機(jī)電傳動(dòng)控制考試試卷試題及答案

1、機(jī)電傳動(dòng)控制期末考試試卷及答案一、 分析與簡(jiǎn)答題1. 請(qǐng)簡(jiǎn)述機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件。a) 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線n=f（TM）和生產(chǎn)機(jī)械的特性曲線n=f（TL）有交點(diǎn)（即拖動(dòng)系統(tǒng)的平衡點(diǎn)）；b) 當(dāng)轉(zhuǎn)速大于平衡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速時(shí)，TMTL，即若干擾使轉(zhuǎn)速上升，當(dāng)干擾消除后應(yīng)有TMTL。而當(dāng)轉(zhuǎn)速小于平衡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速時(shí)，TMTL，即若干擾使轉(zhuǎn)速下降，當(dāng)干擾消除后應(yīng)有TMTL。2. 請(qǐng)解釋機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的含義。a) 是系統(tǒng)應(yīng)能以一定速度勻速運(yùn)轉(zhuǎn)b) 是系統(tǒng)受某種外部干擾作用（如電壓波動(dòng)、負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等）而使運(yùn)行速度稍有變化時(shí)，應(yīng)保證在干擾消除后系統(tǒng)能恢復(fù)到原來(lái)的運(yùn)行速度。3. 請(qǐng)簡(jiǎn)述并勵(lì)發(fā)電

2、機(jī)電壓能建立的條件。a) 發(fā)電機(jī)的磁極要有剩磁；b) 起始勵(lì)磁電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與剩磁磁場(chǎng)的方向相同；c) 勵(lì)磁電阻不能過(guò)大。4. 請(qǐng)簡(jiǎn)述電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的穩(wěn)定制動(dòng)和過(guò)渡制動(dòng)狀態(tài)的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。a) 兩種制動(dòng)狀態(tài)的區(qū)別在于轉(zhuǎn)速是否變化b) 兩種制動(dòng)狀態(tài)的相同點(diǎn)在于電動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相反。5. 請(qǐng)簡(jiǎn)述直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的三種制動(dòng)方式的接線方法。a) 反饋制動(dòng)為正常接法；b) 反接制動(dòng)：電源倒拉反接改變電樞電壓的極性；倒拉反接制動(dòng)在電樞電路內(nèi)串入附加電阻；c) 能耗制動(dòng)將外部電樞電壓降為零，并將電樞串接一個(gè)附加電阻短接。6. 為什么直流電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流很大？因電樞加上額定電壓，而電樞電

3、阻很小，故很大。7. 對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)有哪些主要要求？a) 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，電流小b) 平滑，安全可靠c) 簡(jiǎn)單方便，功耗小8. 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，若在加上勵(lì)磁電流之前就把電樞電壓加上，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么后果（從TL=0和TL=TN兩種情況加以說(shuō)明）a) TL=0時(shí)飛車b) TL=TN時(shí)電樞電流很大。9. 有靜差調(diào)節(jié)系統(tǒng)和無(wú)靜差調(diào)節(jié)系統(tǒng)的含義是什么？a) 依靠被調(diào)量（如轉(zhuǎn)速）與給定量之間的偏差來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使被調(diào)亮接近不變，但又必須具有偏差（即）的反饋控制系統(tǒng)，即有靜差調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中采用比例調(diào)節(jié)器。b) 依靠偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，使被調(diào)量等于給定量（即）的反饋控制系統(tǒng)，即無(wú)靜差調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中采用比例積

