第11卷 单相异步电动机与直流电动机 内蒙古自治区（对口招生）《电工技术基础与技能》（高教版·第六版） 单元过关卷

内蒙古自治区（对口招生）机电类 《电工技术基础与技能》 单相异步电动机与直流电动机 单元过关卷 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10小题，每题2分，共20分） 1. 单相电容起动式异步电动机中的电容应（ ） A. 并联在起动绕组两端 B. 串联在起动绕组两端 C. 并联在运行绕组两端 D. 串联在运行绕组两端 2. 家用洗衣机中使用的电动机是（ ） A. 三相异步电动机 B. 单相异步电动机 C. 直流电动机 D. 同步电动机 3. 目前国产的电风扇、电冰箱、洗衣机中的单相异步电动机属于（ ） A. 单相电容起动运行异步电动机 B. 单相电阻起动异步电动机 C. 单相电容起动异步电动机 D. 单相电容运行异步电动机 4. 单相异步电动机常用于（ ） A. 大型工业设备 B. 三相电力系统的发电 C. 高压输电线路 D. 家庭小型电器如风扇、洗衣机等 5. 如图所示,该电动机属于（ ） A. 三相异步电动机 B. 直流电动机 C. 单相电容式异步电动机 D. 带有制动电磁铁异步电动机 6. 单相异步电动机为了能够自行启动，通常采用（ ） A. 裂相或罩极的方法 B. 增加定子绕组匝数 C. 增大转子电阻 D. 提高电源频率 7. 单相异步电容起动电动机通电后不动，而用手轻轻拨动后便运转起来，下列说法正确的是（ ） A. 电压太低，不能自行起动 B. 工作绕组断路 C. 转子绕组短路或断路 D. 电容所在支路断路 8. 电容式单相异步电动机定子上有（ ） A. 一个绕组 B. 两个绕组 C. 三个绕组 D. 两个串联绕组 9. 单相异步电动机工作绕组加上单相电源后，在电动机内产生______磁场。（ ） A. 脉动 B. 旋转 C. 静止 D. 无 10. 单相异步电动机在起动绕组电路中串联电容的目的是（ ） A. 提高功率因数 B. 提高电机过载能力 C. 使起动绕组获得与励磁绕组相位差接近的电流 D. 提高起动绕组的电压 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 11. 异步电动机的转差率不可能等于1。（ ） 12. 改变单相异步电动机转向的方法是将任意一个绕组的两个接线端互换。（ ） 13. 单相异步电动机是只有一相绕组由单相电源供电的异步电动机。（ ） 14. 单相异步电动机通电后内部产生旋转磁场，而三相异步电动机通电后内部产生脉动磁场。（ ） 15. 单相异步电动机的单相绕组两端加上单相交流电源时会在定子绕组内产生旋转磁场。（ ） 16. 电动机的额定功率是指电动机轴上输出的机械功率。（ ） 17. 单相异步电动机接入单相交流电源后，定子绕组产生的是脉动磁场。（ ） 18. 单相异步电动机只靠主绕组通常能够产生足够的起动转矩。（ ） 19. 电容运行式单相异步电动机的电容器在电动机正常运行时仍接在辅助绕组回路中。（ ） 20. 直流电动机的换向器主要用于把外部交流电引入电枢绕组。（ ） 三、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 电风扇中有一个启动电容器，它的作用是使通过原、副绕组的电流存在一定的______，电动机中才会产生______。 22. 单相异步电动机主要由______、______、端盖、轴承、外罩等组成。单相交流异步电动机的类型有______、______、______、______。 23. 单相异步电动机主要由______、______和附件组成。 24. 一单相电动机的铭牌标明：电压，电流，功率因数0．8，这台电动机的有功功率为______，视在功率为______。 25. 单相异步电动机仅在工作绕组中通入单相交流电时，气隙中产生的是______磁场，因此起动时不能形成______；直流电动机中，换向器与电刷配合，使电枢绕组中的电流方向适时______，从而保持电磁转矩方向______。 26. 单相异步电动机若无起动绕组，通电起动时，起动转矩______，并______启动。 27. 电动机是由______和______两个基本部分组成。前者由______、______和______组成，后者由______、______和______组成。 28. 