第9卷 微特电机（上）——概述、串励、测速与信号类 山东省（春季高考）《电机与变压器》（高教版·第5版） 单元过关卷

山东省（春季高考）考纲百套卷 第9卷 微特电机（上）——概述、串励、测速与信号类 单元过关卷《变压器与电动机》电气技术类 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. 伺服电机的维护与保养中，下列哪项是不正确的（ ） A. 应尽量将其置于相对干净的环境中 B. 定期检查伺服电机，确保外部没有致命的损伤 C. 可以浸在水里工作 D. 及时清理伺服电机上面的灰尘、油污 2. 以下哪种电机属于无接触式（ ） A. 单相串励电动机 B. 电磁调速电动机 C. 无接触自整角机 D. 印制绕组直流伺服电动机 3. 伺服电机通电后不能转动，但无异响，也无异味和冒烟，可能的原因是什么（ ） A. 电源未通 B. 熔丝熔断 C. 过流继电器调得过小 D. 控制设备接线错误 4. 控制用微特电机选型时，无需重点考虑的是（ ） A. 位置精度 B. 转速稳定性 C. 输出功率 D. 响应时间 5. 单相串励电动机工作时，电磁转矩的产生是基于（ ） A. 电磁感应原理 B. 楞次定律（感应电流阻碍磁通量变化） C. 右手定则（导体切割磁感线产生电流） D. 左手定则（通电导体在磁场中受力） 6. 串励电动机的机械特性曲线形状为（ ） A. 直线 B. 双曲线 C. 抛物线 D. 指数曲线 7. 单相串励电动机常用的调速方法是（ ） A. 变极调速 B. 调压调速 C. 变频调速 D. 串电阻调速 8. 伺服系统接地时，驱动器信号地应接至（ ） A. 控制器信号地 B. 大地 C. 电源负极 D. 屏蔽层 9. 异步测速发电机的输出电动势大小与______成正比（ ） A. 转子转速 B. 励磁电压频率 C. 转子齿数 D. 磁极对数 10. 直流永磁式测速发电机（ ） A. 不需另加励磁电源 B. 需加励磁电源 C. 需加交流励磁电压 D. 需加直流励磁电压 11. 控制式自整角变压器的转子采用______结构（ ） A. 隐极式 B. 凸极式 C. 鼠笼式 D. 绕线式 12. 自整角机的转子若采用永磁材料制成，其作用是（ ） A. 替代定子绕组 B. 产生恒定励磁磁场 C. 检测角度信号 D. 传递转速信号 13. 力矩式自整角机全隐极式结构的阻尼绕组作用是（ ） A. 增大输出力矩 B. 消除转子振荡 C. 降低励磁电流 D. 提高转速 14. 旋转变压器的封闭结构主要是为了（ ） A. 减小噪音 B. 防止接触不良 C. 提高转速 D. 降低温度 15. 下列旋转变压器中，输出与转角呈线性关系的是（ ） A. XZ系列 B. XL系列 C. XX系列 D. 特殊函数系列 16. 旋转变压器采用旋转叠片法的目的是（ ） A. 减小铁损 B. 使导磁性能均匀 C. 简化制造工艺 D. 提高机械强度 17. 小机座号旋转变压器采用“一刀通”结构的主要目的是（ ） A. 降低成本 B. 简化装配 C. 减轻重量 D. 提高同心度 18. 多极旋转变压器的精度等级为（ ） A. 角分级 B. 角秒级 C. 弧度级 D. 毫弧度级 19. 正余弦旋转变压器负载运行时，交轴磁通未补偿会导致（ ） A. 输出电压恒定 B. 输出电压畸变 C. 电机过热 D. 效率提高 20. 旋转变压器的定子绕组通常接受_____电压（ ） A. 励磁电压 B. 输出电压 C. 零位电压 D. 相位移电压 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 直流伺服电机的电枢控制方式比磁极控制方式响应速度慢。