《机电传动控制》复习题及参考答案
一、简答填空题
（1） 直流电动机铭牌上的额定功率是指什么功率？ 答：电动机驱动轴上输出的机械功率。
（2） 当只改变他励直流发电机的转动方向，问发电机的电枢电动势的方向改变吗？为什么？
答：改变他励直流发电机的转向就意味改变电枢切割磁力线方向，电动势方向发生改变。 （3） 降低电源电压调速的他励直流电动机带额定转矩运行时，不论转速高低，电枢电流
N a I I =。是否正确或无法确定 （ A ） 。 A ：正确； B ：不正确； C ：无法确定。
（4） 他励直流电动机在带额定负载正常运行过程中，励磁绕组断线了（失磁），会有什么后果 产生：驱动转矩减小，转速降低，电枢绕组电流增加，直至烧毁电机。 （5） 三相异步电动机定子绕组接法有哪二种： ? 和 Y 接法。
（6） 忽略空载损耗，拖动恒转矩负载运行的三相异步电动机，其
kW P r n N o 5.5min /1500==，，若运行时转速min
/1450r n N =,则输出转矩=N T
36.22Nm ？转差率S ＝ 3.33％ ？
（7） 已知一台三相异步电动机的额定功率kW P N 5.7=，额定电压V U N 380=，额定效率 %86=N η，额定功率因数75.0cos =N ?，问其额定电流N I 为多少安？
答：A I N 67.17%
8675.0380310
5.73
=????=
（8） 单相异步电动机若无起动绕组，通电起动时，起动转矩为 0 ， 不能 起动。 （9） 改变电容分相式单相异步电动机转向的方法是 改变电容串联的绕组位置 。 （10） 交流伺服电机如何消除“自转”现象的？
答：加大转子电阻。
（11） 晶闸管导通的条件： 晶闸管同时有正向电压和触发信号 。 （12） 220V 交流继电器线圈能接到220V 直流电源上吗？
答：不能，交流线圈和直流线圈不能混接。
（13） PLC 主要有 CPU 、存储器、输入输出接口电路等 部分组成。
（14） 晶闸管单相可控整流电路有 单相半控整流、全控整流 、单相半控桥等 。 （15） 晶闸管可控整流电路的负载有 电阻性负载、电感性负载 。
（16） 列举你所使用的、了解的继电器、接触器、行程开关等电气产品 时间继电器、电机启动接触器、 接近开关、限位开关等 。 二、某一直流他励电动机铭牌数据如下：
Ω======5.0min,/1000,40,5.7,220,5.7a N N N N
N R r n A I Kw P V U
Kw P 。试求：
(1) 额定转矩T N ; 理想空载转速n 0； (2) 求其固有机械特性)(T f n =；
(3) 拖动N L T T 5.0=恒转矩负载运行时，电动机的转速及电枢电流是多大？
解：（1）m N n P T N
N N ?=?==625.711000
105.755
.955
.93
a N N e N R I n K U +Φ=
5.0401000220?+?Φ=e K 2.0=Φe K
min /11002
.0220r K U
n e N
o ==
Φ
=
（2）T T K K R n n T e a o 31.11100-=Φ
Φ-
=
（3）min /1053625.715.031.1,205.00r n n A I I N a =??-==?=。
三、某台他励直流电动机，额定功率Kw P N 22=，额定电压V U N 220=， 额定电流A I N 115=，
额定转速min /1500r n N =，电枢回路总电阻Ω=1.0a R ，忽略空载转矩0T ，电动机带额定负载运行时，要求把转速降到min /1000r n =，计算：
（1） 采用电枢串电阻调速需串入的电阻值；
（2） 采用降低电源电压调速需把电源电压降到多少； （3） 上述二种情况下，电动机的输入功率与输出功率。
解：（1）a N N e N R I n K U +Φ=
1.01151500220?+?Φ=e K 139.0=Φe K
)1.0(1151000220+?+?Φ=R K e
Ω=6.0R 。
（2）V R I n K U a N e 5.1501.01151000139.0=?+?=+Φ=
（3）;3.251152201kW I U P N N =?=?=
kW I U P N 3.171155.1502=?=?=。
四、一台直流他励电动机，Ω=====1.0min,/1000,158,220,30a N N N N R r n A I V U kW P
试求额定负载时：
（1） 电枢回路串入0.2欧姆电阻时，电动机的稳定转速； （2） 将电源电压调至185V 时，电动机的稳定转速；
（3） 将磁通减少到N Φ=Φ8.0时，电动机的稳定转速？能否长期运行？
解：（1）a N N e N R I n K U +Φ=
1.01581000220?+?Φ=e K 204.0=Φe K
)1.02.0(158220+?+?Φ=n K e m i n /846r n =；
（2）1.0158185?+?Φ=n K e ，min /829r n =；
（3）A I I N 5.1978
.0== ， a e N
IR n K U
+Φ=， a R n 8
.0158204.08.0220+?=
m i n /1227
r n =。 此时，kW P 45.435.197220=?=，不能长期运行。
五、一台三相八极异步电动机数据为：额定功率kW P N 260=，额定电压V U N 380=，额定频率
Hz f N 50=，额定转速min /722r n N =，过载倍数13.2=λ。求：
（1） 额定转差率； （2） 额定转矩； （3） 最大转矩。 解：（1）037.0750
722750=-=
N S ；
（2）m N T N ?=??
