特点。因此它与他励、并励、串励共同构成常见分类。 10. 直流电动机的主磁极通常由铁心和______组成，用来建立主磁场。 【答案】励磁绕组 【解析】主磁极铁心提供磁路，励磁绕组通电后产生磁通，两者共同建立电机工作所需的主磁场。主磁场与电枢电流相互作用产生电磁转矩。 11. 直流电动机运行时，通电电枢导体在磁场中受到______作用，从而产生电磁转矩。 【答案】电磁力 【解析】直流电动机的基本工作原理是通电导体在磁场中受到电磁力作用。电枢中许多导体受到的力共同形成电磁转矩，带动电枢旋转。 12. 若直流电动机电刷与换向器接触不良，常出现火花增大和转速不稳，应先检查电刷压力和______。 【答案】接触面贴合情况 【解析】电刷压力不足或接触面贴合不良都会使接触电阻不稳定，导致换向火花和转速波动。检修时应同时检查弹簧压力、接触面积和换向器表面状态。 四、综合题 13. 一台并励直流电动机拖动输送装置运行，电源电压保持不变。输送带上物料突然增多后，电动机仍能继续运行；若维修人员又误将励磁回路电阻调大，电机转速出现升高趋势。回答下列问题。 （1）物料增多时，电枢电流和电磁转矩如何变化？ （2）励磁回路电阻调大后，主磁通和转速一般如何变化？ 【答案】 （1）电枢电流增大，电磁转矩增大。 （2）主磁通减弱，转速一般升高。 【解析】 （1）负载加重时，电动机需要更大的电磁转矩来平衡负载，因此电枢电流会增大，电磁转矩随电枢电流增大而增大。 （2）并励回路电阻调大后，励磁电流减小，主磁通减弱。在电源电压基本不变的情况下，电机通常会通过升高转速来建立相应的反电动势。 14. 维修人员需要改变一台小型直流电动机的旋转方向。现场确认电动机电刷和换向器完好，电源极性可调整，励磁回路也可单独改接。回答下列问题。 （1）若只改变电枢电流方向，电动机转向是否改变？ （2）若电枢电流方向和励磁电流方向同时改变，电动机转向是否改变？ （3）改变转向后首次通电，应注意观察哪些现象？ 【答案】 （1）转向会改变。 （2）转向通常不改变。 （3）应观察转向是否符合要求，并注意电刷火花、振动和声音是否异常。 【解析】 （1）直流电动机转向由主磁场方向和电枢电流方向共同决定，只改变其中一个方向时，电磁转矩方向会反向，电动机转向随之改变。 （2）若主磁场方向和电枢电流方向同时反向，两者相互作用形成的转矩方向不变，因此电动机通常仍按原方向旋转。 （3）改接后首次通电可能出现接线错误或换向不良，观察转向、火花、振动和声音有助于及时发现故障，避免设备损坏。 15. 一台他励直流电动机额定电枢电压为220 V，电枢电阻为0.5 Ω，额定运行时电枢电流为20 A，转速为1000 r/min。检修时需要判断启动电流和弱磁后的转速变化，忽略电刷压降和电枢反应影响。回答下列问题。 （1）若直接启动，启动瞬间电枢电流约为多少？ （2）若要求启动电流不超过40 A，电枢回路总电阻至少应为多少？需串入的启动电阻至少为多少？ （3）额定运行时若励磁磁通减小为原来的0.8倍，且电枢电压和电枢电流近似保持原值，转速约变为多少？ 【答案】 （1）启动瞬间电枢电流约为440 A。 （2）电枢回路总电阻至少为5.5 Ω，需串入的启动电阻至少为5.0 Ω。 （3）转速约变为1250 r/min。 【解析】 （1）启动瞬间电枢尚未转动，反电动势很小，电枢电流主要由电枢电压和电枢电阻决定。按计算，220除以0.5得到440 A。 （2）限制启动电流为40 A时，电枢回路总电阻按计算，220除以40得到5.5 Ω。电枢本身已有0.5 Ω，因此外串电阻至少为5.0 Ω。 （3）额定运行时反电动势近似为电源电压减去电枢电阻压降，即220减去20×0.5，得到210 V。电枢电压和电枢电流近似不变时，反电动势近似不变，转速与磁通成反比，磁通为原来的0.8倍时，转速约为1000除以0.8，得到1250 r/min。 