电机中级工四级题库答案

电机中级工四级题库答案一、选择题（共30分，每题1分）1.三相异步电动机的同步转速与下列哪个因素无关？A.电源频率B.定子绕组极数C.转子电阻D.电源电压2.直流电动机的励磁方式不包括以下哪种？A.他励B.并励C.串励D.复励E.自励3.电动机的额定功率是指：A.输入功率B.输出功率C.损耗功率D.视在功率4.三相异步电动机启动时启动电流大的主要原因是：A.电源电压高B.转子静止不动C.定子绕组匝数少D.转子电阻大5.电动机绝缘等级中的"F"级允许的最高工作温度是：A.105℃B.120℃C.130℃D.155℃6.电动机铭牌上的"△/Y"表示：A.接线方式B.绝缘等级C.防护等级D.冷却方式7.三相异步电动机的转矩与下列哪个因素成正比？A.电源电压B.电源电压的平方C.转子电阻D.转差率8.直流电动机的换向极的作用是：A.增加主磁场B.改善换向C.增加电枢反应D.减少电枢反应9.三相异步电动机的调速方法不包括：A.变频调速B.变极调速C.变阻调速D.变压调速10.电动机的效率是指：A.输入功率与输出功率之比B.输出功率与输入功率之比C.有功功率与视在功率之比D.输出功率与损耗功率之比11.三相异步电动机的制动方法不包括：A.能耗制动B.反接制动C.回馈制动D.电阻制动12.直流电动机的机械特性是指：A.转速与转矩的关系B.转速与电流的关系C.转矩与电流的关系D.转速与电压的关系13.电动机的温升是指：A.电动机工作温度与环境温度之差B.电动机工作温度与环境温度之和C.电动机工作温度D.环境温度14.三相异步电动机的启动转矩与下列哪个因素无关？A.电源电压B.转子电阻C.定子电阻D.转子漏抗15.直流电动机的电枢反应是指：A.电枢磁场对主磁场的影响B.主磁场对电枢磁场的影响C.电枢电流对主磁场的影响D.主电流对电枢磁场的影响16.三相异步电动机的功率因数通常是指：A.定子功率因数B.转子功率因数C.励磁功率因数D.负载功率因数17.电动机的防护等级IP44中的第一个"4"表示：A.防固体异物等级B.防水等级C.防尘等级D.防腐蚀等级18.三相异步电动机的额定转矩是指：A.最大转矩B.启动转矩C.最小转矩D.额定负载下的转矩19.直流电动机的转速与下列哪个因素成正比？A.电枢电压B.励磁电流C.电枢电阻D.负载转矩20.电动机的绝缘电阻通常用以下哪种仪器测量：A.万用表B.兆欧表C.电流表D.电压表21.三相异步电动机的同步转速是指：A.额定转速B.最大转速C.旋转磁场的转速D.转子转速22.直流电动机的换向器的作用是：A.改变电流方向B.改变电压方向C.改变磁场方向D.改变转速方向23.电动机的冷却方式不包括：A.自冷式B.自扇冷式C.他扇冷式D.水冷式24.三相异步电动机的空载电流通常为额定电流的：A.10%-20%B.20%-30%C.30%-50%D.50%-70%25.直流电动机的并励电动机是指：A.电枢绕组和励磁绕组并联B.电枢绕组和励磁绕组串联C.电枢绕组单独供电D.励磁绕组单独供电26.电动机的Y-Δ降压启动适用于：A.大功率电动机B.小功率电动机C.高电压电动机D.低电压电动机27.三相异步电动机的转差率是指：A.同步转速与转子转速之差B.同步转速与转子转速之比C.转子转速与同步转速之差D.转子转速与同步转速之比28.直流电动机的串励电动机是指：A.电枢绕组和励磁绕组并联B.电枢绕组和励磁绕组串联C.电枢绕组单独供电D.励磁绕组单独供电29.电动机的绝缘等级"B"级允许的最高工作温度是：A.90℃B.105℃C.120℃D.130℃30.