《机电传动控制》复习

《机电传动控制》复习资料第二章：1.如何根据简图写出运动方程式并判断系统的运行状态？P19 T2.32.如何判断TM 或TL 是拖动转矩还是制动转矩？无论是TM 或是TL 和n 的转向相同时时拖动转矩，和n 的转向相反时时制动转矩3.如何判断系统的平衡点是否稳定运行点？P20 T2.114.什么是机电传动系统的负载特性（生产机械的机械特性）同一转轴上负载转矩和转速之间的函数关系称为机电传动系统的负载特性5.常见的生产机械的负载特性有哪几种？恒转矩型负载特性、离心式通风机型负载特性、直线型负载特性、恒功率型负载特性6.为什么要对负载转矩和转动惯量进行折算？为了列出多轴系统的运动方程，必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量都折算到某一根轴上第四章：1.异步电动机的转子绕组有哪两种形式？线绕式和鼠笼式两种2.简述三相异步电动机的工作原理A 、三相正弦电流相位差为120°时，在定子绕组中产生旋转磁场B 、由于旋转磁场的作用，在转子导体中产生感应电势和感应电流C 、在旋转磁场和感应电流的作用下，产生使转子转动的电磁转矩3.n0 n s 的含义是什么？n ——转子的旋转速度（即电动机的转速）n 0 ——同步转速S ——n0—n 与同步转速n0的比值称为异步电动机的转差率，用S 表示 00n n n s -= 4.三相异步电动机定子绕组线端 的连接方式有哪两种？如何选择接法？连接方式有：星型连接和三角形连接两种。

选择接法看P56例题4.15.三相异步电动机型号的意义。

如：Y132S —6Y ——电动机的系列代号132——机座底面至输出轴的中心高为132mmS ——短机座（L 为长机座、M 为中机座）6——磁极数为66.三相异步电动机的额定效率ηN 和额定转矩TN 如何计算N η=NN N N I U P ϕcos 3x100% TN=9.55nN PN 7.什么是三相异步电动机的固有机械特性？各有什么特点？异步电动机在额定电压和额定频率下，用规定的接线方式，定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有（自然）机械特性特点：1.T=0，n=n0（S=0），为电动机的理想空载工作点，此时电动机的转速为理想空载转速n0.2.T=TN，n=nN(S=SN),为电动机的额定工作点3.T=Tst,n=0(S=1)，为电动机的启动工作点4.T=Tmax，n=nm(S=Sm)，为电动机的临界工作点9.对三相异步电动机启动的主要要求是什么？——转矩大，电流小10.三相异步电动机的调速方法有哪几种？变极对数、变转差率、变频11.鼠笼式异步电动机常用的启动方式有哪些？满足什么条件才可以直接启动？启动方式有：直接（全压）启动、定子电路串电阻或电抗器降压启动、Y—Δ降压启动、自耦变压器降压启动第二问：P6712.为什么多速电动机启动时宜先接成低速，然后再换接为高速？多速电动机启动时宜先接成低速，再换接为高速，这样可获得较大的启动转矩。

机电传动控制总复习第1章 绪论1、机电传动系统的主要组成部分。

2、电动机自动控制方式大致可分为哪三种？断续控制、连续控制和数字控制三种。

第2章 机电传动系统的动力学基础 1、机电传动系统的运动方程式：dtd JT T L M ω=- （2.1） 运动方程式的实用形式：dt dnGD T T L M 375)(2=- （2.4）2、（1）当L M T T =时，加速度0==dtdna ，则常数=n ，系统处于稳定运行状态（包括静止状态）。

