機電傳動控制考試題型舉例

1、一、選擇一、選擇 A變大變大 B 變小變小 C 不變不變1. 一臺直流伺服電動機，電樞控制電壓和勵磁電壓均保持不變，一臺直流伺服電動機，電樞控制電壓和勵磁電壓均保持不變，當負載增加時，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩將（當負載增加時，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩將（變大變大 ），轉(zhuǎn)速將（），轉(zhuǎn)速將（變變小小 ）。）。 2. 在某一傳動系統(tǒng)中在某一傳動系統(tǒng)中TM與與n同向，同向，TL與與n反向，當反向，當TMTL時，系統(tǒng)時，系統(tǒng)運行速度將（運行速度將（變大變大 ），當），當TM=TL時，系統(tǒng)運行速度將（時，系統(tǒng)運行速度將（ 不不變變 ）。）。3.一臺他勵直流電動機拖動的負載轉(zhuǎn)矩為常數(shù)，當電樞附加電阻一臺他勵直流電動機拖動的

2、負載轉(zhuǎn)矩為常數(shù)，當電樞附加電阻變小時，電樞電流將（變小時，電樞電流將（ 不變），轉(zhuǎn)速將（不變），轉(zhuǎn)速將（ 變大變大 ）。）。 n n110011000 010001000500500s s-0.05-0.05（1 1）（0 0）（1.51.5）工作工作狀態(tài)狀態(tài)（反饋制動）（反饋制動）啟動啟動理想空載理想空載倒拉反接制動倒拉反接制動二、填表二、填表1.1.有一臺三相異步電動機，有一臺三相異步電動機，P=3P=3，f f50HZ50HZ，寫出相應的轉(zhuǎn)速、，寫出相應的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率和工作狀態(tài)。轉(zhuǎn)差率和工作狀態(tài)。2.2.填表寫出控制電機的類型和結(jié)構(gòu)特點或應用場合。填表寫出控制電機的類型和結(jié)構(gòu)特點或應用場

3、合。電機類型電機類型 結(jié)構(gòu)特點或應用場合結(jié)構(gòu)特點或應用場合（交流伺服（交流伺服電動機）電動機） 定子中有兩個互差定子中有兩個互差90900 0的繞組，轉(zhuǎn)子分鼠籠的繞組，轉(zhuǎn)子分鼠籠式和空心杯形，應用于小功率或平滑系統(tǒng)，需要式和空心杯形，應用于小功率或平滑系統(tǒng)，需要消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。 直流力矩電直流力矩電動機動機 （做成扁平圓盤狀結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速低，（做成扁平圓盤狀結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速低，精度高，線形度好。）精度高，線形度好。） （磁阻式電（磁阻式電磁減速同步磁減速同步電動機）電動機） 定轉(zhuǎn)子都做成圓形，轉(zhuǎn)子齒數(shù)定子齒數(shù)定轉(zhuǎn)子都做成圓形，轉(zhuǎn)子齒數(shù)定子齒數(shù)2P2P，結(jié)構(gòu)簡單，無需啟動繞組，

4、轉(zhuǎn)速在每分鐘幾，結(jié)構(gòu)簡單，無需啟動繞組，轉(zhuǎn)速在每分鐘幾十到幾百轉(zhuǎn)的低速電機。十到幾百轉(zhuǎn)的低速電機。 （直線電動（直線電動機）機） 由初級和次級構(gòu)成，主要用于金屬傳送帶、由初級和次級構(gòu)成，主要用于金屬傳送帶、高速電力機車等。高速電力機車等。3. 寫出下列電器對應的名稱、文字符號、線圈符合或觸頭符號寫出下列電器對應的名稱、文字符號、線圈符合或觸頭符號電器電器名稱名稱文字文字符號符號線圈符號線圈符號觸頭符號觸頭符號 （時間繼（時間繼電器）電器）KTKT得電延時：得電延時：延時閉合：延時閉合：延時斷開：延時斷開：電流電流繼電器繼電器（KA)KA)動合觸頭手動復位：動合觸頭手動復位：三、簡答三、簡答3-

