电机驱动技术期末复习题

一、单项选择题
（1）下列电机中实现电能传递功能的是
（
）
A.直流发电机
B.直流电动机
C.三相异步电动机
D.变压器（2）测速发电机属于那种类型的电机（）
A.直流发电机
B.控制电机
C.交流发电机
D.变压器
（3）永磁式直流电机属于下面的那种类型（）
A. 串励
B.并励
C.他励
D.复励
（4）电动机启动转矩大，适用于牵引和起重，小，且可以调节，可用于定速或调速之用。

（）
A. 他励、串励
B.串励、并励
C.串励、他励电动机转速随负载大小变化的波动
D.并励、串励
（5）当电动机在电枢电流的作用下旋转时，其电枢线圈会切割磁力线这一运动会在电枢中产生感生电动势，该电动势产生的电流方向及其大小分别与下列哪些量有关。

（）
A.转向、转速
C.转速、外加电源方向B.外加电源方向、转速
D.转向、外加电源方向
（6）以下哪个不是直流电机的基本方程
（
）
A.电动势平衡
B.能量系统的功率平
衡C.机械系统转矩平
衡
D.能量平衡
（7）电力拖动系统拖动生产机械稳定运行时，电动机输出转矩的大小由下面的那个量决定。

（）
A.功率大小
B.负载大小
C.转速大小
D.功率和转速的大小
（8）以下关于直流电动机固有机械特性的描述错误的是（）
A.电磁转矩T越大，转速越低
B.当T=0时，为理想空载转速，他励直流电机在一定条件下能超过理想空载转速
C.斜率β小，特性线较陡，称为硬特性，β大，特性线较平称为软特性
D.电机启动时n=0，启动转矩比额定转矩大
（9）当电机的电磁转矩和负载转矩满足条件时，以下描述正确的是
（
）
A.电机在负载与电磁转矩交点附近处于加速状态
B.电机在负载与电磁转矩交点附近处于减速状态
C.电机在负载与电磁转矩交点附近特性曲线具有下降趋势
D.电机在负载与电磁转矩交点附近特性曲线具有下降趋势
（10）下面关于电机启动时，有关电流的说法错误的是（）
A.过大的启动电流Ist对电网也会有很大冲击
B.过大的T st会造成冲击易损坏传动机构
C.过大的起动电流Ist可能烧坏电枢
D.应控制启动电流，使其小于额定电流
（11）下面有关功率的概念从大到小排列的是（）
A.从电磁功率、机械功率、附加损耗、机械损耗
B.从电网吸收的功率、电磁功率、机械功率、机械损耗
C.从电网吸收的功率、电磁功率、空载损耗、机械损耗
D.机械功率、电磁功率、空载损耗、机械损耗
（12）直流他励电动机稳定运行时，电动机的电磁转矩与负载转矩相平衡指的是什么（）
A.电磁转矩与负载转矩大小不等、方向相同
B.电磁转矩与负载转矩大小相同、方向相反
C.电磁转矩与负载转矩大小相等、方向相反
D. 电磁转矩与负载转矩大小相反、方向相等
（13）调速平滑性指的是相邻两级转速之比，下面关于调速平滑性的说法正确的是（