=3439722
1026055.93
；
（2）m N T T N ?=?=?=7325343913.2max λ。
六、一台三相绕线式异步电动机数据为：额定功kW P N 75=，额定电压V U N 380=，额定转速
min /720r n N =，额定效率 %5.90=N η，额定功率因数85.0cos =N ?，过载倍数4.2=λ。
求：
（4） 异步电动机额定线电流； （5） 额定转矩和最大转矩。 解：（1）由 N N l l N I U P η?cos 3=
， A I l 1.148%
5.9085.0380310
753
=????=
；
（2）m N T N ?=??
=8.994720
107555.93
，m N T T N ?=?=?=5.23878.9944.2max λ
七、有一电阻炉，其电阻Ω=7.29R ，为了调节加热温度，用晶闸管组成单相半控桥式可控整流电
路控制，按在电压tV u ωsin 22022?=
的交流电源上，试求：
（1） 绘出可控整流电路图；
（2） 当控制角o 60=α时，求加在电炉上的电压平均值d U ； （3） 当控制角o 60=α时，求通过电炉的电流平均值d I 。 解：（1）电路如下：
（2） V U t td U U d 5.1482
5.012209.02
cos 19.0)(sin 21
2
2=+?
?=+==
?α
ωωππ
α
（3） A R
U I d d 57
.295.148==
=
。
八、采用PLC 设计三相异步电动机点动和长动的控制程序。要求：
（1） 设计有点动起动、长动起动、停止三个自复位开关； （2） 试画出PLC 设计框图及PLC 控制逻辑梯形图。
解：（1）主回路和控制回路如下图所示 （2）PLC 输入输出分配如下：
X0：S1 点动起动按钮； X1：S2长动起动按钮；
X2：S3 停止按钮；
Y0：KM 接触器输出。
+24V
KM
PLC 输入输出接线结构图
PLC 梯形图参考程序
《机电传动控制》期末复习题及参考答案 一、简答填空判断题 1、直流电动机铭牌上的额定功率是指什么功率？ 答：电动机驱动轴上输出的机械功率。 2、电动机所产生的转矩在任何情况下，总是由轴上的负载转矩和____D_____之和所平衡。 A ．静态转矩 B ．加速转矩 C ．减速转矩 D ．动态转矩 3、当只改变他励直流发电机的转动方向，问发电机的电枢电动势的方向改变吗？为什么？ 答：改变他励直流发电机的转向就意味改变电枢切割磁力线方向，电动势方向发生改变。 4、机电传动系统稳定工作时中如果T M >T L ，电动机旋转方向与T M 相同，转速将增加。 5、降低电源电压调速的他励直流电动机带额定转矩运行时，不论转速高低，电枢电流N a I I =。 是否正确或无法确定 （ A ） 。 A ：正确； B ：不正确； C ：无法确定。 6、他励直流电动机在带额定负载正常运行过程中，励磁绕组断线了（失磁），会有什么后果 产生：驱动转矩减小，转速降低，电枢绕组电流增加，直至烧毁电机。 7、三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会___A______。 A ．增加 B ．不变 C ．减小 D ．等于零 8、三相异步电动机定子绕组接法有哪二种： ? 和 Y 接法。 9、忽略空载损耗，拖动恒转矩负载运行的三相异步电动机，其kW P r n N o 5.5m in /1500==，，若行时转速min /1450r n N =,则输出转矩=N T 36.22Nm ？转差率S ＝ 3.33％ ？ 10、已知一台三相异步电动机的额定功率kW P N 5.7=，额定电压V U N 380=，额定效率 %86=N η，额定功率因数75.0cos =N ?，问其额定电流N I 为多少安？ 答：A I N 67.17%8675.03803105.73 =????= 11、单相异步电动机若无起动绕组，通电起动时，起动转矩为 0 ， 不能 起动。 改变电容分相式单相异步电动机转向的方法是 改变电容串联的绕组位置 。 12、交流伺服电机如何消除“自转”现象的？ 答：加大转子电阻。 13、晶闸管导通的条件： 晶闸管同时有正向电压和触发信号 。 14、带电阻性负载的单相半波可控整流电路中，α的移向范围是_________，而对应的θ的变化 范围为_________。 （ C ） A ．π~0、π~0 B ． 3/~0π、π~0
机电传动控制复习题库
机电传动控制习题库 一、选择题（10分） 1．电源电压为380V，三相笼型异步电动机定子每相绕组的额定电压为380V 时，能否采用星形一三角形启动？（ A ） A能 B不能 2．直流电动机调速系统，若想采用恒转矩调速，则可改变（ C ）A Ke B φ C U 3．从步进电动机的电源脉冲分配器中送出的脉冲电压的顺序，决定了此电动机转子的（D ） A 角位移的大小 B 角速度的大小 C角加速度的大小 D角位移的方向4．三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会 （ A ） A 增加 B 减小 C 等于零 5．直流电动机调速系统，若想采用恒功率调速，则可改变（ C ）A U B Ke C φ 6．对一台确定的步进进而言，其步距角决定于（ C ） A 电源脉冲的频率 B 电源脉冲的幅值 C 电机的通电方式 D 电机的负载大小
7．三相鼠笼式异步电动机在相同电源电压下，空载启动比满载启动的启动转矩（ C ） A 小 B 大 C相同 8．三相异步电动机带一定负载时，若电源电压降低了，此时电动机转矩 （C ） A 增加 B 减少 C 不变 9．电源电压为380V，三相笼型异步步电动机定子每相绕组的额定电压为220 V时，能否采用星形一三角形启动？（ B ）A能 B不能 10．步进进电动机转角与脉冲电源的关系是（ B ） A 与电源脉冲频率成正比 B与电源脉冲数成正比 C 与电源脉冲宽度成正比 D与电源脉冲幅值成正比 11．三相鼠笼式异步电动机在运行中断了一根电源线，则电动机的转速 （ B ） A 增加 B 减少 C 停转 12．加快机电传动系统的过渡过程，可以增大（ C ） A GD2 B n C T M