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 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（高教版·第四版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（高教版·第四版）一课一练的第14练，内容涵盖了解直流电动机的类型、结构及其工作原理。 重庆市（高职分类考试）一课一练 《电机与电气控制技术》（高教版·第四版） 单元四 特殊电机 第14练 直流电机原理 一、单项选择题 1. 励磁绕组由独立电源供电，电枢绕组由另一电源供电的直流电动机属于（ ） A. 他励式电动机 B. 并励式电动机 C. 串励式电动机 D. 复励式电动机 2. 在直流电动机中，将电枢绕组中的电流与外电路相连接，并配合改变线圈电流方向的部件是（ ） A. 主磁极与机座 B. 换向器与电刷 C. 电枢铁心与绕组 D. 端盖轴承与风扇 3. 直流电动机线圈转过中性面附近时，换向器改变线圈中的电流方向，其主要目的是使（ ） A. 电枢电流大小保持不变 B. 主磁通方向周期性反向 C. 导体受力方向保持一致 D. 励磁电流方向自动改变 4. 一台直流电动机运行时换向器处火花明显，转速忽快忽慢，优先检查的原因是（ ） A. 励磁线圈短路导致磁通偏强 B. 轴承装配过紧导致负载偏大 C. 电枢绕组开路导致整机停转 D. 电刷压力不足导致接触不稳 二、判断题 5. 并励直流电动机在电源电压不变时，负载加重会使电枢电流增大，电磁转矩随之增大以平衡负载。（ ） 6. 直流电动机检修换向器时，只要换向器表面光亮，就不必检查云母槽深度和电刷贴合情况。（ ） 7. 串励直流电动机轻载时转速可能升得很高，因此一般不宜空载运行。（ ） 8. 某直流电动机电枢共有20根有效导体，每根导体受切向力2 N，作用半径为0.05 m，若各导体受力方向相同，则总电磁转矩为2 N·m。（ ） 三、填空题 9. 按励磁绕组与电枢绕组的连接关系，直流电动机常见类型有他励、并励、串励和______。 10. 直流电动机的主磁极通常由铁心和______组成，用来建立主磁场。 11. 直流电动机运行时，通电电枢导体在磁场中受到______作用，从而产生电磁转矩。 12. 若直流电动机电刷与换向器接触不良，常出现火花增大和转速不稳，应先检查电刷压力和______。 四、综合题 13. 一台并励直流电动机拖动输送装置运行，电源电压保持不变。输送带上物料突然增多后，电动机仍能继续运行；若维修人员又误将励磁回路电阻调大，电机转速出现升高趋势。回答下列问题。 （1）物料增多时，电枢电流和电磁转矩如何变化？ （2）励磁回路电阻调大后，主磁通和转速一般如何变化？ 14. 维修人员需要改变一台小型直流电动机的旋转方向。现场确认电动机电刷和换向器完好，电源极性可调整，励磁回路也可单独改接。回答下列问题。 （1）若只改变电枢电流方向，电动机转向是否改变？ （2）若电枢电流方向和励磁电流方向同时改变，电动机转向是否改变？ （3）改变转向后首次通电，应注意观察哪些现象？ 15. 一台他励直流电动机额定电枢电压为220 V，电枢电阻为0.5 Ω，额定运行时电枢电流为20 A，转速为1000 r/min。检修时需要判断启动电流和弱磁后的转速变化，忽略电刷压降和电枢反应影响。回答下列问题。 （1）若直接启动，启动瞬间电枢电流约为多少？ （2）若要求启动电流不超过40 A，电枢回路总电阻至少应为多少？需串入的启动电阻至少为多少？ （3）额定运行时若励磁磁通减小为原来的0.8倍，且电枢电压和电枢电流近似保持原值，转速约变为多少？ 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 学科网（北京）股份有限公司 $