为此，要使系统达到稳定，先决条件必须使L M T T =。

（2）当M T ＞L T 时，加速度0>dtdn，即转速在升高，系统处于加速过程中。

由此可知，要使系统从静止状态起动运转，必须使起动时的电磁转矩（称之为起动转矩）大于0=n 时的负载转矩。

（3）当M T ＜L T 时，加速度0<dtdn，转速在降低，系统处于减速过程中。

所以要使系统从运转状态停转（即制动），必须减小电磁转矩使之小于负载转矩，甚至改变M T 的方向。

作业：7、试列出下图所示几种情况下系统的运动方程式，并说明系统的运行状态时加速、减速还是匀速。

（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向。

）M LT T >M LT T =M LT T =（a ） （b ） （c ）M LT T =M LT T <M LT T >（d ） （e ） （f ）答：（a ）因为T M 为正方向，是拖动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L >0，所以系统为加速；（b ）因为T M 为负方向，是制动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L <0，所以系统为减速；（c ）因为T M 为负方向，是制动转矩，T L 为负方向，是拖动转矩，且T d =T M -T L =0，所以系统为匀速；（d ）因为T M 为正方向，是拖动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L =0，所以系统为匀速；（e ）因为T M 为正方向，是拖动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L <0，所以系统为减速；（f ）因为T M 为负方向，是制动转矩，T L 为正方向，是制动转矩，且T d =T M -T L <0，所以系统为减速；第3章 电动机的工作原理及机械特性 3.1 直流电动机的工作原理及机械特性1、直流电机的基本结构和工作原理2、直流电动机机械特性的一般表达式：02a e e t Δ R U n T n n K K K ΦΦ=-=- （3.13）3、（2）人为机械特性①改变电枢电压U 时的人为机械特性 ②电枢回路中串接附加电阻时的人为机械特性 ③改变磁通Φ时的人为机械特性4、根据直流他励电动机处于制动状态时的外部条件和能量传递情况，它的制动状态分为反馈制动、反接制动、能耗制动三种形式。

一、问答题一（每题4 分，共24分）1.一般情况下，电力拖动装置可分哪四个组成部分，各部分分别起什么作用？答:电动机、工作机构、控制设备和电源2.简述直流电机的结构特点。

答:直流电机结构包括定子和转子两部分，其间有空气间隙分开。

定子的作用是产生磁场和在机械上支撑电机，它的组成部分在主磁极，换向极，机座，端盖和轴承等。

电刷用电刷座固定在定子上。

转子的作用是产生感应电动势及产生机械转矩以实现能量的转换，它的组成部分有电枢铁芯，电枢绕组，换向器，轴，风扇等。

3.简述直流电机的可逆运行原理。

答: 直流电机即可以作为发电机使用，也可以作为电动机使用。

当直流电机的电磁转矩是阻转矩时，做发电机使用，当电磁转矩时驱动转矩时，做电动机使用。

4.简述直流电动机的起动特性和起动方法。

答：降压启动：此方法的启动特性是在启动瞬间，降低供电电源电压，随着转速n的升高，反电动势E增大，再逐步提高供电电压，最后达到额定电压UN时，电动机达到所要求的转速。

在电枢回路内串接外加电阻启动：启动特性，随着电动机转速n的升高，反电动势E增大，再逐步切除外加电阻一直到全部切除，电动机达到所要求的转速。

5.简述直流电机的调速方式及特点。

答：调速方式；改变电枢电路外串电阻Ra d,这种方式调速范围不大；改变电动机电枢供电电压U,这种方式可以实现无极平滑调速；改变电动机主磁通O,这种方式可以平滑无级调速，但只能弱磁调速，即在额定转速以上调速。

6.简述三相交流电动机定子绕组的特点。

答：定子绕组是电动机的电路部分，由许多线圈连接而成，每个线圈有两个有效边，分别放在两个槽里，三相对称绕组Ax,By,Cz可连接成星形或三角形。

7.简述异步电动机的工作原理。

答：将定子的对称三相绕组接到三相电源时，绕组内将通过对称三相电流，并在空间产生旋转磁场，而转子绕组的导体切割磁通将产生感应电动势，从而使转子绕组中产生转子电流，根据安培电磁力定律，转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁力，该力在转子的轴上形成电磁转矩，使转子旋转起来。

机电传动控制复习资料一、单项选择题1、直流电动机起动时，励磁回路应该( )A与电枢回路同时接入；B比电枢回路后接入；C比电枢回路先接入；D无先后次序2、一台他励直流电动机拖动恒转矩负载,当电枢电压降低时,电枢电流和转速将()A电枢电流减小、转速减小 B电枢电流减小、转速不变C电枢电流不变、转速减小 D电枢电流不变、转速不变3、直流电动机在串电阻调速过程中，若负载转矩不变，则( )A输入功率不变；B输出功率不变；C总损耗功率不变；D电磁功率不变4、调节同步电动机转子的( )便能控制cosφ的大小和性质。

