机电传动与控制复习题参考答案

机电传动与控制复习题参考答案

中南⼤学⽹络教育课程考试复习题及参考答案

机电传动与控制

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.ΦC.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

6.交流电器的线圈能否接⼊与其额定电压相等的直流电源使⽤？ （ ）

A.不能

B.能

7.直流电动机调速系统，若想采⽤恒功率调速，则可改变 （ ）

A.e K

B.

C.U

8.三相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.⼤

B.⼩

C.相同

9.三相异步电动机带动⼀定负载运⾏时，若电源电压降低了，这时电动机的转矩会 （ ）

A.增⼤

B.减少

C.不变

10.三相异步电动机中断了⼀根电源线后，能否启动？ （ ）

A.能

B.不能

11.交流电器的线圈能否串联使⽤？ （ ）

A.不能

B.能

12.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

13.三相异步电动机在运⾏中断了⼀根电源线下，则电动机的转速 （ ）

A.增⼤

B.减少

C.停转

14.下图中，1、2分别为电动机和负载的机械特性，系统是否具有运⾏的稳定平衡点 （ ）

A.有

B.没有

15.直流电器的线圈能否接⼊与其额定电压相等的交流电源使⽤？ （ ）

A.不能

B.能

16.⼀台直流他励电动机在稳定运⾏时，如果负载转矩L T ＝常数，外加电压和电枢电路中的电阻不变，问：减弱励磁使转速上升到新的稳定值后，电枢反电势会 （ ）A.增⼤

B.减少

C.不变

17.三相异步电动机带⼀定负载运⾏时，若电源电压降低了，则电动机的转速 （ ）

A.增⼤

B.减少

C.不变

18.交流变频调速系统中采⽤的逆变器属于 （ ）

A.⽆源逆变

B.有源逆变

19.直流电机的有源逆变电路，在逆变状态下时，电机⼯作于 （ ）

A.电动状态

B.发电状态

M L

20.⼀台他励直流电动机拖动恒转矩负载，当电枢电压或电枢附加电阻改变时，能否改变其稳定运⾏状

态下电枢电流的⼤⼩？ （ ）A.能B.不能

21.有源逆变电路，主要⽤于 （ ）

A.直流电动机的可逆调速

B.交流电动机的变频调速

22.相对于开环系统，闭环调速可使系统的机械特性变硬，调速范围 （ ）

A.扩⼤

B.减⼩

C.不变

23.绕线式异步电动机采⽤串电阻启动时，可 （ ）

A.增⼤启动转矩，同时降低启动电流

B.通过增⼤启动电流以增⼤启动转矩

24.他励直流电动机的三种调速⽅法中。在额定转速以上采⽤ （ ）

A.调压调速

B.调磁调速

C. 串电阻调速

25.三相异步电动机运⾏中断了⼀根电源线下，能否继续转动？ （ ）

A.能

B.不能

三、问答题：1.定性绘制线绕式异步电动机转⼦电路串电阻时的⼈为机械特性曲线，并说明线绕式异步电动机转⼦电路串电阻启动时的特点。2.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（试从N L L T T T ==和0两种情况加以说明）？3.三相交流异步电动机为什么不运⾏在Tmax 或接近Tmax 的情况下？

四、计算题：

已知⼀台他励直流电动机的技术数据为：P N =22KW ，U N =220V ，I N =115A ，n N =1500r/min ，电枢电路固有电阻Ra=0.1Ω，电动机拖动恒转矩负载。

1）计算其固有机械特性并绘出该曲线；

2）要求得到900r/min 的运⾏速度，采⽤降压调速的⽅式，电枢电压应降⾄多少伏？

五、设计题：

⼀台设备由三台三相交流异步电动机驱动，其中⼀泵（1M ）向两处（2M 、3M ）提供冷却⽤⽔。试采⽤继电器?接触器设计该控制电路，要求：1）只要2M 、3M 中有⼀处启动，则1M 必须⽴即启动；

