第4卷 单相罩极异步电动机与直流电动机 重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（机工版·第二版） 单元过关卷

重庆市（高职分类考试）电气技术类 《电机与电气控制技术》（机工版·第二版） 单相罩极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20小题，每题3分，共60分） 1. 直流电动机的额定功率指（ ） A. 转轴上吸收的机械功率 B. 转轴上输出的机械功率 C. 电枢端口吸收的电功率 D. 电枢端口输出的电功率 【答案】B 【解析】直流电动机的额定功率指 【点睛】 转轴上输出的机械功率 2. 电动势的平衡方程式描述了直流电动机中什么之间的关系（ ） A. 定子电压和磁场磁通量之间的关系 B. 电枢电动势和总电动势之间的关系 C. 电枢电动势和电磁转矩之间的关系 D. 转矩配合方程式中的各个变量之间的关系 【答案】B 【解析】电动势的平衡方程式描述了直流电动机中什么之间的关系 【点睛】 电枢电动势和总电动势之间的关系 3. 直流电机的 “补偿绕组” 若发生短路，会导致（ ） A. 电枢反应增强，主磁场畸变加剧 B. 换向火花减小 C. 励磁电流增大 D. 电枢电流减小 【答案】A 【解析】补偿绕组短路无法抵消电枢磁场，电枢反应增强，主磁场畸变严重，电刷火花增大；B 与实际相反，C、D 与补偿绕组短路无直接关联，错误。 4. 直流电机反接制动时，需在电枢回路串入制动电阻，目的是（ ） A. 增大制动转矩 B. 加快制动速度 C. 限制制动电流过大 D. 防止励磁电流减小 【答案】C 【解析】反接制动时，电枢电压极性反转，电枢电流 Ia=（U+Ea）/Ra（Ea 为反电动势），数值很大，串入制动电阻可增大回路总电阻，限制 Ia 在安全范围；A、C 非主要目的，D 与制动电阻无关，错误。 5. 变电压调速是通过改变直流电动机的供电______来实现调速（ ） A. 电流 B. 功率因数 C. 功率 D. 电压 【答案】D 【解析】变电压调速是通过改变直流电动机的供电电压来实现调速，故选项D正确。 6. 直流电动机的额定电流是指在以下哪个工作条件下连续运行的电流？（ ） A. 额定转速和功率下 B. 额定负载下 C. 额定电压和频率下 D. 额定电压和额定功率下 【答案】C 【解析】直流电动机的额定电流是指在额定电压和频率下，电机可以连续运行的电流。 7. 如图所示的电路中，要使21Ω电阻中的电流增大到3I，则21Ω电阻应换为（ ） A. 6Ω B. 4Ω C. 5Ω D. 9Ω 【答案】C 8. 直流电动机的额定功率是指在以下哪个工作条件下连续运行的功率？（ ） A. 额定转速和电流下 B. 额定电压和频率下 C. 额定负载下 D. 额定电压和额定电流下 【答案】C 【解析】直流电动机的额定功率是指在额定工作条件下，电机可以连续运行的功率。 9. 直流电动机的额定电压是指（ ） A. 电动机正常工作时的电压 B. 电动机的最大工作电压 C. 电动机的最小工作电压 D. 电动机的启动电压 【答案】A 【解析】直流电动机的额定电压是指电动机在正常工作状态下所需的电压。 10. 直流电机的换向火花等级分为 1~5 级，正常运行时允许的火花等级是（ ） A. 1 级及以下 B. 2 级及以下 C. 3 级及以下 D. 4 级及以下 【答案】B 【解析】直流电机正常运行时允许 2 级火花（电刷边缘有轻微火花，不影响运行）；1 级无火花，3 级及以上火花会烧蚀电刷和换向器，错误。 11. 直流电动机的工作原理是什么？（ ） A. 电磁感应 B. 电流的热效应 C. 磁场对电流的作用 D. 