三相异步电动机的效率通常为：A.70%-80%B.80%-90%C.90%-95%D.95%-98%二、填空题（共20分，每空1分）1.三相异步电动机的转速公式为n=______。2.直流电动机的励磁方式有他励、并励、串励和______四种。3.电动机的铭牌数据包括额定功率、额定电压、额定电流、额定转速、______和绝缘等级等。4.三相异步电动机的启动方法有直接启动、______和自耦变压器降压启动等。5.直流电动机的换向极绕组与______绕组串联。6.电动机的效率η=______×100%。7.三相异步电动机的转矩与电源电压的______成正比。8.直流电动机的机械特性方程式为n=______。9.电动机的温升Δt=______-环境温度。10.三相异步电动机的调速方法有变极调速、变频调速和______调速。11.直流电动机的电枢反应包括交轴电枢反应和______电枢反应。12.电动机的防护等级IP54中，"5"表示______等级。13.三相异步电动机的功率因数cosφ=______。14.直流电动机的转速与励磁电流成______比。15.电动机的绝缘电阻一般不应低于______MΩ。16.三相异步电动机的同步转速ns=______。17.直流电动机的换向器由______和云母片组成。18.电动机的冷却方式有自冷式、自扇冷式和______。19.三相异步电动机的转差率s=______。20.直流电动机的转矩与电枢电流成______比。三、判断题（共10分，每题1分）1.三相异步电动机的同步转速与电源频率成正比，与极数成反比。（）2.直流电动机的转速与电枢电压成正比，与励磁电流成正比。（）3.电动机的额定功率是指电动机在额定工况下输出的机械功率。（）4.三相异步电动机的启动电流与负载大小无关。（）5.直流电动机的换向极的作用是增强主磁场。（）6.三相异步电动机的转矩与转差率成正比。（）7.电动机的效率是指输出功率与输入功率的比值。（）8.三相异步电动机的空载电流主要是励磁电流。（）9.直流电动机的电枢反应会使主磁场发生畸变。（）10.电动机的绝缘等级越高，允许的工作温度越高。（）四、简答题（共40分，每题5分）1.简述三相异步电动机的工作原理。2.直流电动机有哪几种励磁方式？各有什么特点？3.什么是电动机的温升？为什么电动机允许有一定的温升？4.三相异步电动机的启动方法有哪些？各有什么特点？5.直流电动机的电枢反应是什么？它对电动机有什么影响？6.什么是电动机的机械特性？它有什么重要意义？7.三相异步电动机的调速方法有哪些？各有什么优缺点？8.电动机的绝缘等级有哪些？分别允许的最高工作温度是多少？五、论述题（共30分，每题15分）1.论述三相异步电动机常见故障及其诊断方法。2.论述直流电动机的运行特性及其应用场合。六、计算题（共30分，每题10分）1.一台三相异步电动机，额定功率Pn=7.5kW，额定电压Un=380V，额定电流In=17.5A，额定转速nn=1440r/min，效率η=86%，功率因数cosφ=0.85。求：(1)额定转矩Tn；(2)额定转差率sn；(3)额定输入功率P1。2.一台他励直流电动机，额定功率Pn=10kW，额定电压Un=220V，额定电流In=55A，额定转速nn=1000r/min，电枢电阻Ra=0.1Ω。求：(1)额定转矩Tn；(2)直接启动时的启动电流Ist；(3)若要求启动电流不超过额定电流的2倍，应串入多大的启动电阻Rst？3.一台三相异步电动机，极数2p=4，电源频率f=50Hz，额定转速nN=1450r/min，额定功率PN=15kW，额定电压UN=380V，额定电流IN=30A，效率η=90%，功率因数cosφ=0.88。