）
A.当电机在匀速运动时 K 的值等于1
B. 当K=1时，为无极调速
C. 当K=0时，为无极调速
D. K 的值在0~1之间变化
（14）下列关于降压调速的说法不正确的是（
）
A. 调速平滑性好，可以达到无级调速
B. 适合于对调速性能要求不高的设备上
C. 低速时能量损耗少，效率高
D. 机械特性硬度不变
（15）电枢串电阻调速的说法不正确的是（）
A. 有级调速，平滑性差
B. 设备简单，初投资少
C. 低速时能量损耗少，效率高
D. 适合于对调速性能要求不高的设备上 （16）下面关于电机调速的说法正确的是（）
A. 弱磁通调速只能使转速从nN 提高
B. 采用电枢串电阻只适合于减速，改变电枢电压调速可以用于增速和减速
C. 采用弱磁通调速为恒功率调速
D. 采用电枢串电阻或降低电枢电压调速，为恒转矩调速 （17）下面关于电机中电流的说法不正确的是（ ）
A.为防止冲击过大，制动时的电流应 <2.5倍额定电流
B.直流电机根据启动的要求，一般要求 Ist=（1.5～2）IN
C. 直流电机在工作时的电流为额定电流
D. 电机在工作过程中的电流大小由负载决定
（18 ）对于型
号 Y180M-4B 的电动机其额定转速可能为下面的哪种（ ）
A.950r/h
B.950rad/min
C.11r/s
D.11rad/min
（19 ）对于型
号
Y180M-4B 的电动机下面说法不正确的是（ ）
A. 该电机为异步电动机
B. 该电机基座中心高为180cm
C. 该电机的磁极数为4
D. 该电机的转速不可能是950r/s
（20）单相异步电动机常用的启动方法是下面的那两种（
）
A. 直接启动和降压启动
B. 分相启动法和罩极法
C. 串电阻启动和分相启动
D. 分相启动和降压启动
（21）下图中关于单相异步电动机的结构示意图中不正确的是（）
A B C D （22）以下是改善绕线转子异步电动机起动特性的方法的是（）
A.将转子改进成深槽式电动机
B.将转子设计成双笼型电动机
C.转子回路串接电阻
D.降低起动电压
（23）异步电动机在起动时，起动电流大，起动转矩不大的主要原因之一是（）
A.起动时功率因数低
B.起动电流大，定子漏阻抗压降大，使定子电动式E1减小，所以磁通Φ减小
C.交流电机的电流跟其转矩之间没有什么关系
D.起动时电机电能的转化率小
（24）下面不是笼型异步电动机的起动方法的是（）
A.定子电路串电阻或电抗器减压起动
B.定子电路串自耦变压器减压起动
C.Y—△起动
D.转子串电阻起动
（25）图示为三相异步电动机能耗制动的主电路原理图，下面说法不正确的是（）
A.R1的大小决定制动时的励磁电流的大小
B.R1不变，R ad2增大，最大制动转矩不变，产生
最大转矩的转速增加。

