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机电传动复习题

一、单项选择题
1. 电动机的额定功率是指（ A ）。
A、输出的机械功率 B、输入的机械功率 C、输出的电功率 D、输入
的电功率
2. 直流电动机调速系统中，若想采用恒功率调速，则可改变:( C )
A. U B. Ke C. Φ D. Ra
3.下列四种情况，（ C ）不会造成电源接通后电动机不起动。
A定子绕组断线; B转子绕组断线；
C电源电压过高; D负载过重或传动机构被卡住；
4. 他励直流电动机，电源电压及负载转矩不变，如果磁场增强，通常情况下，电机 （ A ）。
A 转速升高、电流增大 B转速降低、电流增大
C 转速升高、电流减小 D转速降低、电流减小
5.绘制电气原理图，应遵循的原则，不正确的是（    C   ）
A．分主电路和辅助电路绘制 B．元件符号采用国家统一标准
C．同一电器各部件必须画在一起
D．触点按没有通电或没有外力作用的初始开闭状态绘制
6.下列低压电器不能起短路保护作用的低压电器是（  D  ）
   A．断路器    B．熔断器    C．电流继电器     D．按钮
7. 速度继电器的作用是（ B ）
   A．速度计量                   B．用于反接制动
C．限制速度                   D．用于能耗制动
8.在控制线路中,如果两个动合触点并联,则它们是（ B ）关系。
A.与逻辑 B.或逻辑 C.非逻辑 D.与非逻辑
9.要求两个电器不能同时工作，当其中一个工作时另一个必须不工作，这种控制关系称（ B ）
A.联锁控制 B.互锁控制 C.自锁控制 D.连续控制
10. 晶闸管的导通条件，导通特点是（ A ）
A、导通条件:正向阳极电压和正向门极（控制极）电压;导通特点: 晶闸管一旦导通, 门极电压失去作用；
B、导通条件:反向阳极电压和正向门极（控制极）电压;导通特点: 晶闸管一旦导通, 门极电压失去作用；
C、导通条件:正向阳极电压和反向门极（控制极）电压;导通特点: 晶闸管一旦导通, 门极电压失去作用；
D、导通条件:正向阳极电压和正向门极（控制极）电压;导通特点: 晶闸管一旦导通, 门极电压仍可控制是否导通；

11.三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.　减少　　　C. 等于零 D. 不确定
12. 在电动机控制系统中，是通过（ D ）来实现过载保护的。
A、电流继电器 B、熔断器 C、电压继电器或接触器 D、热继电器
13.下图中延时断开的动合触点是：( D )

A.　　 B.　 C.　 D.
14.甲乙两个接触器，若要求甲工作后方可允许乙接触器工作，则应在（ B ）。
A、乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的动断触点。
B、乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的动合触点
C、在甲接触器的线圈电路中串入乙接触器的动断触点。
D、在甲接触器的线圈电路中串入乙接触器的动合触点。
15. 在控制线路中,如果两个动合触点并联,则它们是（ B ）关系。
A、与逻辑 B、或逻辑 C、非逻辑 D、与非逻辑
16. 电流继电器与电压继电器在结构上的主要区别是（ A ）不同。
A、线圈 B、衔铁 C、触点 D、原理
17. 熔断器主要是用于电路的（ C ）保护。
A、过压 B、过载 C、短路 D、漏电
18. 要求两个电器不能同时工作，当其中一个工作时另一个必须不工作，这种控制关系称（ B ）
A、联锁控制 B、互锁控制 C、自锁控制 D、连续控制
19. （ A ）是用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路的自动控制电器，按其主触头通过电流的种类不同，分为交流、直流两种。
A、接触器 B、继电器 C、接近开关 D、行程开关
10. 表示各电气设备之间实际接线情况的电气控制系统图是（   C   ）
A．电气原理图 B．电气设备安装图 C．电气设备接线图 D.电气互联图
二、填空题
1. 只要改变电动机定子 相序 即可改变电动机旋转方向。对三相交流异步电动机，只要调换 任意两根接线 ，就可以改变电动机的转动方向。
2. 电气控制系统中常用的保护环节有 短路 保护、 过载 保护 、 零电压和欠电压 保护以及直流电动机的弱磁保护等。
3. 熔断器的熔体串联在被保护的电路中，当电路发生短路或严重过载时，它 自动熔断 ，从而切断电路，达到保护的目的。
4. 交流电动机的电气制动方法主要有 反接制动 、 能耗制动 等。
5. 交流电机调速方式有： 变频调速 、 变极调速 、变转差调速等。
6. 低压断路器又称 自动空气开关 ，用它可实现用它可实现过载、过电流、欠压等保护。
7.传感器是指能感受规定的被测量，并按 一定规律转换 成可用输出信号的器件或装置。
8.传感器的组成： 敏感元件 ，转换元件， 转换处理电路 。
9. 常用的低压电器是指工作电压在交流    1200    V以下、直流  1500   V以下的电器。
10. 星—三角形降压起动控制线路在正常运行时，电动机定子绕组是联成 三角形 的，起动时把它联结成 星形 ，起动即将完毕时再恢复成三角形。
11. 反接制动实质上是改变接在电动机 定子绕组 上的三相电源 相序 ，产生与转子转动方向相反的转矩，因而起制动作用。
12. 生产机械要求电动机所提供的 最高转速 与 最低转速 之比称为调速系统的调速范围。
13. 对三相交流异步电动机，只要调换 任意两根接线 ，就可以改变 电动机的转动方向 。
14. 在机床电控中，过载保护用__热继电器__；过电流保护用__过电流继电器__。
15. PLC采用 顺序扫描 的工作方式。
16. PLC的输出电路有接触器，继电器输出、 可控硅（晶闸管） 输出和 晶体管 输出三种。