求：(1)同步转速ns；(2)额定转差率sN；(3)额定转矩TN；(4)额定输入功率P1N。答案：一、选择题（共30分，每题1分）1.答案：C解释：三相异步电动机的同步转速n_s=60f/p，其中f为电源频率，p为磁极对数。同步转速与转子电阻无关，转子电阻主要影响电动机的启动特性和机械特性。2.答案：E解释：直流电动机的励磁方式主要有他励、并励、串励和复励四种，没有"自励"这种分类方式。自励实际上是并励、串励或复励的一种特殊情况。3.答案：B解释：电动机的额定功率是指电动机在额定工况下输出的机械功率，而不是输入功率或损耗功率。视在功率是交流电路中的概念，等于电压与电流的乘积。4.答案：B解释：三相异步电动机启动时启动电流大的主要原因是转子静止不动，此时转子与旋转磁场之间的相对速度最大，转子感应电动势和电流都很大，导致定子电流也很大。5.答案：D解释：电动机绝缘等级中的"F"级允许的最高工作温度是155℃。其他绝缘等级允许的最高温度：A级105℃，E级120℃，B级130℃，H级180℃。6.答案：A解释：电动机铭牌上的"△/Y"表示接线方式，即在额定电压下，电动机绕组可以接成三角形(△)或星形(Y)。这通常用于适应不同的电源电压。7.答案：B解释：三相异步电动机的转矩与电源电压的平方成正比。这是因为转矩与磁通和转子电流的乘积成正比，而磁通又与电压成正比，所以转矩与电压的平方成正比。8.答案：B解释：直流电动机的换向极的作用是改善换向，减少电刷下的火花。换向极安装在主磁极之间，产生一个与电枢反应磁场方向相反的磁场，以抵消电枢反应的影响。9.答案：C解释：三相异步电动机的调速方法主要包括变频调速、变极调速和变压调速，不包括变阻调速。变阻调速主要用于直流电动机的调速。10.答案：B解释：电动机的效率是指输出功率与输入功率的比值，即η=P_out/P_in×100%。效率反映了电动机将电能转换为机械能的能力。11.答案：D解释：三相异步电动机的制动方法包括能耗制动、反接制动和回馈制动，电阻制动实际上是能耗制动的一种形式，所以不单独列出。12.答案：A解释：直流电动机的机械特性是指转速与转矩的关系，即n=f(T)。机械特性是直流电动机最重要的特性之一，决定了电动机的负载能力和运行稳定性。13.答案：A解释：电动机的温升是指电动机工作温度与环境温度之差，即Δt=t_work-t_ambient。温升是衡量电动机发热情况的重要指标。14.答案：C解释：三相异步电动机的启动转矩与电源电压、转子电阻和转子漏抗有关，与定子电阻无关。定子电阻主要影响电动机的铜损耗和效率。15.答案：A解释：直流电动机的电枢反应是指电枢磁场对主磁场的影响。电枢反应包括交轴电枢反应和直轴电枢反应，会导致主磁场发生畸变和去磁效应。16.答案：A解释：三相异步电动机的功率因数通常是指定子功率因数，即定子电流与电压之间的相位余弦。功率因数反映了电动机对电源的利用效率。17.答案：A解释：电动机的防护等级IP44中，第一个"4"表示防固体异物等级，第二个"4"表示防水等级。防固体异物等级0-6，防水等级0-8。18.答案：D解释：三相异步电动机的额定转矩是指额定负载下的转矩，即电动机在额定工况下输出的转矩。额定转矩T_n=9550×P_n/n_n，其中P_n为额定功率(kW)，n_n为额定转速(r/min)。19.答案：A解释：直流电动机的转速与电枢电压成正比，与励磁电流成反比。转速公式为n=(U-I_aR_a)/(C_eΦ)，其中U为电枢电压，I_a为电枢电流，R_a为电枢电阻，C_e为电动势常数，Φ为主磁通。