第11卷 单相异步电动机与直流电动机 河北省（对口招生）《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

河北省（对口招生）考纲百套卷 第11卷 单相异步电动机与直流电动机 单元过关卷《电工电子技术与技能》电工电子技术与技能 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 单相异步电动机的运行中，电容器的作用是什么？（ ） A. 提供定向的磁场。 B. 控制转子速度。 C. 提供启动时的辅助转矩。 D. 调整电机的功率因数。 【答案】D 【解析】电容器在单相异步电动机中主要作用是调整电机的功率因数。 2. 单相异步电动机的电阻分相起动方式的缺点是什么？（ ） A. 起动转矩小 B. 运行噪音大 C. 电机效率低 D. 电机体积大 【答案】A 【解析】单相异步电动机的电阻分相起动方式的缺点是起动转矩较小。 3. 单相电阻起动异步电动机起动后，切除起动绕组，则电动机（ ） A. 转速升高 B. 转速降低 C. 转速不变 D. 停止转动 【答案】C 【解析】电阻起动异步电动机起动时，起动绕组用于产生起动转矩。电动机起动并达到一定转速后，起动绕组被切除，主绕组继续接在电源上运行。由于转子具有惯性且电动机已处于旋转状态，转速不会因切除起动绕组而立即改变，通常可认为转速基本不变。因此选C。 4. 单相单绕组异步电动机定子绕组通入单相交流电时，气隙中产生的磁场（ ） A. 恒定磁场 B. 旋转磁场 C. 脉动磁场 D. 合成磁场为零 【答案】C 【解析】该题强调的是单相单绕组异步电动机的磁场。所以正确答案为：C。 5. 在使用时间继电器的电路中，异步电动机的（ ）启动方式可以通过时间继电器实现。 A. 点动 B. 正反转 C. 连续 D. 降压 【答案】D 【解析】时间继电器可以按预定时间控制接触器的切换，使异步电动机先以较小的起动电流起动，经过设定时间后再切换到正常运行状态。例如星—三角降压起动就是利用时间继电器实现起动与运行电路的自动转换。因此选D。 6. 单相异步电动机的转动方向可以通过改变电源中的什么来控制？（ ） A. 频率 B. 电压 C. 相序 D. 相位差 【答案】C 【解析】单相异步电动机的转动方向可以通过改变电源中的相序来控制。 7. 罩极式单相异步电动机的转向由什么决定（ ） A. 电源相序 B. 罩极位置 C. 主绕组匝数 D. 负载大小 【答案】B 【解析】罩极式单相异步电动机利用罩极线圈在磁极的一部分上形成磁通的相位差，使磁场由未罩部分向罩极部分移动，从而确定旋转方向。改变罩极的位置，旋转方向也会改变。因此其转向由罩极位置决定，选B。 8. 直流电动机的工作过程中，转子的旋转是由什么力产生的？（ ） A. 磁力 B. 电流 C. 电磁感应 D. 机械力 【答案】A 【解析】直流电动机的工作过程中，转子的旋转是由磁力产生的。 9. 在电力拖动系统中，直流电动机的调速一般采用（ ）来调整电动机的转速。 A. 改变输入频率 B. 改变负载 C. 改变电枢电压 D. 改变电机的相序 【答案】C 【解析】直流电动机的转速近似满足n∝(U-IaR_a)/Φ。在磁通基本不变时，改变电枢电压可以改变电动机的转速，且调速范围较宽、调速性能较好。因此直流电动机通常可通过改变电枢电压调速，选C。改变输入频率主要用于交流电动机调速，改变相序不能调节直流电动机转速。 10. 电动机的机械特性曲线如图所示,则该电动机为（ ） A. 他励直流电动机 B. 并励直流电动机 C. 串励直流电动机 D. 三相异步电动机 【答案】C 【解析】串励直流电动机的励磁绕组与电枢串联，负载增大时励磁电流增大、磁通增强，转速明显下降；负载减小时转速明显升高，机械特性曲线呈较陡的非线性下降特征。图示机械特性若具有这种特征，则该电动机为串励直流电动机，因此选C。 11. 直流电动机采用降压起动时，起动电流应限制在额定电流的（ ） A. 1～1.5倍 B. 2～2.5倍 C. 3～3.5倍 D. 3.5～4倍 【答案】B 【解析】直流电动机起动瞬间转速为零，反电动势Ea=0，电枢电流Ia≈U/Ra。由于电枢电阻很小，若直接起动，电流会达到很大数值，容易损坏换向器、电刷和绕组。采用降压起动时，应将起动电流限制在额定电流的约2～2.5倍范围内，以兼顾起动转矩和设备安全。因此选B。 12. 直流电动机的转速调节通常是通过控制以下哪个参数实现？