C.R ad2不变，R1增加，最大制动转矩增加，产
生最大转矩的转速不变。

D.R ad2不变，R1减小，最大制动转矩增加，产生
最大转矩的转速不变。

（26）下面关于笼型异步电动机直接起动的方法进行起动的表述不正确的是（）
A.直接起动也称全压起动，适合于小容量电机的起动
B.在一般电网容量下，7.5kw以下的电动机可认为是小容量电动机
C.较大功率的电动机不可以直接起动
D.通常要求起动电流引起的电网压降＜10%～15%线路电压
（27）下图中哪个不属于低压主令电器（）
A B C D
（28）下面关于电压电器的图文符号，错误的是（）
A B C D
（29）下面关于电器原理图的说法错误的是（）
A.电气原理图是用来表达电路工作原理的图纸
B.需要采用国家统一规定的电气图形符号和文字符号
C.详细表示电路、设备或成套装置的全部组成和连接关系
D.电器原理图依据设备的实际位置进行绘制的简图
（30）关于基于时间继电器的电机顺序控制电气原理图，下面说法不正确的是（）
A.图中采用的是通电延时时间继电器
B.电机M1首先起动，延时一段时间后
M2 起动
C.接触器KM1和KM2不能同时闭合
D.图中有自锁电路没有互锁电路
（31）下面关于步进电机的说法，不正确的是（）
A.步进电机是利用电磁铁的作用原理，将脉冲信号转换为线位移或角位移的电机
B.每来一个电脉冲，步进电机转动一定角度
C.控制脉冲频率，可控制电机转速
D.步进电机只能用于开环控制系统
（32）下面关于舵机的说法，不正确的是（）
A.舵机是一个闭环控制系统
B.舵机有三根线，有两根是电源线，一根控制线
C.舵机是通过脉冲高电平的持续时间来实现的
PWM进行控制
D.舵机是一款特殊的电机，可以通过
（33）下面关于控制电机在控制系统中的作用说法错误的是（）
A.执行元件
B.控制元件
C.检测元件
D.运算元件
（34）下面关于直线电机与旋转电机相比所具有的特点描述中不正确的是（）
A.结构简单
B.定位精度高、反应速度快
C.负载能力大
D.工作安全可靠、寿命长（35）下面关于超声波电机的描述中，不正确的是（）
A.低速大力矩输出
B.保持力矩大
C.功率密度高
D.无电磁干扰但受电磁干扰
（36）下面关于伺服电机的说法不正确的是（）
A.伺服电机可以分为交流伺服电机和直流伺服电机
B.起停控制特性好，一般采用PWM进行速度控制
C.额定转速高、过载能力强
D.速度相应快，控制精度高
（37）下面关于机电一体化系统的组成说法不正确的是（）
A.机电一体化系统由机械装置、执行装置、能源、传感器、计算机5个要素组成
B.能源包括电源、液压源、气压源三种
C.机械装置包括连接部分和机械结构
D.机电一体化技术的主要目标是实现机械自动化
（38）下面电机中电机本身不带传感器的是（）
A.直流无刷电机
B.伺服电机
C.步进电机
D.舵机
（39）下面关于传感器的说法不正确的是（）
A.传感器能够将机械运动参数转换成电流、电压、电阻或者频率信号
B.传感器的主要指标是分辨率、精度和可靠性
C.机械运动参数包括位移、速度、加速度、力、角度、角速度、角加速度和距离等
D.传感器性能发展方向是高精度、智能化、组合式
（40）下面机电一体化技术中不是硬件技术的是（）
A.机械技术
B.执行装置技术
C.传感器技术
D.控制技术
二、填空题
（1）画出下图中线圈的受力方向。

（2）将图示中标记的各个组成部分填写在相应的位置。

（3）在下图中绘制直流电机的转速特性曲线、转矩特性曲线和功率特性曲线。

（4）注明下列负载特性分别是哪种类型的负载。

（5）假定某一直流电动机的额定转速差为n N=0.1n0，电动机的启动电流I st= I N，启动转矩Tst=TN。

（6）直流电动机比较常用的启动方法有、、。

（7）直流电动机常是、、和两种形式。

见的制动方法有三。

其中种，分别制动又分为
（8）写出下图是哪种类型的电机的何种制动方式的主电路电气原理图。

（9）区别直流电机是电动机还是发电机就是看电枢电动
势Ea和端电压U的关系，，则为直流发电机，如果，则为直流电动机。

（10）一台三相50Hz 的异步电动机，额定转速为950r/min，其旋转磁场的同步转速为，额定转差率SN= 。

（11）将下图中的三相异步电动机分别接线成Y形接法和形接法。

（12 ）三相异步电动机的人为机械特性包括、、
、。

（13）笼型异步电动机的是降压起动的一种方式，适用于电机工作于△方式下的情况，适用于轻载或空载的情况以及电压小于500V的电机的起动；适用于容量较大的电动机的起动，一般用于10kw以上的电机起动。

（14）下图中分别是 Y/YY变极调速和/YY变极调速的特性曲线，其中是恒功率调速，是恒转矩调速。

（15）写出下面通电延时时间继电器和断电延时时间继电器的触点的名称。

（）
通电延时断电延时
（16）图示为三相交流异步电动机制动的电气原理图，根据电路图可以得到以下的信息，图示制动方式属于，电阻R的作用是，在制动刚开始的时候控制电路中的速度继电器的常开触点是，主电路中的QF 是，控制电路中SB1是，控制电路中的和形成自锁，控制电路中的和形成互锁。