20.答案：B解释：电动机的绝缘电阻通常用兆欧表（又称摇表）测量。兆欧表可以产生高压，测量高电阻值，适合测量电动机的绝缘电阻。21.答案：C解释：三相异步电动机的同步转速是指旋转磁场的转速，即n_s=60f/p，其中f为电源频率，p为磁极对数。同步转速与转子转速不同，转子转速略低于同步转速。22.答案：A解释：直流电动机的换向器的作用是改变电流方向，使电枢导体在经过电刷时改变电流方向，从而保持转矩方向不变，使电动机能够连续旋转。23.答案：D解释：电动机的冷却方式包括自冷式、自扇冷式和他扇冷式，不包括水冷式。水冷式是一种特殊的冷却方式，通常用于大功率电动机或特殊场合。24.答案：C解释：三相异步电动机的空载电流通常为额定电流的30%-50%。空载电流主要是励磁电流，用于建立主磁场。25.答案：A解释：直流电动机的并励电动机是指电枢绕组和励磁绕组并联，两者接在同一电源上。并励电动机的特点是转速基本恒定，机械特性较硬。26.答案：B解释：电动机的Y-Δ降压启动适用于小功率电动机。在启动时，电动机绕组接成星形(Y)，降低启动电流；启动后，切换为三角形(Δ)接法，正常运行。27.答案：B解释：三相异步电动机的转差率是指同步转速与转子转速之差与同步转速之比，即s=(n_s-n)/n_s。转差率是异步电动机的重要参数，反映了转子与旋转磁场之间的相对速度。28.答案：B解释：直流电动机的串励电动机是指电枢绕组和励磁绕组串联，两者通过相同的电流。串励电动机的特点是启动转矩大，机械特性软，适用于需要大启动转矩的场合。29.答案：D解释：电动机的绝缘等级"B"级允许的最高工作温度是130℃。其他绝缘等级允许的最高温度：A级105℃，E级120℃，F级155℃，H级180℃。30.答案：C解释：三相异步电动机的效率通常为90%-95%。效率是电动机的重要性能指标，反映了电动机将电能转换为机械能的能力。二、填空题（共20分，每空1分）1.答案：60f(1-s)/p解释：三相异步电动机的转速公式为n=60f(1-s)/p，其中f为电源频率，s为转差率，p为磁极对数。2.答案：复励解释：直流电动机的励磁方式有他励、并励、串励和复励四种。复励电动机同时具有并励和串励绕组。3.答案：额定频率解释：电动机的铭牌数据包括额定功率、额定电压、额定电流、额定转速、额定频率和绝缘等级等。额定频率是指电动机正常工作的电源频率。4.答案：Y-Δ降压启动解释：三相异步电动机的启动方法有直接启动、Y-Δ降压启动和自耦变压器降压启动等。Y-Δ降压启动适用于小功率电动机。5.答案：电枢解释：直流电动机的换向极绕组与电枢绕组串联，以产生与电枢反应磁场方向相反的磁场，改善换向。6.答案：输出功率/输入功率解释：电动机的效率η=输出功率/输入功率×100%。效率反映了电动机将电能转换为机械能的能力。7.答案：平方解释：三相异步电动机的转矩与电源电压的平方成正比。这是因为转矩与磁通和转子电流的乘积成正比，而磁通又与电压成正比。8.答案：(U-I_aR_a)/(C_eΦ)解释：直流电动机的机械特性方程式为n=(U-I_aR_a)/(C_eΦ)，其中U为电枢电压，I_a为电枢电流，R_a为电枢电阻，C_e为电动势常数，Φ为主磁通。9.答案：工作温度解释：电动机的温升Δt=工作温度-环境温度。温升是衡量电动机发热情况的重要指标。10.答案：转子串电阻解释：三相异步电动机的调速方法有变极调速、变频调速和转子串电阻调速。转子串电阻调速是通过改变转子回路中的电阻来改变转速。11.答案：直轴解释：直流电动机的电枢反应包括交轴电枢反应和直轴电枢反应。