机电传动与控制 一、填空题 1、凡是自动或手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换、和调节目的的电气元件统称为电器。 2、电器按工作电压等级分为低压电器和高压电器。 3、低压电器是指，工作电压在交流1200V或直流在1500V以下的各种电器。 4、高压电器是指，工作电压在交流1200V或直流在1500V以上的各种电器。 5、电器按用途分为控制电器、主令电器、保护电器、配电电器和执行电器。 6、电器按工作原理分为电磁式电器和非电量控制电器。 7、电磁式电器大多主要由感测部分（电磁机构）和执行部分（触头系统）组成。 8、电磁机构是电磁式电器的感测部分，它的主要作用是将电磁能量转换为机械能量，带动触头动作，从而完成接通和分断电路。 9、电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁等组成。 10、常用的磁路结构分为衔铁沿棱角转动的拍合式铁心、衔铁沿轴转动的拍合式铁心、衔铁直线运动的双E型直动式铁心。 11、电磁式电器分为直流和交流两大类，都是利用电磁感应原理制成。 12、吸引线圈的作用是将电能转换成磁场能量。 13、所谓电磁铁的吸力特性，是指电磁吸力Fat随衔铁与铁心间气隙δ变化的关系曲线。 14、所谓电磁铁的反力特性，是指反作用力Fr随衔铁与铁心间气隙δ变化的关系曲线。 15、交流电磁铁装短路环的作用是消除振动和噪声。 16、电器的触头主要有桥式触头和指形触头两种结构型式。 17、常用的灭弧方法有电动力灭弧、磁吹灭弧、灭弧罩灭弧和栅片灭弧等。 18、常用的开关电器主要有刀开关、转换开关、断路器和漏电保护断路器。 19、刀开关由操作手柄、触刀、静插座和绝缘底板组成。 20、刀开关按刀数分为单极、双极和三极。 21、转换开关又称组合开关。 22、断路器俗称自动开关，是用于低压配电电路不频繁通断控制，在电路发生短路、过载或欠电压等故障时，能自动分断故障电路，是低压配电线路中应用广泛的一种保护电器。 23、漏电保护断路器是一种安全保护电器，在电路中作为触电和漏电保护之用。 24、熔断器是用于配电线路的严重过载和断路保护。 25、熔断器的安秒特性是指熔断器的熔断时间与熔断电流的关系曲线。 26、熔断器的类型主要有：插入式、螺旋式、封闭管式和新型熔断器四种。 27、选择熔断器时，其额定电压应大于或等于线路的工作电压。 28、熔体额定电流电流的大小与负载的大小及性质有关。 29、主令电器是自动系统中专用于发布控制指令的电器。 30、主令电器按作用分为控制按钮、位置开关、万能转换开关和主令控制器等。 31、行程开关是一种利用生产机械的某些运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器。 32、接近开关又称无触点行程开关，是以不直接接触方式进行控制的一种位置开关。 33、万能转换开关是一种多档位、控制多回路的组合开关，用于控制电路发布控制指令或用于远距离控制。 34、接触器能频繁地接通或断开交直流主电路，实现远距离自动控制。 35、接触器有交流接触器和直流接触器两类。 36、继电器是根据某种输入信号接通或断开小电流控制电路，实现远距离自动控制和保护的自动控制电器。 37、继电器按输出形式分为有触点和无触点两类。
机电传动控制考试试 卷及答案
机电传动控制期末考试试卷及答案 一、分析与简答题 1.请简述机电传动系统稳定运行的条件。 a)电动机的机械特性曲线n=f（T M）和生产机械的特性曲线n=f（T L）有交点（即拖动系统的平衡点）； b)当转速大于平衡点所对应的转速时，T M＜T L，即若干扰使转速上升，当干扰消除后应有T M－T L＜０。而当转速小于平衡点所对应的转速时，T M＞T L，即若干扰使转速下降，当干扰消除后应有T M－T L＞０。 2.请解释机电传动系统稳定运行的含义。 a)是系统应能以一定速度匀速运转 b)是系统受某种外部干扰作用（如电压波动、负责转矩波动等）而使运行速度稍有变化时，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。 3.请简述并励发电机电压能建立的条件。 a)发电机的磁极要有剩磁； b)起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩磁磁场的方向相同； c)励磁电阻不能过大。 4.请简述电动机制动的稳定制动和过渡制动状态的共同点和不同点。 a)两种制动状态的区别在于转速是否变化 b)两种制动状态的相同点在于电动机发出的转矩与转速方向相反。 5.请简述直流他励电动机的三种制动方式的接线方法。 a)反馈制动为正常接法； b)反接制动：电源倒拉反接改变电枢电压的极性；倒拉反接制动在电枢电路内串入附加电阻；
c) 能耗制动将外部电枢电压降为零，并将电枢串接一个附加电阻短接。 6. 为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？ 因电枢加上额定电压，而电枢电阻很小，故a N ST R U I =很大。 7. 对电动机的启动有哪些主要要求？ a) 启动转矩大，电流小 b) 平滑，安全可靠 c) 简单方便，功耗小 8. 直流他励电动机启动时，若在加上励磁电流之前就把电枢电压加上，这时会产生什么后果（从T L =0和T L =T N 两种情况加以说明）？ a) T L =0时飞车 b) T L =T N 时电枢电流很大。 9. 有静差调节系统和无静差调节系统的含义是什么？ a) 依靠被调量（如转速）与给定量之间的偏差来进行调节，使被调亮接近不 变，但又必须具有偏差（即0≠?U ）的反馈控制系统，即有静差调节系统。该系统中采用比例调节器。 b) 依靠偏差进行调节，使被调量等于给定量（即0=?U ）的反馈控制系统， 即无静差调节系统。该系统中采用比例积分调节器。 10. 什么叫调速范围？什么叫静差度？这两项静态指标之间有何关系？ a) 调速范围是指电动机在额定负载下最高转速和最低转速之比，即 min max /n n D =； b) 静差率是指负载由理想空载转速到额定负载所对应的转速降落于理想空载 转速之比，即0/n n S ?=
