工业机器人技术：电机与电气控制2019期末考试试卷B

电机与电气控制2019 期末考试试卷 B 班级学号姓名

题号一二三四五六总分总分人

得分30 30 20 20

评卷人

得分一、填空题（本题11 小题，每空1 分，共计30 分）

1．接触器是一种自动的开关，适用于频繁地接通或断开交直流

主电路及大容量控制电路。其主要控制对象是，也可用于控制其

他负载。

2．继电器按用途可分为用继电器与用继电器。

3．行程开关是用以反应工作机械的行程，发出命令以控制其运动方向和行程大

小的开关，主要用于机床、自动生产线和其他机械的控制。4．低压电器触点系统按接触情况可分为、和。5．异步电动机的制动方式有、和。

6．是交流弧焊机的主要组成部分，它实质上是一台特殊的

降压变压器。

7．电压继电器分为、和。8．在交流接触器中常用的灭弧方法有：、和珊片灭弧。9．交流伺服电动机的转速控制方法有、控制和

控制三种。

10．测速发电机可以将机械转速转换为相应的信号，在自动

控制系统中常用作的信号元件。

11．笼型异步电动机的起动有起动和起动。

12．铁心构成变压器的，并作为变压器的机械骨架。

13．他励直流电动机的调速方法有、降低电源电

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压调速和。

14．改善直流电动机换向的方法有：选用合适的电刷，增加电刷与换向片之间

的接触电阻和。

15．速度继电器是反映转速和转向的继电器，其主要作用是以旋转速度的快慢

为指令信号，与接触器配合实现对电动机的控制。

二、计算题（本题 3 小题，每题10 分，共计30 分）

得分

1．他励直流电动机的数据如下：PN=2.5KW,UN=220V,IN=12.5A,nN=1500r/min,

Ra=0.8Ω,求：（1）当电动机以 1200r/min 的转速运行时，采用能耗制动停车，若限制最大制动电流为 2IN ，则电枢回路中串入多大的制动电阻；（2）若负载为位能型恒转矩负载，负载转矩为 TL=0.9TN, 采用能耗制动时负载以 420r/min 转速稳速下降，电枢回路应串入多大电阻。

2．一台 Sn=5000KVA,U1n/U2n=10/6.3kv, Y ,d 连接的三相变压器，试求 1.变压

器的额定电压和额定电流； 2.变压器一二次绕组的额定电压和额定电流？绕组上

的额定电压与变压器的额定电压有什么区别？

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3．三相异步电动机型号为Y132M-4 ，额定数据为： PN＝7.5KW ，η N＝0.87，UN ＝ 380V， cosφN=0.85， nN=1440r/min，试求：额定电流、电机的极对数和

额定转差率。

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得分三、简答题（本题

4 小题，每

题

5 分，共

计

20

分）

1．直流电机中为何要用电刷和换向器，它们有何作用？

2．一台单相变压器U1N/U2N=220V/110V ，如果不慎将低压边误接到220V 的电源上，变压器会发生什么后果？为什么？

3．如何根据电机的铭牌进行定子接线？

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4．交流接触器双断口触点灭弧的原理是怎样的？简述交流接触器栅片灭弧的原理。

得分四、设计题（本题 2 小题，每题10 分，共计20 分）

1．画出多地连锁控制的电路设计图。

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2．画出顺序连锁控制的电路设计图。

无锡南洋职业技术学院

2018— 2019 学年第二学期期末考试

《电机与电气控制》期末试卷答案 B

一、填空题（每空 1 分，共 30 分）

1．__电磁式 __、 __ 中远距离 __、 __ 电动机 __

2． _ 控制__、 __保护_

3．限位及程序

4．点接触式、线接触式、面接触式

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5．回馈制动、反接制动、能耗制动

6．__电焊变压器 __

7．__过电压继电器 __、 __ 欠电压继电器 _、 __ 零电压继电器 _

8．__双断口电动力灭弧 _、 __ 纵缝灭弧 _

9．_幅值 _、 _ 相位 _、 __ 幅相 __

10．__电压 _、 __ 测量转速 _

11._ 直接_、 __ 降压

12._ 磁路系统 _

13._ 电枢回路串电阻调速、减弱磁通调速

14._ 装设换向极 _

15._ 反接制动 _

二、计算题（每题10 分，共 30 分）

1.解：

2.解：变压器的额定电压是指它的线电压，额定电流是指它的线电流，变压器

三相绕组 Y 连接时，线电流等于绕组（相）电流，线电压等于√ 3 倍绕组（相）

电压，三相绕组 d 连接时，线电压等于绕组（相）电压，线电流等于√ 3 倍绕组（相）电流，变压器的容量等于√3* 线电压 * 线电流。变压器铭牌上的数据均为额定值。