2）1M 可以单独启动；

3）2M 、3M 分别可以单独停⽌；

4）2M 可以正、反转；

5）可以同时停⽌。（本题只要求绘出控制电路，请对设计电路作⼀定的⽂字说明）L

L L 六、分析题：试分析交流电动机能耗制动（主电路和控制电路）的⼯作原理。

SB3FR

参考答案

⼀、填空题：1．改变电枢电路外串电阻、改变电枢电压、改变主磁通

2．全压启动 降压启动

3．过电流保护 长期过载保护 零电压与⽋电压保护

4．变极对数调速 变频调速

5．调磁调速和电枢电路外串电阻调速 调压调速

6．断态重复峰值电压DRM U 反向重复峰值电压RRM U

7．在过载时，使电动机的转速迅速下降为零，电流不再增⼤——即实现过载保护。

8．定⼦串电阻启动 星形——三⾓形启动

9．调速范围 静差度

10．电感性 反电势11．电阻器 频敏电阻器

12．反接制动 能耗制动

13. 实现⾃动调速 实现最佳过渡过程及过载保护

14．电枢电路串电阻 降低启动电流

15．将定⼦绕组接到电源的三根导线中的任意两根对调

16．消除偏差，实现⽆静差调速，以获得较⾼的静态精度

17. 可连续调速,速度近似与电源频率成正⽐,调速范围⼤,负载能⼒和机械特性硬度都不变,效率⾼。U/f

18．⽆静差闭环调速系统 开环调速系统

19．π~0 πβα=+

20．既保证低速时的机械特性硬度，⼜保证⼀定的负载能⼒

21．短路电流（很⼤）流过时，⽴即使电动机与电源断开。指电动机带有⽐额定负载稍⾼的负载长期运⾏时，会导致过热温度升⾼，必须给予的保护。

⼆、单项选择题：1．B 2．B 3．C 4．A 5．B 6．A 7．B 8．C 9．C 10．B 11．A 12．A 13．B 14．A

15．A 16．B 17．B 18．B 19．B 20．B 21．A 22．A 23．A 24．B 25．A

三、问答题：1.线绕式异步电动机转⼦电路串电阻启动时，启动电流较⼩，且转⼦电路的功率因数（222222cos X R R +=

）提⾼，所以启动转矩（22cos ?I K T t Φ=）较⼤。

2.直流他励电动机启动时，若忘了先合上励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通：

当T L =0时：由于剩磁的作⽤，电磁转矩a t I K T Φ=不为0，电动机能启动。但由于T K K R K U n t e a e 2Φ

-Φ=，所以很⼩的剩磁Φ会导致转速⾮常⼤，出现”飞车“。 当T L =T N 时：由于剩磁Φ很⼩，导致电磁转矩a t I K T Φ=很⼩，电动机不能启动，且会出现电流很⼤⽽严重过载。3.若运⾏在Tmax 或接近Tmax 的情况下：

(1)当负载波动稍有增加时，易导致T L >T max ，使电动机带不动负载，出现停转。

(2)当电⽹电压波动稍有减少时，将使电动机转速下降，转差率增⼤，电流增加，引起电动机发热

甚⾄烧坏。(3)当电⽹电压波动时，由于T max ∝U 2，使T max 下降较严重，严重时，导致T L >T max 使

电动机带不动负载，出现停转。

四、计算题：1)额定转矩T N ：)(1401500

102255.955.93

m N n P T N N N ?=??== 139.01500

1.0115220=?-=-=ΦN a N N n R I U Ke 理想空载转速n 0：min)/(1583139

.02200r K U n e N ==Φ= 由（0，n 0）和（T N ，n N ）两点可作出固有特性曲线（略）。

2)转速计算公式：n n T K K R K U n t e a e ?-=Φ

-Φ=02 可见对恒转矩负载，降压调速时，n ?不变，

设降压到U 3, 理想空载转速为n 03，则：9001500158303-=-n mi n )/(98303r n =

由0n ∝U ， 得3

2209831583U = U 3=136.6(V)五、设计题：

六、分析题：SB1——启动按钮SB1，SB1——制动按钮 SB3——急停按钮。

按下制动按钮SB2，KM1断电，定⼦绕组从三相电源断开。同时KM2得电，直流电接⼊定⼦绕组，电动机内部建⽴⼀个固定不变的磁场，由于惯性，转⼦继续旋转，转⼦导体内产⽣感应电势和电流，该电流与恒定磁场相互作⽤产⽣与转动⽅向相反的制动转矩，开始制动。KM2得电后，时间继电器KT得电，当电动机转速接近为零时，KT的得电延时断开触点断开，使KM2断电，切断直流电源，以免烧坏定⼦绕组，制动结束。且KM2的常开触点使时间继电器KT断电。

图中KM1、 KM2的常闭触点实现互锁，保证KM2、KM3不同时通电，以保证启动和制动线路不同时接通。FR实现长期过载保护，FU1、FU2实现短路保护，

1. 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