西南科技大学成教学院德阳教学点 《机电传动控制》练习题 姓名：学号：班级：成绩： 一、单项选择题 1．机电传动的发展大体上经历的阶段顺序是：（） A．单电机拖动、双电机拖动、成组拖动 B．成组拖动、单电机拖动、多电机拖动C．单电机拖动、多电机拖动、成组拖动 D．成组拖动、单电机拖动、网络拖动 2、机电传动系统稳定工作时中如果T M >T L ，电动机旋转方向与T M 相同，转速将产生的变 化是。（） A．减速 B．加速 C．匀速 D．停止 3、机电传动系统中如果T M 填空题(每空1分，共20 分) 1、 当直流电机带恒转矩负载时， 若为他励电动机，当电枢电压下降时，其转速 _______________ , 电枢电流 ___________ 。 2、 ____________________ 和 _________________ 的差称为转差。当三相异步电动机的转差率 S=1时，电动机处于 _______________ 状态，当S 趋近于零时，电动机处于 _________________ 状 ^态。 3、 一台三相异步电动机的额定电压 220V,频率 60 Hz ,转速1140r/min,电动机的极数 为 ___________ ，转差率为 ___________________ ，转子电流的频率为 ____________ 。 4、 直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向 _________________ ，因此电磁转矩为 (驱动、阻碍)转矩；直流电动机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向 ___________ ，因此 电磁转矩为 _____________ (驱动、阻碍)转矩。 5、 晶闸管由导通转变为阻断的条件是 __________________________________________________ 。 6、 直流电动机常用的制动方法有： ___________ 制动、 ______________ 制动和 _____________ 制 动。 7、 生产机械对电动机调速系统提出的主要静态技术指标有 _________________ 、 ______________ 和 _______________ 。 选择题(每题1分，共10分) 台三相四极的异步电动机， 当电源频率为50Hz 时，它的旋转磁场的速度应为 ( A 750r / min B 1000r / min C 、1500r / min D 、3000r / min 2、桥式起重机在人工操作改变电源相序，下放重物时，重物能保持一定的速度匀速下降， 而不会像 自由落体一样的落下，主要是电机此时处于 ( ) 电源反接制动状态 B 、能耗制动状态 C 、反馈制动状态 D 、倒拉反接制 动状态 直流电动机额定值之间的关系表达式为 当三相异步电动机的电源电压下降 20 %时，其输出转矩 1、 A 3P N = UJ N B P N = ■ 3 U N I N n N C P N = 3 U N I N D 、P N = U N I N n N 4、 5、 反，该负载属于 ( ) 恒功率负载 B 反抗性恒转矩负载 步进电动机转角与脉冲电源的关系是 与 电源脉冲频率成正比 B 与电源脉冲宽度成正比 D C 恒转矩负载 D 通风机型负载 6、 A C 7、 A C 与电源脉冲数成正比 与电源脉冲幅值成正比 他励直流电动机改变电枢电压调速时，其特点是 理想空载转速不变，特性曲线变软 B 、理想空载转速变化， 理想空载转速变化，特性曲线斜率不变 D 理想空载转速不变， 线绕式异步电动机在转子绕组中串频敏变阻器起动，则 B 、起动电流减小，起动转矩增大 D 、起动电流增大，起动转矩增大 在空载时的起动电流与负载时的 起动电流减小，起动转矩减小 起动电流增大，起动转矩减小 A C 9、三相异步电动机采用直接起动方式 应为 特性曲线变软 特性曲线斜率不变 ( 对应教材同志学等编《机电传动控制》国防工业出版社2011.8 第2章 机电传动系统的动力学基础 2.1 说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩，静态转矩和动态转矩。 拖动转矩是有电动机产生用来克服负载转矩，以带动生产机械运动的。 静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。 2-4 多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统？转矩折算为什么依据折算前后功率不变 的原则？转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则？ 答：为了使运动方程式的列出简化；负载转矩是静态转矩，可根据静态时功率守恒原则进行 折算；由于转动惯量与运动系统的动能有关，根据动能守恒原则进行折算。 2.5 一般生产机械按其运动受阻力的性质来分可有哪几种类型的负载？ 可分为1恒转矩型机械特性2离心式通风机型机械特性3直线型机械特性4恒功率型机械特性,4种类型的负载. 2-6 反抗静态转矩和位能静态转矩有何区别，各有什么特点？ 