机电传动控制题库

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1、机电传动控制课程总复习2013.01一、选择题1、电动机所产生的转矩在任何情况下，总是由轴上的负载转矩和之和所平衡。(D)A.静态转矩B.加速转矩C.减速转矩D.动态转矩2、机电传动系统稳定工作时中如果TmTl，电动机旋转方向与Tm相同，转速将产生的变化是。(B)A.减速B.加速C.匀速D.停止3、机电传动系统中如果TmTl,即若干扰使转速下降，当干扰消除后应有TmTl0。2. 请解释机电传动系统稳定运行的含义。a）是系统应能以一定速度匀速运转b）是系统受某种外部干扰作用（如电压波动、负责转矩波动等）而使运行速度稍有变化时，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。3. 请简述并励发电机电

2、压能建立的条件。a）发电机的磁极要有剩磁；b）起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩磁磁场的方向相同；c）励磁电阻不能过大。4. 请简述电动机制动的稳定制动和过渡制动状态的共同点和不同点。a）两种制动状态的区别在于转速是否变化b）两种制动状态的相同点在于电动机发出的转矩与转速方向相反。5. 请简述直流他励电动机的三种制动方式的接线方法。a）反馈制动为正常接法；b）反接制动：电源倒拉反接改变电枢电压的极性；倒拉反接制动在电枢电路内串入附加电阻；c）能耗制动将外部电枢电压降为零，并将电枢串接一个附加电阻短接。6. 为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？因电枢加上额定电压，而电枢电阻很小，故1st=仏

3、很大。7. Ra对电动机的启动有哪些主要要求？a）启动转矩大，电流小b）平滑，安全可靠8. c）简单方便，功耗小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（从Tl=0和Tl=Tn两种情况加以说明）？a）Tl=0时飞车b）Tl=Tn时电枢电流很大。9. 有静差调节系统和无静差调节系统的含义是什么？a）依靠被调量（如转速）与给定量之间的偏差来进行调节，使被调亮接近不变，但又必须具有偏差（即U-0）的反馈控制系统，即有静差调节系统。该系统中采用比例调节器。b）依靠偏差进行调节，使被调量等于给定量（即：u=0）的反馈控制系统，即无静差调节系统。该系统中采用比例积分调

4、节器。10. 什么是整流器？什么是逆变器？什么是有源逆变器？什么是无源逆变器？a）交流电变成直流电的装置称为整流器，反之称为逆变器b）把直流电逆变为同频率的交流电反馈到电网去，称为有源逆变器；把直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电供给负载，则成为无源逆变器。11. 对晶闸管触发电路产生触发脉冲有哪些要求。a）足够大的触发电压和电流b）有一定的脉冲宽度c）不触发时的输出电压小，最好为负，前沿要陡12. d）与主电路同步什么叫调速范围？什么叫静差度？这两项静态指标之间有何关系?a）调速范围是指电动机在额定负载下最高转速和最低转速之比，即D=nmax/nminb）静差率是指负载由理想空载转速到额定

5、负载所对应的转速降落于理想空载转速之c）D与S之间是相互关联的，调速范围是指在最低转速时还能满足给定静差率要求的转速可调范围；对静差率要求越小，允许的调速范围也越小。13试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速？减速？还是匀速？（图中箭头方向为转矩的实际作用方向）Tm=TlTMTLa）加速b）减速c)c)减速d）加速d)14. 在图中，曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性,试判断哪些是系统的稳定平衡点?哪些不是?1、2、4稳定运行，3不稳定运行。15. 在电动机控制线路中，已装有接触器，为什么还要装电源开关？它们的作用有何不同？答：电源开关如铁壳开关、自动空气开关一般不适宜用来频繁操作和远距

6、离控制，而一般的电动机控制都有这方面的要求。交流接触器适用于频繁地遥控接通或断开交流主电路，它具有一般电源所不能实现的遥控功能，并具有操作频率高、工作可靠和性能稳定等优点。但交流接触器保护功能较差，不具备过载、短路等保护功能，而这些功能又是通常电动机控制回路所必须的。一般电源开关，特别是自动空气开关，它的保护机构完善齐全，能对电动机进行有效保护。所以需由两者配合使用才能做到控制灵活、保护齐备。16. 热继电器能否作短路保护？为什么?答：热继电器不能作短路保护。因为热继电器主双金属片受热膨胀的热惯性及操作机构传递信号的惰性原因，使热继电器从过载开始到触头动作需要一定的时间，也就是说，即使电动机严

7、重过载甚至短路，热继电器也不会瞬时动作，因此热继电器不能用作短路保护。直流调速系统如下图所示，试分析是何种调速系统？有哪些反馈？并分析当负载增加后，系统的调整过程。（四道题目，图分别是P309图11.9的速度负反馈、P312图11.10的P315图11.13电流截止负反馈）电压负反馈、P313图11.11的电压负反馈和电流正反馈系统、调整过程可参考下面电压负反馈调速系统的形式：17. 负载InJ*4*fil/f-LftI住I节昇:出丄在变压变频的交流调速系统中，给定积分器的作用是什么？答：给定积分器是一个具有限幅的积分环节，它将给定的正、负阶跃信号转换成正、负斜坡信号。正斜坡信号使启动过程变得

