一、选择题（每小题1分，共10分）
1、吊车在匀速提升重物时，对电机而言，其负载的机械特性属于（C）
A、恒功率
B、直线型
C、恒转矩
D、离心机型
2、地铁机车使用的直流电机，启动阶段需要较大的牵引力，当达到一定速度后，牵引力较小，速度能迅速上升，该电机使用的励磁方法为
（B）
A、他励
B、串励
C、并励
D、复励
3、电机的反馈制动是指
（C）
A、通过测速发电机的反馈信号，控制好制动速度
B、通过速度继电器的反馈作用，在电机速度接近零时恰好撤消制动力矩
C、电机速度降低的过程中，电机绕组中有电能反馈到电源
D、电机制动时，动能转变为电能消耗在外部电阻上
4、力矩电机的特点是转速低和力矩大，其原因是
（ D ）
A、相对于普通电机，增大了绕组电压和输入电流
B、相对于普通电机，增加了体积
C、相对于普通电机，使用更多的导体材料
D、相对于普通电机，做成扁平结构，使有效匝数增加
5、直流电磁机构线圈因误接入同电压等级的交流电源后，则（B or C）
A. 衔铁振动
B.衔铁不动(直流电阻大，吸合力小)
C. 线圈电流过大（交流在铁芯中形成涡流）
D. 工作正常
6、下面四个电力电子器件中，属于全控型电力电子器件的是（D）
A．二极管B．单向晶闸管
C．双向晶闸管D．IGBT
7、单相全波整流电路存在有源逆变的若干基本条件中，不包括
（D）
A、必须是全控桥
B、负载必须具有较大感性
C、控制角α>90°
D、必须有续流二极管
8、直流调速系统中用以补偿电枢电阻压降引起的转速波动的环节是
（B）
A、电压负反馈
B、电流正反馈
C、电流截止负反馈
D、电压微分负反馈
9、普通三相异步电动机作为变频电机使用，则不宜在很低转速长期运行，因为
（A）
A、发热量大，散热条件差
B、伴随额定电压下降，输出功率低
C、异步电机在低速时功率因数低
D、最大转矩降低，易堵转
10、两相两拍步进电动机的步距角为1.8°；如改为两相四拍，其步距角为
（C）
A、3.6°
B、1.8°
C、0.9°
D、1.5°
二、填空题（每格1分，共10分）
1、晶闸管维持导通的条件为 V A >V K ，I>I H 。
2、三相交流异步电机、单相异步电机及两相交流伺服电机在运行期间，它们内部磁场的变化规律分别为 圆形 、 脉动 和 椭圆 。
3、一台四极三相异步电动机，电源频率为60Hz ，满载时电动机的转差率为0.02，电动机的异步转速为 1764 rpm 、转子电流频率 1.2 Hz 。
4、他励直流电动机如果励磁电路开路，则轻负载启动会导致 飞车 ，重负载启动时会导致 堵转 。
5、在步进电机控制系统中，环行分配器的作用是 指令脉冲变为通电相序（或转向、步距角）。
6、带速度负反馈的控制系统，若闭环系统的开环增益为K ，则与闭环之前的系统相比，其调速范围D 扩大为原来的 1+K 倍。
三、简答题（每小题8分，共32分）
1、 单相异步电机带动离心式负载，有调速要求。（1）试在同一坐标下画出该电机及负载的
机械特性曲线示意图，并解释其自动稳速的原理；（2）试解释调压调速并给出一种实现
方法。
答：（1） 画图 完全正确2分；
↑?>↓?↓
?<↑?n T T n n T T n L M L M 故转速能自动稳定，3分
（2） 自耦变压器、双向晶闸管调压电路、串电阻（任一方法均可） 2分
说明、或直观地在图中标出不同电压对应的不同转速 1分
2、有一台三相异步电动机，正常启动运行为△接法，在额定电压U N 下启动时，其启动转矩T st =T N (T N 为额定转矩)；若采用Y-△换接启动，试问当负载转矩T L =35%T N 时，电动机能否启动？为什么？
解：Y - 接法，电压为 3/N U ；N N ST ST
T T T T %33.3331)3
1(2≈==' 6分 因负载ST
N L T T T '>=%35，不能启动 2分
3、说明电容分相式单相交流电动机的工作原理，启动方法及改变转向的方法。
答：电容分相式电动机有两相绕组；1分
其中的一相A接交流电源，另一相B串接电容后接至同一相交流电源；2分
单相电机中有旋转磁场出现，可以启动电机；1分
启动后，如果接电容的绕组脱离电源，电机内部只有脉动磁场，但也能维持运行；2分
反转只要启动时A、B绕组对调，启动时的磁场旋转方向相反，可以反向启动2分
上述要点在叙述中基本完整即可满分；
如果有欠缺，但有接线图示意，按对学生有利的原则给分。
4、直流调速系统中一般设置哪些反馈环节？作用是什么？
答：电流（截止）负反馈——满足转矩特性时，保证电机和电源的安全；
速度负反馈——转速的自动调节和稳定：有两种实现方法：
1 利用测速发电机的电压反馈
2 （电枢）电压负反馈、电流正反馈的结合
电压微分负反馈——抑制调速过程中的剧烈波动；
电流微分负反馈——避免电流的波动产生超调。
每答到一个2分，答4个或以上者给满分。
四、设计、计算题（每题12分，共48分）
1、有一机电传动系统如图所示，已知每根轴的飞轮惯量和转速分别为GD M2＝87.4Nm2,
n M=2500r/min，GD12=245Nm2,n1＝1000r/min，GD L2=735Nm2,n L=500r/min，负载转矩T L= 98Nm , 电动机拖动转矩T M＝29．4Nm，电动机拖动生产机械运动时的传动效率ηc = 0.9。试求：(l）生产机械轴的加速度是多少？
(2）生产机械轴上加装飞轮惯量GD2＝612.5 Nm2的飞轮，此时生产机械轴加速度是多少？
解法一：传动比 5500/2500 2.52500/100021====j j
负载转矩向电机轴简化：Nm 78.215
9.098=?=='j T T C L L
η （1）飞轮转矩向电机轴简化： 222222212122
Nm 1564.292.394.8757355.22454.87=++=++=++=j GD j GD GD GD L M
Z 由运动方程dt
dn GD T T z L M 3752='- 得 32.18156)78.214.29(375375/2=-='-=Z L M GD T T dt dn 根据传动比，折算到生产机械轴就是