所以：

额定电压：高压： U1=10KV低压： U2= 6.3KV

额定电流：高压： 5000/ （√ 3*U1） =288.7A 低压 :5000/ （√ 3*U2)=458.2A

一次绕组的额定电压： U3=U1/√ 3=5.774KV 二次绕组的额定电压： U4=6.3KV

一次绕组的额定电流： 288.7A 二次绕组的额定电流458.2/ √3=264.5A

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3.解：根据转速和电动机型号最后一个数字可以确定该电动机是 4 极电动机，即极对数是

2。

额定电流根据给出的参数 I=P/( √ 3*U*cos ψ ) ，计算出的额定电流为 13.1A。

额定转差率 S=(n0-n)/n0 。计算得出转差率为：（1500-1440）/1500=0.04

三、简答题（每题 5 分，共 20 分）

1．直流电机中为何要用电刷和换向器，它们有何作用？

答：在换向器的表面压着电刷，使旋转的电枢绕组与静止的外电路相通，其作用是将直

流电动机输人的直流电流转换成电枢绕组内的交变电流，进而产生恒定方向的电磁转矩，

或是将直流发电机电枢绕组中的交变电动势转换成输出的直流电压。

2．一台单相变压器 U1N/U2N=220V/110V，如果不慎将低压边误接到 220V的电源上，变压器会

发生什么后果？为什么？

答：副边励磁电流将非常非常大。因为原边接额定电压时主磁通φm为设计值，

铁心磁路接近饱和，最大磁密 Bm 接近饱和值；这时副边电压为 U2≈ E2，即E2=110V。不慎

把到边接到 220V时，副边漏阻抗也很小，电压与电势近似相等，因此有 E2≈U2＝220V，与原

边接 220V时相比，副边电势大小增大到原来的二倍。我们知道， E2＝4.44fw2 φm因此φm

也增大到原来的二倍，磁密 Bm也增大到原来的二倍。正常运行时 Bm已到了磁化曲线的拐弯点，Bm增加一倍，励磁磁动势将急剧增加，励磁电流由副边提供，励磁电流非常大，会数倍于额定

电流。

3．如何根据电机的铭牌进行定子接线？

答：若电机的铭牌上只给出一个额定电压 UN，则这个额定电压是指电动机额定运行时，定

子绕组应加的线电压；若铭牌上给出两个电压值，这是对应于定子

绕组三角形联结和星形联结两种不同的连接方式。当铭牌标为 220D/380YV时，表明当电压为220V 时，电动机定子绕组为三角形联结；而电源为 380V 时，电动机定子绕组为星形联结。4．交流接触器双断口触点灭弧的原理是怎样的？简述交流接触器栅片灭弧的原理。

答：交流接触器双断口触点灭弧灭弧方法是将整个电弧分割成两段，同时利用

触点回路本身的电动力 F 把电弧向两测拉长，使电弧热量在拉长的过程中散发、冷却而熄

灭。交流接触器栅片灭弧的原理：形状为人字形的金属栅片插在灭弧罩内，各片之间相互绝

缘。当动触点与静触点分断时，在触点间产生电弧，电弧电流在其周围产生磁场。由于金属

栅片的磁阻远小于空气的磁阻，因此电弧上部的磁通容易通过金属栅片而形成闭合磁路，这

就造成了电弧周围空气中的磁场上疏下密。这一磁场对电弧产生向上的作用力，将电弧拉到

栅片间隙中，栅片将电弧分割成若干个串联的短电弧。每个栅片成为短电弧的电极，将总电

弧压降分成几段，栅片间的电弧电压都低于燃弧电压，同时栅片将电弧的热量

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