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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 )

（a） (b) (c)
A：图（a）为正，是拖动转矩，加速状态 B：图（b）=，匀速状态
C：图（c）为正，为负，减速状态
3、延时闭合的动合触点是： ( B )

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 )

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。 ( B )
A 反接制动；B 反馈制动； C 能耗制动。
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，若采用换接启动，试问当负载转矩，电动机能否启动？A
A：能； B：不能； C：不能确定
10．．恒功率型机械特性为负载转矩与转速成： ( B )
A 正比; B 反比。

11、集中控制台一般放在离机床较远的地方，可以在控制台也可以在机床现场进行操作，实现的控制是： （ 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TM>TL，电动机旋转方向与TM相同，转速将产生的变化是 。 （ B ）
A．减速 B．加速

C．匀速 D．停止
16、机电传动系统中如果TM<TL，电动机旋转方向与TM相同，转速将产生的变化是 。 （ C ）
A．加速 B．匀速 C．减速 D．停止
17、机电传动系统稳定工作时，如果TM=TL，电动机旋转方向与TM相同，转速将产生的变化是 。 （ C ）
A．减速 B．加速 C．匀速 D．停止

18、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
19、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
20、直流电动机最常用的启动方式是_______。 （ B ）
A．串电阻启动 B．降压启动 C．直接启动 D．调节励磁启动
21、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

22、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
23、三相异步电动机带动一定负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机
的转矩将_________。（ B ）
A．增加 B．不变 C．减小 D．等于零
24、 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。
25、在单闭环直流调速系统中，若采用比例调节器，闭环系统的静态转速降与开环系统转速降的关系为____。 （ B ）
A．相同 B．1/（1+K）倍 C．（1+K）倍 D． K倍
26、正常运转的直流无差调速系统，当△U=0时，系统将 （ C ）
A．停止运转 B．在接近给定转速下运转
C．在给定转速下运转 D．以上都不是
27、下列电器哪一种不是自动电器？ （ A ）
A．组合开关 B．直流接触器 C．继电器 D．热继电器
28、接触器的常态是指？ （ A ）

A．线圈未通电情况 B．线圈带电情况
C．触头断开时 D．触头动作
二．填空题
1. 机电传动系统的发展经历了 成组拖动 、单电动机拖动和 多电动机拖动 三个阶段。
2. 生产机械的机械特性指电动机轴上的　负载转矩　和　转速　之间的函数关系。
3. 直流发电机按励磁方法来分类，分为 他励 、并励、串励和 复励 四种。
4. 直流发电机的重要运行特性是 空载特性 和 外特性 。
5. 直流他励电动机的制动状态分为 反馈制动 、反接制动和 能耗制动 三种形式。
6. 直流他励电动机的反接制动分为 电源反接制动 和 倒拉反接制动 两种。
7. 直流电动机常用的调速方法有改变电枢电路外串电阻、 改变电枢电压 和 改变主磁通
8、机电传动系统的两种运动状态分别为 稳态 和 动态 。
9、直流他励电机，电枢中感应电动势及电磁转矩的表达式分别为 和 。
10、他励直流电动机的启动方法有三种： 直接启动 、降压启动 、 电枢回路内串接外加电阻启动 。
11、他励直流电动机恒转矩调速的方法有__调压调速__和_串电阻调速____________,恒功率调速的方法有改变主磁通调速_。
12、他励直流电动机高速下放重物,应用_____反馈__________制动,低速下放重物,应用倒拉反接制动______和___能耗_制动。
13、他励直流电动机带负载运行时,若增大负载转矩,电动机的转速将___减小__。
14、欲改变直流电动机的转向,可以_改变电枢电压极性或改变励磁电压极性。
15、生产机械中利用接触器、继电器实现自动控制的基本控制方法分别有 电流 、 速度 、 行程 、 时间 。
16、单相绕组流过单相交流时,产生的磁场是_脉动__磁场,三相对称绕组流过三相对称交流电流时,产生的磁场是_旋转_磁场.
17、一个脉动磁场可以分解为两个转向__相反_,转速___相等__,大小__相同__的旋转磁场。
18、三相异步电动机的调速方法有 、 、 、 。

19、直流电动机需要用欠电流继电器保护，用于 “失磁” 保护，防止发生飞车现象。
20、机电传动控制系统从组成原理上分为 开环系统 和 闭环系统 。

三． 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（TM）和生产机械的特性曲线n=f（TL）
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，TM＜TL，即若干扰使转速上升，当干扰消除后应有TM－TL＜０。而当转速小于平衡点所对应的转速时，TM＞TL，即若干扰使转速下降，当干扰消除后应有TM－TL＞０
2. 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。
3. 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，使被调量
接近不变，但又必须具有偏差（即）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）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。