(rpm/s) 66.35132.1812=?==j dt dn dt dn L （2）机械轴加装飞轮惯量后：
222222Nm 5.1805
5.6121565.612=+=+='j GD D G Z Z 83.155
.180)78.214.29(375375/2=-=''-='Z L M
D G T T dt n d 同理：(rpm/s) 166.35
183.1512=?='='j dt n d dt n d L 解法二：将飞轮惯量向生产机械简化，则2500/1000 52500/50021====j j
222221222212Nm 390073524524.875=+?+?=++=L M Z
GD GD j GD j GD 电机拖动转矩向负载轴等效 Nm 132.3 54.299.01=??=='j T T M C M
η （1） (rpm/s) 30.33900
)983.132(375375/2=-=-'=Z L M
GD T T dt dn
（2） 加装飞轮惯量后222Nm 5.45125.61239005.612=+=+='z Z
GD D G (rpm/s) 85.25
.4512)983.132(375375/2=-='-'='Z L M
D G T T dt n d （两种方法存在一定的误差，这是由于折算目标轴不同。按任一种给分）
2、有一台三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：P 2N =10kW ，n N =1460r ／min ，u N =380V ，?接法，N η=0．868，COS N ?=0．88，N st T T /=1．5，N st I I /=6．5。试求：
①额定输人电功率P lN ；
②额定转差率S N ；
③额定电流I N ；
④输出的额定转矩T N ；
⑤采用Y 一△换接启动时的启动电流和启动转矩。
解：（1）kW 52.11868.0102===N N
IN P P η （2）0267.01500
1460150000=-=-=n n n S IN （3）A 89.1988.0380732.11052.11cos 33
=???==?N IN
N U P I （4）Nm 41.651460
101055.955.93
=??==N N N n P T （5）Nm 71.321.983
131 Nm 1.985.141.65=?===?=??ST STY ST T T T A 08.4328.1293
131A
28.12989.195.65.6=?===?==??ST STY N ST I I I I 但根据沈浴康等的《电机与电器》北京理工大学出版社1994的147-148页的结论：
A 64.7428.129732
.1131
=?==?ST STY I I 本题（1）-（4）每个得1.5分，（5）中4个结果每个1.5分
2、 传动系统用到一台三相交流异步电动机，需要正反转控制、短路保护和过载保护等，正
反转之间切换需要延时3秒；控制电路用PLC 为核心。试画出该电机的主电路、PLC 控
制电路和继电器梯形图（时间继电器使用T40,接通延时型，分辨率100ms ）。
解：主电路、控制电路如下，各4分
PLC 梯形图（下页）说明：（4分）
M0.0,M0.1分别是正、反转的辅助继电器；
Q0.0,Q0.1实际控制正反转。T40为正反转延时共用
如果热继电器为常闭触点（通常是如此），则图中I0.3用常开符号
4、 有一单相半波可控整流电路，其交流电源电压U 2＝220V ，负载电阻R L ＝10Ω，试求输出
电压平均值U d 的调节范围，当α＝π/3时，输出电压平均值U d 、电流平均值I d 为多少？
并选择晶闸管（确定反向耐压、通态平均电流两项指标，不考虑安全系数）。
解：
V 25.742
60cos 122045.03V 99~02cos 145.002=+??===+=d d U U U 时παα 4分
A 43.710
25.74===R U I d d 2分 α
α
παπππ
αcos 12sin 2)(3++-==K 时=1.878 2分 A 89.843.757.1878.157.1=?=≥
d T I K I 2分 耐压 V 311220414.122=?=U 。
所以，不考虑安全裕量的情况下，选耐压311V 通态平均电流8.89A 的晶闸管。
机电控制技术3
1.直流电机是直流电能与机械能 相互转换 之间的电力机械。
2.直流电动机具有优良的 调速 性能和起动性能。
3．直流电动机在定子和转子之间存在一个间隙，称为 气隙 。
4．直流电动机的工作原理：当直流电动机接入直流电源时，借助于电刷和换向器的作用，使直流电动机电枢绕组中流过方向 交变 的电流，从而使电枢产生 恒定 方向的电磁转矩，保证了直流电动机朝一定方向连续运转。
5．主磁极的作用是（ ）。
A.产生附加磁场
B.完成能量转换
C.产生主磁场
D.连接外界电路
答案：Ｃ
6．电刷的制作材料为（ ）。
A. 硅钢片
B.铜片
C. 石墨
D.碳
答案：C
7．机座是直流电机的核心部件，能实现机电能量转换。（× ）
8．直流电动机的励磁方式只有他励和自励两种。（× ）
9．简述可逆原理
答案：同一台电机，既能作发电机运行，又能作电动机运行的原理，称为电机的可逆原理。
10．换向器的作用
答案：将直流电动机输入的直流电流转换成电枢绕组内的交变电流，进而产生恒定方向的电磁转矩，使电动机连续运转。
11.电气传动系统一般由电动机、传动机构、生产机械的工作机构、控制设备
及电源五部分组成。
12.电气传动系统的运动方程可看出：T>T
时，系统处于加速运动过程。
L
13.只要电动机具有下降的机械特性，就能稳定运行。
14.下列（）不属于直流电动机的负载特性。
A.恒转矩
B.恒功率
C.通风机型
D.变电流
答案：D
15.理想空载转速由（）表示。
A.n
B.n
N