答：反抗静态转矩是因摩擦、非弹性体的压缩、拉伸和扭转等作用所产生的负载转矩；其特 点是：转矩方向与运动方向相反，总是阻碍运动的； 位能静态转矩是由物体的重力和弹性体的压缩、拉伸和扭转等作用所产生的负载转矩；其特点是：转矩方向恒定，与运动方向无关，它在某方向阻碍运动，而在相反方向是促进运动。 2-7 在题2-7图中，曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性，试判断哪些是系统的稳定 平衡点，哪些不是。 答：机电传动系统稳定运行的必要条件:存在平衡点。即电动机的机械特性与生产机械的机 械特性曲线有交点; 充分条件:当转速偏离平衡点时，系统存在一个使其趋于平衡点的转矩差，即可以自动回复到平衡点。 如图（a,b,c,e ）所示，当系统转速偏离交点(>n a )时，就存在L M T T >，使系统减速，直到重新回到交点，又达到平衡；当系统转速 五、计算题（要求写出主要步骤每题10分） 1.有台直流他励电动机，其铭牌数据为：PN＝5．5kW，UN=Uf=220V，nN=1500r／min，η=0．8，Ra＝0．2 Ω。试求： ①额定转矩TN ②额定电枢电流IaN； ③额定电枢电流时的反电势； ④直接启动时的启动电流； ⑤若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串人多大的启动电阻?此时启动转矩为多少? 解：1. TN=9.55PN/nN=9.55*5.5*1000/1500=35 N.m 2. IaN=pN/ (ηUN)=31.25A 3.E=UN-IaNRa=220-31.25*0.2=213.75V 4.Ist=UN/Ra=220/0.2=1100A 5.I’st=UN/(Ra+Rad) ≤3IsN Rad≥UN/3IaN-Ra=220/(3*31.25)-0.2=2.15Ω T’st=KtφI’st=(9.55E/nN)3IaN=(9.55*213.75/1500)*3*31.25=127.6 N.m 2．某一调速系统在高速时的理想空载转速no1=1450r／min，低速时的理想空载转速n02=100r／min，额定负载时的转速降△nN=50rmin。 ①试画出该系统的静特性； ②求出调速范围D和低速时系统的静差度s2； ③在nmax与s2一定时，扩大调速范围的方法是什么?调速系统中应采取什么措施保证转速的稳定性? 解： 1.静特性 2. D=nmax/nmin=(n01- △nN)/ (n02- △nN) =(1450-50)/(100-50)=28 S2= △nN/n02=0.5 2.有一台三相异步电动机，正常运行时为Δ接法，在额定电压UN下启动时，其启动转矩Tst=1.2TN(TN为额定转矩)，若采用Y—Δ换接启动，试问当负载转矩TL=35％TN时，电动机能否启动?为什么? TstY=1/3*1.2TN=0.4TN>0.35TN=TL 3.试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速?减速?还是勾速?(图中箭头方向为转矩的实际作用方向) 一、分析与简答题 1.请简述机电传动系统稳定运行的条件。 a)电动机的机械特性曲线n=f（T M）和生产机械的特性曲线n=f（T L）有交点（即拖动系统的平衡点）； b)当转速大于平衡点所对应的转速时，T M＜T L，即若干扰使转速上升，当干扰消除后应有T M－T L＜ ０。而当转速小于平衡点所对应的转速时，T M＞T L，即若干扰使转速下降，当干扰消除后应有T M －T L＞０。 2.请解释机电传动系统稳定运行的含义。 a)是系统应能以一定速度匀速运转 b)是系统受某种外部干扰作用（如电压波动、负责转矩波动等）而使运行速度稍有变化时，应保证在 干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。 3.请简述并励发电机电压能建立的条件。 a)发电机的磁极要有剩磁； b)起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩磁磁场的方向相同； c)励磁电阻不能过大。 4.请简述电动机制动的稳定制动和过渡制动状态的共同点和不同点。 a)两种制动状态的区别在于转速是否变化 b)两种制动状态的相同点在于电动机发出的转矩与转速方向相反。 5.请简述直流他励电动机的三种制动方式的接线方法。 机电传动控制复习提纲 第一章机电传动的动力学基础 1.机电传动运动方程的几种形式 2.1、2.2、2.3题 2.飞轮矩、转动惯量的折算 2.7、2.8 3.机电传动系统稳定平衡点的判断 2.11 第三章直流电机的工作原理与特性 1.基本方程 电动势方程：E k e n 电磁转矩方程：T k t I a 电枢回路电动势平衡方程：U E I aR 2.固有机械特性与人为机械特性（电枢串接电阻、改变电枢电压、改变磁通）的曲线与特点 3.计算题类型：3.10、3.15；分析题类型：3.21 第四章机电传动系统的过渡过程（略） 第五章交流电动机的工作原理及特性 1.固有机械特性（式5.27）与人为机械特性（降低电源电压、定子回路串接电阻或电抗、改变电源频率、转子回路串接电阻） 2.交流电机启动方法 3.三相异步电动机调速特性（式5.36） 4.单相异步电动机工作原理 5.计算题类型：5.6、5.11 第六章控制电机 1.两相交流伺服电机消除自转的方法 第七章机电传动控制系统中常用的检测元件 略 第八章继电器-接触器控制 1.继电器-接触器控制的基本线路 （直接启动、转子串接电阻启动、正反转控制、Y—△接法降压启动） 例题：8.18 第九章PLC控制 1.PLC基本结构 2.PLC等效继电器 3.梯形图编程 4.