电容的充电放电 【答案】C 【解析】直流电动机的工作原理是磁场对电流的作用，即通电导体在磁场中受力而运动。 12. 直流电动机可改变______来调速。（ ） A. 电枢电压或改变励磁电流 B. 电枢电压 C. 改变励磁电流 D. 电枢电压或改变励磁电压 【答案】A 【解析】直流电动机可改变电枢电压或改变励磁电流来调速。 13. 在选择直流电动机的结构类型时，以下哪个是常见的类型？（ ） A. 滤波电机 B. 开放式电机 C. 水冷电机 D. 散热电机 【答案】B 【解析】开放式电机是直流电动机中常见的结构类型，具有较好的散热性能。 14. 串励直流电动机不能空载运行的原因是（ ） A. 空载时电枢电流过大，烧毁绕组 B. 空载时励磁电流过小，转速过高 C. 空载时转矩过大，机械冲击大 D. 空载时功率因数过低，浪费电能 【答案】B 【解析】串励电机 Φ∝Ia，空载时 Ia≈0→Φ≈0，由 n=（U-IaR_a）/（CeΦ） 可知，n 急剧升高（飞车），损坏电机；A 空载电流小，C 空载转矩小，D 与空载无关，错误。 15. 直流电机弱磁保护的核心作用是防止（ ） A. 励磁电流过大导致磁路饱和 B. 励磁电流过小导致转速过高（飞车） C. 电枢电流过大烧毁绕组 D. 电枢电压过高击穿绝缘 【答案】B 【解析】弱磁保护针对励磁电流减小（Φ 减小）的情况，由 n=（U-IaR_a）/（CeΦ） 可知，Φ 过小会导致 n 急剧升高（飞车），保护装置通过检测励磁电流，低于阈值时切断电枢电源；A 是过磁保护，C 是过流保护，D 是过压保护，错误。 16. 直流电动机的制动控制中，能耗制动的原理是利用（ ） A. 电阻消耗电能将转动能量转化为热能 B. 变频器控制制动电流实现制动 C. 励磁回路的变换实现制动 D. 反馈电路的调节实现制动 【答案】A 【解析】能耗制动是利用电阻消耗电能将转动能量转化为热能的原理，故选项A正确。 17. 直流电机换向极的绕组匝数应根据______确定。（ ） A. 励磁电流大小 B. 转子转速大小 C. 定子电压大小 D. 电枢电流大小 【答案】D 【解析】换向极磁场需与电枢磁场抵消，绕组匝数与电枢电流成正比（Ia 越大，匝数越多）；A 是励磁绕组参数，C、D 与换向极无关，错误。 18. 直流电动机的机械特性主要涉及以下几个指标（ ） A. 输入功率和输出功率 B. 输入功率和输出转矩 C. 输入转矩和输出功率 D. 输出功率和输出转矩 【答案】D 【解析】直流电动机的机械特性主要体现在输出功率和输出转矩两个指标上，它们决定了电动机的适用范围、效能和工作状态。 19. 直流电动机的铭牌数据中，额定电流是指电动机在什么条件下的电流（ ） A. 额定电压下 B. 额定功率下 C. 额定转速下 D. 额定负载下 【答案】D 【解析】直流电动机铭牌上的额定电流，是指电动机在额定运行状态下，即带额定负载运行时所允许长期通过的电流。额定电压、额定转速、额定功率都是额定运行状态的重要参数，但本题问电流对应的运行条件，通常强调为额定负载下的电流，因此选B。 20. 单相罩极异步电动机中，罩极绕组的主要作用是（ ） A. 产生滞后磁通形成起动转矩 B. 改变电源频率调节运行转速 C. 提高绕组电压增大绝缘强度 D. 切断主磁通实现快速制动 【答案】A 【解析】罩极绕组使被罩部分磁通相位滞后于未罩部分磁通，从而在气隙中形成移动磁场并产生起动转矩。其他选项分别涉及调速、绝缘和制动，不是罩极绕组的主要作用。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 直流电动机采用能耗制动时的制动电阻越大，制动效果越强烈。