有一台32型他励直流电动机，其额定数据如下：2.2kW，110V，1500 r/min，0.8，，则额定电枢电流为______，额定转矩为______，额定电流下的反电动势为______。 29. 单相异步电动机常见类型主要有电容分相式、电阻分相式和______式。 30. 直流电动机中，电枢绕组切割磁通时产生的感应电动势称为______。 四、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 31. 某直流电动机额定电压为 220 V，电枢电流为 12 A，忽略励磁支路功率损耗，求电动机输入功率。 32. 某直流电动机输入功率为 3.0 kW，输出功率为 2.4 kW，求该电动机效率。 33. 某直流电动机电枢电压为 110 V，电枢电流为 20 A，电枢电阻为 0.5 Ω，求电枢反电动势。 34. 某直流电动机电枢电压为 220 V，电枢电阻为 0.8 Ω，电枢电流为 25 A，且 ，求电动机转速。 35. 某直流电动机输出功率为 5.5 kW，转速为 1500 r/min。若忽略机械传动损失，求电动机输出转矩，结果保留一位小数。 五、简答题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 36. 用万用表和直流电源判别电动机的首尾端，合上开关瞬间，若指针右偏，则接电池正极的线头与万用表黑表笔所接的线头是什么关系？ 37. 单相电机为什么不能自行起动？如何使它反转？ 38. 直流电动机启动时电流大、正常工作时电流不大的原因是什么？ 39. 简述单相异步电动机设置辅助绕组的目的。 40. 简述直流电动机的基本组成及其能量转换过程。 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 $ 内蒙古自治区（对口招生）机电类 《电工技术基础与技能》 单相异步电动机与直流电动机 单元过关卷 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10小题，每题2分，共20分） 1. 单相电容起动式异步电动机中的电容应（ ） A. 并联在起动绕组两端 B. 串联在起动绕组两端 C. 并联在运行绕组两端 D. 串联在运行绕组两端 【答案】B 【解析】单相电容起动式异步电动机中，电容器应与起动绕组串联接入起动支路，使起动绕组电流相位超前运行绕组电流，从而形成近似旋转磁场并产生较大的起动转矩。 2. 家用洗衣机中使用的电动机是（ ） A. 三相异步电动机 B. 单相异步电动机 C. 直流电动机 D. 同步电动机 【答案】B 【解析】家用洗衣机一般是单相电源供电，所以使用单相异步电动机。三相异步电动机需要三相电源，直流电动机和同步电动机在洗衣机这种普通家用设备中较少使用，因为它们的结构相对复杂，成本较高，并且对于洗衣机的功能实现来说，单相异步电动机已经能够满足需求。 3. 目前国产的电风扇、电冰箱、洗衣机中的单相异步电动机属于（ ） A. 单相电容起动运行异步电动机 B. 单相电阻起动异步电动机 C. 单相电容起动异步电动机 D. 单相电容运行异步电动机 【答案】D 【解析】电容运行式单相异步电动机在正常运行时电容器仍接在辅助绕组回路中，运行性能较好，常用于电风扇、电冰箱、洗衣机等家用电器中的单相异步电动机。 4. 单相异步电动机常用于（ ） A. 大型工业设备 B. 三相电力系统的发电 C. 高压输电线路 D. 家庭小型电器如风扇、洗衣机等 【答案】D 【解析】大型工业设备和三相电力系统发电多使用三相异步电动机；高压输电线路主要传输电能，不涉及单相异步电动机。家庭小型电器功率较小，多采用单相交流电源，单相异步电动机适用于这些设备，如风扇、洗衣机等。故选C 5. 如图所示,该电动机属于（ ） A. 三相异步电动机 B. 直流电动机 C. 单相电容式异步电动机 D. 带有制动电磁铁异步电动机 【答案】C 6. 单相异步电动机为了能够自行启动，通常采用（ ） A. 裂相或罩极的方法 B. 增加定子绕组匝数 C. 增大转子电阻 D. 提高电源频率 【答案】A 【解析】单相异步电动机自身产生的磁场是脉动磁场，不能自行启动。通常采用裂相（如电容分相）或罩极的方法来产生近似旋转磁场从而实现自行启动。增大转子电阻、增加定子绕组匝数、提高电源频率都不是单相异步电动机常用的启动方法。故选C 7. 单相异步电容起动电动机通电后不动，而用手轻轻拨动后便运转起来，下列说法正确的是（ ） A. 