工业机器人技术：电机与电气控制2019期末考试试卷A.doc

电机与电气控制2019 期末考试试卷 A
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．直流电动机的结构可分为静止部分和可旋转部分,其中静止部分称为, 可旋转部分称为。

2．直流电机的定子在电磁方面是，在机械方面是整个电机的支撑。

3．主磁极上的线圈是用来产生主磁通的，称为绕组。

4．直流电机的励磁方式可分为、、和四类。

5．直流电机的换向不良会产生或环火，严重时将烧毁，导
致电机不能正常运行，甚至引起事故。

6．变压器是一种常见的静止电气设备，它是利用原理，将某一数值的交变电压变换为的另一数值的交变电压。

7．变压器不但具有变换和变换的作用，还具有变换的作用。

8．某一物理量的实际值与选定的某一同单位的基准值的比值，称为该物理量的或。

9．异步电动机是依靠的变化，来调整电动机的，从而使电动机的得到相应的改变，以适用于负载变化的需要来实现新的平衡。

10．是异步电动机的主要特性，它是指电动机的
之间的关系。

11．直流伺服电动机两种控制方式：一种称为控制，另种称为控制12．步进电动机是一种将信号转换成相应的电动机。

13．低压开关电器主要用作、。

14．熔断器是一种主要用作保护的电器。

15．在三相变压器中，额定电流是指电流。

二、计算题（本题 3 小题，每题10 分，共计30 分）
得分
1．一台串励直流电动机UN =220V ，IN =40A ，nN =2000 r/min，电枢总电阻Ra 等于0．50 欧姆，假定磁路不饱和，当Ia =20A 时，电动机的转速和电磁转矩是
多少？
2．某低压照明变压器U1=380V，I1=0.263A，N1=1010 匝，N2=103 匝，求二次绕组对应的输出电压U2，输出电流I2。

该变压器能否给一个80W 且电压相当的低压照明灯供电？
3．已知Y180M-4 型三相异步电动机，采用△接法，其额定数据如下：UN=380V，PN=18.5KW，满载时cosφN=0.86，nN=1470r/min，ηN=91%，另外：启动电流/额定电流=7.0，启动转矩/额定转矩=2.0，最大转矩/额定转矩=2.2。

求：额定电流IN；额定转差率SN；额定转矩TN；最大转矩TM ；启动转矩Tst。

三、简答题（本题 4 小题，每题 5 分，共计20 分）
得分
1．直流电机中为何要用电刷和换向器，它们有何作用？
2．熔断器在电路中的作用是什么？它由哪些主要部件组成？
3．如何根据电机的铭牌进行定子接线？
4．在分析变压器时，对于变压器的正弦量电压、电流、磁通和感应电动势的正方向是如何规定的？
得分四、设计题（本题 2 小题，每题10 分，共计20 分）
1．依靠接触器自身辅助触头而保持接触器线圈通电的现象称为自锁。

请画出异步电动机的自锁控制的电路设计图。

2．画出异步电动机的点动与连续运转控制的电路设计图。

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 A
一、填空题（每空 1 分，共30 分）
1．__转子__、__ 定子__
2．产生磁场和构成磁路
3．励磁
4．他励、并励、串励、复励
5．电火花、电刷
6．__电磁感应__ 、__ 同频率_
7．__电压__ 、__电流_、__ 阻抗_
8．__标么值_、__ 相对值_
9．_转子转速_、_电磁能量_、__电磁转矩__ 10．__机械
磁转
矩T em _
速n 与电
特性_、__转
11. _电枢_、__ 磁场 12. _电脉冲_ 、__ 角位移
13. _电源的隔离、线路的保护与控制
14. _ 短路_
15. _线_
10 分，共30 分）
（每题
二、计算题
1. 解：∵磁路不饱和
∴主磁通与励磁电流按线性关系变化，即
Φ=KfIf=kFIa
∴ΦN=KfIN Φ=KfIa
∴Φ=0.5ΦN
Ea=UN －RaIN=220-0.50×40=200V
Ce ΦN=Ea/nN=200/2000=0.1
E ’a=UN－RAIa=220-0.50 ×20=210V
Ce Φ=E’a/n
n= E’a/ Ce Φ=210÷(0.5 ×0.1)=4200rpm T= CT ΦIa=9.55
CeΦIa=9.55 ×0.5×(CeΦN)×Ia=9.55 ×0.5×0.1×20=9.55N?m 2. 解：根据公式：U1/U2=N1/N2=I2/I1=K 可知
380/U2= N1/N2=1010/103
U2=103 ÷1010×380≈38.75V
I2= N1 ÷N 2×I1=1010÷103×0.263≈ 2.58A
SN=U1NI1N=U2NI2N=3×800.263=99.94V?A
n ≤99.94×1÷80≈ 1.25( 个)
∴该变压器可以给一个80W且电压相当的低压照明灯供电
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3. 解：额定电流IN=PN/( √3U1NcosφNηN)=18.5/( √3×380×0.86×
0.91)=35.9(A)
额定转差率SN=(1500－1470) /1500=0.02
额定转矩TN=9550×18.5 ÷1470=120(N?m)
最大转矩TN=2.2×120=264(N?m)
启动转矩Tst=2.0 ×120=240(N?m)
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．熔断器在电路中的作用是什么？它由哪些主要部件组成？
答：熔断器在电路中主要用作短路保护。

它主要由熔断体和底座组成，熔断体
主要包括熔体、填料（有的没有填料）、熔管、触刀、盖板和熔断指示器等部件。

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U N，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．在分析变压器时，对于变压器的正弦量电压、电流、磁通和感应电动势的正
方向是如何规定的？
答：1）电源电压正方向与其电流正方向采用关联方向，即两者正方向一致。

2）绕组电流产生的磁通势所建立的磁通，这二者的正方向符合右手螺旋定则。

3）由交变磁通φ产生的感应电动势产，二者的正方向符合右手螺旋定则，即它
的正方向与产生该磁通的电流正方向一致。

四、设计题（每题10 分，共20 分）
1．依靠接触器自身辅助触头而保持接触器线圈通电的现象称为自锁。

请画出异
步电动机的自锁控制的电路设计图。

2．画出异步电动机的点动与连续运转控制的电路设计图。