（ ） 22. 当单相串励电动机电枢铁心槽数 Z=8（双数）时，绕组节距计算公式为y=Z-1/2。（ ） 23. 串励电动机在空载时可能发生“飞车”现象。（ ） 24. 单相串励电动机维修后单独试车不会有安全隐患。（ ） 25. 单相串励电动机的转矩大小与电枢电流成正比，与励磁磁场强度无关。（ ） 26. 交流测速发电机的输出电压幅值与电机转速成反比，转速越高，输出电压越小。（ ） 27. 自整角机按功能可分为发送机和接收机，两者需成对使用才能实现角度同步。（ ） 28. 当自整角机的发送机转子固定不动时，接收机转子也会保持固定，不会转动。（ ） 29. 旋转变压器的定、转子均设有绕组，两者通过电磁耦合实现信号转换。（ ） 30. 线性旋转变压器适用于需将转角信号转化为线性电压信号的伺服控制系统。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 单相串励电动机运行时为何严禁空载或轻载？可能引发什么危险？ 32. 自整角机的电气误差对系统性能有何影响？如何检测电气误差？ 33. 旋转变压器与普通变压器的主要区别是什么？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 微特电机在家用电器中的应用有哪些？ 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 $ 山东省（春季高考）考纲百套卷 第9卷 微特电机（上）——概述、串励、测速与信号类 单元过关卷《变压器与电动机》电气技术类 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. 伺服电机的维护与保养中，下列哪项是不正确的（ ） A. 应尽量将其置于相对干净的环境中 B. 定期检查伺服电机，确保外部没有致命的损伤 C. 可以浸在水里工作 D. 及时清理伺服电机上面的灰尘、油污 【答案】C 【解析】伺服电机应在干燥、清洁且通风良好的环境中运行，并应定期检查电机外观及运行状态，及时清除表面的灰尘、油污等杂物。电机浸在水中工作会造成绝缘受潮、漏电、短路和机械部件锈蚀等故障，可能危及设备和人身安全，因此选B。 2. 以下哪种电机属于无接触式（ ） A. 单相串励电动机 B. 电磁调速电动机 C. 无接触自整角机 D. 印制绕组直流伺服电动机 【答案】C 【解析】无接触自整角机通过电磁感应传输信号，无需物理接触。 3. 伺服电机通电后不能转动，但无异响，也无异味和冒烟，可能的原因是什么（ ） A. 电源未通 B. 熔丝熔断 C. 过流继电器调得过小 D. 控制设备接线错误 【答案】D 【解析】题干已说明电机通电后不能转动，且无异响、异味和冒烟，首先应考虑控制回路或控制设备的接线错误，使电机未获得正确的运行指令或驱动电压，因此选D。A“电源未通”和B“熔丝熔断”通常会导致电机实际上未获得电源，与“通电后”的条件不符；C“过流继电器调得过小”一般会在启动或运行电流达到设定值时动作，表现为保护跳闸，题干未给出该现象。 4. 控制用微特电机选型时，无需重点考虑的是（ ） A. 位置精度 B. 转速稳定性 C. 输出功率 D. 响应时间 【答案】C 【解析】控制用电机侧重精确控制，位置精度、转速稳定性、响应时间均关键；输出功率是驱动用电机重点考虑参数，故选C。 5. 单相串励电动机工作时，电磁转矩的产生是基于（ ） A. 电磁感应原理 B. 楞次定律（感应电流阻碍磁通量变化） C. 右手定则（导体切割磁感线产生电流） D. 