电压太低，不能自行起动 B. 工作绕组断路 C. 转子绕组短路或断路 D. 电容所在支路断路 【答案】D 【解析】通电后电动机不能自行起动，但用手拨动后能继续运转，说明运行绕组和转子基本能工作，故障主要在起动支路。电容所在支路断路会使起动绕组不起作用，不能产生足够起动转矩。 8. 电容式单相异步电动机定子上有（ ） A. 一个绕组 B. 两个绕组 C. 三个绕组 D. 两个串联绕组 【答案】B 【解析】电容式单相异步电动机定子上通常有两个绕组，即运行绕组和起动绕组或辅助绕组。电容接在辅助绕组回路中，用来使两绕组电流产生相位差。 9. 单相异步电动机工作绕组加上单相电源后，在电动机内产生______磁场。（ ） A. 脉动 B. 旋转 C. 静止 D. 无 【答案】A 【解析】单相异步电动机工作绕组加上单相电源后，在电动机内产生脉动磁场。 单相异步电动机的定子绕组通入的是单相沟通电。电动机内产生一个大小及方向随时间沿定子绕组轴线方向变化的磁场，称为脉动磁场。 磁场大小、方向不断变化，但其轴线地点不变。不是旋转磁场。所以单相异步电动机不能够自行起动。 单相绕组通入单相交流电时，会产生一个沿定子绕组轴线方向周期性变化的磁场。 该磁场的大小和方向随时间按正弦规律变化，但其空间轴线位置固定不变。 10. 单相异步电动机在起动绕组电路中串联电容的目的是（ ） A. 提高功率因数 B. 提高电机过载能力 C. 使起动绕组获得与励磁绕组相位差接近的电流 D. 提高起动绕组的电压 【答案】C 【解析】在起动绕组电路中串联电容，可使起动绕组电流相对于运行绕组电流产生较大的相位差，理想情况下接近，从而形成近似旋转磁场并提高起动转矩。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 11. 异步电动机的转差率不可能等于1。（ ） 【答案】错误 【解析】异步电动机转差率S=(同步转速-转子转速)/同步转速。电动机刚起动时转子转速为0，此时转差率S=1，所以说转差率不可能等于1是错误的。 12. 改变单相异步电动机转向的方法是将任意一个绕组的两个接线端互换。（ ） 【答案】正确 【解析】单相异步电动机的转向取决于运行绕组和起动绕组磁场的相对相位关系。只要将其中任意一个绕组的两个接线端互换，就能改变两绕组的相对极性，从而改变旋转磁场方向；若两个绕组同时互换则转向不变。 13. 单相异步电动机是只有一相绕组由单相电源供电的异步电动机。（ ） 【答案】错误 【解析】单相异步电动机是由单相交流电源供电的异步电动机，实际常见结构通常有运行绕组和起动绕组或辅助绕组，并不等同于只有一相绕组工作。因此题干表述不准确。 14. 单相异步电动机通电后内部产生旋转磁场，而三相异步电动机通电后内部产生脉动磁场。（ ） 【答案】错误 【解析】单相异步电动机单相绕组通电后主要产生脉动磁场，不能自行形成稳定旋转磁场；三相异步电动机接入对称三相交流电后才会产生旋转磁场。题干将两者说反了。 15. 单相异步电动机的单相绕组两端加上单相交流电源时会在定子绕组内产生旋转磁场。（ ） 【答案】错误 【解析】单相绕组两端加上单相交流电源时，磁场大小随时间变化，但空间方向固定，因此产生的是脉动磁场，不是旋转磁场。单相异步电动机需要辅助绕组等措施才能形成起动所需的近似旋转磁场。 16. 电动机的额定功率是指电动机轴上输出的机械功率。（ ） 【答案】正确 【解析】电动机铭牌上的额定功率通常指在额定运行条件下，电动机轴端能够输出的机械功率。由于存在铜损、铁损和机械损耗，电动机输入电功率一般大于额定输出功率。 17. 单相异步电动机接入单相交流电源后，定子绕组产生的是脉动磁场。（ ） 【答案】正确 【解析】单相绕组通入交流电后，磁场大小随时间变化，但空间方向固定，因此属于脉动磁场。 18. 单相异步电动机只靠主绕组通常能够产生足够的起动转矩。（ ） 【答案】错误 【解析】单相脉动磁场可分解为两个反向旋转磁场，静止时合成起动转矩为零，通常需辅助起动装置。 19. 电容运行式单相异步电动机的电容器在电动机正常运行时仍接在辅助绕组回路中。（ ） 【答案】正确 【解析】电容运行式电动机利用运行电容改善运行性能，正常运行时辅助绕组和电容器仍参与工作。 20. 直流电动机的换向器主要用于把外部交流电引入电枢绕组。（ ） 【答案】错误 【解析】直流电动机换向器与电刷配合，使电枢导体中的电流方向适时改变，以保持电磁转矩方向不变。 