（ ） A. 电压大小 B. 电流大小 C. 磁场强度 D. 电阻大小 【答案】A 【解析】直流电动机的转速调节通常是通过控制电压大小来实现的。 13. 与单相异步电动机相比，直流电动机特有的电气部件是（ ） A. 换向器和电刷装置 B. 定子绕组和转子铁心 C. 机座和端盖装置 D. 轴承和风扇装置 【答案】A 【解析】换向器和电刷装置用于直流电动机的电流换向，是直流电动机区别于单相异步电动机的重要部件。单相异步电动机通常通过定子绕组产生旋转磁场，不设换向器和电刷装置。 14. 电磁转矩的方向由每极磁通和（ ）的方向决定。 A. 电压 B. 电枢电流 C. 电阻 D. 电能 【答案】B 【解析】电磁转矩的方向由每极磁通和电枢电流的方向决定。 15. 直流电动机的效率如何随负载变化？（ ） A. 在额定负载时最高 B. 负载越大效率越高 C. 负载越小效率越高 D. 负载变化对效率没有影响 【答案】C 【解析】直流电动机在轻载时效率较高，因为此时摩擦和电流损耗较小。 16. 起重设备中使用的直流电动机采用的励磁方式及特点是（ ） A. 并励方式，转速较低，产生的转矩很大 B. 串励方式，转速较低，产生的转矩很大 C. 并励方式，转速不随电动机拖动负载的变化而变化 D. 串励方式，转速不随电动机拖动负载的变化而变化 【答案】B 【解析】起重设备起动和提升重物时需要较大的起动转矩。串励直流电动机的励磁绕组与电枢串联，起动时电枢电流较大，励磁磁通也较大，电磁转矩较大；在较大负载下其转速相对较低。因此起重设备通常采用串励方式，选B。 17. 直流电动机反接制动时，电枢电流很大，这是因为（ ） A. 电枢反电势大于电源电压 B. 电枢反电势小于电源电压 C. 电枢反电势为零 D. 电枢反电势与电源电压同方向 【答案】D 【解析】直流电动机反接制动时，将电枢电源极性反接，而电动机转子仍按原方向旋转，原有反电动势的方向不变。此时电枢反电动势与外加电源电压在电枢回路中同方向，二者相加，使电枢回路总电压增大，因而产生很大的制动电流。因此选D。实际运行中必须串入限流电阻，以防电流过大。 18. 直流电动机启动时，启动电流很大，可达额定电流的______倍（ ） A. 4～7 B. 2～2.5 C. 10～20 D. 20～30 【答案】C 【解析】直流电动机起动瞬间转速为零，反电动势为零，电枢电流主要由电源电压除以很小的电枢电阻决定，因此起动电流很大，通常可达到额定电流的10～20倍。为限制起动电流，必须采用起动电阻、降压或其他起动措施。因此选C。 19. 单相异步电动机常见的应用领域不包括（ ） A. 家用电器 B. 工业生产线 C. 商用空调 D. 高速列车 【答案】D 【解析】单相异步电动机常见的应用领域包括家用电器、工业生产线和商用空调，但不包括高速列车。 20. 直流电动机的制动方式中，常用的方法是通过什么来实现？（ ） A. 增加负载 B. 减小电流 C. 反向电流 D. 反向转矩 【答案】D 【解析】直流电动机的电子制动通常通过反向施加转矩来实现，这可以快速停止电机的转动。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 常见的单相异步电动机类型包括串激电动机、电容启动电动机和直流电动机。 （ ） 【答案】错误 【解析】常见的单相异步电动机类型包括串激电动机、电容启动电动机和分相启动电动机。 22. 单相异步电动机常见的应用领域包括电梯。（ ） 【答案】错误 【解析】单相异步电动机常见的应用领域包括家用电器、工业生产线、商用空调等，但不包括电梯。 23. 单相异步电动机的基本结构包括定子和转子两部分。 （ ） 【答案】正确 【解析】单相异步电动机的基本结构由定子和转子两部分组成。 24. 常用单相电容起动异步电动机的转子通常采用笼型结构。（ ） 【答案】正确 【解析】单相电容起动异步电动机的转子通常采用鼠笼式结构，具有结构简单、运行可靠和维护方便等特点。电容器主要用于改善起动性能，转子结构并不采用换向器式结构。 25. 直流电机的电气制动包括能耗制动、反接制动和回馈制动三种方法。（ ） 【答案】正确 【解析】直流电机的电气制动是利用电气方法产生与转动方向相反的制动转矩，常用方法包括能耗制动、反接制动和回馈制动。能耗制动将电枢接入电阻消耗动能；反接制动使电磁转矩反向；回馈制动将机械能转换为电能回馈电网。因此题干表述正确。 26. 直流电动机的工作过程中，通过定子和转子之间的磁场相互作用产生转矩。 （ ） 【答案】正确 【解析】转子在定子磁场的作用下产生转矩，使直流电动机转动。 27. 直流电动机的调速可以通过改变电枢电压或磁场强度来实现。（ ） 【答案】正确 【解析】直流电动机转速近似满足n∝(U-IaR_a)/Φ。改变电枢电压U可以改变转速；改变励磁电流从而改变主磁通Φ，也可以实现调速。因此直流电动机可以通过改变电枢电压或磁场强度来调速，题干表述正确。 28. 电枢铁心通常用3.5mm 厚表面涂有绝缘的硅钢片叠压而成，其表面有均匀分布的开口槽，用来嵌放电枢绕组。（ ） 【答案】错误 【解析】电枢铁心通常用0.5mm 厚表面涂有绝缘的硅钢片叠压而成，其表面有均匀分布的开口槽，用来嵌放电枢绕组。 29. 直流电动机的工作原理是基于电磁感应定律。（ ） 【答案】正确 【解析】直流电动机的工作原理确实是基于电磁感应定律。 30. 直流电动机的电枢铁心是磁路的一部分，通常由相互绝缘的硅钢片叠压制成，槽内嵌有电枢绕组。（ ） 【答案】正确 【解析】直流电动机电枢铁心既构成磁路，又承载电枢绕组，采用相互绝缘的硅钢片叠压制成可以减小涡流损耗。电枢绕组嵌放在铁心槽内，并通过换向器与外电路连接。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述直流电动机的缺点。 【答案】一是制造工艺复杂，消耗有色金属 较多，成本高；二是直流电动机在运行时由于电刷与换向器之间易产 生火花，因而运行可靠性差，维护比较困难。因此在一些领域中已被交流调速系统所取代。 【解析】直流电动机的主要缺点包括：一是结构较复杂，制造工艺要求较高，材料消耗尤其是有色金属消耗较多，制造成本较高；二是具有电刷和换向器，运行时容易产生火花和电磁干扰，不能适用于易燃、易爆等场所；三是电刷和换向器属于易损部件，维护工作量较大、运行可靠性相对较低。因此在许多场合逐渐被交流调速电动机及其控制系统所替代。 32. 简述直流电动机的特点。 【答案】它的主要特点是调速范围广、平 滑性好；其次是它的起动转矩较大。这种特点对有些生产机械的拖动 来说是十分重要的，例如大型可逆式轧钢机、电动车、大型车床和大型起重机等生产机械，大都是直流电动机拖动。 【解析】直流电动机具有调速范围广、调速平滑、调速性能好等特点，并且起动转矩较大、过载能力较强，能够满足频繁起动、制动和正反转等要求。因此适用于对调速和起动性能要求较高的场合，如大型可逆式轧钢机、电动车、大型车床和大型起重机等。 33. 直流电动机的调速控制中，如何通过PWM（脉宽调制）技术实现速度调节？ 【答案】见解析 【解析】PWM技术通过改变电动机电枢电压的有效值来实现速度调节。控制器以固定频率产生脉冲信号，通过调节脉冲的宽度（占空比）来控制电动机的平均电压。占空比越大，电动机的平均电压越高，速度越快；反之，占空比越小，电动机的平均电压越低，速度越慢。这种方法具有高效率和良好的调速性能。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 设计一个点动和连续运行控制的电路，用于控制一个直流电动机的启停。画出该电路的配电板布线图。 【答案】见解析 【解析】电路设计说明：功能要求： 设计一个控制线路，可以通过两个按钮实现电动机的点动启停（按下按钮启动，松开按钮停止），同时通过另外一个按钮实现连续运行（按下启动，再次按下停止）。元件选择： 使用按钮开关、继电器、保险丝和适当的连接线。 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 $ 河北省（对口招生）考纲百套卷 第11卷 单相异步电动机与直流电动机 单元过关卷《电工电子技术与技能》电工电子技术与技能 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 单相异步电动机的运行中，电容器的作用是什么？（ ） A. 提供定向的磁场。 B. 控制转子速度。 C. 提供启动时的辅助转矩。 D. 调整电机的功率因数。 2. 单相异步电动机的电阻分相起动方式的缺点是什么？（ ） A. 起动转矩小 B. 运行噪音大 C. 电机效率低 D. 电机体积大 3. 单相电阻起动异步电动机起动后，切除起动绕组，则电动机（ ） A. 转速升高 B. 转速降低 C. 转速不变 D. 停止转动 4. 单相单绕组异步电动机定子绕组通入单相交流电时，气隙中产生的磁场（ ） A. 