D.v
C.n
答案：C
16．车床在不同转速下，负载转矩基本上与转速成正比。（×）
17.电枢串电阻、弱磁及降压三种调速方法都只能降压调速。（×）
18.直流电动机在调速时还要考虑经济性这一指标。（√）
19. 简述稳定运行的条件
答案：一般来说只要电动机具有下降的机械特性，就能稳定运行；除非像通风机这样的特殊负载，在一定条件下，才能稳定运行。
20.他励直流电动机有那几种调速方法？电枢回路串电阻调速和弱磁调速分别属于那种负载调速方式？
答案：包括电枢串电阻调速、弱磁调速及降压调速。
其中电枢回路串电阻调速属于恒转矩负载调速，而弱磁调速属于恒功率负载调速。
21.电动机起动时，一要有足够大的起动转矩Tst；二要起动电流Ist 不太大。
22.电枢回路串电阻起动起动级数不宜过多，一般为 2~5 级。
23.回馈制动过程中，电动机下坡时能将位能转变成电能回送给电网。
24.直流电动机常用（）方法实现反转。
A.改变磁通方向
B.增加电枢电阻
C.改变电枢电流方向
D.以上选项都不对
答案：C
25.电动机由生产机械的惯性作用拖动，输入机械能而发电，发出的电能消耗在电枢电阻和制动电阻上，直到电动机停止转动，称为（）
A.能耗制动
B.倒拉反接制动
C.电枢电源反接制动
D.回馈制动
答案：A
26.下列（）方法能耗最低。
A.能耗制动
B.倒拉反接制动
C.电枢电源反接制动
D.回馈制动
答案：D
27.小容量直流电动机可采用直接起动。（√）
是反接制动的一个标志。（×）
28.n>n
29.他励直流电动机的起动方法有哪些？那种起动方法的性能较好？
答案：他励直流电动机常用的起动方法有电枢串电阻起动和降压起动两种。其中降压起动起动电流小，升速平滑，起动过程中能耗也较少，性能较好。
30.电气制动状态的条件是怎样的？常用制动方法有哪几种？
答案：电气制动状态的条件有：电磁转矩T的方向和转速n的方向相反。
常用的制动方法有能耗制动、倒拉反接制动、电枢电源反接制动和回馈制动。任务四
31.直流电动机起动前检查轴承润滑脂占轴承室的 2/3 为宜。
32. 直流电动机运行前首先要用压缩空气吹净附着于电机内部的灰尘。
33. 换向器表面出现粗糙、烧焦等现象时可用 0号砂布在旋转着的换向器表面进行细致研磨。
34.用500V兆欧表测量绕组对机壳的绝缘电阻，若小于（）必须进行干燥处理。
A.0.3MΩ
B.0.8MΩ
C. 1MΩ
D.5MΩ
答案：C
35.恒功率弱磁向（）调速，恒转矩负载可常用降压或电枢串电阻向（）调速。
A.上、上
B.下、下
C.上、下
D.下、上
答案：C
36. 轴承工作（）后应更换新的润滑脂，但每年不得少于一次。
A.500~1000h
B.1000~1200h
C.2000~2500h
D.2500~3000h
答案：C
37.直流电动机起动前不需检查接地装置，安全与否无所谓。（×）
38.电刷间的压力一定超过10%。（×）
39.变压器根据电磁感应原理进行工作的。
40.变压器的基本作用是在交流电路中进行变电压、变电流、变阻抗、变相位和电气隔离。
41.变压器根据用途可分为电力变压器和特种变压器
42.变压器的基本结构是（）和绕组、油箱和其他附件。
A.磁极
B.磁轭
C.铁芯
D.外壳
答案：C
43.铁芯是变压器中的（）。
A.磁路部分
B.电路部分
C.主磁场
D.主电路
答案：C
44. 下面（）不属于变压器的名牌数据。
A.额定电压
B.额定电流
C.绝缘等级
D.额定容量
答案：C
45.变压器铁心结构只有心式一种。（×）
46.变压器中与负载相连的称为一次绕组。（×）
47.变压器中各物理量的正方向一般按照电工惯例来规定。（√）
48.简述变压器的效率
答案：变压器的效率指变压器的输出有功功率P
2与输入有功功率P
1
之比。
49.什么是变压器的空载运行？
答案：变压器的一次绕组接在额定电压、额定频率的交流电源上，二次绕组开路
无电流的运行状态。
50.什么是变压器的负载运行？
答案：变压器的一次绕组接在额定电压和额定频率的交流电源上，二次绕组接入负载时的运行状态。
51.按磁路由三台同容量的单相变压器组成三相变压器组；由三个单相变压器合成一个三铁心柱组成三相心式变压器。
52.一般，三相变压器组的一次、二次绕组均采用星形连接。
53. 同名端通常用“.”表示。
54.三相心式变压器通过中间心柱的磁通为三相磁通的（）。
A.之和
B.有效值之和
C.向量和
D.矢量和
答案：C
55.三相变压器组，三台变压器之间只有电的联系，磁路相互（），互不关联。
A.激励
B.影响
C.独立
D.联系
答案：C
56.三相变压器高低压绕组的首端常用（）标记。
A.U1、V1、W1
B.U2、V2、W2
C.u2、v2、w2
D.以上选项都不对
答案：A
57.三相电力变压器的星形连接是把三相绕组的（）U2、V2、W2（）在一起，而它们的首端（）U1、V1、W1分别（）接三相电源。
A.首端连接末端引出
B. 首端引出末端连接
C.末端连接首端引出
D. 末端引出首端连接答案：C
58.三相电力变压器的三角形连接是其中一相绕组的（）和另外一相绕组的（）连接在一起，顺次连接成为一闭合回路，然后从（）U1、V1、W1分别（）接三相电源。
A.首端末端末端引出
B. 首端首端末端连接
C.首端末端首端引出
D. 末端首端首端连接答案：C
59.两种磁路系统的三相变压器可看出，相同的额定容量下，三相变压器组更节省材料、效率更高、价格更便宜。（×）
60.同名端的判定包括直流测量法和交流测量法两种。（√）
61.简述同名端的含义
答案：变压器的一次、二次绕组绕在同一个铁芯上，磁通交变时，会使得变压器的一次、二次绕组的某一端点的电位为正时，二次绕组也必有一个端点的电位为正，这两个对应的端点，称为同极性端或同名端。
62.三相心式变压器的磁路特点是怎样的？
答案：三相心式变压器的三相磁路有共同的磁轭，它们彼此关联，各项磁通要借另外两相的磁通闭合，即磁路系统是不对称的。
63.变压器理想并联运行应具备哪些条件？实际情况又如何?