三、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 电风扇中有一个启动电容器，它的作用是使通过原、副绕组的电流存在一定的______，电动机中才会产生______。 【答案】① 相位差 ② 旋转磁场 【解析】电风扇的扇叶是由单相电容运转电动机的。电动机定子有两个绕组：一个是工作绕组，它直接接在交流电源两端；另一个是启动绕组，启动绕组串联启动电容器后接在交流电源两端。当电动机接通电源后，由于串联电容的存在，使通过工作绕组、启动绕组的电流存在一定的相位差，从而在定子和转子的气隙中产生旋转磁场，旋转磁场与转子导体相互作用，产生电磁转矩，驱动转子转动，从而使扇翼旋转。如果电动机中没有电容器，电动机中就不会产生旋转磁场，也就没有启动转矩，电动机将不能自启动，电风扇就不能正常运转。 22. 单相异步电动机主要由______、______、端盖、轴承、外罩等组成。单相交流异步电动机的类型有______、______、______、______。 【答案】① 定子 ② 转子 ③ 电阻分相起动式电动机 ④ 电容分相起动式电动机 ⑤ 电容运转式电动机 ⑥ 电容起动和运转式电动机 【解析】单相异步电动机的基本机械结构主要包括定子、转子、端盖、轴承、外罩等。按起动和运行方式，常见类型包括电阻分相起动式、电容分相起动式、电容运转式以及电容起动和运转式电动机。 23. 单相异步电动机主要由______、______和附件组成。 【答案】① 定子 ② 转子 【解析】单相异步电动机主要由定子、转子和附件组成。 定子：由绕组和铁心组成，铁心一般由0.5mm的硅钢片叠压而成，绕组分为主绕组（又称工作绕组）和副绕组（又称起动绕组或辅助绕组） 转子：由铁心和绕组组成，铁心也由0.5mm的硅钢片叠压而成，绕组常为铸铝笼型。它是将铁心叠压后用铝铸入铁心的槽中，并一起铸出端环，使转子导条短路成鼠笼型。 附件：包括轴承、机壳、端盖等。机壳起到保护内部零件的作用；轴承支撑转子，减少摩擦；端盖主要起固定转子，支撑和防护作用。 24. 一单相电动机的铭牌标明：电压，电流，功率因数0．8，这台电动机的有功功率为______，视在功率为______。 【答案】① 528W ② 660VA 【解析】单相交流电路中视在功率S=UI=220×3=660VA；有功功率P=UIcosφ=220×3×0.8=528W。因此有功功率为528W，视在功率为660VA。 25. 单相异步电动机仅在工作绕组中通入单相交流电时，气隙中产生的是______磁场，因此起动时不能形成______；直流电动机中，换向器与电刷配合，使电枢绕组中的电流方向适时______，从而保持电磁转矩方向______。 【答案】① 脉动 ② 起动转矩 ③ 改变 ④ 不变 【解析】单相交流电在单相绕组中只能产生脉动磁场，不能自行产生起动转矩，所以单相异步电动机通常需要起动装置。直流电动机依靠换向器和电刷改变电枢绕组中的电流方向，使转子受到的电磁转矩始终保持同一转动方向。 26. 单相异步电动机若无起动绕组，通电起动时，起动转矩______，并______启动。 【答案】① 为零 ② 不能自行 【解析】单相异步电动机若只有主绕组，通电后产生脉动磁场。该磁场可分解为两个大小相等、方向相反的旋转磁场，静止时合成起动转矩为零，因此不能自行起动。 27. 电动机是由______和______两个基本部分组成。前者由______、______和______组成，后者由______、______和______组成。 【答案】① 定子 ② 转子 ③ 定子铁心 ④ 定子绕组 ⑤ 机座 ⑥ 转子铁心 ⑦ 转子绕组 ⑧ 转轴 【解析】电动机通常由定子和转子两大基本部分组成。定子一般包括定子铁心、定子绕组和机座；转子一般包括转子铁心、转子绕组和转轴，转轴用于输出机械转矩。 28. 有一台32型他励直流电动机，其额定数据如下：2.2kW，110V，1500 r/min，0.8，，则额定电枢电流为______，额定转矩为______，额定电流下的反电动势为______。 【答案】① 25A ② 14N•m ③ 100V 【解析】额定输入功率P1=PN/ηN=2.2/0.8=2.75kW，额定电枢电流Ia=P1/UN=2750/110=25A。额定转矩T=9550PN/nN=9550×2.2/1500≈14N·m。反电动势E=UN-IaRa=110-25×0.4=100V。 29. 