（ ） 【答案】错误 【解析】直流电动机采用能耗制动时，电枢通常与电源断开并接入制动电阻，电动机在惯性作用下转动并作为发电机运行，产生制动电流和制动转矩。制动电流近似与总电阻成反比，制动电阻越大，制动电流越小，制动转矩越小，制动效果越弱。因此“制动电阻越大，制动效果越强烈”的说法是错误的。 22. 并励直流电动机电枢电压降低时，若负载转矩不变，电枢电流会减小。（ ） 【答案】错误 【解析】T=CTΦI_a，T 不变且 Φ 不变，Ia 不变；电枢电压降低仅导致转速降低，Ia 不受影响，错误。 23. 直流电动机的铭牌数据中的额定电流是指电动机在正常运行时的电源电流。（ ） 【答案】错误 【解析】额定电流是指电动机在额定负载下的电流大小。 24. 单相罩极异步电动机通常不能通过对调电源两根引线来改变转向。（ ） 【答案】正确 【解析】单相罩极异步电动机的转向主要由罩极位置决定，磁场移动方向一般由未罩部分指向罩极部分。对调交流电源两根引线不会改变罩极造成的相位关系，因此通常不能实现反转。 25. 直流电机弱磁保护阈值通常设置为额定励磁电流的 50%~70%，确保在转速过高前触发保护。（ ） 【答案】正确 【解析】弱磁保护阈值需兼顾保护灵敏度和运行稳定性，设置为额定励磁电流的 50%~70%，既避免误触发，又能在转速接近危险值前切断电源，正确。 26. 改变电源电压时的人为机械特性，理想空载转速与磁通成反比，Φ减弱磁通，升高。（ ） 【答案】错误 【解析】改变磁通时的人为机械特性，理想空载转速与磁通成反比，Φ减弱磁通，升高。 27. 直流电动机的结构组成中，定子和转子之间的作用是通过磁场的相互作用来实现电动机的转动。（ ） 【答案】正确 【解析】直流电动机的结构组成中，定子和转子之间的作用是通过磁场的相互作用来实现电动机的转动 【点睛】 正确 28. 直流电机能耗制动的制动转矩随转速降低而增大。（ ） 【答案】错误 【解析】能耗制动时，电枢感应电动势 Ea= CeΦn，转速 n 降低则 Ea 减小，电枢电流 Ia=Ea/（Ra+Rb） 减小，制动转矩 T=CTΦI_a 同步减小，错误。 29. 直流电动机的磁场由永久磁铁提供。（ ） 【答案】错误 【解析】虽然有些直流电动机使用永久磁铁作为磁场源，但现代直流电动机通常使用电磁铁来产生磁场，这样可以更方便地控制磁场强度和方向。 30. 直流电动机减压启动过程中应随着转速的上升相应地降低电源电压。（ ） 【答案】错误 【解析】直流电动机减压启动的目的是在启动初期由于反电动势很小、启动电流很大时，用较低电源电压限制电枢电流。随着转速升高，反电动势增大，电枢电流会下降，为了保证继续加速并逐步达到额定运行状态，应相应提高电源电压，而不是降低电源电压。因此题干说法错误。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 什么叫电枢反应？电枢反应对电机工作有什么影响？ 【答案】直流电机带负载时，电枢磁动势对主磁场的影响称为电枢反应。电枢反应对电机工作的影响有两个方面：一是使气隙磁场发生畸变，二是磁路饱和时对主磁场有附加的去磁作用。 【解析】直流电机空载时，气隙磁场主要由主磁极励磁磁动势建立；带负载后，电枢绕组中有电流流过，电枢电流产生的电枢磁动势会对主磁场产生影响，这种影响称为电枢反应。电枢反应会使气隙磁场分布发生畸变，引起几何中性线与物理中性线偏移，影响换向；在磁路饱和时，还会对主磁场产生附加去磁作用，使每极磁通减小，从而影响电机的电动势、转矩和运行性能。 32. 请回答下图是哪种起动控制电路。 【答案】直流电动机电枢串电阻单向旋转起动电路。 33. 简述改变电源电压时的人为机械特性 【答案】（1）理想空载转速。