答案：（1）各变压器输入/输出的额定电压相等，即变比相等。
（2）各变压器的联结组别相同。
（3）各变压器的短路电压相等。
实际变压器在并联运行中，误差在±0.5%以内是允许的，也不要求电压值绝对相等但误差不能超过10%，只有变压器的联结组别一定要相同。
64.在进行电气设备的试验时，经常会用到根据自耦变压器原理做成的调压变压器。
65.当在自耦变压器的一次绕组U1、U2两端加上交变电压U1后，将会在变压器的铁心中产生交变的磁通。
66.自耦变压器的电压比K为 N1/N2或E1/E2 。
67.低压小容量的自耦变压器，其二次绕组的接头C常做成沿线圈自由滑动的触头，可平滑地调节二次绕组的电压，称为自耦调压器。
68．自耦变压器的电压比一般不超过（）
A.1.0~1.5
B.1.5~2.0
C.2.0~2.5
D.2.5~3.0
答案：B
69．通常电压互感器二次绕组的额定电压均选用（）。
A.110V
B.220V
C.380V
D.100V
答案：D
70.自耦变压器的一次、二次绕组之间只有磁的耦合，没有电的联系。（×）
71.安全照明变压器允许采用自耦变压器。（×）
72.电压互感器的额定电压等级只有10000/100V。（×）
73.电压互感器的二次绕组在使用时不允许开路。（×）
74.电流互感器的二次侧不允许短路。（×）
75.电流互感器的一次侧与二次侧的电流比与匝数比成反比。（√）
76.自耦变压器的特点有哪些？
答案：优点：结构简单、节省用铜量、效率比一般的变压器高等。
缺点：一次侧、二次侧电路中有电的联系，可能发生把高压电引入低压绕组的危险，很不安全，其外壳必须接地，并规定安全照明变压器不允许采用自耦变压器结构形式。
77.简述自耦变压器的工作原理。
答案：自耦变压器是将一次、二次绕组合成一个绕组，其中一次绕组的一部分兼作二次绕组，它的一次、二次绕组之间不仅有磁的耦合，还有电的联系。当在自耦变压器的一次绕组U1、U2两端加上交变电压U1后，将会在变压器的铁心中产生交变的磁通。其电压比仍为N1/N2。
任务四
78.采用目测法观察变压器储油柜内、充油管内油的高度，通常油位高度应适中。
79.检查变压器油时还要检查油的颜色及透明度，正常时油应是透明略带黄色。80．用耳测法听变压器的声音，正常情况下，声音轻、平稳，是均匀而轻微的“嗡嗡”声。
81.变压器正常工作时，邮箱内上层油温不应超过（）
A.70~75℃
B. 75~80℃
C.80~85℃
D. 85~95℃
答案：D
82.变压器运行温度升高，对变压器没有任何不良影响。（×）
83.变压器外部检查时，必须检查外壳接地线是否牢靠、完好。（√ ）
84.电力变压器渗漏油，只有焊接焊缝渗油、漏油一种。（× ）
85.据有关资料统计，现在电网 的电能 2/3 以上是由三相异步电动机消耗的。
86.三相异步电动机的重量和价格约为直流电动机的 1/3 。
87．我们把旋转磁场在空间的转动速度称为 同步转速 ，用n 0表示。
88．下列（）不属于三相异步电动机的组成结构。
A.铁心
B.定子绕组
C.换向器
D.笼型转子
答案：C
89．下面对型号Y112M-4描述不正确的选项是（）
A.112代表机座中心高
B.M 指机座长度为中等
C.Y 表示星形连接
D.4表示极数
答案：C
90．（）是异步电动机工作的基本条件。
A.电磁感应
B.旋转力矩
C.旋转磁场
D.以上选项都不对
答案：C
91．同步转速与三相电流频率成（），与磁极对数成（）。
A.正比 正比
B.反比 反比
C.正比 反比
D.反比 正比
答案：C
92.三相异步电动机广泛应用于对调速性能要求较高的场合。（×）
93.三相异步电动机只有笼型一种转子。（×）
章节：3.1（第三章第一节）
94.异步电动机定子绕组与转子同时与三相交流电源连接。（×）
95.国产异步电动机的额定频率为50Hz 。（√ ）
96．磁场旋转方向与电流相序相反。（×）
97.简述“异步”与“感应”的含义。
答案：电动机在正常运转时，其转速总是稍低于同步转速n 0，这就是同步转速。
又因为转子电流是电磁感应所产生的，所以也成为感应电动机。
98．有一台三相四极异步电动机，电源频率为50Hz ，带额定负载运行时的转差率s N =0.06，求电动机的同步转速n 0和额定转速n N 。
答案：n 0=60f/p=60×50/4=750r/min
n N = n 0-s N n 0=（1-0.06）×750=705 r/min
99．两台三相异步电动机的电源频率为50Hz ，额定转速分别为1440r/min 和2910r/min ，则它们的磁极数分别是多少？额定转差率分别是多少？
答案：磁极数一定为整数，由此可得出p1=2，p2=1
n 01=60f/p1=1500r/min
n 02=60f/p2=3000r/min
s N1= n 01-n N1/n 01=4%
s N2= n 02-n N2/n 02=3%
100.三相异步电动机的运行特性指三相异步电动机在运行时，电动机的功率、转
矩、转速之间的关系。
101.电磁转矩与旋转磁场的每极磁通Φ和转子绕组的感应电流I
2
的乘积有关，
此外还受到转子绕组功率因数cosφ
2
的影响。
102．空载运行时，阻转矩很小，电动机的转速非常接近旋转磁场的同步转速，因此感应电流接近为（），转子电路相对于（）
A.0 短路
B.0 断路
C.0 开路
D.无穷大开路
章节：3.2（第三章第二节）
题型：选择
难度系数：6（难度系数1-10任选）
答案：C
103．起动转矩倍数λ
q
一般取（）。
A.0.7~1.4
B.0.8~1.6
C.0.9~1.8
D.1.0~2.0
章节：3.2（第三章第二节）
题型：选择
难度系数：6（难度系数1-10任选）
答案：C
104.一般三相异步电动机过载系数λ取（）。
A.1.0~2.0
B.1.2~1.8
C.1.5~2.1
D.1.8~2.5
章节：3.2（第三章第二节）
题型：选择
难度系数：6（难度系数1-10任选）
答案：D
105. 三相异步电动机空载运行时，电机转速非常接近旋转磁场的同步转速。（）章节：3.2（第三章第二节）
题型：判断
难度系数：6（难度系数1-10任选）
答案：×
106．一台三相异步电动机，其电源频率为50Hz，额定转速为1430r/min，额定功率为3kW,最大转矩40.07N.m，求电动机的过载能力λ。
章节：3.2（第三章第二节）
题型：计算题
难度系数：6（难度系数1-10任选）
答案：T
N =9550P
N
/n
N
=9550×3/1430=20.03N.m
λ=T
m /T
N
=40.07/20.03=2
任务三
107.三相异步电动机的调速依据是。章节：3.3（第三章第三节）
题型：填空
难度系数：6（难度系数1-10任选）
答案：n=60f（1-s）/p
机电控制技术试题一及答案 一、填空题（每题2分，共10分） 1.可编程控制器是计算机技术与继电接触器控制技术相结合的产物。 2.接触器主要是由电磁机构、触头机构和灭弧装置组成。 3.电气控制系统图一般有三种：电气原理图（电路图）、电气接线图、电器 元件布置图。 4.阅读电气原理图的方法有三种：查线读图法、逻辑分析法、过程图示法。 5.实现电动机降压启动的控制线路有：定子串电阻降压启动的控制线路、 自耦变压器降压启动的控制线路、星型三角形降压启动的控制线路。 二、简答题（每小题5分，共20分） 1.PLC有那些基本编程元件？ 答：输入继电器，输出继电器，辅助继电器，移位寄存器，特殊功能辅助继电器，定时器，记数器，状态器，等。（F1系列）或者：输入映像寄存器，输出映像寄存器，变量存储器，内部标志位，特殊标志位，计时器，计数器，模拟量输入寄存器，模拟量输出寄存器，累加器，高速计数器，特殊标志位，等。（S7 200系列） 2．列举可编程控制器可能应用的场合，并说明理由。 答：随着PLC的成本的下降和功能大大增强，在国内外已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环保、娱乐等各行业。因为PLC提供一定类型的硬件，可以与现场的各种信号相连，PLC提供编程软件，用户可以根据自己的工艺编制出自己的程序。 3.STL指令与LD指令有什么区别？请举例说明。 答：STL是步进开始指令。步进开始指令只能和状态元件配合使用，表示状态元件的常开触点与主母线相连。然后，在副母线上直接连接线圈或通过触点驱动线圈。与STL相连的起始触点要使用LD、LDI指令。LD常开触点逻辑运算起始指令，操作元件X、Y、M、S、T、C程序号为1。 4.什么是低压电器? 常用的低压电器有哪些?