A直流励磁电流； B交流励磁电流；C直流励磁电压；D交流励磁电压5、当直流电机定子与电枢之间的空气隙增大时，直流电机的( )。

A磁阻减少；B磁阻增大；C磁阻不变；D电流减少，转矩增大二、填空题1 异步电动机的起动方法有（全压起动）（降压起动）和（限流起动）三类2．选择电动机容量应根据（发热）（过载能力）和（启动能力）基本原则进行。

3．直流他励电动机有两种基本运行状态，即（电动运行状态）和（制动运行状态）状态。

4、直流电机由（）（）和（）等主要部件构成。

5、电动机的工作温度不大于绝缘材料允许的最高工作温度，是保证电动机（）安全运行的（），是按（）条件选择电动机功率的（）的依据。

三、问答题1、简述同步电动机的结构？三相同步电动机在结构上与三相同步发电机相同，定子（电枢）与三相异步电动机的定子结构完全相同，也由铁心和三相绕组组成。

转子磁极由铁心和励磁绕组构成。

磁极铁心上的励磁绕组经滑环和电刷通入直流电励磁，使各磁极产生N、S交替排列的极性。

同步电动机的转子磁极按其结构形状分为凸极式和隐极式两种2、简述三相异步电动机的转动原理？当电动机定子对称三相绕组通入顺序三相电流时，电动机内部就产生一个顺时针方向的旋转磁场。

设某瞬间的电流及两极磁场如图15-47所示，并以n1转速顺时针旋转。

由于转子导体与旋转磁场间的相对运动而在转子导体中产生感应电动势。

机电传动控制复习题第一章绪论部分一单项选择题:1 机电传动的目的是将电能转换为【A】机械能 B.动能 C.势能 D.液压能二多项选择题 :1 机电传动的发展大体上经历哪几个阶段？【A B C】A.成组拖..B.单电动机拖..C.多电动机拖..D.单组多..E.复合拖动三判断改错题：错误的在括号内画×得2分, 将错误更正为正确的得2分；正确的在括号内画√得4分；1 机电传动的目的是将机械能转换为电能。

【×】更正: 机电传动的目的是将电能转换为机械能。

第二章机电传动系统的动力学基础一单项选择题:1 多轴拖动系统中飞轮转矩可根据以下哪种原则折算到电动机轴上？【B 】A.机械能守. ..B.动能守...C.功率守...D.动量守恒2 恒转矩型机械特性的特点是负载转矩为【A】A.常..B.在一定范围内变..C.随转速增加而正比增..D.实数3 电流电动机的电磁转矩T、负载转矩L T和空载损耗转矩0T之间的关系是【B 】A...B.. .C...D.4 多轴拖动系统中各静态负载转矩可根据静态时以下哪种原则折算到电机轴上？【C 】A.机械能守恒B.动能守恒C.功率守恒D.动量守恒5 根据转矩正方向的约定, 恒转矩型机械特性中, 反抗转矩与转速n的符号关系是【A 】A.恒相同B.恒相反C.取决于电机工作状态D.跟机械特性有关6 单轴机电传动系统为减速运动时, 电机转矩与负载转矩之间的关系是【C 】A...B...C...D..7 恒转矩型机械特性中, 反抗转矩的方向与运动方向的关系是【B 】A.恒相..B.恒相.C.取决于电机工作状..D.跟机械特性有关8 恒功率型机械特性的负载转矩与转速n之间的关系是【B】A.成正..B.成反..C.无..D.抛物线函数关系9 单轴机电传动系统处于静态或稳态时, 电机转矩与负载转矩之间的关系是【A 】A...B.. .C.. .D..10 多轴拖动系统中各转动部分的转动惯量可根据以下哪种原则折算到电动机轴上？【B 】A.机械能守..B.动能守..C.功率守. .D.动量守恒11 随转速n的增加, 直线型机械特性的负载转矩将【D 】A.成抛物线变.B.成正比减..C.不..D.成正比增加二多项选择题 :1 根据负载转矩与运动方向的关系, 可以将恒转矩型的负载转矩分为【A B 】A.反抗转..B.位能转..C.动能转. .D.拖动转..E.制动转矩2 根据机械特性硬度值的不同, 可将电动机机械特性分为【A B C】A.绝对硬特..B.硬特..C.软特..D.绝对软特..E.综合特性三判断改错题: 错误的在括号内画×得2分, 将错误更正为正确的得2分；正确的在括号内画√得4分；1 若单轴传动系统的转动惯量与转速n符号相反, 则表示为制动转矩。