4、分調(diào)節(jié)器。10. 什么叫調(diào)速范圍什么叫靜差度這兩項(xiàng)靜態(tài)指標(biāo)之間有何關(guān)系a) 調(diào)速范圍是指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比，即；b) 靜差率是指負(fù)載由理想空載轉(zhuǎn)速到額定負(fù)載所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落于理想空載轉(zhuǎn)速之比，即c) D與S之間是相互關(guān)聯(lián)的，調(diào)速范圍是指在最低轉(zhuǎn)速時(shí)還能滿足給定靜差率要求的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍；對(duì)靜差率要求越小，允許的調(diào)速范圍也越小。11. 試說(shuō)明圖中幾種情況下系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是加速減速還是勻速（圖中箭頭方向?yàn)檗D(zhuǎn)矩的實(shí)際作用方向）a) b)c) d)a）加速 b）減速 c）減速 d）加速12. 在圖中，曲線1和2分別為電動(dòng)機(jī)和負(fù)載的機(jī)械特性，試判斷哪些是系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點(diǎn)哪些不是 1、

5、2、4穩(wěn)定運(yùn)行，3不穩(wěn)定運(yùn)行。一、 計(jì)算題1. 有一直流電動(dòng)機(jī)脈寬調(diào)速系統(tǒng)（PWM-M）, 若外加電源電壓U(E)=100V，脈沖頻率f=4000HZ，在脈沖周期內(nèi)全導(dǎo)通時(shí)的理想空載轉(zhuǎn)速n01=1000r/min，如要求電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速n02=400r/min，問(wèn)：此系統(tǒng)在一脈沖周期內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)間（脈沖寬度）T1應(yīng)是多少？解：2. 一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，定子繞組接到頻率為的三相對(duì)稱電源上，已知它運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速。問(wèn)：（1） 該電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p是多少？（2） 額定轉(zhuǎn)差率SN是多少？（3） 額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的頻率f2是多少？解：（1） 已知異步電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)差率較小，現(xiàn)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，

6、便可判斷出它的同步轉(zhuǎn)速。于是 （2）額定轉(zhuǎn)差率 （3）轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的頻率f23. 有一臺(tái)三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，其額定數(shù)據(jù)為：,，接法，。試求：（1） 定子磁極數(shù)p；（2） 額定輸入電功率PIN，額定電流IN；（3） 采用Y換接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。解：（1）現(xiàn)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，便可判斷出它的同步轉(zhuǎn)速。于是 （2） （3）4. 有一直流調(diào)速系統(tǒng)，試求：系統(tǒng)的調(diào)速范圍和系統(tǒng)允許的靜差度。解：系統(tǒng)的調(diào)速范圍 系統(tǒng)允許的靜差度5. 一臺(tái)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其額定數(shù)據(jù)為：,， ，。試求：（1） 額定轉(zhuǎn)矩；（2） 直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流；（3） 如果采用降壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)電流仍限制為額定電流的兩倍，電源電壓

7、應(yīng)為多少？解：（1）額定轉(zhuǎn)矩 （2）直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流（3）降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)故電源電壓 6. 一臺(tái)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其額定數(shù)據(jù)為：,， ，。試求：（1） 額定轉(zhuǎn)矩，額定電樞電流；， （2） 直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流；（3） 如果要使啟動(dòng)電流不超過(guò)額定電流的2倍，求啟動(dòng)電阻為多少歐 故，8一臺(tái)、八極的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)差率，問(wèn)該機(jī)的同步轉(zhuǎn)速是多少？當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在時(shí)，轉(zhuǎn)差率是多少？當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在時(shí)，轉(zhuǎn)差率是多少當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在起動(dòng)時(shí)， 轉(zhuǎn)差率是多少解 同步轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)速 當(dāng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率 當(dāng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率 當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率 9. 一臺(tái)三相四極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，定子接法。已知額定運(yùn)行時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩為電磁轉(zhuǎn)矩的，。試計(jì)算額定