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：
Mechatronic Control Systems Spring 2013 Dr. Bin Yao FINAL EXAM April 30, 2013 INSTRUCTIONS: 1.This is a Closed book exam. You are allowed one help sheet of hand-written summary. 2.Your exams must be stapled. 3.Circle your final answers. 4.Be neat and clear.
PROBLEM 1 (20Points) Consider the following feedback system: where ()3 () (1) s P s s s + = - . You are required to design a controller to meet the following performance specifications: (P1).Zero steady-state error for ramp type reference input () r t and constant disturbance () d t (P2).The resulting closed-loop system should not have excessive transient responses for step reference input () R s, i.e., your design should avoid either excessive large overshoot or large undershoot in the step responses. To solve this problem, you are required to follow the following procedure: a)Determine the correct controller structure that is needed to meet the performance requirement P1. To receive full credit, you need to justify your answer as well. b)Determine the suitable desired pole locations of the closed-loop system so that the performance requirement P2 can be satisfied. Again, to receive full credit, you need to justify your answer as well. c)Determine the unknown controller parameters to meet the above performance requirements. Solutions: 由上面两条定理可以得到结论： 1、 a). As the plant has an integrator, to satisfy (P1), the controller only needs one integrator, i.e., ()() () (),with order()order()1 () C C C C N s C s N s D s sD s =≤+(1) With the controller (1), the closed-loop output is given by () ()() () ()() 22 3()3() ()()() 1()3()1()3() C C C C C C s N s s sD s Y s R s d s s s D s s N s s s D s s N s ++ =+ -++-++ (2) Y(s) - () R s () d s () C s() P s Controller Plant
《机电传动控制》课程总复习2016 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 第1章概论 单选题 1. 在机电设备驱动的发展中，成组拖动的含义是【】 A. 多台电机拖动一台设备 B. 一台电机拖动一台设备 C. 多台电机拖动多台设备 D. 一台电机拖动多台设备 2. 机电传动系统的五大组成除了有电源、电气控制、传动机构、工作机构，还有的是【】 A.继电器 B.接触器 C.电动机 D.机械手 3. 研究机电传动系统的运动规律时，系统中的电动机种类是【】 A. 交流电动机 B. 直流电动机 C. 控制电机 D. 不分类 4. 一般在机电控制系统中的机械设备是【】 A. 控制对象 B. 控制方法 C. 控制规律 D. 控制指标 5. 机电传动系统中拖动生产机械的原动机是【】 A. 汽油机 B. 柴油机 C.水轮机 D. 电动机 6. 以下不．是拖动机电传动系统的原动机是【】 A.直流电动机 B.交流电动机 C. 汽油机 D. 步进电动机 7. 组成机电系统三大部分的是电气控制系统、电力拖动或机电传动和【】 A. 机械运动部件 B.发电机 C.汽油机 D. 水轮机 8. 以下不．是组成机电系统三大部分的是【】 A. 电气控制系统 B. 机械运动部件 C. 发电机 D. 电力拖动 9. 机电传动系统的目的是将电能转变为【】 A. 光能 B. 核能 C. 热能 D. 机械能 10. 机电传动中成组拖动是指一台电动机拖动【】 A. 多台发电机 B. 多台生产机械 C. 一台生产机械 D. 一台发电机 11. 机电传动的目的是【】 A. 将电能转变为机械能 B. 将机械能转变为电能 C. 将光能转变为机械能 D. 将机械能转变为光能 12. 一般机电系统正常工作时要求速度是【】 A. 稳速 B. 加速 C. 减速 D. 零 13. 一般机电系统快速返回时要求速度是【】 A. 稳速 B. 加速 C. 减速 D. 零 14. 一般机电传动的任务包括实现生产机械的启动、停止，以及【】 A. 维修 B. 保养 C. 调速 D. 能量转换 15. 在自动控制系统中，被控对象的输出量要求按照给定规律运行的是【】 A. 温度 B. 压力 C. 液位 D. 加工轮廓 16. 在自动控制系统中，被控对象的输出量要求保持为某一恒定值的是【】 A 飞行航线 B 记录曲线 C 液位 D 加工轮廓 17. 组成完整机电传动系统除了有电源、电气控制、传动机构、工作机构外，还有的是【】 A 液压缸 B 气压缸 C 电动机 D 发电机 18. 人本身通过判断和操作进行的控制叫作【】 A. 自动控制 B. 手动控制 C. 机械控制 D. 温度控制 19. 在数控机床控制系统中，对于想实现控制的目标量或控制量是【】 A . 温度 B. 位置 C. 压力 D. 湿度 《机电传动与控制》课程复习资料 一、填空题： 1.直流电动机常用的调速方法有 、 和 。 2.三相笼式异步电动机的启动方法有 和 。 3.电气控制系统中常设的保护环节有短路保护、弱励磁保护、 、 和 。 4.三相鼠笼式异步电动机常用的调速方法有 和 。 5.他励直流电动机的三种调速方法中，调速时机械特性变软的是 。调速时机械特性不变的是 调速。 6.晶闸管的几个主要参数是 、 、额定通态平均电流T I 和维持电流H I 。 7.直流调速系统中，电流截止负反馈环节的作用是 。 8.三相鼠笼式异步电动机的降压启动方法有 、 和自耦变压器启动。 9.生产机械对电动机调速系统提出的主要静态技术指标有 、 和平滑性。 10.