恒定磁场 B. 旋转磁场 C. 脉动磁场 D. 合成磁场为零 5. 在使用时间继电器的电路中，异步电动机的（ ）启动方式可以通过时间继电器实现。 A. 点动 B. 正反转 C. 连续 D. 降压 6. 单相异步电动机的转动方向可以通过改变电源中的什么来控制？（ ） A. 频率 B. 电压 C. 相序 D. 相位差 7. 罩极式单相异步电动机的转向由什么决定（ ） A. 电源相序 B. 罩极位置 C. 主绕组匝数 D. 负载大小 8. 直流电动机的工作过程中，转子的旋转是由什么力产生的？（ ） A. 磁力 B. 电流 C. 电磁感应 D. 机械力 9. 在电力拖动系统中，直流电动机的调速一般采用（ ）来调整电动机的转速。 A. 改变输入频率 B. 改变负载 C. 改变电枢电压 D. 改变电机的相序 10. 电动机的机械特性曲线如图所示,则该电动机为（ ） A. 他励直流电动机 B. 并励直流电动机 C. 串励直流电动机 D. 三相异步电动机 11. 直流电动机采用降压起动时，起动电流应限制在额定电流的（ ） A. 1～1.5倍 B. 2～2.5倍 C. 3～3.5倍 D. 3.5～4倍 12. 直流电动机的转速调节通常是通过控制以下哪个参数实现？（ ） A. 电压大小 B. 电流大小 C. 磁场强度 D. 电阻大小 13. 与单相异步电动机相比，直流电动机特有的电气部件是（ ） A. 换向器和电刷装置 B. 定子绕组和转子铁心 C. 机座和端盖装置 D. 轴承和风扇装置 14. 电磁转矩的方向由每极磁通和（ ）的方向决定。 A. 电压 B. 电枢电流 C. 电阻 D. 电能 15. 直流电动机的效率如何随负载变化？（ ） A. 在额定负载时最高 B. 负载越大效率越高 C. 负载越小效率越高 D. 负载变化对效率没有影响 16. 起重设备中使用的直流电动机采用的励磁方式及特点是（ ） A. 并励方式，转速较低，产生的转矩很大 B. 串励方式，转速较低，产生的转矩很大 C. 并励方式，转速不随电动机拖动负载的变化而变化 D. 串励方式，转速不随电动机拖动负载的变化而变化 17. 直流电动机反接制动时，电枢电流很大，这是因为（ ） A. 电枢反电势大于电源电压 B. 电枢反电势小于电源电压 C. 电枢反电势为零 D. 电枢反电势与电源电压同方向 18. 直流电动机启动时，启动电流很大，可达额定电流的______倍（ ） A. 4～7 B. 2～2.5 C. 10～20 D. 20～30 19. 单相异步电动机常见的应用领域不包括（ ） A. 家用电器 B. 工业生产线 C. 商用空调 D. 高速列车 20. 直流电动机的制动方式中，常用的方法是通过什么来实现？（ ） A. 增加负载 B. 减小电流 C. 反向电流 D. 反向转矩 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 常见的单相异步电动机类型包括串激电动机、电容启动电动机和直流电动机。 （ ） 22. 单相异步电动机常见的应用领域包括电梯。（ ） 23. 单相异步电动机的基本结构包括定子和转子两部分。 （ ） 24. 常用单相电容起动异步电动机的转子通常采用笼型结构。（ ） 25. 直流电机的电气制动包括能耗制动、反接制动和回馈制动三种方法。（ ） 26. 直流电动机的工作过程中，通过定子和转子之间的磁场相互作用产生转矩。 （ ） 27. 直流电动机的调速可以通过改变电枢电压或磁场强度来实现。（ ） 28. 电枢铁心通常用3.5mm 厚表面涂有绝缘的硅钢片叠压而成，其表面有均匀分布的开口槽，用来嵌放电枢绕组。（ ） 29. 直流电动机的工作原理是基于电磁感应定律。（ ） 30. 直流电动机的电枢铁心是磁路的一部分，通常由相互绝缘的硅钢片叠压制成，槽内嵌有电枢绕组。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述直流电动机的缺点。 32. 简述直流电动机的特点。 33. 直流电动机的调速控制中，如何通过PWM（脉宽调制）技术实现速度调节？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 设计一个点动和连续运行控制的电路，用于控制一个直流电动机的启停。画出该电路的配电板布线图。 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 $