单相异步电动机常见类型主要有电容分相式、电阻分相式和______式。 【答案】罩极 【解析】罩极式电动机结构简单，常用于小功率风扇、仪表等设备，是单相异步电动机的常见类型。 30. 直流电动机中，电枢绕组切割磁通时产生的感应电动势称为______。 【答案】反电动势 【解析】电枢旋转时产生的感应电动势方向与外加电压相反，能限制电枢电流，称为反电动势。 四、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 31. 某直流电动机额定电压为 220 V，电枢电流为 12 A，忽略励磁支路功率损耗，求电动机输入功率。 【答案】输入功率为 2640 W。 【解析】按公式 计算，代入 220 V 和 12 A，得 。 32. 某直流电动机输入功率为 3.0 kW，输出功率为 2.4 kW，求该电动机效率。 【答案】电动机效率为 80%。 【解析】效率按 计算，代入 2.4 kW 和 3.0 kW，得 。 33. 某直流电动机电枢电压为 110 V，电枢电流为 20 A，电枢电阻为 0.5 Ω，求电枢反电动势。 【答案】电枢反电动势为 100 V。 【解析】按公式 计算，电枢压降为 10 V，因此反电动势为 100 V。 34. 某直流电动机电枢电压为 220 V，电枢电阻为 0.8 Ω，电枢电流为 25 A，且 ，求电动机转速。 【答案】电动机转速为 2000 r/min。 【解析】先求反电动势为 200 V，再按 计算，得转速为 2000 r/min。 35. 某直流电动机输出功率为 5.5 kW，转速为 1500 r/min。若忽略机械传动损失，求电动机输出转矩，结果保留一位小数。 【答案】输出转矩约为 35.0 N·m。 【解析】按公式 计算，代入 5.5 kW 和 1500 r/min，得 。 五、简答题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 36. 用万用表和直流电源判别电动机的首尾端，合上开关瞬间，若指针右偏，则接电池正极的线头与万用表黑表笔所接的线头是什么关系？ 【答案】接电池正极的线头，与万用表黑表笔所接的线头，是同名端（同极性端、首尾同端）。 【解析】用直流电源和万用表判别绕组首尾端时，合上开关瞬间，一绕组电流突变会在另一绕组中产生感应电动势。若指针右偏，按该测试接线约定，可判断接电池正极的线头与万用表黑表笔所接线头极性相同，即为同名端。 37. 单相电机为什么不能自行起动？如何使它反转？ 【答案】单相异步电动机输入单相交流电后，产生的磁场为脉动磁场，该磁场可以看作正反两个方向旋转磁场的合成，因而在正反两个方向的转矩大小相等，方向相反，合成转矩为零，因而不能自行起动。将工作绕组或起动绕组的首端和末端与电源的接线对调，可以使单相异步电动机反转。 【解析】单相异步电动机主绕组接入单相交流电后产生脉动磁场，静止时可等效为两个大小相等、方向相反的旋转磁场，所以合成起动转矩为零，不能自行起动。反转时只需互换运行绕组或起动绕组中任一绕组的首尾端，改变两绕组磁场的相对方向即可。 38. 直流电动机启动时电流大、正常工作时电流不大的原因是什么？ 【答案】直流电动机启动时感应电动势为0，正常工作时感应电动势方向和外加电源方向相反。 【解析】直流电动机电枢电流Ia=(U-Ea)/Ra。起动瞬间转速为0，反电动势Ea=0，而电枢电阻Ra很小，所以起动电流很大；正常运行后转速升高，产生与外加电压方向相反的反电动势，实际加在电枢电阻上的电压减小，因此电流不大。 39. 简述单相异步电动机设置辅助绕组的目的。 【答案】（1）使主绕组和辅助绕组中的电流产生相位差。 （2）在定子中形成近似旋转磁场。 （3）产生起动转矩，使转子能自行起动。 【解析】单相主绕组只能产生脉动磁场，静止时不能形成有效起动转矩。辅助绕组通过相位差改善起动条件，是单相异步电动机实现自起动的重要措施。 40. 简述直流电动机的基本组成及其能量转换过程。 【答案】（1）直流电动机主要由定子、转子、电刷和换向器等部分组成。 （2）定子建立主磁场，转子电枢绕组通电后受到电磁力作用。 （3）电动机把输入的直流电能转换为轴上输出的机械能。 【解析】直流电动机依靠通电导体在磁场中受力的原理工作。电刷和换向器保证电枢电流方向适时改变，使电磁转矩方向保持一致。 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 $