直轴电枢反应会使主磁场发生去磁或增磁效应。12.答案：防尘解释：电动机的防护等级IP54中，"5"表示防尘等级。防尘等级0-6，表示防止固体异物侵入的能力。13.答案：有功功率/视在功率解释：三相异步电动机的功率因数cosφ=有功功率/视在功率。功率因数反映了电动机对电源的利用效率。14.答案：反解释：直流电动机的转速与励磁电流成反比。这是因为励磁电流增大时，主磁通增大，转速降低。15.答案：0.5解释：电动机的绝缘电阻一般不应低于0.5MΩ。绝缘电阻是衡量电动机绝缘性能的重要指标。16.答案：60f/p解释：三相异步电动机的同步转速ns=60f/p，其中f为电源频率，p为磁极对数。同步转速是旋转磁场的转速。17.答案：换向片解释：直流电动机的换向器由换向片和云母片组成。换向片用于改变电流方向，使电动机能够连续旋转。18.答案：他扇冷式解释：电动机的冷却方式有自冷式、自扇冷式和他扇冷式。他扇冷式是指外部风扇强制通风冷却。19.答案：(n_s-n)/n_s解释：三相异步电动机的转差率s=(n_s-n)/n_s，其中n_s为同步转速，n为转子转速。转差率反映了转子与旋转磁场之间的相对速度。20.答案：正解释：直流电动机的转矩与电枢电流成正比。转矩公式为T=C_tΦI_a，其中C_t为转矩常数，Φ为主磁通，I_a为电枢电流。三、判断题（共10分，每题1分）1.答案：√解释：三相异步电动机的同步转速n_s=60f/p，与电源频率f成正比，与极对数p成反比。这是正确的。2.答案：×解释：直流电动机的转速与电枢电压成正比，与励磁电流成反比，而不是成正比。转速公式为n=(U-I_aR_a)/(C_eΦ)，Φ与励磁电流成正比。3.答案：√解释：电动机的额定功率是指电动机在额定工况下输出的机械功率，这是正确的。4.答案：×解释：三相异步电动机的启动电流与负载大小有一定关系。空载时启动电流较小，负载越大，启动电流越大。5.答案：×解释：直流电动机的换向极的作用是改善换向，减少电刷下的火花，而不是增强主磁场。6.答案：×解释：三相异步电动机的转矩与转差率不是简单的正比关系。在转差率较小时，转矩近似与转差率成正比；在转差率较大时，转矩与转差率的关系比较复杂。7.答案：√解释：电动机的效率是指输出功率与输入功率的比值，这是正确的。8.答案：√解释：三相异步电动机的空载电流主要是励磁电流，用于建立主磁场，这是正确的。9.答案：√解释：直流电动机的电枢反应会使主磁场发生畸变，这是正确的。10.答案：√解释：电动机的绝缘等级越高，允许的工作温度越高，这是正确的。例如，A级绝缘允许105℃，H级绝缘允许180℃。四、简答题（共40分，每题5分）1.答案：三相异步电动机的工作原理是基于电磁感应原理。当三相交流电通入定子绕组时，产生一个旋转磁场。旋转磁场切割转子导体，在转子导体中感应出电动势和电流。转子电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，使转子转动。由于转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速，所以称为"异步"电动机。转差的存在是异步电动机能够产生转矩的必要条件。2.答案：直流电动机的励磁方式有四种：(1)他励：励磁绕组和电枢绕组分别由两个独立的电源供电。特点是转速稳定，机械特性硬，调速范围宽。(2)并励：励磁绕组和电枢绕组并联接在同一电源上。特点是转速基本恒定，机械特性较硬，适用于转速要求稳定的场合。(3)串励：励磁绕组和电枢绕组串联接在同一电源上。特点是启动转矩大，机械特性软，适用于需要大启动转矩的场合。