左手定则（通电导体在磁场中受力） 【答案】D 【解析】电枢绕组通入电流后，其导体处于励磁绕组产生的主磁场中，根据左手定则，导体会受到电磁力，多个导体的受力共同形成驱动转子转动的电磁转矩，这是转矩产生的核心原理。 6. 串励电动机的机械特性曲线形状为（ ） A. 直线 B. 双曲线 C. 抛物线 D. 指数曲线 【答案】B 【解析】磁通与电枢电流成正比，导致转速与转矩呈反比关系。 7. 单相串励电动机常用的调速方法是（ ） A. 变极调速 B. 调压调速 C. 变频调速 D. 串电阻调速 【答案】D 【解析】单相串励电动机（如手电钻电机）可通过在电枢回路串联可变电阻，增加电路总电阻，降低电枢电流和转速，实现调速；其结构特点决定不适合变极或变频调速。 8. 伺服系统接地时，驱动器信号地应接至（ ） A. 控制器信号地 B. 大地 C. 电源负极 D. 屏蔽层 【答案】A 【解析】信号地与控制器信号地单点连接，避免地回路噪声干扰参考电压。 9. 异步测速发电机的输出电动势大小与______成正比（ ） A. 转子转速 B. 励磁电压频率 C. 转子齿数 D. 磁极对数 【答案】A 【解析】大小与转子转速成正比，频率与励磁电源一致。 10. 直流永磁式测速发电机（ ） A. 不需另加励磁电源 B. 需加励磁电源 C. 需加交流励磁电压 D. 需加直流励磁电压 【答案】A 【解析】直流永磁式测速发电机采用永久磁铁建立励磁磁场，不需要外接励磁绕组和励磁电源。转子转动时，在电枢绕组中产生与转速近似成正比的直流感应电动势，用于测量或反馈转速。因此选A。 11. 控制式自整角变压器的转子采用______结构（ ） A. 隐极式 B. 凸极式 C. 鼠笼式 D. 绕线式 【答案】A 【解析】自整角变压器为提高精度，转子采用隐极式结构，并装有高精度正弦绕组。 12. 自整角机的转子若采用永磁材料制成，其作用是（ ） A. 替代定子绕组 B. 产生恒定励磁磁场 C. 检测角度信号 D. 传递转速信号 【答案】B 【解析】永磁转子可产生恒定的励磁磁场，无需在转子绕组中接入励磁电源，简化结构；定子绕组仍需存在以传递信号，转子不直接检测角度或传递转速，故A、C、D错误。 13. 力矩式自整角机全隐极式结构的阻尼绕组作用是（ ） A. 增大输出力矩 B. 消除转子振荡 C. 降低励磁电流 D. 提高转速 【答案】B 【解析】阻尼绕组可抑制转子振荡，缩短系统达到同步的时间。 14. 旋转变压器的封闭结构主要是为了（ ） A. 减小噪音 B. 防止接触不良 C. 提高转速 D. 降低温度 【答案】B 【解析】封闭结构可保护电刷和滑环，避免机械撞击和恶劣环境导致的接触不良，影响性能。 15. 下列旋转变压器中，输出与转角呈线性关系的是（ ） A. XZ系列 B. XL系列 C. XX系列 D. 特殊函数系列 【答案】C 【解析】XX系列是线性旋转变压器，XZ为正余弦型，XL为比例式，特殊函数系列输出特定函数关系。 16. 旋转变压器采用旋转叠片法的目的是（ ） A. 减小铁损 B. 使导磁性能均匀 C. 简化制造工艺 D. 提高机械强度 【答案】B 【解析】旋转叠片法让每片错过一齿槽，保证气隙圆周导磁性能均匀，提升输出精度。 17. 小机座号旋转变压器采用“一刀通”结构的主要目的是（ ） A. 降低成本 B. 简化装配 C. 减轻重量 D. 提高同心度 【答案】D 【解析】“一刀通”结构保证定子与转子同轴度，提升精度。 18. 多极旋转变压器的精度等级为（ ） A. 角分级 B. 角秒级 C. 弧度级 D. 毫弧度级 【答案】B 【解析】多极旋转变压器精度远高于普通旋转变压器，可达角秒级，适用于高精度解算装置和数模转换。 19. 