例题：三相异步电机启停控制、三相电机正反转控制、三相电机Y-△启动控制、搬运机械手控制 《机电传动控制》复习重点 第2xx机电传动的动力学基础 机电传动系统的运动方程式 会判断驱动力矩和负载力矩的正负号 并能够根据该方程式判断机电系统的运动状态 动态转矩的概念 机电传动的负载特性 什么是负载特性：电动机轴上的负载转矩与转速之间的关系 4种典型的负载特性曲线 恒转矩负载包括反抗性恒转矩负载和位能性负载 机电传动稳定运行的条件 充分必要条件 掌握判断稳定工作点的方法 第三章直流电机的工作原理及特性 直流电机既可以用作电动机也可以用作发电机 任何电机的工作原理都是建立在电磁力和电磁感应的基础上的 直流电机做发电运行和电动运行时都会产生电动势E和电磁转矩T，但是不同的运行方式下其作用是不同的 电势平衡方程 力矩平衡方程 并励发电机电压建立的三个条件是什么？ 《机电传动控制》课程总复习2013、01 一、选择题 1、电动机所产生的转矩在任何情况下,总就是由轴上的负载转矩与_________之与所平衡。 ( D ) A.静态转矩 B.加速转矩 C.减速转矩 D.动态转矩 2、机电传动系统稳定工作时中如果T M>T L,电动机旋转方向与T M相同,转速将产生的变化就是。( B ) A.减速 B.加速 C.匀速 D.停止 3、机电传动系统中如果T M C.反抗型恒转矩 D.直线型机械特性 8、下面哪个部分就是属于直流电动机的定子部分？( C ) A.换向器 B.电枢绕组 C.励磁绕组 D.风扇 9、复励直流电机的励磁绕组与电枢绕组就是。( D ) A.串联 B.并联 C.单独分开连接 D.一部分串联其她的并联 10、直流电动机最常用的启动方式就是_________。( B ) A.串电阻启动 B.降压启动 C.直接启动 D.调节励磁启动 11、_________的调速方式可以实现对恒转矩型负载的无极调速。( A ) A.调压调速 B.串电阻调速 C.弱磁调速 D.A与B 12、直流电动机调速系统,若想采用恒功率调速,则可改变_________。( B ) A.K e B.Φ C.I a D.U 13、直流电动机调速系统,若想采用恒转矩调速,则可改变_________。( D ) A.K e B.Φ C.I a D.U 14、τm就是反映机电传动系统_________的物理量。( B ) A.时间惯性 B.机械惯性 C.热惯性 D.电磁惯性 15、加快机电传动系统的过渡过程,可以减少_________。( A ) A.GD2 B.n C.T d D.T M 16、绕线式异步电动机采用转子串电阻启动时,所串电阻愈大,启动转矩_________。( D ) A.愈大 B.愈小 C.不变 D.不一定 17、三相异步电动机正在运行时,转子突然被卡住,这时电动机的电流会_________。( A ) A.增加 B.不变 C.减小 D.等于零 机电传动控制期末考试试卷及答案 一、分析与简答题 1.请简述机电传动系统稳定运行的条件。 a)电动机的机械特性曲线n=f（T M）和生产机械的特性曲线n=f（T L）有交点（即拖动系统的平衡点）； b)当转速大于平衡点所对应的转速时，T M＜T L，即若干扰使转速上升，当干扰消除后应有T M－T L＜０。而当转速小于平衡点所对应的转速时，T M＞T L，即若干扰使转速下降，当干扰消除后应有T M－T L＞０。 2.请解释机电传动系统稳定运行的含义。 a)是系统应能以一定速度匀速运转 b)是系统受某种外部干扰作用（如电压波动、负责转矩波动等）而使运行速度稍有变化时，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。 3.请简述并励发电机电压能建立的条件。 a)发电机的磁极要有剩磁； b)起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩磁磁场的方向相同； c)励磁电阻不能过大。 4.请简述电动机制动的稳定制动和过渡制动状态的共同点和不同点。 a)两种制动状态的区别在于转速是否变化 b)两种制动状态的相同点在于电动机发出的转矩与转速方向相反。 5.请简述直流他励电动机的三种制动方式的接线方法。 a)反馈制动为正常接法； b)反接制动：电源倒拉反接改变电枢电压的极性；倒拉反接制动在电枢电路内串入附加电阻； c)能耗制动将外部电枢电压降为零，并将电枢串接一个附加电阻短接。 6.为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？ 因电枢加上额定电压，而电枢电阻很小，故a N ST R U I = 很大。 7. 对电动机的启动有哪些主要要求？ a) 启动转矩大，电流小 b) 平滑，安全可靠 c) 简单方便，功耗小 8. 直流他励电动机启动时，若在加上励磁电流之前就把电枢电压加上，这时会产生什么后果（从T L =0和T L =T N 两种情况加以说明）？ a) T L =0时飞车 b) T L =T N 时电枢电流很大。 9. 有静差调节系统和无静差调节系统的含义是什么？ a) 依靠被调量（如转速）与给定量之间的偏差来进行调节，使被调亮接近不变，但又必须具有偏差（即0≠?U ）的反馈控制系统，即有静差调节系统。该系统中采用比例调节器。 b) 依靠偏差进行调节，使被调量等于给定量（即0=?U ）的反馈控制系统，即无静差调节系统。该系统中采用比例积分调节器。 10. 什么叫调速范围？什么叫静差度？这两项静态指标之间有何关系？ a) 调速范围是指电动机在额定负载下最高转速和最低转速之比，即min max /n n D =； b) 静差率是指负载由理想空载转速到额定负载所对应的转速降落于理想空载转速之比，即0/n n S ?= c) D 与S 之间是相互关联的，调速范围是指在最低转速时还能满足给定静差率要求的转速可调范围；对静差率要求越小，允许的调速范围也越小。 11. 试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速？减速？还是匀速？