5、3,3-4,3-10，表，表3-2,4-2（異步電動機的工作原理），（異步電動機的工作原理），4-11,4-14，4-23,5-1，5-3，5-9，6-49-1，9-2，9-5，10-1,10-3,10-711-2,11-3四、計算四、計算3-8, 3-11，3-18 ， 書例書例3-3，例，例3-84-13, 4-21， 書例書例10-2五、電路分析與設計五、電路分析與設計 書例和作業(yè)書例和作業(yè)直流電機小結(jié)直流電機小結(jié) 直流發(fā)電機的工作原理：直流發(fā)電機的工作原理：電樞由原動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，在電樞線電樞由原動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，在電樞線圈中感應出交變電動勢，靠換向器配合電刷的換向作用，變?yōu)橹比χ懈袘鼋蛔?/p>

6、電動勢，靠換向器配合電刷的換向作用，變?yōu)橹绷麟妱觿菰陔娝㈤g輸出。流電動勢在電刷間輸出。 直流電動機的工作原理：直流電動機的工作原理：將直流電源接在電刷間使電流流過將直流電源接在電刷間使電流流過電樞繞組，電流與磁通相互作用，產(chǎn)生電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩。電樞繞組，電流與磁通相互作用，產(chǎn)生電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩。 直流電動機的基本方程式直流電動機的基本方程式：eEKnmaTKIaaUEI R0LTTT12PPP CuamfePPPP 銅損耗為轉(zhuǎn)子內(nèi)阻產(chǎn)生，機械損耗為軸承摩擦，電刷摩擦，定轉(zhuǎn)子摩擦產(chǎn)生；銅損耗為轉(zhuǎn)子內(nèi)阻產(chǎn)生，機械損耗為軸承摩擦，電刷摩擦，定轉(zhuǎn)子摩擦產(chǎn)生；鐵損耗為主磁通在電樞鐵心內(nèi)交變產(chǎn)生。鐵損耗為

7、主磁通在電樞鐵心內(nèi)交變產(chǎn)生。機械特性方程的一般表達式機械特性方程的一般表達式 固有機械特性為一條直線，固有機械特性為一條直線，是理想空載點（是理想空載點（0，n0）與額定運）與額定運行點（行點（TN, nN）的連線。）的連線。（1） 電樞回路中串接附加電阻電樞回路中串接附加電阻時，特性變軟；時，特性變軟；（2）改變電樞電壓時，特性硬度）改變電樞電壓時，特性硬度不變；不變；（3）改變磁通時，特性變軟。）改變磁通時，特性變軟。 02aeemRUnTnnKK K 改變電樞電路改變電樞電路外串電阻調(diào)速外串電阻調(diào)速：應用于起重機、卷揚機等低速應用于起重機、卷揚機等低速運轉(zhuǎn)時間不長的傳動系統(tǒng)。運轉(zhuǎn)時間不長

8、的傳動系統(tǒng)。 改變電動機電樞供電改變電動機電樞供電電壓調(diào)速電壓調(diào)速：應用于恒轉(zhuǎn)矩負載。機械特性應用于恒轉(zhuǎn)矩負載。機械特性硬度高，在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)，調(diào)速范圍不大。硬度高，在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)，調(diào)速范圍不大。 改變電動機改變電動機主磁通調(diào)速主磁通調(diào)速：應用于恒功率負載?？稍陬~定轉(zhuǎn)速應用于恒功率負載。可在額定轉(zhuǎn)速以上調(diào)，調(diào)速范圍不大。以上調(diào)，調(diào)速范圍不大。不變，不變，)(amIKT不變不變nIKTREUInKEamaae)()()()()(aaeREUInKEn 當過渡過程結(jié)束后，總當過渡過程結(jié)束后，總的電流不變。即的電流不變。即P=UI為常數(shù)。為常數(shù)。)()(aaeREUInKEnU 制動狀態(tài)分為回饋