正余弦旋转变压器负载运行时，交轴磁通未补偿会导致（ ） A. 输出电压恒定 B. 输出电压畸变 C. 电机过热 D. 效率提高 【答案】B 【解析】交轴磁通干扰磁场分布，使输出电压与转角关系非线性化。 20. 旋转变压器的定子绕组通常接受_____电压（ ） A. 励磁电压 B. 输出电压 C. 零位电压 D. 相位移电压 【答案】A 【解析】定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压，而转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 直流伺服电机的电枢控制方式比磁极控制方式响应速度慢。（ ） 【答案】错误 【解析】电枢控制的直流伺服电机因电枢回路电感小、电磁惯性小，响应速度比磁极控制快，工程中更常用。 22. 当单相串励电动机电枢铁心槽数 Z=8（双数）时，绕组节距计算公式为y=Z-1/2。（ ） 【答案】错误 【解析】电枢绕组节距计算分槽数奇偶，Z 为双数时，公式应为y=Z-1/2，y=Z-2/2适用于 Z 为单数的情况。 23. 串励电动机在空载时可能发生“飞车”现象。（ ） 【答案】错误 【解析】以并励为主的复励电动机可避免空载“飞车”，但纯串励电动机空载时转速会急剧升高。 24. 单相串励电动机维修后单独试车不会有安全隐患。（ ） 【答案】错误 【解析】其轻载时转速可达20000 r/min，单独试车可能因无负载限制发生“飞车”，导致转子损坏，需带减速机构。 25. 单相串励电动机的转矩大小与电枢电流成正比，与励磁磁场强度无关。（ ） 【答案】错误 【解析】转矩与电枢电流、励磁磁场强度均成正比，缺一不可；无励磁磁场时，即使电枢电流很大，也无法产生转矩，该说法忽略了磁场的作用。 26. 交流测速发电机的输出电压幅值与电机转速成反比，转速越高，输出电压越小。（ ） 【答案】错误 【解析】交流测速发电机的核心特性是“输出电压幅值与转速成正比”，转速越高，转子切割磁场产生的感应电动势越大，输出电压幅值也越大；成反比的说法不符合其工作原理，故错误。 27. 自整角机按功能可分为发送机和接收机，两者需成对使用才能实现角度同步。（ ） 【答案】正确 【解析】发送机负责传递角度信号，接收机负责跟随转动，单独使用任一设备都无法完成“信号发送-接收-同步”的闭环，必须成对配合，该说法正确。 28. 当自整角机的发送机转子固定不动时，接收机转子也会保持固定，不会转动。（ ） 【答案】正确 【解析】发送机转子固定时，传递的角度信号恒定，接收机定子绕组无感应电动势产生（或电动势恒定），无电磁转矩驱动转子转动，因此接收机转子保持固定，该说法正确。 29. 旋转变压器的定、转子均设有绕组，两者通过电磁耦合实现信号转换。（ ） 【答案】正确 【解析】旋转变压器需通过定子绕组通入励磁电流产生磁场，转子绕组感应电动势输出信号，定、转子绕组的电磁耦合是其工作的核心，故该说法正确。 30. 线性旋转变压器适用于需将转角信号转化为线性电压信号的伺服控制系统。（ ） 【答案】正确 【解析】线性旋转变压器的核心功能是在一定范围内实现“转角-线性电压”转换，可直接为伺服控制系统提供线性反馈信号，满足精准控制需求，故该说法正确。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 单相串励电动机运行时为何严禁空载或轻载？可能引发什么危险？ 【答案】单相串励电动机具有“软特性”，转速随负载减小而急剧升高。空载或轻载时，负载阻力趋近于零，电枢电流会大幅减小，导致励磁绕组产生的主磁场极弱；此时电枢绕组几乎不受磁场约束，转速会急剧升高远超额定值，即“飞车”现象。