机电传动控制模拟试题及答案
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一、简答填空题（每题3分，共30分）
1) 为什么在一个机电传动系统中低速轴的转矩大？高速轴的转矩小？
答：功率一定下有大小小大＝ωωT T P =
2) 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。
3) 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 5.7m in /1500==，，
若运行时转速min /1440r n N =,则输出转矩=N T 49.74Nm ？转差率S ＝ 0.04 ？
4) 三相异步电动机定子绕组接法为 ∆ ，才有可能采用∆-Y 起动。
5) 已知一台三相异步电动机的额定功率kW P N 10=，额定电压V U N 380=，额定转速
min /1450r n o =，求其额定驱动转矩为多少？ 答：Nm T N 86.651450
101055.93
=⨯⨯= 6) 列举你所知道的功率电子器件 晶闸管、固态继电器、大功率场效应管、IGBT 等 。
7) 直流继电器能串联使用吗？ 不能 。
8) PLC 的硬件主要有 CPU 、存储器、输入输出接口电路等 部分组成。
9) 晶闸管可控整流电路的负载有 电阻性负载、电感性负载 。
10) 列举你所知道或使用的PLC 产品 西门子S7－200；三菱PLC ；欧姆龙；松下等 。
二、某台他励直流电动机，额定功率P N =22KW ，额定电压U N =220V ， 额定电流I N = 115A ，额定
转速n N =1500r/min ，电枢回路总电阻Ra=0.1Ω，忽略空载转矩T 0 ，电动机带额定负载运行时，要求把转速降到1000 r/min ，计算：（15分）
（1） 采用电枢串电阻调速需串入的电阻值；
（2） 采用降低电源电压调速需把电源电压降到多少；
（3） 上述二种情况下，电动机的输入功率与输出功率。
解：（1）a N N e N R I n K U +Φ=
1.01151500220⨯+⨯Φ=e K 139.0=Φe K
)1.0(1151000220+⨯+⨯Φ=R K e
Ω=6.0R 。 （5分）
（2）V R I n K U a N e 5.1501.01151000139.0=⨯+⨯=+Φ= （5分）
（3）;3.251152201kW I U P N N =⨯=⨯= （3分）
kW I U P N 3.171155.1502=⨯=⨯=。 （2分）
三、一台三相四极异步电动机数据为：额定功率kW P N 37=，额定电压V U N 380=，额定频率
Hz f N 50=，额定转速min /1480r n N =，过载倍数0.3=λ。求：（10分）
（1） 额定转差率和额定转矩；
（2） 最大转矩；
解：（1）min /1500250600r n =⨯= 013.01500
14801500=-=N S ；（3分） m N T N ⋅=⨯⨯=75.2381480
103755.93
；（3分） （2）m N T T N ⋅=⨯=⨯=25.71675.2380.3max λ。（4分）
四、一台三相绕线式异步电动机数据为：额定功率kW P N 75=，额定电压V U N 380=，额定转速
m in /720r n N =，额定效率 %5.90=N η，额定功率因数85.0cos =N ϕ，过载倍数4.2=λ。求：（15分）
（1） 异步电动机额定线电流；
（2） 额定转矩和最大转矩。
解：（1）由 N N l l N I U P ηϕcos 3=， A I l 1.148%5.9085.0380310753
=⨯⨯⨯⨯=；（8分）
（2）m N T N ⋅=⨯⨯=8.994720
107555.93
，m N T T N ⋅=⨯=⨯=5.23878.9944.2max λ（7分） 五、有一电阻炉，其电阻Ω=5.22R ，为了调节加热温度，用晶闸管组成单相半控桥式可控整流电路控制，按在电压tV u ωsin 22022⨯=的交流电源上，试求：（15分）
（1） 绘出可控整流电路图；
（2） 当控制角o
30=α时，求加在电炉上的电压平均值d U ；
（3） 当控制角o
30=α时，求通过电炉的电流平均值d I 。
解：（1）电路如下： （5分）
（2） V U t td U U d 7.1842866.012209.02cos 19.0)(sin 2122=+⨯⨯=+==
⎰αωωππα（5分） （3） A R U I d d 21.85
.227.184===。 （5分） 六、采用PLC 设计三相异步电动机点动和长动的控制程序。要求：（15分）
（1） 设计有点动起动、长动起动、停止三个自复位开关；
（2） 试画出PLC 设计框图及PLC 控制逻辑梯形图。
解：（1）主回路和控制回路如下图所示 （7分）
（2）PLC 输入输出分配如下： （8分）
X0：S1 点动起动按钮； X1：S2长动起动按钮；
X2：S3 停止按钮；
Y0：KM 接触器输出。
+24V S1
S2
COM
X0
X1
FP1_PLC Y0COM AC S3
KM
X2
PLC 输入输出接线结构图