9、制動、反接制動和能耗制動三種形式。制動狀態(tài)分為回饋制動、反接制動和能耗制動三種形式。正向電動正向電動反向電動反向電動倒拉反接制動倒拉反接制動電源反接制動電源反接制動倒拉反饋制動倒拉反饋制動反饋制動反饋制動反抗性能耗制動反抗性能耗制動位能性能耗制動位能性能耗制動各種制動方法的優(yōu)缺點和適用場合的比較各種制動方法的優(yōu)缺點和適用場合的比較制動形式制動形式優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點適用場合適用場合回饋制動回饋制動1.1.不需要改接線路即可從電不需要改接線路即可從電動狀態(tài)自行轉(zhuǎn)換到回饋制動動狀態(tài)自行轉(zhuǎn)換到回饋制動狀態(tài)狀態(tài)2.2.電能可以回饋電網(wǎng)，較電能可以回饋電網(wǎng)，較經(jīng)經(jīng)濟濟當當 EUEUN N ， n n nn0

10、nn0，S S 和和 T T 為負為負2 2、反接制動：其特點是、反接制動：其特點是n0n0與與n n反向，反向，S1S1。 電源反接（對反抗性負載），電源反接（對反抗性負載），T T與與TLTL同向，機械特性由第一同向，機械特性由第一象限轉(zhuǎn)為第二象限，在象限轉(zhuǎn)為第二象限，在n=0n=0時，將電源切斷。時，將電源切斷。 倒拉反接（對位能性負載），倒拉反接（對位能性負載），T T與與TLTL反向，機械特性由第一反向，機械特性由第一象限轉(zhuǎn)為第四象限，電機反轉(zhuǎn)使重物慢速下降象限轉(zhuǎn)為第四象限，電機反轉(zhuǎn)使重物慢速下降3 3、能耗制動：、能耗制動： 特點：特點：n0n0，1S01S0。4-25 為了使三相

11、異步電動機快速停車，可以采用哪幾種制動方為了使三相異步電動機快速停車，可以采用哪幾種制動方法？如何改變制動的強弱？法？如何改變制動的強弱？答：為了使三相異步電動機快速停車，可以采用電源反接制動答：為了使三相異步電動機快速停車，可以采用電源反接制動和能耗制動的方法。和能耗制動的方法。 電源反接制動時，電源反接制動時， 對鼠籠式電動機，可通過改變定子回路對鼠籠式電動機，可通過改變定子回路電阻的大小來改變制動的強弱。對線繞式電動機，可通過改變電阻的大小來改變制動的強弱。對線繞式電動機，可通過改變轉(zhuǎn)子回路電阻的大小來改變制動的強弱。轉(zhuǎn)子回路電阻的大小來改變制動的強弱。 能耗制動時，對鼠籠式電動機，可以

12、通過改變定子勵磁電能耗制動時，對鼠籠式電動機，可以通過改變定子勵磁電流；對線繞式電動機，可通過改變轉(zhuǎn)子回路電阻的大小來改變流；對線繞式電動機，可通過改變轉(zhuǎn)子回路電阻的大小來改變制動的強弱。制動的強弱。電機類型電機類型 結(jié)構(gòu)特點或應用場合結(jié)構(gòu)特點或應用場合普通直流伺服電動機普通直流伺服電動機 結(jié)構(gòu)上與直流他勵電動機相同，具有良好的線性度結(jié)構(gòu)上與直流他勵電動機相同，具有良好的線性度和快速響應，機械特性較硬。但結(jié)構(gòu)復雜，低速時運轉(zhuǎn)和快速響應，機械特性較硬。但結(jié)構(gòu)復雜，低速時運轉(zhuǎn)不太穩(wěn)定。應用于大功率系統(tǒng)。不太穩(wěn)定。應用于大功率系統(tǒng)。交流伺服電動機交流伺服電動機 定子中有兩個互差定子中有兩個互差909