4. 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；
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
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。
5.热继电器能否作短路保护？为什么？
答：热继电器不能作短路保护。因为热继电器主双金属片受热膨胀的热惯性及操作机构传递信号的惰性原因，使热继电器从过载开始到触头动作需要一定的时间，也就是说，即使电动机严重过载甚至短路，热继电器也不会瞬时动作，因此热继电器不能用作短路保护。
6．三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如何变化？对电动机有何影响？
答：电流急剧增大，时间长了会烧坏电机。
7. 三相异步电动机断了一根电源线后，为什么不能启动？而在运行时断了一线，为什么仍能继续转动？这两种情况对电动机将产生什么影响？
答：三相异步电动机断了一根电源线后，转子的两个旋转磁场分别作用于转子而产生两个方向相反的转矩，而且转矩大小相等，故其作用相互抵消，合转矩为零；而在运行时断了一线，仍能继续转动，转动方向的转矩大于反向转矩。这两种情况都会使电动机的电流增大。
8. 三相异步电动机在一定负载转矩下运行时，如果电源电压降低，电动机的转矩、定子电流和转速有何变化？
答：转矩跟电压的平方成正比，随电压的降低大大降低；电流跟电压成正比，随电压的降低而降低；转速降低。

9. 什么是电动机的调速，什么是电动机的速度变化，二者有什么区别？
答：调速是在一定负载条件下，人为地改变电路参数，使电动机工作在不同的人为机械特性上；速度变化是在同一机械特性上，由于负载或其他因素引起速度的不同。
10. 交流伺服电动机怎样克服“自转”现象，使其当控制信号消失时能迅速停转？说明原因。
答：增大转子导条电阻。这样可使电机的合成转矩在二、四象限，为制动转矩。
四．计算分析题
1. 直流调速系统如下图所示，试分析是何种调速系统？有哪些反馈？并分析当负载增加后，系统的调整过程。
（1）、速度负反馈调速系统

答案：有静差调速系统，速度负反馈
调整过程：
当负载减小时
n ↑→U f↑→ΔU ↓= U g−U f →U k ↓→α↑→Ud ↓→n ↓
当负载增加时
n ↓→U f↓→ΔU ↑= U g−U f →U k ↑→α↓→Ud ↑→n ↑
（2）、电压负反馈

答案：有静差调速系统，电压负反馈
调整过程如下：
负载↑→n ↓→Ia ↑→U f↓→ΔU↑→U k↑→a ↓→
n↑←− U ↑ ←−−U d↑------------- −↵
负载↓→n ↑→Ia ↓→U f↑→ΔU↓→U k↓→a ↑→
n↓←− U ↓ ←−−U d↓------------- −↵
（3）、电流正反馈与电压负反馈的综合反馈系统

答案：有静差调速系统，电流正反馈，电压负反馈
调整过程如下：
Uv ↓
负载 ↑→n ↓→Ia ↑→ →ΔU ↑↑= Ug – Uv + UI →Uk ↑→a ↓→ Ud ↑→

UI ↑
n↑ U ↑

同理：负载减小时，引起n 上升，通过调节可使n 下降，趋于稳定。
（4）、带电流截止负反馈调速系统

答案：有静差调速系统，电流截止负反馈
调整过程：
① 在电流较小时，I a R <Ub ，二极管D不导通，电流负反馈不起作用，此时系统完全呈现转速负反馈的特性，故能得到稳态运行所需要的比较硬的静特性。
②当主回路电流增加到一定值使IaR > Ub 时，二极管D导通，电流负反馈信号I a R 经过二极管与比较电压Ub比较后送到放大器，其极性与Ug极性相反，经放大后控制移相角α ，使α 增大，输出电压Ud减小，电动机转速下降。
③如果负载电流一直增加下去，则电动机速度最后将降到零。电动机速度降到零后，电流不再增大，这样就起到了“限流”的作用。

2.说明控制电路类型及工作原理
定子串电阻降压启动控制电路
1） 主回路
当KM1的主触头闭合，KM2的主触头断开时，电动机定子绕组串接电阻后接入电网；KM2的主触头闭合，KM1的主触头断开状态时，电动机直接接入电网。即主回路要求控制回路：启动时，控制KM1得电，KM2失电，当启动结束时，控制KM2得电。
（2） 控制回路
当电路处于初始状态时，接触器KM1、KM2和时间继电器KT的线圈都失电，电动机脱离电网处于静止状态；
当操作者按下启动按钮SB1时，接触器KM1的线圈首先得电并自锁，其主触头闭合，电动机定子绕组串接电阻启动。在开始启动时，时间继电器KT同时开始延时；
当启动一段时间后，延时继电器的延时时间到，其延时动合触头闭合，使接触器KM2的线圈得电，其动合主触头闭合，短接电阻，使电动机直接接入电网而运行。
KM2的线圈得电后，KM1的状态不影响电路的工作状态，但为了节省能源和增加电器的使用寿命，KM1和KT用KM1的动断辅助触头使其断开。

3.　一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=6.5kW，UN=220V，IN=34.4A，nN=1500r/min，Ra=0.242 Ω，试计算出此电动机的如下特性：
⑴　固有机械特性
⑵　电枢附加电阻分别为3 Ω和5 Ω 时的人为机械特性

⑶　电枢电压为UN/2时的人为机械特性
⑷　磁通Φ＝0.8 ΦN时的人为机械特性
答案略。

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