三、简答题
1. 机电传动系统稳定运行的必要和充分条件是什么？
答：机械系统稳定运行的必要和充分条件一是系统应能以一定速度匀速运
转；二是系统受某种外部干扰作用，例如负载转矩变化，而使运行速度发生变化时，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。
2.分析下图中机电系统的运行状态是加速、减速还是匀速？如果负载为卷筒钢丝绳吊运重物，那么重物是上升还是下降？
（式中TM：电动机转矩；TL：负载转矩；n：电动机转速）
答： (a) 匀速, 上升 (b) 减速, 上升 (c) 减速, 上升(d) 加速, 上升
TM=TL
TM
TL
n
(a)
TMTL
(c)
TM>TL
TM
TL
n

(d)

3. 什么叫自锁、连锁、互锁? 试举例说明。
答：依靠接触器自身的触点保持线圈得电称为自锁，如长动控制。各个接触器之间的相互配合关系称为连锁， 如顺序控制。各个接触器之间的相互制约关系称为互锁，如相互禁止控制。
4. 什么是步进电动机的通电方式?常用的有哪几种?　
答：指步进电动机控制绕组轮流通电方式; 常用的有单相,双相, 单双相轮流通电方式。
5.可编程控制器的主要功能有？
答：逻辑控制；定制控制；计数控制； A/D、D/A转换；定位控制；通信与联网；数据处理等。
6.什么是PWM？它有什么用途？
答：PWM控制技术是利用半导体开关器件的通断把直流电压变成电压脉冲序列，并通过控制电压脉冲宽度或周期以达到变压的目的（直流调压调速）；或者控制电压脉冲宽度或脉冲序列的周期以达到变压变频的目的（交流变频调速）。
7.实现位置检测主要是使用什么接近开关？
答：常见的有以下几种：涡流式接近开关；电容式接近开关；霍尔接近开关；光电式接近开关；热释电式接近开关；其它型式的接近开关。
8.试述可编程序控制器（PLC）的基本组成及其优点。
答：组成：CPU、存储器、I/O接口、电源、编程器等
优点：体积小、抗干扰性好；编程简单；柔性好；运算能力强；维修检测方便等。
9.分析下图中机电系统的运行状态中拖动转矩和负载转矩的符号，运行是加速、减速还是匀速？
答：图（a），均为正，是拖动转矩，系统处于加速运行状态 ；图（b）为负，均为正，，匀速运行状态；(1分)图（c），均为负，加速运行状态。

（a） (b) (c)
10.什么是直流电动机的自然机械特性？什么是人为特性？
答：直流电动机的自然机械特性(固有机械特性)指在额定条件下的n = f(T)，(1分)即在额定电压UN和额定磁通ΦN下，电枢电路内不外接任何电阻时的n = f(T)。人为特性指供电压U或磁通Φ不是额定值，电枢电路内接有外接电阻Rad时的机械特性。
11.什么叫恒功率调速？什么叫恒转矩调速？
答：恒功率调速是人为机械特性改变的条件下，功率不变。恒转矩调速是人为机械特性改变的条件下转矩不变。
12.异步电动机有哪几种调速方法？各种调速方法有何优缺点？
答：a调压调速 这种办法能够无级调速，但调速范围不大。
b转子电路串电阻调速 这种方法简单可靠，但它是有机调速，随着转速降低特性变软，转子电路电阻损耗与转差率成正比，低速时损耗大。
c改变极对数调速 这种方法可以获得较大的启动转矩，虽然体积稍大，价格稍高，只能有机调速，但是结构简单，效率高特性高，且调速时所需附加设备少。
d变频调速 可以实现连续的改变电动机的转矩，是一种很好的调速方法。
13.简述低压电气电磁机构的组成及工作原理。
答：组成：吸引线圈、铁心、衔铁。
工作原理：当线圈通入电流后，磁通通过铁心、衔铁和工作气隙形成闭合回路，因衔铁受到电磁吸力便吸向铁心，当电磁吸力大于弹簧反力，衔铁被可靠吸住。
14.根据下图示说明各电器的名称。