8、運(yùn)行時(shí)的電磁功率、輸入功率和功率因數(shù)。解 轉(zhuǎn)差率 輸出轉(zhuǎn)矩 電磁功率 轉(zhuǎn)子銅耗 定子銅耗 輸入功率 功率因數(shù) 10. 有一電阻性負(fù)載，需要直流電壓Ud=70V、電流Id=30A供電，若采用單相半波可控整流電路，直接接在220V的交流電網(wǎng)上，試計(jì)算晶閘管的導(dǎo)通角。解： 晶閘管的導(dǎo)通角 =180-65.5=114.5°四、計(jì)算題：（選做一道題，要求寫出主要計(jì)算步驟及結(jié)果，共15分）1、一臺(tái)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，額定功率，額定電壓，額定電流，額定轉(zhuǎn)速，最大勵(lì)磁功率。試求：（1）最大勵(lì)磁電流； （2）額定運(yùn)行時(shí)的電樞電流；（3）額定轉(zhuǎn)矩； （4）額定運(yùn)行時(shí)的效率。2、有一臺(tái)三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，其額定

9、數(shù)據(jù)為：，接法，。試求：（1）額定輸入功率； （2）額定轉(zhuǎn)差率； （3）額定電流； （4）輸出的額定轉(zhuǎn)矩； （5）采用換接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。四、計(jì)算題：（選做一道題，要求寫出主要計(jì)算步驟及結(jié)果，共15分）1答案：（1）最大勵(lì)磁電流 （2）額定運(yùn)行時(shí)的電樞電流 （3）額定轉(zhuǎn)矩 （4）額定運(yùn)行時(shí)的效率2答案：（1）（2）（3）（4）（5）四、計(jì)算題1. 有一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，采用降低電源電壓及弱磁調(diào)速，要求最低理想空載轉(zhuǎn)速，最高理想空載轉(zhuǎn)速，試求：（1）時(shí)的最低轉(zhuǎn)速及此時(shí)的靜差率。（2）拖動(dòng)恒功率負(fù)載時(shí)的最高轉(zhuǎn)速。（3）調(diào)速范圍。解：采用降低電源電壓調(diào)速時(shí)對(duì)應(yīng)于基速以下，基速以上采用弱磁

10、調(diào)速。（1），。（2）拖動(dòng)恒功率負(fù)載時(shí)應(yīng)采用弱磁調(diào)速。，。（3）調(diào)速范圍應(yīng)將兩種方法合并考慮。2.三相異步電動(dòng)機(jī)=28kW，=380V，=950r/min，=0.88，=50Hz,額定運(yùn)行時(shí)，=1.1kW，忽略。試求(1)額定轉(zhuǎn)差率；(2)總機(jī)械功率、電磁功率和轉(zhuǎn)子銅損耗；(3)輸入功率及效率；(4)定子額定電流。解： （1） （2） =1.53kW(3) A 六、計(jì)算題（要求寫出主要步驟每題10分）1.有臺(tái)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)為： PN55kW，UN=Uf=220V，nN=1500rmin，=08，Ra02 。試求： 額定轉(zhuǎn)矩TN 額定電樞電流IaN； 額定電樞電流時(shí)的反電勢(shì)； 直接啟

11、動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流； 若使啟動(dòng)電流為三倍的額定電流，則電樞應(yīng)串人多大的啟動(dòng)電阻此時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為多少解：1. TN=9.55PN/nN=9.55*5.5*1000/1500=35 N.m 2. IaN=pN/ (UN)=31.25A 3.E=UN-IaNRa=220-31.25*0.2=213.75V4.Ist=UN/Ra=220/0.2=1100A5.Ist=UN/(Ra+Rad) 3IsN RadUN/3IaN-Ra=220/(3*31.25)-0.2=2.15 Tst=Kt Ist=(9.55E/nN)3IaN=(9.55*213.75/1500)*3*31.25=127.6 N.m 2某一調(diào)速系統(tǒng)在高速時(shí)的理想空載轉(zhuǎn)速 no1=1450rmin，低速時(shí)的理想空載轉(zhuǎn)速 n02=100rmin，額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速降nN=50rmin。 試畫出該系統(tǒng)的靜特性； 求出調(diào)速范圍D和低速時(shí)系統(tǒng)的靜差度s2； 在nmax與s2一定時(shí)，擴(kuò)大調(diào)速范圍的方法是什么調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)采取什么措施保證轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性解：1.靜特性 2. D=nmax/nmin=(n01- n