13、00 0的勵磁繞組和控制繞組，轉(zhuǎn)的勵磁繞組和控制繞組，轉(zhuǎn)子分鼠籠式和空心杯形，應用于小功率或平滑系統(tǒng)，需子分鼠籠式和空心杯形，應用于小功率或平滑系統(tǒng)，需要消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。要消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。直流力矩電動機直流力矩電動機 做成扁平圓盤狀結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速低。做成扁平圓盤狀結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速低。反應速度反應速度快，線性度好速度、位置的控制精度高，振動小。特別快，線性度好速度、位置的控制精度高，振動小。特別適合用于對速度和位置控制精度都要求很高的系統(tǒng)。適合用于對速度和位置控制精度都要求很高的系統(tǒng)。步進電動機步進電動機 受脈沖信號控制，輸出角位移與輸入脈沖數(shù)成正比受脈沖信號控制，輸出角位移與輸入脈沖數(shù)成正比

14、。具有自鎖能力，工作狀態(tài)不易受各種干擾因素的影響。具有自鎖能力，工作狀態(tài)不易受各種干擾因素的影響。廣泛應用于開環(huán)控制系統(tǒng)，能獲得較高的位置精度。廣泛應用于開環(huán)控制系統(tǒng)，能獲得較高的位置精度。 控制電機小結(jié)控制電機小結(jié)電機類型電機類型 結(jié)構(gòu)特點或應用場合結(jié)構(gòu)特點或應用場合永磁式同步電動機永磁式同步電動機 定子與異步電動機相同，都具有永久磁鐵和鼠籠式定子與異步電動機相同，都具有永久磁鐵和鼠籠式啟動繞組。轉(zhuǎn)子由永久磁鐵、鐵心、鼠籠繞組構(gòu)成。出啟動繞組。轉(zhuǎn)子由永久磁鐵、鐵心、鼠籠繞組構(gòu)成。出力大，體積小，耗電小，結(jié)構(gòu)簡單。力大，體積小，耗電小，結(jié)構(gòu)簡單。為高速同步電機。為高速同步電機。磁阻式電磁減速同

15、步磁阻式電磁減速同步電動機電動機 定子作成圓環(huán)形，轉(zhuǎn)子作成圓盤形，轉(zhuǎn)子上開設有定子作成圓環(huán)形，轉(zhuǎn)子作成圓盤形，轉(zhuǎn)子上開設有與定子極數(shù)相對應的反應槽，與定子極數(shù)相對應的反應槽，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子齒數(shù)子齒數(shù)zr越大，和定子齒數(shù)越大，和定子齒數(shù)zs越接近，轉(zhuǎn)速越低。越接近，轉(zhuǎn)速越低。 為為低低速同步電機，用于儀器、儀表中。速同步電機，用于儀器、儀表中。 交流測速發(fā)電機交流測速發(fā)電機 不需要電刷和換向器，結(jié)構(gòu)簡單，精度高，工作可不需要電刷和換向器，結(jié)構(gòu)簡單，精度高，工作可靠，輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比。但存在剩余電壓和相位誤靠，輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比。但存在剩余電壓和相位誤差。差。

16、 直流測速發(fā)電機直流測速發(fā)電機 沒有相位波動和剩余電壓，但需要電刷和換向器，沒有相位波動和剩余電壓，但需要電刷和換向器，結(jié)構(gòu)復雜，維護不便，輸出特性不穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)復雜，維護不便，輸出特性不穩(wěn)定?？刂剖阶哉菣C控制式自整角機 是一種實現(xiàn)角度的傳輸、變換和指示的元件。作用是一種實現(xiàn)角度的傳輸、變換和指示的元件。作用是將機械角位移變?yōu)殡娏?。是將機械角位移變?yōu)殡娏俊Ｓ捎谠陂]環(huán)系統(tǒng)中加入了放由于在閉環(huán)系統(tǒng)中加入了放大環(huán)節(jié)，所以精度較高。常用于轉(zhuǎn)角隨動系統(tǒng)。大環(huán)節(jié)，所以精度較高。常用于轉(zhuǎn)角隨動系統(tǒng)。力矩式自整角機力矩式自整角機 是一種實現(xiàn)角度的傳輸、變換和指示的元件。作用是一種實現(xiàn)角度的傳輸、變換和指示的元