第一章 概论P1 机电传动的目的：是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止以及速度调节，完成各种生产工艺过程的要求，保证生产过程的正常进行。

（单选、判断、改错）P1 机电传动及其控制系统的发展阶段：就机电传动而言，其发展大体上经历了成组拖动、单电动机拖动和多电动机拖动三个阶段。

（多选） 第二章 机电传动系统的动力学基础P5 单轴机电传动系统：电动机产生转矩M T ，用来克服负载转矩L T ，以带动生产机械运动。

L M T T =时，传动系统维持恒速转动。

这种运动状态称为静态（相对静止状态）或稳态（稳定运转状态）。

L M T T ≠时，传动系统产生加速或减速运动。

P7 M T 、L T 正方向的约定。

设电动机某一转动方向的转速n 为正，则约定：电动机转矩M T 与n 一致的方向为正向，负载转矩L T 与n 相反的方向为正向。

P7 根据转矩M T 、L T 与转速n 的符号 判定M T 与L T 的性质（即拖动转矩还是制动转矩）。

若M T 与n 符号相同（同为正或同为负），则表示M T 的作用方向与n 相同，为拖动转矩；若M T 与n 符号相反，则表示M T 的作用方向与n 相反，M T 为制动转矩。

若L T 与n 符号相同（同为正或同为负），则表示L T 的作用方向与n 相反，为制动转矩；若L T 与n 符号相反，则表示L T 的作用方向与n 相同，L T 为拖动转矩。

（单选、改错、符号判定，Ｐ１３ ２.４）P7-9 多轴拖动系统折算成单轴拖动系统的折算原则。

多轴拖动系统折算成单轴拖动系统的折算原则是：折算前的多轴系统同折算后的单轴系统，在能量关系上或功率关系上保持不变。

负载转矩是静态转矩，根据静态时功率守恒原则进行折算。

（单选）转动惯量和飞轮转矩根据动能守恒原则进行折算。

（单选）P10 生产机械机械特性的三种类型：P10 恒转矩型机械特性：特点：负载转矩为常数。

（单选）根据负载转矩与运动方向的关系，可以将恒转矩型的负载转矩分为反抗转矩和位能转矩。

《机电传动控制》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，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。

（ C ）A．减速B．加速C．匀速D．停止3、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4、设电动机某一转动方向的转速n为正，则约定电动机转矩T M与n_________的方向为_________。

（ A ）A．一致、正向B．一致、反向C．相反、正向D．以上都不对5、起重机吊一个重物升降时，负载的机械特性是_________。

（ B ）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6、_________的作用方向恒定，与运动方向无关。

（ C ）A．反抗转矩B．离心式转矩C．位能转矩D．恒功率转矩7、下面哪个部分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8、复励直流电机的励磁绕组和电枢绕组是。

（ D ）A．串联B．并联C．单独分开连接D．一部分串联其他的并联9、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．ΦC．I a D．U10、_________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和B11、不是三相异步交流电动机固有机械特性曲线的四个特殊点。