（图中箭头方向为转矩的实际作用方向） 机电传动控制期末试题 一:选择题: 1、电动机所产生的转矩在任何情况下，总是由轴上的负载转矩和_________之和所平衡。（） A．静态转矩B．加速转矩 C．减速转矩 D．动态转矩 2、机电传动系统稳定工作时中如果TM>TL，电动机旋转方向与TM相同，转速将产生的变化是。（）A．减速 B．加速 C．匀速 D．停止 3、机电传动系统中如果TM 6、_________的作用方向恒定，与运动方向无关。（）A．反抗转矩 B．离心式转矩 C．位能转矩 D．恒功率转矩 7、起重机吊一个重物升降时，负载的机械特性是_________。（）A．恒功率型B．位能型恒转矩 C．反抗型恒转矩 D．直线型机械特性 8、下面哪个部分是属于直流电动机的定子部分？（）A．换向器 B．电枢绕组 C．励磁绕组 D．风扇 9、复励直流电机的励磁绕组和电枢绕组是。（）A．串联 B．并联 C．单独分开连接 D．一部分串联其他的并联 10、直流电动机最常用的启动方式是_________。（）A．串电阻启动 B．降压启动 C．直接启动 D．调节励磁启动 11、_________的调速方式可以实现对恒转矩型负载的无极调速。（）A．调压调速 B．串电阻调速 C．弱磁调速 D．A和B 12、直流电动机调速系统，若想采用恒功率调速，则可改变_________。（）A．Ke B．Φ C．Ia D．U 第三章、直流电机 1、机械传动系统负载特性：恒转矩型（反抗性恒转矩负载、位能性恒转矩负载）、离心式通风机型、直线型、恒功率型负载特性。 2、要加快电动机系统过渡过程，应设法减小系统飞轮转矩和增加动态转矩。 3、他励直流电动机 （1）、为什么直流电动机不能直接启动？直流电动机启动方法： 电动机启动之前，n=0,E=0,Ra很小。电动机直接并入电网并施加额定电压时，启动电流Ist=Un/Ra,为额定电流的10-20倍。①在换向过程中，产生危险的电火花，甚至烧坏整流子。 ②过大的电枢电流产生过大的电动应力，可能引起绕组的损坏。③产生与启动电流成正比的启动转矩，在机械系统和传动机构中产生过大的动态转矩冲击，使机械传动部件损坏。④对电网供电电动机来说，过大的启动电流将使保护装置动作，从而切断电源，使生产机械停止工作，或引起电网电压下降，影响其它负载正常运行。 启动方法：①降压启动②在电枢回路中串接外加电阻启动。 问：为什么要逐级切除启动电阻？如果切除太快，会带来什么后果？ 如果启动电阻一下全部切除，在切除瞬间，由于机械惯性作用使电动机转速不能突变，再次瞬间转速维持不变。机械特性会转移到其他特性曲线上，此时冲击电流很大。如果切除太快，会有可能烧坏电动机。 （2）、调速：①改变电枢电路串接电阻Rad、(空载转速不变，随着电阻增加，转速降落增大，特性变软) ②改变电枢供电电压U、（空载转速随电压减小而减小，转速降落不变，特性硬度不变，恒转矩调速）③改变电动机主磁通φ（理想空载转速随磁通改变而改变，转速降落随磁通改变而改变，特性变软，恒功率调速） （3）、制动：反馈制动、反接制动（电源反接，倒拉反接制动）、能耗制动 4、问：一台直流电动机拖动一台卷扬机构，在重物匀速上升时将电枢电源反接，电动机经历了几种运行状态？①正向电动状态，由a到b特性曲线转变②反接制动状态，n降低，到达c点转速为零③反向电动状态，c→f，转速n逐渐反向增加④稳定平衡状态，到达f 平衡点，转速n不再变化 5、单相异步电动机采用定容分相式和罩极式法进行启动 第四章、交流电机 1、三相异步电动机 （1）、启动特性：启动电流大、启动转矩小。 启动方法：①直接启动、②电阻或电抗器降压启动、③Y-△降压启动、④自耦变压器降压启动、⑤软启动器------绕线异步电动机：逐级切除启动电阻法、频敏变阻器启动法。（2）、调速方法：①变极对数调速、②变转差率调速（调压调速、转子电路串接电阻调速）③变频调速（变压变频调速、恒压弱磁调速） （3）、制动方法：反馈制动、反接制动（电源反接，倒拉制动）、能耗制动 2、单相异步电动机启动：电容分相式异步电动机、罩极式单相异步电动机 3、同步电动机启动方法：异步启动法 4、三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？ 若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变. 5、结合交流异步电动机的机械特性分析，在负载转矩不变的情况下，当电源电压降低很多 《机电传动控制》考试总复习 一、教材信息: 《机电传动控制》,邓星钟主编,华中科技大学出版社 二、考试题型 客观题(填空15*1’、选择10*2’ ) 主观题(简答5*7’、计算3*10’ ) 直流电机 计算题交流电机 电力电子 一、选择题 1、电动机所产生的转矩在任何情况下,总就是由轴上的负载转矩与_________之与所平衡。 ( D ) A.静态转矩 B.加速转矩 C.减速转矩 D.动态转矩 2、机电传动系统稳定工作时中如果T M>T L,电动机旋转方向与T M相同,转速将产生的变化就是。( B ) A.减速 B.加速 C.匀速 D.停止 3、机电传动系统中如果T M 1、如图所示，判断哪组是正确的。 （a ）L M T T > (b) L M T T = (c) L M T T < A ：图（a ）M T 为正，是拖动转矩，加速状态 B ：图（b ）M T =L T ，匀速状态 C ：图（c ）M T 为正，L T 为负，减速状态 2、关于交流电动机调速方法正确的有： A ：变频调速； B ：改变磁通调速； C ：改变转差率调速； D ：定子串电阻调速 3、三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会 。 A ：减少； B ：增加； C ：等于零。 4、三相鼠笼异步电动机在相同电源电压下，空载启动比满载启动的启动转 矩 。 A ：相同； B ：大； C ：小。 