(4)复励：同时具有并励绕组和串励绕组。特性介于并励和串励之间，启动转矩较大，转速稳定性较好。3.答案：电动机的温升是指电动机工作温度与环境温度之差。电动机在运行过程中会产生各种损耗，如铜损耗、铁损耗、机械损耗等，这些损耗转化为热能，使电动机温度升高。电动机允许有一定的温升，是因为：(1)完全没有温升的电动机是不存在的，只要有损耗就会有温升。(2)电动机的绝缘材料有一定的耐热等级，允许在一定的温度范围内工作。(3)适度的温升有利于电动机散热，提高运行效率。但温升过高会加速绝缘老化，缩短电动机寿命，甚至导致绝缘损坏，引发故障。4.答案：三相异步电动机的启动方法有：(1)直接启动：将电动机直接接入额定电压电网。优点是启动设备简单，启动转矩大；缺点是启动电流大，对电网和机械冲击大。(2)Y-Δ降压启动：启动时将绕组接成星形(Y)，降低相电压，减小启动电流；启动后切换为三角形(Δ)接法。优点是启动电流小，设备简单；缺点是启动转矩也减小，只适用于轻载启动。(3)自耦变压器降压启动：通过自耦变压器降低电动机端电压，减小启动电流。优点是启动转矩较大，启动电流较小；缺点是设备复杂，成本高。(4)转子串电阻启动：绕线式异步电动机在转子回路中串入电阻，减小启动电流，增大启动转矩。优点是启动转矩大，启动电流小；缺点是需要电刷和滑环，维护复杂。5.答案：直流电动机的电枢反应是指电枢磁场对主磁场的影响。电枢反应包括：(1)交轴电枢反应：使主磁场发生畸变，物理中性线偏移。(2)直轴电枢反应：使主磁场发生去磁或增磁效应。电枢反应对电动机的影响：(1)使主磁场发生畸变，可能导致换向恶化，产生火花。(2)可能导致主磁场减弱，电动机转速升高。(3)可能导致电枢铁芯局部饱和，增加铁损耗。为了减小电枢反应的影响，通常在主磁极之间安装换向极，并采用补偿绕组。6.答案：电动机的机械特性是指转速与转矩的关系，即n=f(T)。机械特性的重要意义：(1)反映了电动机的负载能力：机械特性的硬度决定了电动机承受负载变化的能力。(2)决定了电动机的稳定性：机械特性与负载特性的交点决定了电动机的稳定工作点。(3)影响电动机的调速性能：不同的机械特性对应不同的调速方法。(4)选择电动机的重要依据：根据负载特性选择合适的机械特性，使电动机能够稳定高效运行。(5)分析电动机运行状态的基础：通过机械特性可以分析电动机的启动、制动、调速等运行状态。7.答案：三相异步电动机的调速方法有：(1)变极调速：通过改变定子绕组的极数来改变同步转速。优点是结构简单，效率高；缺点是调速级数少，通常只能实现2-4速调速。(2)变频调速：通过改变电源频率来改变同步转速。优点是调速范围宽，平滑性好，效率高；缺点是需要变频设备，成本高。(3)转子串电阻调速：通过改变转子回路中的电阻来改变转速。优点是设备简单，成本低；缺点是调速范围小，效率低，只适用于绕线式异步电动机。(4)变压调速：通过改变定子电压来改变转速。优点是结构简单；缺点是调速范围小，效率低，只适用于小功率电动机。(5)电磁调速：通过改变电磁离合器的励磁电流来改变转速。优点是调速平滑，结构简单；缺点是效率低，只适用于中小功率电动机。8.答案：电动机的绝缘等级及允许的最高工作温度：(1)A级：105℃，包括浸渍处理的棉纱、丝、纸等有机材料。(2)E级：120℃，包括聚酯薄膜、聚酯纤维等有机材料。(3)B级：130℃，包括云母、玻璃纤维、石棉等无机材料。(4)F级：155℃，包括改进的云母、玻璃纤维、石棉等无机材料。(5)H级：180℃，包括硅橡胶、硅有机漆等耐高温材料。