（ B ）A．理想空载点B．负载工作点C．启动工作点D．临界工作点。

12、鼠笼式异步电动机不采用_________方法启动。

（ B ）A．全压启动B．逐级切除启动电阻C．延边三角形启动D．Y- 降压启动13、三相交流异步电动机采用能耗制动时，应采取的方法是。

《机电传动控制》复习重点第2章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⏹直流电动机机的机械特性⏹机械特性曲线（绘制）⏹机械特性硬度的概念⏹人为机械特性对应的不同的特性曲线⏹直流电机不能直接启动⏹两种启动方法：降压启动和电枢串电阻启动⏹直流电机的调速特性⏹改变电枢电压⏹改变主磁通。

这种调速方法的特点是什么？⏹制动特性⏹制动与自然停车什么不同？⏹两种制动状态：稳定的制动状态，过渡的制动状态⏹三种制动状态是什么？⏹电源反接制动和倒拉反接制动的区别是什么？⏹能耗制动的制动过程分析。

第五章交流电动机的工作原理及特性⏹三相异步电动机的工作原理⏹转子有两种，即鼠笼式和线绕式⏹旋转磁场产生的原理⏹转差率的定义⏹旋转磁场的转速⏹定子接线中星形连接和三角形连接的区别⏹三相异步电机定子电路和转子电路的分析⏹转子电路的频率，电压与转差率的关系⏹功率因数的概念⏹三相异步电动机的转矩与机械特性⏹功率因数对转矩的影响是什么⏹三相异步电动机的固有机械特性曲线的绘制⏹几种人为机械特性曲线的典型曲线绘制⏹启动特性⏹鼠笼式异步电机的启动方法（5种，请列举）⏹线绕式异步电机的启动方法（2种）⏹调速方法⏹至少掌握5种调速的方法，每种调速方法的思路和原理⏹变频调速，工频一下，采用变压变频（恒磁通调速），工频以上采用恒压弱磁（恒功率）。

机电传动控制总复习试题类型一、填空题（每题2分，共20分）二、简答题（二题，共20分）三、计算题（三题，共45分）四、分析/画图题（一题，共15分）第一部分直流电机1．按电机供电电源的不同，可以分为直流电机和交流电机两大类。

2．电力拖动系统一般由电动机、生产机械的传动机构、工作机构、控制设备和电源组成，通常又把传动机构和工作机构称为电动机的机械负载。

☆☆3. 机电传动控制的目的是把电能转变为机械能、实现生产机械的启动、停止与调速、满足生产工艺的要求，保证生产过程的正常进行。

☆☆4. 由电动机的电磁转矩T e与生产机械的负载转矩T L的关系：1）当T em = T L时，d n/d t = 0，表示电动机以恒定转速旋转或静止不动，电力拖动系统的这种运动状态被称为静态或稳态；2）若T e＞T L时，d n/d t＞0，系统处于加速状态；3）若T e＜T L时，d n/d t＜0，系统处于减速状态。

也就是一旦d n/d t≠0 ，则转速将发生变化，我们把这种运动状态称为动态或过渡状态。

5．生产机械的负载转矩特性：（P47页）☆☆6．直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。

定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成。

转子（又称电枢）由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。

7. 电枢反应：直流电机在主极建立了主磁场，当电枢绕组中通过电流时，产生电枢磁动势，也在气隙中建立起电枢磁场。

这时电机的气隙中形成由主极磁场和电枢磁场共同作用的合成磁场。

这种由电枢磁场引起主磁场畸变的现象称为电枢反应。

☆8. 直流电机的励磁方式：☆☆9. 直流电机的电枢电压方程和电动势：（P25页）☆☆Pem=E a I a 直流电机电磁转矩C T =9.55C eTem =9.55Pem/n N; T N =9.55P N /n NaT e ΦI C T =aa a I R E U a +=10. 直流电动机功率方程: （P32页）11. 直流电机工作特性12. 直流电动机励磁回路连接可靠，绝不能断开☆一旦励磁电流 I f = 0，则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通，若此时电动机负载较轻，电动机的转速将迅速上升，造成“飞车”；若电动机的负载为重载，则电动机的电磁转矩将小于负载转矩，使电机转速减小，但电枢电流将飞速增大，超过电动机允许的最大电流值，引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。

《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 T36.22Nm ？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 ϕ，问其额定电流N I 为多少安？答：A I N 67.17%8675.03803105.73=⨯⨯⨯⨯=（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。