（17）有一个最大转角为180°的舵机，当控制信号脉冲的高电平持续时间为 1.5ms时，舵
机的转角为。

三、判断题
（1）所有的电机都满足电磁感应定律。

（ ） （2）直流电动机和直流发电机都是实现电能转换的电机。

（）
（3）电是电，磁是磁，两者没有任何关系。

（ ）
（4）磁场对电流的作用力通常称为安培力，其受力方向用右手定则判定。

（ ） （5）从旋转与否的角度可以将电机分为旋转电机、直线电机和变压器。

（ ） （6）直流电机包括异步电动机和同步电动机。

（ ）
（7）一台直流电机既可以做电动机运行，也可以做发电机运行，直流电动机用右手定则，直流发电机用左手定则。

（）
（8）所有的电机都分为定子和转子两部分。

（）
（9）电机在额定电压下进行工作时，流过电枢绕组的电流大小等于额定电流。

（ ） （10）电枢电势的表达式为
，因此对于一台制造好的电机，
它的电枢电势正比于磁通φ、转速n 和极对数p ，并且与并联支路对数成反比。

（） （11）电磁转矩的表达式为
，因此对于一台制造好的电机，
电磁转矩正比于磁通和电枢电流。

（ ）
（12）直流电机铭牌上的额定功率是指直流电机工作在满负荷的输出功率。

（ ） （13）直流电动机从电网吸收的功率等于电磁功率、电磁绕组的铜损耗和电刷压降损耗之和，其中电磁功率包括机械功率、空载损耗和附加损耗，空载损耗是机械损耗和铁芯损耗之和。

直流电动机的效率为电磁功率与电网输入功率之比。

（）
（14）直流他励电动机稳定运行时，电动机的电磁转矩与负载转矩相平衡， 即大小相等，方 向相反。

直流自励电机却相反。

（ ）
（15）由直流电机的运动方程
可知，只有
在 Tem>TL 或者Tem<TL 时，电机
才能够运转。

（16）选定电动机处于电动状态时的旋转方向为
转速
n 的正方向，然后按照下列规则确定转
矩的正负号：1°电磁转矩T em 与转速n 的正方向相同时为正，相反时为负；
2°负载转矩
T L 与转速n 的正方向相反时为正，相同时为负。

（ ）
（17 ）交流电动机和直流电动机的具有相同的制动方
式。

（ ）
（18）能耗制动，制动时从电网吸收能量，制动减速平稳可靠，电路简单，制动转矩随
n
的降低而降低。

（ ）
（19 ）回馈制动，发出的电可以回馈给电网，当转速等于零时需要切断电源。

（ ）
（20 ）反接制动，制动时从电网吸收能量， n=0时必须切断电源，否则反向加速。

（） （21 ）在额定负载下可能运行的最高转速与最低转速之比为调速的平滑性。

（） （22）无论何种调速方式，都不允许切断励磁绕组的电源，因为在励磁磁通很弱的情况下可能造成飞车，发生事故。

（）
（23）三相交流电动机中，同步电动机和异步电动机都是由定子产生旋转磁场，电源加在定
子线圈上。

（）
（24 ）三相异步电动机的旋转磁场是在定子上产生的， 电动机的转向与磁场方向相反。

（ ）
（25 ）三相异步电动机转子上的铜
损 P Cu2与电磁功率P M 之间的关系满足 。

（ ）
（26 ）三相异步电动机输入的总功
率 P 1，首先经历定子的铜损 P Cu1和铁损P Fe ，得到电磁总 功率P M ，电磁总功率经历转子铜损 P Cu2得到总机械功率
P m ，总机械功率在输出以前要消耗
掉机械损耗p m 和附加损耗p a 。