晶闸管可控整流电路的负载常有电阻性、 和 。 11.三相绕线式异步电动机常用 进行启动和调速，也可以用 进行启动。 12.三相鼠笼式异步电动机的电气停转方法有 和 。 13.在直流电动机的双闭环无静差调速系统中，转速环的作用主要是 。电流环的作用主要是 。 14.直流他励电动机可采用 启动或降压启动，目的都是为了 。 15.为了改变三相交流异步电动机的旋转方向，只要 即可。 16.无静差闭环调速系统，PI 调节器中积分环节的作用是 。 17.交流电动机变频调速的特点有 ，在恒转矩的变频调速系统中，常保持 为定值。 18.就一台直流电动机开环、有静差闭环、无静差闭环调速系统三者的静特性而言，机械特性最硬的是 ，最软的是 。 19.带电阻性负载的单相半波可控整流电路中，控制角α的移相范围是 ，控制角α和导通角β的关系式是 。 20.交流异步电动机采用调压调速时，采用转速负反馈闭环系统，可以 。 21.电动机的短路保护和长期保护不同，前者是 ，后者是 。 二、单项选择题： 1.电源线电压为380V ，三相笼型异步电动机定子每相绕组的额定电压为380V ，能否采用星形——三角形启动？ [ ] A.不能 B.能 2.直流电器的线圈能否串联使用？ [ ] A.不能 B.能 3.直流电动机调速系统，若想采用恒转矩调速，则可改变 [ ] A.e K B. C.U 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.增大 B.减少 C.等于零 5.试说明下图情况下，系统的运行状态是 [ ] A.加速 B.减速 C.匀速 M L 第四章 4.1 有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50H Z，满载时电 动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。 n0=60f/p S=(n0-n)/ n0 =60*50/2 0.02=(1500-n)/1500 =1500r/min n=1470r/min 电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470 r/min, 转子电流频率.f2=Sf1=0.02*50=1 H Z 4.2将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动 机是否会反转？为什么？ 如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调,例如将B,C两根线对调,即使B相遇C相绕组中电流的相位对调,此时A相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转,与未对调的旋转方向相反. 4.3 有一台三相异步电动机，其n N=1470r/min,电源频率为50H Z。设 在额定负载下运行，试求： ①定子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ②定子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ③转子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ④转子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。 0 r/min 4.4当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？ 因为负载增加n减小,转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加,转子导体被磁感线切割的速度提高,于是转子的感应电动势增加,转子电流特增加,.定子的感应电动使因为转子的电流增加而变大,所以定子的电流也随之提高. 4.5 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,降低瞬间电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变. 4.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。 试求：①线电压为380V时，三相定子绕组应如何接法？ ②求n0,p,S N,T N,T st,T max和I st； ③额定负载时电动机的输入功率是多少？ ①线电压为380V时，三相定子绕组应为Y型接法. 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》试卷A 适用专业：机制考试日期： 考试时间：120分钟考试形式：闭卷试卷总分：100分 一、填空（每空1分）： 1. 直流电动机的调速方法有____ __ ，和。 2．一台三相异步电动机的额定转速为980r/min，则其极数为，同步转速为，起动时转差率为，额定转差率为。 3．鼠笼型异步电动机的减压起动方法有、、和。 4. 通电延时的时间继电器有两种延时动作的触头。即，符号为；和符号为。 5. 电气控制系统中常设的保护环节有、 和、。 6. F-40M型PLC的内部等效继电器有、、 、和几种。 二、简答题。（每小题5分） 1．交流电器的线圈能否串联使用？为什么？ 2．三相鼠笼式电动机在运行中断了一根电源线未及时发现会导致什么后果？3．简述直流电动机能耗制动的方法。 4．当三相交流异步电动机在额定负载下运行时，由于某种原因，电源电压降低了30%，问此时通入电动机定子绕组的电流是增大还是减少？为什么？5. 试说明下图几种情况下，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方向）。 a b c d e 12分）： 1. 一台U N=220V，I N=136.5A，R a=0.22Ω的他励直流电动机。 1）如直接起动，起动电流I St是多少？ 2）若要求起动电流是额定电流的两倍，采用电枢回路串电阻起动，应串多大的电阻？采用降低电源电压起动，电压应降至多少？ 2. 一台交流三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：P N=10kW，n N=1460r/min，U N=380 V，△接法，ηN=0.868，cosφ=0.88；试求：1）额定输入电功率；2）额定电流；3）输出的额定转矩；4）采用Y-△换接启动时的启动转矩。 四、设计题： 1. 设计某机床刀架进给电动机的控制线路，应满足如下的工艺要求： 按下启动按钮后，电机正转，带动刀架进给，进给到一定位置时，刀架停止，进行无进刀切削，经一段时间后刀架自动返回，回到原位又自动停止。试画出主电路和控制线路。（本题15分） 2. 试用F—40M型PLC设计一台小于10KW的三相鼠笼式异步电动机正反转的控制程序，要求：（本题12分） 1）绘出电动机主电路（应有必要的保护）2）绘出PLC的安装接线图 3）绘出PLC的梯形图4）写出PLC的指令程序 “机电传动与控制”习题 第1次作业 1、（教材4-9）设计一台设备的电气控制原理图，满足以下要求： （1）该设备由三台三相笼型感应电动机M1、M2和M3拖动； （2）起动时，按照M1、M2和M3的顺序起动； （3）停止时，按照相反的顺序停止； （4）上述动作均要求一定的时间间隔； （5）设置短路和过载保护。 解： L1 L2 L3 2、（教材4-13）托盘由一台电动机驱动，试设计其电气控制原理图，要求如下： （1）按下起动按钮，托盘由原地A起动，前进到B点碰到行程开关SQ2后停止； （2）过一时间后，按下返回按钮，才能从B点起动，后退碰到原位行程开关SQ1后停止，即回到原地A点； （3）托盘在前进或后退过程中可在中间任意位置停止； （4）托盘停在中间任意位置，按下复位按钮，能够回到原地。 （5）设置短路和过载保护。 解： KM2 L1L2L3 第2次作业 1、 以下为一条自动运输线的控制电路，该运输线由两台电动机拖动，M1拖动运输机，M2拖动 卸料机。请完成： （1）分析控制电路的动作过程； （2）主电路和控制电路有哪些保护，简述保护过程； （3）针对运输线，控制电路有哪些功能。 3～50Hz 解： （1）控制电路的动作过程： ①从主电路可以看出，电动机M1的通断电由接触器KM1控制，电动机M2的通断电由接触器KM2控制；主电路中，两个电机均有热继电器和熔断器，可实现过载保护和热保护； ②在控制电路中，按SB1，KM1自锁，可实现电动机M1的起动； ③在控制电路中，按SB2，必须KM1已经通电，接触器KM2才能通电，电动机M2才能起动； ④按SB4，接触器KM2断电，电动机M2单独停机，电机M1保持运行状态； ⑤按SB3，时间继电器KT 通电并自锁，此时接触器KT1的常闭触点断开，KM2马上断电，电动机M2马上停机；KT1通电一段时间后，其通电延时断开触点打开，接触器KM1断电，电动机M1停机； （2）主电路和控制电路的保护 KT 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) 机电传动与控制期末考试及答案一：选择题：（从下列各题备选答案 中选出正确答案） 1、关于交流电动机调速方法不确的有： ( D ) 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。 2、如图所示，判断哪组是正确的。 ( A ) T??TTTT?T a (b) ） (c) （LMMLLM，匀速状态= B：图（b）为正，是拖动转矩，加速状态：图（Aa）TTT LMM为正，为负，减速状态）C：图（c TT LM ( B ) 3、延时闭合的动合触点是： A B C D 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 B 。 A：减少； B：增加； C：等于零。 5、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 。 A：相同； B：大； C：小。 6、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 ) C：不能确定：能； B：不能；A ( B ) 8三相 异步电动机的何种制动又叫发电制动。能耗制动。 C 反接制动；B 反馈制动； A T2?1.T换接启动，试问当负载转矩，若采用9、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????Nst T%?35T A ，电动机能否启动？NL C：不能确定：不能；A：能； B ( B ) ．．恒功率型机械特性为负载转矩与转速成：10 ; B 反比。A 正比 是：制的实作行场床在可台控以，地远床离放一制中、11集控台般在机较的方 可在制也以机现进操，现控） B （． A：集中控制 B：分散控制 C：联合控制 D：点动控制 12、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 ) 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； 13.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 ) 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； 14.电源线电压为380V，三相鼠笼型异步电动机定子每相绕组的额定电压为220V 时，能否采用星形—三角形启动？B A.能 B.不能 C.不一定 15、机电传动系统稳定工作时中如果T>T，电动机旋转方向与T相同，转速将产 生的变化是。MML（ B ） A．减速 B．加速 C．匀速 D．停止 16、机电传动系统中如果T 机电与控制技术答案 第四章 4.1 有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50H Z，满载时 电动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。 n0=60f/p S=(n0-n)/ n0 =60*50/2 0.02=(1500-n)/1500 =1500r/min n=1470r/min 电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470 r/min, 转子电流频率.f2=Sf1=0.02*50=1 H Z 4.2将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动 机是否会反转？为什么？ 如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调,例如将B,C两根线对调,即使B相遇C相绕组中电流的相位对调,此时A 相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转,与未对调的旋转方向相反. 4.3 有一台三相异步电动机，其n N=1470r/min,电源频率为50H Z。设 在额定负载下运行，试求： ①定子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ②定子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ③转子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ④转子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。 0 r/min 4.4当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？ 因为负载增加n减小,转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加,转子导体被磁感线切割的速度提高,于是转子的感应电动势增加,转子电流特增加,.定子的感应电动使因为转子的电流增加而变大,所以定子的电流也随之提高. 4.5 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,降低瞬间电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变. 4.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。 试求：①线电压为380V时，三相定子绕组应如何接法？ ②求n0,p,S N,T N,T st,T max和I st； ③额定负载时电动机的输入功率是多少？ ①线电压为380V时，三相定子绕组应为Y型接法. 电气控制技术试题库及答案 一、名词解释：（每题5分） 1、低压电器：（B） 是指在交流额定电压1200V，直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。 2、主令电器：（B） 自动控制系统中用于发送控制指令的电器。 3、熔断器：（B） 是一种简单的短路或严重过载保护电器，其主体是低熔点金属丝或金属薄片制成的熔体。 4、时间继电器：（B） 一种触头延时接通或断开的控制电器。 