绝缘等级决定了电动机的耐热能力，等级越高，允许的工作温度越高，电动机的体积可以做得越小，但成本也越高。五、论述题（共30分，每题15分）1.答案：三相异步电动机常见故障及其诊断方法：(1)不能启动故障现象：电动机通电后不能启动，有嗡嗡声但转子不转动。可能原因：-电源故障：如断相、电压过低或缺相。-负载过大：超过电动机的额定负载能力。-电动机内部故障：如轴承损坏、转子卡死、绕组短路或断路。-控制电路故障：如接触器触点不良、热继电器动作后未复位。诊断方法：-检查电源：用万用表测量三相电压是否正常，有无缺相。-检查负载：断开负载，看电动机能否空载启动。-检查电动机：用手转动转子，看是否灵活；测量绕组电阻，检查有无短路或断路。-检查控制电路：检查接触器、继电器等元件是否正常工作。(2)转速异常故障现象：电动机转速低于额定转速，或不稳定。可能原因：-电源电压过低。-负载过大。-转子绕组故障：如断条、开焊。-定子绕组故障：如匝间短路、相间短路。-轴承损坏：导致摩擦阻力增大。诊断方法：-测量电源电压，检查是否正常。-检查负载，看是否超过额定值。-测量三相电流，看是否平衡，有无过大现象。-拆开电动机，检查转子绕组和定子绕组有无异常。-检查轴承，看是否磨损或损坏。(3)温升过高故障现象：电动机运行中温度过高，超过允许值。可能原因：-过载运行：负载超过额定值。-电源电压不平衡或缺相。-通风不良：如风扇损坏、通风道堵塞。-绕组故障：如匝间短路、相间短路。-轴承损坏：导致摩擦阻力增大。-环境温度过高。诊断方法：-检查负载，看是否过载。-测量三相电压和电流，看是否平衡。-检查通风系统，看风扇是否正常，通风道是否畅通。-测量绕组电阻，检查有无短路。-检查轴承，看是否磨损或损坏。-测量环境温度，看是否过高。(4)振动和噪声过大故障现象：电动机运行中振动和噪声超过正常值。可能原因：-电动机安装不平固：地脚螺栓松动。-转子不平衡：如转子弯曲、质量分布不均。-轴承损坏：如滚珠磨损、保持架损坏。-定子与转子气隙不均匀。-绕组故障：如匝间短路、相间短路。-负载机械不平衡。诊断方法：-检查电动机安装，看地脚螺栓是否松动。-进行转子平衡测试，看是否平衡。-检查轴承，看是否磨损或损坏。-测量定子与转子气隙，看是否均匀。-测量绕组电阻，检查有无短路。-检查负载机械，看是否平衡。(5)三相电流不平衡故障现象：电动机运行中三相电流不平衡，差值超过10%。可能原因：-电源电压不平衡。-定子绕组匝间短路。-定子绕组相间短路。-转子断条或开焊。-电动机内部接线错误。诊断方法：-测量三相电压，看是否平衡。-测量三相绕组电阻，看是否平衡。-进行空载试验，看三相电流是否平衡。-检查电动机内部接线，看是否正确。-拆开电动机，检查转子绕组有无断条或开焊。(6)电刷火花过大故障现象：电动机运行中电刷与换向器之间火花过大。可能原因：-电刷压力不当：压力过大或过小。-电刷与换向器接触不良：如表面粗糙、有油污。-换向器表面不平整或有烧痕。-电刷材质不合适。-换向极绕组接线错误。-电枢绕组短路或断路。诊断方法：-检查电刷压力，看是否合适。-清洁换向器表面，看是否有油污或烧痕。-检查换向器表面是否平整。-检查电刷材质，看是否合适。-检查换向极绕组接线，看是否正确。-测量电枢绕组电阻，检查有无短路或断路。电动机故障诊断的基本原则：(1)先外后内：先检查外部因素，如电源、负载、安装等，再检查电动机内部。(2)先简后繁：先进行简单的检查，如测量电压、电流，再进行复杂的拆检。(3)先静态后动态：先在断电状态下检查，再在通电状态下检查。(4)先机械后电气：先检查机械部分，如轴承、安装等，再检查电气部分。