（ ）
（27）单相异步电动机是日常生活中应用较多的电机，单相交流电机最大的问题是速度控制。

（ ）
（28）异步电动机起动时起动电流大，起动转矩不大，说明交流电机的电流和转矩之间没有关系。

（）
（29）转子串电阻起动和转子串接频敏变阻器起动是三相绕线转子异步电动机的起动方法，只适用于三相绕线转子异步电动机。

（）
（30）三相异步电动机的调速方法有改变极对数 p 、改变电源频率 f 1、改变转差率 S 和改变 电源电压等几种。

（ ）
（31）变极调速的特点是操作简单，机械特性硬，效率高，可以获得恒功率或恒转矩，但不能平滑调速。

（）
（32）常用低压电器按用途分，可以分为低压主令电器、低压控制电器、低压配电电器、低 压保护电器和低压执行电器，其中复合开关属于低压控制电器。

（ ）
（33）控制电机按其功能和用途可分为信号检测和传递类控制电机及动作执行类控制电机两 大类。

执行电机包括伺服电机、步进电机和直线电机；信号检测和传递电机包括测速发电机、旋转变压器和自整角机等。

（）
（34）超声波电机保持力矩大的宏观表现是起停控制性能好。

（）
（35）机电一体化系统利用传感器检测机械运动，将检测信息输入到计算机，经计算得到能 够实现预期运动的控制信号，由此来控制执行装置。

（ ） （36）控制技术是计算机语言及其管理方面的技术。

（ ） 四、改错题 15个
（ 1）直流电机铭牌上的额定功率是指直流电机工作时的输出功率。

对直流电动
机而言，指的是输出的电功率PN=UNIN ；对直流发电机而言，指的电动机轴上输 出的机械功率PN=ηUI 。

其中，η指的是额定效率。

N NN N
（2）某直流电动机的额定数据为P N =200W ，额定电压U N =24V ，额定转速n N =3000r/min ， ηN=0.8，额定电流IN ，额定输出转矩T2N ，输入功率PIN 的计算过程如下：
（3）如图所示为异步电动机电源反接制动的主电路电气原理图， 假定KM1为正常运转时的
电机接线，从图中我们可以得到以下结论：
1°该电机为笼式异步电动机；
2°KM1和KM2的区别是将电源线做了两两互换；
3°KM3可以用于电机的起动控制，串电阻起动；
4°KM2和KM3同时闭合时，电机进入制动状态；
5°要想使电机处于空载状态，可以使KM1和KM2
同时闭合。

（4）图示为变频调速的特性曲线，从图中可以得到以下的结论：
1°曲线中的频率关系f6<f5<fN；
2°图示中的调速特性属于恒转矩调速；
3°调速方法属于额定功率向下调速；
4°曲线中与右端的虚线相交的点为额定频率下的
额定工作点；
5°该特性曲线图适用于所有类型的电机。

（5）图示为电机正反转控制的电气原理图，指出其中的错误并改正。

五、简答题
（1）简要表述电机的定义。

（2）简述换向器在直流电机中的作用及其对直流电机的影响。

（3）已知直流电动机的固有机械特性如图所示，画出直流电机的人为机械特性。

（4）已知交流电动机的固有机械特性如图所示，画出交流电机的人为机械特性。

（5）分析说明如图所示的电机是否处于稳定运行状态（以作图和文字的方式），并写出电机稳定运行的充分必要条件。

（6）文字叙述如图所示的电气控制系统（启停控制、正反转控制）的工作过程。

（7）三相异步电动机的额定功率为100kW，电磁功率为106kW，总机械功率为104kW，额定转速为950r/min，计算该电机的电磁转矩T eN、输出转矩T2N。

（8）对比分析下面三个电机控制原理图，分别说明其实现的控制功能。

（9）泵的反复运转控制电气原理图，请叙述其工作过程。

（10）根据下面关于开环控制和闭环控制的结构示意图，论述开环控制和闭环控制的含义和区别。

（11）分析下图中的步进电机的接线图。

六、综合题
（1）画直流电动机带动的小车往返运动控制的电气原理图（画结构示意图、主电路图和控制电路图，要有必要的保护环节）。

（2）论述机电一体化系统所包含的内容以及机电一体化系统设计中需要注意的事项。

（3）单级倒立摆系统由哪些部分组成，设计一个单级倒立摆系统应该注意哪些问题？。