8、平稳，实现软启动；负斜坡信号使停车过程变得平稳。五、计算题1.有一直流电动机脉宽调速系统（PWM-M）,若外加电源电压U（E）=100V，脉冲频率仁4000Hz，在脉冲周期内全导通时的理想空载转速no1=1OOOr/min，如要求电动机的理想空载转速no2=4OOr/min，问：此系统在一脉冲周期内的导通时间（脉冲宽度）应是多少？解:11因Ts=0.25msf4000,T(n01+n02)0.25(1000+400)故-ms=0.175ms210002. 一台三相异步电动机，定子绕组接到频率为仏=50Hz的三相对称电源上，已知它运行在额定转速nN二960r/min。问:（1）该电动机的极对数p

9、是多少？（2）额定转差率Sn是多少？（3）额定转速运行时，转子电动势的频率f2是多少?解：（1）已知异步电动机额定转差率较小,现根据电动机的额定转速nN=960r/min便可判断出它的同步转速n0=1000r/min。于是60仃6050p3n01000（2）额定转差率n0nn1000960SN0.04n01000（3）转子电动势的频率f2f2=SNf0.0450Hz=2Hz3. 有一台三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：P2N=10KW,nN=1460r/min,UN=380V，二接法，N=0.868，cosN=0.88，Tst/TN=1.5，Ist/In=6.5。试求：（1）定子磁极数p；（

10、2）额定输入电功率Pin，额定电流In；（3）采用Y厶换接启动时的启动电流和启动转矩。解：（1）现根据电动机的额定转速nN=1460r/min，便可判断出它的同步转速n十口60f1=1500r/min。于是p二6050n1500(2)RnPn10n0.868KW=11.52KWInP1n11.52ncos3800.88A=20(3)IstY=Ist3_6.5In36.520AA=43.3A3Tst1.5Tn1.565.4TstY=Nm=32.7Nm3334.有一直流调速系统，n01=1450r/min，n02=145r/min，丄nN=10r/min，试求系统的调速范围和系统允许的静差度。解：

11、系统的调速范围nmaxn1一.：nN1450-101440D-10.67nminn02.nN145-10135系统允许的静差度:nN10S=S2=0.069n021455.如图所示，在单相半波可控整流电路中，设负载为纯电阻，交流电源电压U2为220V,输出的直流平均电压Ud=50V，输出电流平均值ld=20A。试求：(1)晶闸管的控制角(2)电流有效值l解：(1)根据Ud=0.45UUdVS1-cos:-22Ud故cosd10.45U2250-10.452201001099二:r90(2)单项半波纯电阻的电流波形系数K=2.22，故电流有效值le=KId=2.2220A=44.4A6.一台直流

12、他励电动机，其额定数据为:PN=17KW,nN=1500r/min,UN=220V，IN=91A，Ra=0.22】。试求:(1) 额定转矩Tn；(2) 直接启动时的启动电流|(3)如果采用降压启动，启动电流仍限制为额定电流的两倍，电源电压应为多少?解：(1)额定转矩3PN17X10TN=9.55=9.55Nm=108.2NmnN1500(2)直接启动时的启动电流Un220IstA=1000ARa0.22降压启动时st2I7.一台直流他励电动机，其额定数据为:故电源电压U=2lNRa=2910.22V=40VPn二2.2KW,nN=1500r/min,Un=110V，二0.8，Ra二0.4；。试

13、求:额定转矩TN,额定电枢电流lN；Tn=14Nm，IN=-P=25AUN11(1) 直接启动时的启动电流Ist；Ist=275A(2) 如果要使启动电流不超过额定电流的2倍，求启动电阻为多少欧？stRaRad故Rst-2In_0.4b=1.80，.阳25丿&一台50Hz、八极的三相感应电动机，额定转差率Sn=0.04，问该机的同步转速是多少？当该机运行在700r/min时，转差率是多少？当该机运行在800r/min时，转差率是多少？当该机运行在起动时，转差率是多少？解同步转速n1=60f1=6050r/min=750r/minP4额定转速nN=(1-Sn)n!=(1-0.04)750r/mi

14、n720r/min当n=700r/min时，转差率=750-700=0.067750当n=800r/min时，转差率s750800-0.067n1750当电动机起动时，n=0，转差率750=17509.一台三相四极50Hz感应电动机，PN=75kW,nN=1450r/min，UN=380VIN=160A，定子Y接法。已知额定运行时，输出转矩为电磁转矩的90%，Pcu1=PcupFe=2.1kW。试计算额定运行时的电磁功率、输入功率和功率因数。转差率15001450s0.03331500输出转矩T2=9.55空=9.55屯=4942N，mnN电磁功率P-TJemem-*转子铜耗PCu2二sPem定子铜耗PCu1二PCu2输入功率P1=(PCu1i=2870WT210.9494.22-1500x0.960kW=86.21kW=0.033386210W=2870WPFe)-Pem=(2870-2100-86210)W=91180W功率因数平.191180cos10.867v3UNIN3X380X160Pi需要直流电压Ud=70V、电流ld=30A供电，若采用单相半波可控整流10.有一电阻性负载，电路，直接接在220V的交流电网上，试计算晶闸管的导通角0o解：Ud=0.45U21cos二:-65.5晶闸管的导通角0=180-65.5=114.5