17、件。作用是是把電壓變?yōu)槲恢?，系統(tǒng)簡單，但精度較低。常用于指把電壓變?yōu)槲恢?，系統(tǒng)簡單，但精度較低。常用于指示系統(tǒng)。示系統(tǒng)。直線電動機直線電動機 由初級和次級構(gòu)成，一般采用短初級結(jié)構(gòu)，次級移由初級和次級構(gòu)成，一般采用短初級結(jié)構(gòu)，次級移動的速度與電源頻率及電動機的極距成正比。定位精度動的速度與電源頻率及電動機的極距成正比。定位精度高，振動和噪聲小。主要用于金屬傳送帶、高速電力機高，振動和噪聲小。主要用于金屬傳送帶、高速電力機車等。車等。 調(diào)速范圍是指系統(tǒng)在額定負載時電動機的最高轉(zhuǎn)速與最低調(diào)速范圍是指系統(tǒng)在額定負載時電動機的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比轉(zhuǎn)速之比D，即，即 靜差率是額定負載時的轉(zhuǎn)速降落靜差率是

18、額定負載時的轉(zhuǎn)速降落nN與理想空載轉(zhuǎn)速與理想空載轉(zhuǎn)速n0之之比，即比，即 系統(tǒng)所要求的靜差率越高，系統(tǒng)的調(diào)速范圍越小，即靜差系統(tǒng)所要求的靜差率越高，系統(tǒng)的調(diào)速范圍越小，即靜差率限制了調(diào)速范圍。率限制了調(diào)速范圍。關系：關系：max22(1)NnsDns 直流交流調(diào)速系統(tǒng)小結(jié)直流交流調(diào)速系統(tǒng)小結(jié)max0 maxmin0 minNNnnnDnnn min0min0min02nnnnnsNN(1)clopDKD1opclnnK轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成：轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成：電流環(huán)電流環(huán)ACR在里面，稱為內(nèi)環(huán)，內(nèi)環(huán)中有電流調(diào)節(jié)器和電在里面，稱為內(nèi)環(huán)，內(nèi)環(huán)中有電流調(diào)節(jié)器和電流互感器；流互感

19、器；轉(zhuǎn)速環(huán)轉(zhuǎn)速環(huán)ASR在外面，稱為外環(huán)，外環(huán)中有速度調(diào)節(jié)器和測速在外面，稱為外環(huán)，外環(huán)中有速度調(diào)節(jié)器和測速發(fā)動機。發(fā)動機。為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用般都采用PIPI調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器。 采用閉環(huán)系統(tǒng)可以采用閉環(huán)系統(tǒng)可以 降低轉(zhuǎn)速降落，降低轉(zhuǎn)速降落， 降低靜差率，降低靜差率， 擴大調(diào)速范圍。擴大調(diào)速范圍。 1. 1. 變頻調(diào)速原理變頻調(diào)速原理 1)實質(zhì)電壓 與頻率 成比例變化。 2)恒T變頻調(diào)速中， 定值，過載能力 不變， 不變。 3)恒P變頻調(diào)速中， 定值， 不變， 變；xUffUfExfUxmfUxm 在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)節(jié)，采用恒磁通變頻。在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)節(jié)，采用恒磁通變頻。 在額定轉(zhuǎn)速以上調(diào)節(jié)，采用恒功率變頻。在額定轉(zhuǎn)速以上調(diào)節(jié)，采用恒功率變頻。 為了得到更好的性能，可以將恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速與恒功率調(diào)速結(jié)為了得到更好的性能，可以將恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速與恒功率調(diào)速結(jié)合起來。合起來。 2. 變頻調(diào)速系統(tǒng)分類變頻調(diào)速系統(tǒng)分類 交交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)：直接變頻調(diào)速交變頻