正比于电压U，U下降时，成正比例减小。 （2） 特性曲线斜率β不变，为调节电压的一组人为机械特性曲线，它是一组平行直线。因此，降低电源电压也可用于调速，U越低，转速越低。 【解析】对他励或并励直流电动机，在励磁磁通Φ和电枢回路电阻不变时，机械特性可表示为。其中理想空载转速，与电源电压U成正比；当降低电源电压时，按比例降低。由于电枢回路电阻和磁通不变，机械特性斜率不变，所以不同电压下的人为机械特性是一组相互平行的直线。电压越低，对应的机械特性曲线越低，在相同负载转矩下转速也越低，因此改变电源电压可以实现调速。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 简述复励直流电动机的工作原理及应用场合。 【答案】（1）工作原理：复励电机定子有并励和串励两个励磁绕组：① 并励绕组并联于电枢电源，通入恒定励磁电流，产生基本主磁场 Φ 并（决定电机基本转速，类似并励电机硬特性）；② 串励绕组串联于电枢回路，其电流与电枢电流 Ia 相等，产生附加磁场 Φ 串（Φ 串∝Ia）；③ 总磁场 Φ=Φ 并 ±Φ 串（“+” 为积复励，“-” 为差复励，常用积复励）；④ 电枢电流 Ia 在总磁场中受电磁力，产生电磁转矩 T=CTΦI_a，驱动电机旋转；负载增大时，Ia 增大→Φ 串增大→T 急剧增大，特性介于并励（硬）与串励（软）之间。 （2）应用场合：适用于负载波动大且需硬特性基础的场合，如① 起重机、卷扬机（重载启动时转矩大，轻载时转速稳定）；② 柴油发电机（维持转速稳定，应对负载突变）；③ 轧钢机。 【解析】围绕 “双绕组磁场叠加” 核心，结合特性差异说明应用。 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 $ 重庆市（高职分类考试）电气技术类 《电机与电气控制技术》（机工版·第二版） 单相罩极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20小题，每题3分，共60分） 1. 直流电动机的额定功率指（ ） A. 转轴上吸收的机械功率 B. 转轴上输出的机械功率 C. 电枢端口吸收的电功率 D. 电枢端口输出的电功率 2. 电动势的平衡方程式描述了直流电动机中什么之间的关系（ ） A. 定子电压和磁场磁通量之间的关系 B. 电枢电动势和总电动势之间的关系 C. 电枢电动势和电磁转矩之间的关系 D. 转矩配合方程式中的各个变量之间的关系 3. 直流电机的 “补偿绕组” 若发生短路，会导致（ ） A. 电枢反应增强，主磁场畸变加剧 B. 换向火花减小 C. 励磁电流增大 D. 电枢电流减小 4. 直流电机反接制动时，需在电枢回路串入制动电阻，目的是（ ） A. 增大制动转矩 B. 加快制动速度 C. 限制制动电流过大 D. 防止励磁电流减小 5. 变电压调速是通过改变直流电动机的供电______来实现调速（ ） A. 电流 B. 功率因数 C. 功率 D. 电压 6. 直流电动机的额定电流是指在以下哪个工作条件下连续运行的电流？（ ） A. 额定转速和功率下 B. 额定负载下 C. 额定电压和频率下 D. 额定电压和额定功率下 7. 如图所示的电路中，要使21Ω电阻中的电流增大到3I，则21Ω电阻应换为（ ） A. 6Ω B. 4Ω C. 5Ω D. 9Ω 8. 直流电动机的额定功率是指在以下哪个工作条件下连续运行的功率？（ ） A. 额定转速和电流下 B. 额定电压和频率下 C. 额定负载下 D. 额定电压和额定电流下 9. 直流电动机的额定电压是指（ ） A. 电动机正常工作时的电压 B. 电动机的最大工作电压 C. 电动机的最小工作电压 D. 