“飞车”会导致电机绕组因高速运转产生的离心力和铁损耗过热烧毁，还可能因机械强度不足引发转子断裂、外壳损坏等安全事故，危及人身和设备安全。 【解析】单相串励电动机的励磁绕组与电枢绕组串联，负载减小时电枢电流减小，励磁磁通也随之减弱。在一定范围内，电动机转速会随负载减小而显著升高；空载或轻载时，反电动势和电磁转矩的平衡可能使转速远超额定值，形成“飞车”。过高转速会增大转子、换向器等部件所承受的离心力，可能引起转子变形、断裂或机械部件损坏；同时铁耗、风摩损耗和机械摩擦损耗增加，导致电机过热，严重时会造成绕组、换向器或绝缘损坏，并危及人身和设备安全。因此单相串励电动机严禁空载或轻载运行。 32. 自整角机的电气误差对系统性能有何影响？如何检测电气误差？ 【答案】影响：电气误差导致实际零位与理论零位偏移，降低角度传递精度。在随动系统中引发稳态误差，使接收机无法精确跟踪发送机角度。检测方法：将发送机和接收机转子对齐（失调角为零），测量接收机定子绕组输出电压（即零位电压）。旋转发送机转子至不同角度，记录输出电压与理论值的偏差。使用高精度角度仪和电压表，绘制误差曲线，分析不对称性来源。 【解析】自整角机的电气误差是实际电气零位与理论对应零位之间的偏差，通常由绕组分布不对称、磁路不对称、制造误差及装配误差等引起。电气误差会使传输角与实际机械角不完全一致，造成零位偏移和角度传递误差；在随动系统中还会形成稳态跟踪误差，降低系统的定位精度和控制性能。检测时，应给发送机和接收机施加规定的励磁电源，使两者处于规定的工作状态，并利用精密角度基准将转子置于理论对应位置，测量接收机各定子绕组的零位输出电压或相位。再按规定角度逐点旋转发送机转子，记录接收机输出与理论值的差异，依据输出电压、相位或对应角度计算电气误差，并绘制误差曲线，从而判断误差大小及其不对称性。 33. 旋转变压器与普通变压器的主要区别是什么？ 【答案】两者的主要区别有两点：①结构与运动关系不同：普通变压器的定、转子（铁芯）相对固定，无相对转动；旋转变压器的定、转子可通过转轴相对转动，以改变绕组间的磁耦合程度。②功能用途不同：普通变压器的核心功能是实现交流电压的升降（如电力传输中的降压、升压）；旋转变压器的核心功能是将转子转角信号转换为对应的电信号（正余弦或线性电压），用于角度检测、伺服控制等场景。 【解析】普通变压器的原、副边绕组和铁芯相对固定，依靠交变磁场实现电能传递以及电压变换，主要用于升压、降压和电气隔离。旋转变压器的定子和转子绕组之间可以发生相对转动，转子转角会改变绕组之间的磁耦合关系，使输出电压的幅值、相位或正余弦关系随转角变化。因此，旋转变压器主要用于角度检测、角度传输和伺服控制等信号变换场合，而不是以电压升降为主要目的。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 微特电机在家用电器中的应用有哪些？ 【答案】在家用电器中，微特电机用于空调、洗衣机、电冰箱、微波炉、电风扇、吸尘器等设备，用于实现设备的自动化控制和提高能效。 【解析】微特电机体积小、控制方便，广泛用于家用电器的驱动、调速、定时、换向、风量控制和位置控制。例如，空调中可用于风扇驱动、导风板摆动和压缩机驱动；洗衣机中可用于滚筒或波轮驱动、排水泵和进水机构驱动；电冰箱中可用于压缩机、风扇和送风机构；微波炉中可用于转盘、风扇和定时机构；电风扇中可用于叶轮驱动、摇头和调速；吸尘器中可用于高速风机驱动。通过这些电机可实现家用电器的自动化运行、功能控制和能效提升。 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 $