机电传动控制复习题及参考答案

机电传动控制复习题及参考答案
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.Φ
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
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，。