答：各图所表示的图形符号为：a线圈一般符号；b通电延时线圈； c 断电延时线圈；d 延时闭合常开触头； e延时断开常闭触头；f 延时断开常开触头； g延时闭合常闭触头；h 瞬动常开触头；i瞬动常闭触头。
15. 简述电感式接近开关的工作原理。
答：电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的关断或者导通。
16. 可编程控制器的主要特点有?
答：可靠性高、抗干扰能力强、适用于恶劣工作环境；编程简单易学；应用灵活方便；通用性强；具有完善的监视和诊断功能；体积小、重量轻、功耗小、安装维护方便、性价比高。

四、计算题
1.四极三相异步电动机的额定功率为30kw，额定电压为380V，三角形接法，频率为50HZ。在额定负载下运动时，其转差率为0.02，效率为90%，电流为57.5A，Tst/TN=1.2，Ist/IN=7，试求：(1)转子旋转磁场对转子的转速；(2)额定转矩；(3)电动机的功率因数；(4)用Y-△降压启动时的启动电流和启动转矩；(5)当负载转矩为额定转矩的60%和25%时，电动机能否启动？
解：（1）转子旋转磁场对转子的转速n2=Sn1=0.02×1500=30 (r/min)
（2）额定转矩TN=9550×30/1470=194.5(N.m)
（3）电动机的功率因数
（4）用Y-△降压启动时的启动电流IST=7×57.5/3=134(A)
用Y-△降压启动时的启动转矩Tst=1.2×194.5/3=77.8(Nm)
（5）因为 Tst=0.4TN，
当负载转矩为额定转矩的60%时, 由于Tst小于负载转矩，电动机不能启动。
当负载转矩为额定转矩的25%时，由于Tst大于负载转矩，电动机可以启动。

2.有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。
型号
PN/kW
UN/V
满载时
Ist/IN
Tst/TN
Tmax/TN
nN/r·min-1 IN/A ηN×100 cosφ
Y132S-6
3
220/380
960 12.8/7.2 83 0.75
6.5
2.0
2.0
试求：①线电压为380V时，三相定子绕组应如何接法？
②求n0,p,SN,TN,Tst,Tmax和Ist；③额定负载时电动机的输入功率是多少？
解：根据题意和三相异步电机计算关系：
① 线电压为380V时，三相定子绕组应为Y型接法。
② TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.8Nm
③ Tst/ TN=2 Tst=2*29.8=59.6 Nm
Tmax/ TN=2.0 Tmax=59.6 Nm
Ist/IN=6.5 Ist=46.8A
一般nN=(0.94-0.98)n0 n0=nN/0.96=1000 r/min
SN= (n0-nN)/ n0=(1000-960)/1000=0.04
P=60f/ n0=60*50/1000=3
④ η=PN/P输入
P输入=3/0.83=3.61
五、分析与绘图题
1. 试设计绘制交流电动机Y/△起动的主电路和控制电路原理图。要求进行简单设计说明。（启动SB1、停止SB2、接触器KM、时间继电器KT）
解：Y/△起动控制原理与起动控制过程：按下SB2 :KM1,KT,KM3同时得电，KM1 常开触头自锁，时间继电器开始计时，电机主电路接成 Y 型启动。延时至时间继电器预定时间时，其延时打开常闭触头打开，断开KM3 。同时其延时闭合常开触头闭合，接通KM2 ,KM2常闭触头断开时间继电器线圈，KM2常开触头自锁，保证主电路接成△型正常运行。
绘图如下：

2．写出如图PLC控制系统梯形图对应的助记符语言指令。(输入继电器X,输出继电器Y,辅助继电器M,定时器T)。
解：
LD X400
OR M100
ANI X401
ANI X402
ANI X431
OUT M100
LD M100
OUT T450
反转
停止
正转
K2
LD T450
OUT Y430
LD X401
OR M101
ANI X400
ANI X402
ANI X431
OUT M101
LD M101
OUT T451
K2
LD T451
OUT Y431
END

1. 试分析图中交流电动机控制电路图的工作原理。

答：主电路通过三个接触器主触头连接成Y/△起动控制。
主电路设置了自动开关和熔断器、热继电器保护。
控制电路由时间继电器KT和按钮开关SB1 、SB2及接触器触头组成。
按下SB2 :KM1,KT,KM3同时得电，KM1 常开触头自锁，时间继电器开始计时，电机主电路接成 Y 型启动。延时至时间继电器预定时间时，其延时打开常闭触头打开，断开KM3 。同时其延时闭合常开触头闭合，接通KM2 ,KM2常闭触头断开时间继电器线圈，KM2常开触头自锁，保证主电路接成△型正常运行。
2．根据给出的主电路、PLC外部接线图和控制系统的助记符语言指令，绘制对应的梯形图 (输入继电器X,输出继电器Y,辅助继电器M,定时器T)。

LD X400
OR M100
ANI X401
ANI X402
ANI X431
OUT M100
反转
停止
正转
LD M100
OUT T450
K2
LD T450
OUT Y430
LD X401
OR M101
ANI X400
ANI X402
ANI X431
OUT M101
LD M101
OUT T451
K2
LD T451
OUT Y431
END
解：