5、电气原理图（B） 电气原理图是用来表示电路各电气元器件中导电部件的连接关系和工作原理的电路图 6、联锁（C） “联锁”电路实质上是两个禁止电路的组合。K1动作就禁止了K2的得电，K2动作就禁止了K1的得电。 7、自锁电路：（C） 自锁电路是利用输出信号本身联锁来保持输出的动作。 8、零压保护（B） 为了防止电网失电后恢复供电时电动机自行起动的保护叫做零压保护。 9、欠压保护（B） 在电源电压降到允许值以下时，为了防止控制电路和电动机工作不正常，需要采取措施切断电源，这就是欠压保护。 10、星形接法：（A） 三个绕组，每一端接三相电压的一相，另一端接在一起。 11、三角形接法：（C） 三个绕组首尾相连，在三个联接端分别接三相电压。 12、减压起动（A） 在电动机容量较大时，将电源电压降低接入电动机的定子绕组，起动电动机的方法。13、主电路：（A） 主电路是从电源到电动机或线路末端的电路，是强电流通过的电路， 14、辅助电路；（B） 辅助电路是小电流通过电路 15、速度继电器：（C） 以转速为输入量的非电信号检测电器，它能在被测转速升或降至某一预定设定的值时输出开关信号。 16、继电器：（C） 继电器是一种控制元件，利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力(有触头式)或使输出状态发生阶跃变化(无触头式) 17、热继电器：（C） 是利用电流的热效应原理来工作的保护电器。 18、交流继电器：（C） 吸引线圈电流为交流的继电器。 19、全压起动：（C） 在电动机容量较小时，将电动机的定子绕组直接接入电源，在额定电压下起动。 20、电压：（A） 电路两端的电位差 21、触头 触头亦称触点，是电磁式电器的执行元件，起接通和分断电路的作用。 22、电磁结构 电磁机构是电磁式电器的感测元件，它将电磁能转换为机械能，从而带动触头动作。23、电弧 电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象 24、接触器 接触器是一种适用于在低压配电系统中远距离控制、频繁操作交、直流主电路及大容量控制电路的自动控制开关电器 25、温度继电器 利用过热元件间接地反映出绕组温度而动作的保护电器称为温度继电器。 26、点动电路 按下点动按钮，线圈通电吸合，主触头闭合，电动机接人三相交流电源，起动旋转；松开按钮，线圈断电释放，主触头断开，电动机断电停转， 27、电气控制系统 电气控制系统是由电气控制元器件按一定要求连接而成 28、变极调速：（A） 异步电动机调速中，改变定子极对数的调速方法。 29、电器元件位置图 电器元件布置图是用来表明电气原理中各元器件的实际安装位置的图 30、电器元件接线图 电气安装接线图是电气原理图的具体实现形式，它是用规定的图形符号按电器元件的实际位置和实际接线来绘制的 31、变频调速：（C） 异步电动机调速中，改变电源频率的调速方法。 二、填空：（每题2分） 1、常用的低压电器是指工作电压在交流( )V以下、直流( )V以下的电器。(B) 1200、 1500 2、选择低压断路器时，额定电压或额定电流应( )电路正常工作时的电压和电流。(C) 《机电传动控制》试卷 A 适用专业：机制考试日期： 考试时间：120分钟考试形式：闭卷试卷总分：100分 一、填空（每空1分）： 1. 直流电动机的调速方法有____ __ ，和。 2．一台三相异步电动机的额定转速为980r/min，则其极数为，同步转速为，起动时转差率为，额定转差率为。 3．鼠笼型异步电动机的减压起动方法有、、和。 4. 通电延时的时间继电器有两种延时动作的触头。即，符号为；和符号为。 5. 电气控制系统中常设的保护环节有、 和、。 6. F-40M型PLC的内部等效继电器有、、 、和几种。 二、简答题。（每小题5分） 1．交流电器的线圈能否串联使用？为什么？ 2．三相鼠笼式电动机在运行中断了一根电源线未及时发现会导致什么后果？3．简述直流电动机能耗制动的方法。 4．当三相交流异步电动机在额定负载下运行时，由于某种原因，电源电压降低了30%，问此时通入电动机定子绕组的电流是增大还是减少？为什么？5. 试说明下图几种情况下，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方向）。 a b c d e 三、计算题（每题12分）： 1. 一台U N=220V，I N=136.5A，R a=0.22Ω的他励直流电动机。 1）如直接起动，起动电流I St是多少？ 2）若要求起动电流是额定电流的两倍，采用电枢回路串电阻起动，应串多大的电阻？采用降低电源电压起动，电压应降至多少？ 2. 一台交流三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：P N=10kW， n N=1460r/min，U N=380 V，△接法，ηN=0.868，cosφ=0.88；试求：1） 额定输入电功率；2）额定电流；3）输出的额定转矩；4）采用Y-△ 换接启动时的启动转矩。 四、设计题： 1. 设计某机床刀架进给电动机的控制线路，应满足如下的工艺要 求： 按下启动按钮后，电机正转，带动刀架进给，进给到一定位置时，刀架停止，进行无进刀切削，经一段时间后刀架自动返回，回到原位 又自动停止。试画出主电路和控制线路。（本题15分） 2. 试用F—40M型PLC设计一台小于10KW的三相鼠笼式异步电 动机正反转的控制程序，要求：（本题12分） 1）绘出电动机主电路（应有必要的保护）2）绘出PLC的安装接线 图 3）绘出PLC的梯形图4）写出PLC的指令程序 机电控制技术试卷 一、单项选择题(本大题共10 小题，每小题1 分，共10 分。在每小题给出的四个选项中，只有一 项是符合题目要求的，把你所选的选项前的字母填在题后的括号。) 1. 吊车在匀速提升重物时，对电机而言，其负载的机械特性属于（） A. 恒功率 B. 直线型 C. 恒转矩 D. 离心机型 2. 下列不属于控制系统的性能指标有：（） A．时域性能指标 B．频域性能指标 C．空间性能指标 D．综合性能指标 3. 下面四个电力电子器件中，属于全控型电力电子器件的是（） A．二极管B．单向晶闸管 C．双向晶闸管D．IGBT 4. 单相全波整流电路存在有源逆变的若干基本条件中，不包括（） A. 必须是全控桥 B. 负载必须具有较大感性 C. 控制角α>90° D. 必须有续流二极管 5. 直流调速系统中用以补偿电枢电阻压降引起的转速波动的环节是（） A. 电压负反馈 B. 电流正反馈 C. 电流截止负反馈 D. 电压微分负反馈 6. 普通三相异步电动机作为变频电机使用，则不宜在很低转速长期运行，因为（） A. 发热量大，散热条件差 B. 伴随额定电压下降，输出功率低 C. 异步电机在低速时功率因数低 D. 最大转矩降低，易堵转 7. 电机的反馈制动是指（） A. 通过测速发电机的反馈信号，控制好制动速度 B. 通过速度继电器的反馈作用，在电机速度接近零时恰好撤消制动力矩 C. 电机速度降低的过程中，电机绕组中有电能反馈到电源 D. 电机制动时，动能转变为电能消耗在外部电阻上 8. 下列不属于干扰的作用方式的是（） A. 串模干扰 B. 共模干扰 C. 长线传输干扰 D. 短线传输干扰 9. 下列属于屏蔽形式的是（） A. 微波屏蔽 B. 电磁屏蔽 C. 静电屏蔽 D. 低频率屏蔽 10. 下列不是常见滤波形式的是（） A. RC型 B. RL型 C. LC型 D. 双T型 二、名词解释（本大题共6小题，每小题3分，共18分。） 1．自动控制系统 2. 偏差信号 3. 信号调理 4. 共模干扰机电控制技术基础2016复习试题
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