(5)先共性后个性：先检查常见的、共性的故障，再检查特殊的、个性的故障。2.答案：直流电动机的运行特性及其应用场合：(1)运行特性a.转速特性转速特性是指电枢电压和励磁电流一定时，转速与电枢电流的关系，即n=f(I_a)。-他励电动机：转速基本恒定，随负载增加略有下降，机械特性较硬。-并励电动机：转速基本恒定，随负载增加略有下降，机械特性较硬。-串励电动机：转速随负载增加而显著下降，机械特性较软。-复励电动机：转速特性介于并励和串励之间，机械特性较软。b.转矩特性转矩特性是指电枢电压和励磁电流一定时，转矩与电枢电流的关系，即T=f(I_a)。-他励电动机：转矩与电枢电流成正比，T=C_tΦI_a。-并励电动机：转矩与电枢电流成正比，T=C_tΦI_a。-串励电动机：转矩与电枢电流的平方成正比，T=C_tΦI_a=C_tkI_a²。-复励电动机：转矩特性介于并励和串励之间。c.机械特性机械特性是指电枢电压和励磁电流一定时，转速与转矩的关系，即n=f(T)。-他励电动机：机械特性较硬，转速随转矩增加而略有下降。-并励电动机：机械特性较硬，转速随转矩增加而略有下降。-串励电动机：机械特性较软，转速随转矩增加而显著下降。-复励电动机：机械特性介于并励和串励之间。d.工作特性工作特性是指电枢电压和励磁电流一定时，效率、功率因数等与输出功率的关系。-效率特性：电动机效率随输出功率增加而增加，达到最大值后略有下降。-功率因数特性：并励电动机的功率因数较高，串励电动机的功率因数较低。(2)应用场合a.他励电动机特点：转速稳定，机械特性硬，调速范围宽，启动转矩中等。应用场合：-要求转速恒定的场合，如精密机床、纺织机械。-要求宽范围调速的场合，如轧钢机、造纸机。-要求启动转矩较大的场合，如起重机、电梯。-要求反转频繁的场合，如龙门刨床。b.并励电动机特点：转速基本恒定，机械特性较硬，启动转矩中等，效率较高。应用场合：-要求转速恒定的场合，如风机、水泵、压缩机。-要求启动转矩较大的场合，如机床主轴、传送带。-要求效率较高的场合，如长期运行的设备。-要求结构简单的场合，如家用电器。c.串励电动机特点：启动转矩大，机械特性软，转速范围宽，过载能力强。应用场合：-要求启动转矩大的场合，如电力机车、电动汽车。-要求转速范围宽的场合，如起重机、卷扬机。-要求过载能力强的场合，如冲击负载的设备。-要求结构简单的场合，如手电钻、电吹风。d.复励电动机特点：启动转矩大，转速稳定性较好，机械特性介于并励和串励之间。应用场合：-要求启动转矩大且转速稳定性较好的场合，如轧钢机、印刷机。-要求过载能力强的场合，如压缩机、泵。-要求反转频繁的场合，如起重机、电梯。-要求调速性能较好的场合，如机床主轴、风机。(3)选择直流电动机的考虑因素a.负载特性-恒转矩负载：如传送带、压缩机，宜选用他励或并励电动机。-恒功率负载：如机床主轴、卷扬机，宜选用串励电动机。-通风机负载：如风机、水泵，宜选用他励或并励电动机。b.调速要求-要求宽范围调速：宜选用他励电动机，采用调压调速。-要求平滑调速：宜选用他励电动机，采用弱磁调速。-要求分级调速：宜选用变极电动机。c.启动要求-要求启动转矩大：宜选用串励电动机。-要求启动电流小：宜选用他励或并励电动机，采用降压启动。d.运行环境-易燃易爆环境：宜选用防爆型直流电动机。-腐蚀性环境：宜选用防腐型直流电动机。-潮湿环境：宜选用防潮型直流电动机。e.经济性-考虑初始投资：他励电动机价格较高，串励电动机价格较低。-考虑运行成本：并励电动机效率较高，运行成本较低。-考虑维护成本：结构简单的电动机维护成本较低。(4)直流电动机的发展趋势a.高效化采用