5、如下图所示，曲线1和曲线2分别为电动机和负载的机械特性。试问：电动 机能否在A 点稳定运行？ A ：能； B ：不能； C ：不能确定 6．恒功率型机械特性为负载转矩与转速成： A 正比; B 反比。 7、有一台三相异步电动机，正常运行时为?接法，在额定电压下启动，其 N st T T 2.1=，若采用?-Y 换接启动，试问当负载转矩N L T T %35=，电动机能否 启动？ A ：能； B ：不能； C ：不能确定 8．三相异步电动机的何种制动又叫发电制动。 A 反接制动； B 反馈制动； C 能耗制动 9．晶体管直流脉宽调速系统比晶闸管直流调速系统动态响应速度： A 高； B 低； C 一样。 10、直流电动机当电枢回路中串接电阻后，其固有的机械特性曲线是： A ：由（0，no ）出发的一簇向下倾斜的直线； B ：一簇平行于固有特性曲线的人为特性曲线； C ：；由（0，no ）出发的一簇向上倾斜的直线； D ：不确定； 11、下列方法中哪一个不是消除交流伺服电动机“自转”的方法： A ：增大转子转动惯量； B ：增大转子电阻； C ：减小转子转动惯量 12．直流发电机E 与Ia 的方向： A 相同； B 相反； C 不一定。。 二、简答题 1 常用的变频调速方式有哪几种? 变压变频调速、恒压弱磁调速。 2 晶闸管触发电路的基本组成部分有哪些? 脉冲形成及放大、移相控制、同步电压、控制电压信号等 3交流电动机的结构组成及其工作原理如何？其调速方法和调速特性怎样？ 交流电动机由定子,转子,机座等组成; 其工作原理为在定子三相绕组 通以三相交流电流所形成的旋转磁场作用下, 转子绕组旋感应电流;带电转子 绕组在旋转磁场作用下又感应电磁力,形成电磁转距, 带动转子而旋转,称为交 流感应电动机 ; 其调速方法有变频(无级平滑),变极(有级不平滑),变S(特 性变软) 4什么是调速？它包含哪两方面的涵意？衡量直流调速系统好坏的性能指标有哪 些？各表示什么意义？ 通过人为改变电动机参数来改变电动机速度称为调速;它包括人为变 速和自动稳速两方面; 衡量直流调速系统好坏的性能指标有衡量直流调 速系统好坏的性能指标有调速范围(D), 转差率(S),平滑性,经济性. 三、计算题 1、一台并励电动机，额定功率kW P N 2.2=，额定电压V U N 220=，额定电流 A I N 2.12=，额定转速m in /3000r n N =，最大励磁功率W P fN 2.68=。 试求：（1）最大励磁电流fN I ； 0.31A （2）额定运行时的电枢电流aN I ；11.89 （3）额定转矩N T ；7NM （4）额定运行时的效率N η。0.82 2、有一台三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：kW P N 102=， min /1460r n N =，V U N 380=，?接法，868.0=N η，88.0cos =N ?， 五、计算题（要求写出主要步骤每题10分） 1.有台直流他励电动机，其铭牌数据为： PN＝5．5kW，UN=Uf=220V，nN=1500r／min，η=0．8，Ra＝0．2 Ω。试求： ①额定转矩TN ②额定电枢电流IaN； ③额定电枢电流时的反电势； ④直接启动时的启动电流； ⑤若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串人多大的启动电阻?此时启动转矩为多少? 解：1. TN=9.55PN/nN=9.55*5.5*1000/1500=35 N.m 2. IaN=pN/ (ηUN)=31.25A 3.E=UN-IaNRa=220-31.25*0.2=213.75V 4.Ist=UN/Ra=220/0.2=1100A 5.I’st=UN/(Ra+Rad) ≤3IsN Rad≥UN/3IaN-Ra=220/(3*31.25)-0.2=2.15Ω T’st=KtφI’st=(9.55E/nN)3IaN=(9.55*213.75/1500)*3*31.25=127.6 N.m 2．某一调速系统在高速时的理想空载转速 no1=1450r／min，低速时的理想空载转速n02=100r／min，额定负载时的转速降△nN=50rmin。 ①试画出该系统的静特性； ②求出调速范围D和低速时系统的静差度s2； ③在nmax与s2一定时，扩大调速范围的方法是什么?调速系统中应采取什么措施保证转速的稳定性? 解：1.静特性 2. D=nmax/nmin=(n01- △nN)/ (n02- △nN) =(1450-50)/(100-50)=28 S2= △nN/n02=0.5 2.有一台三相异步电动机，正常运行时为Δ接法，在额定电压UN下启动时，其启动转矩 Tst=1.2TN(TN为额定转矩)，若采用 Y—Δ换接启动，试问当负载转矩TL=35％TN时，电动机能否启动?为什么? TstY=1/3*1.2TN=0.4TN>0.35TN=TL 3.试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速?减速?还是勾速?(图中箭头方向为转矩的实际作用方向) 《机电传动控制》考试总复习A卷 一、教材信息： 《机电传动控制》，邓星钟主编，华中科技大学出版社 二、考试题型 客观题（单项选择、判断题） 主观题（填空、分析与简答、计算） 三、总的复习题 一、选择题 1、电动机所产生的转矩在任何情况下，总是由轴上的负载转矩和_________之和所平衡。 （ D ）A．静态转矩B．加速转矩C．减速转矩D．动态转矩 2、机电传动系统稳定工作时中如果T M>T L，电动机旋转方向与T M相同，转速将产生的变化是。（ B ）A．减速B．加速 C．匀速D．停止 3、机电传动系统中如果T M机电传动控制考试复习
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