电动机的启动电压 10. 直流电机的换向火花等级分为 1~5 级，正常运行时允许的火花等级是（ ） A. 1 级及以下 B. 2 级及以下 C. 3 级及以下 D. 4 级及以下 11. 直流电动机的工作原理是什么？（ ） A. 电磁感应 B. 电流的热效应 C. 磁场对电流的作用 D. 电容的充电放电 12. 直流电动机可改变______来调速。（ ） A. 电枢电压或改变励磁电流 B. 电枢电压 C. 改变励磁电流 D. 电枢电压或改变励磁电压 13. 在选择直流电动机的结构类型时，以下哪个是常见的类型？（ ） A. 滤波电机 B. 开放式电机 C. 水冷电机 D. 散热电机 14. 串励直流电动机不能空载运行的原因是（ ） A. 空载时电枢电流过大，烧毁绕组 B. 空载时励磁电流过小，转速过高 C. 空载时转矩过大，机械冲击大 D. 空载时功率因数过低，浪费电能 15. 直流电机弱磁保护的核心作用是防止（ ） A. 励磁电流过大导致磁路饱和 B. 励磁电流过小导致转速过高（飞车） C. 电枢电流过大烧毁绕组 D. 电枢电压过高击穿绝缘 16. 直流电动机的制动控制中，能耗制动的原理是利用（ ） A. 电阻消耗电能将转动能量转化为热能 B. 变频器控制制动电流实现制动 C. 励磁回路的变换实现制动 D. 反馈电路的调节实现制动 17. 直流电机换向极的绕组匝数应根据______确定。（ ） A. 励磁电流大小 B. 转子转速大小 C. 定子电压大小 D. 电枢电流大小 18. 直流电动机的机械特性主要涉及以下几个指标（ ） A. 输入功率和输出功率 B. 输入功率和输出转矩 C. 输入转矩和输出功率 D. 输出功率和输出转矩 19. 直流电动机的铭牌数据中，额定电流是指电动机在什么条件下的电流（ ） A. 额定电压下 B. 额定功率下 C. 额定转速下 D. 额定负载下 20. 单相罩极异步电动机中，罩极绕组的主要作用是（ ） A. 产生滞后磁通形成起动转矩 B. 改变电源频率调节运行转速 C. 提高绕组电压增大绝缘强度 D. 切断主磁通实现快速制动 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 直流电动机采用能耗制动时的制动电阻越大，制动效果越强烈。（ ） 22. 并励直流电动机电枢电压降低时，若负载转矩不变，电枢电流会减小。（ ） 23. 直流电动机的铭牌数据中的额定电流是指电动机在正常运行时的电源电流。（ ） 24. 单相罩极异步电动机通常不能通过对调电源两根引线来改变转向。（ ） 25. 直流电机弱磁保护阈值通常设置为额定励磁电流的 50%~70%，确保在转速过高前触发保护。（ ） 26. 改变电源电压时的人为机械特性，理想空载转速与磁通成反比，Φ减弱磁通，升高。（ ） 27. 直流电动机的结构组成中，定子和转子之间的作用是通过磁场的相互作用来实现电动机的转动。（ ） 28. 直流电机能耗制动的制动转矩随转速降低而增大。（ ） 29. 直流电动机的磁场由永久磁铁提供。（ ） 30. 直流电动机减压启动过程中应随着转速的上升相应地降低电源电压。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 什么叫电枢反应？电枢反应对电机工作有什么影响？ 32. 请回答下图是哪种起动控制电路。 33. 简述改变电源电压时的人为机械特性 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 简述复励直流电动机的工作原理及应用场合。 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 $