1、機電傳動控制習題庫一、選擇題（10 分）1電源電壓為380V，三相籠型異步電動機定子每相繞組的額定電壓為380V 時，能否采用星形一三角形啟動？（ A）A 能B不能2直流電動機調速系統，若想采用恒轉矩調速，則可改變（ C）A KeBCU3從步進電動機的電源脈沖分配器中送出的脈沖電壓的順序，決定了此電動機轉子的（ D ）A角位移的大小B角速度的大小C 角加速度的大小D 角位移的方向4三相異步電動機正在運行時，轉子突然被卡住， 這時電動機的電流會（ A）A 增加B減小C等于零5直流電動機調速系統，若想采用恒功率調速，則可改變（ C）A UB KeC6對一臺確定的步進進而言，其步距角決定于（ C）A

2、電源脈沖的頻率B電源脈沖的幅值C電機的通電方式D電機的負載大小7三相鼠籠式異步電動機在相同電源電壓下，空載啟動比滿載啟動的啟動轉矩（C）A小B大C相同8三相異步電動機帶一定負載時，若電源電壓降低了，此時電動機轉矩（ C）A增加 B減少C不變9電源電壓為 380V，三相籠型異步步電動機定子每相繞組的額定電壓為220 V 時，能否采用星形一三角形啟動？（ B）A能B不能10步進進電動機轉角與脈沖電源的關系是（ B）A與電源脈沖頻率成正比B與電源脈沖數成正比C與電源脈沖寬度成正比D與電源脈沖幅值成正比11三相鼠籠式異步電動機在運行中斷了一根電源線，則電動機的轉速（ B）A增加 B減少 C停轉12加快

3、機電傳動系統的過渡過程，可以增大（ C）.AGD 2BnCTM13一臺直流他勵電動機在穩定運行時，電樞反電勢E=E1，如負載轉矩T=常數，外加電壓和電樞電路中電阻均不變，問減弱勵磁使轉速上升到新的穩定值后，電樞反電勢E比 E1是（B）A增大B減少C相等14加快機電傳動系統的過渡過程，可以減少（ A）AGD 2BnCTM15線繞式異步電動機采用轉子串電阻啟動時，所串電阻愈大，啟動轉矩（ C ）A愈大B愈小C不一定（可大可小）16三相鼠籠式異步電動機帶動一定負載運行時，若電源電壓降低了， 此時電動機轉速 （ B）A增大B減少C不變二、填空題（每小題2 分，共 10 分）1直流電動機常用的調速方法有

4、、和。改變電樞電路外串電阻、改變電樞電壓、改變主磁通2三相籠型異步電動機的啟動方法有和。全壓啟動、降壓啟動3晶閘管的導通條件是與，晶閘管由導通轉變為阻斷的條件是，阻斷后它所承受的電壓大小決定于。陽極加正向電壓、控制極加正向電壓、陽極電壓降到零或反向、電源電壓4直流電動機的啟動方法有和。降壓啟動、電樞電路外串啟動電阻5三相籠型異步電動機常用的調速方法有和。變極調速、變頻調速6晶閘管的幾個主要參數是、和。斷態重復峰值電壓UDRM、反向重復峰值電壓URRM、額定通態平均電流I T、維持電流I H7 三相鼠籠式異步電動機降壓啟動方法有、和。.定子繞組串電阻、星形- 三角形變換、自耦變壓器8晶閘管可控整

5、流電路的負載常有、和。電阻、電感性、反電動勢9生產機械對電動機調速系統提出的主要靜態技術指標有、和。調速圍、靜差度、平滑性10生產機械對電動機調速系統提出的主要動態技術指標有、和。最大超調量、振蕩次數、過渡過程時間11三相線繞式異步電動機常用進行啟動和調速，也可以用進行啟動。電阻器、頻敏變阻器12三相鼠籠式異步電動機的電氣制動方法有和。反接制動、能耗制動13對晶閘管觸發電路產生觸發脈沖的要求主要有、和。足夠大的觸發電壓和電流、 有一定的脈沖寬度、 不觸發時的輸出電壓小最好為負、 前沿要陡、與主電路同步三、問答題（回答要點，并簡明扼要作解釋。每小題4 分，共 20 分）1 有一臺三相異步電動機，

6、正常運行時為接法，在額定電壓U N 下啟動時，其啟動轉矩Tst =1.2T N(T N 為額定轉矩 ) ，若采用Y- 換接啟動，試問當負載轉矩TL=35%TN時，電動機能否啟動？為什么？采用 Y-換接啟動時， 啟動轉矩 TstY1 Tst11.2TN0.4TN0.35TNTL 故能33夠啟動。2 試說明下圖中幾種情況下系統的運行狀態是加速？減速？還是勻速？（圖中箭頭方向為轉矩的實際作用方向）.圖（ a）所示為加速圖（ b）所示為減速圖（ c）所示為減速圖（ d）所示為減速3 對電動機的啟動轉矩有哪些主要要求？啟動轉矩大，電流小，平滑，安全可靠，簡單方便，功耗小4 直流他勵電動機啟動時，若加上勵

7、磁電流前就把電樞電壓加上，這時會產生什么后果（試從 TL=0 和 TL=TN 兩種情況加以說明）？TL=0 時飛車， TL=TN時電樞電流很大。5 單相異步電動機為什么沒有啟動轉矩？常采用哪些方法啟動？因為單相交流電產生脈動磁場，不產生旋轉磁場，所以Tst0 ，常采用電容分相式和罩極式兩種啟動方法。6 電流截止負反饋的作用是什么？試畫出其轉速特性n=f (I a) ，并加以說明；轉折點電流 I 0，堵轉電流I a0，比較電壓Ub 如何選？作用是當電動機嚴重過載時，人為地造成“堵轉”，防止電樞電流過大而燒壞電動機。轉速特性如圖所示。 I 0 以前為穩定運行的硬特性區； I 0 以后為軟特性， n

8、 迅速下降，而 Ia 確增加不多， 起到了“限流” 作用。其中：I 0=KI aN=1.35I aN,I a0=(22.5)I aN,U b KI aNR-Ub0.7如下圖所示，曲線 1 和 2 分別為為電動機和負載的機械特性。試問：電動機能否在 A 點穩定運行？為什么？能，因為當n>nA 時， TM<TL; 反之當 n<nA 時 TM>TL.8 有靜差調節系統和無靜差調節系統的含義是什么？依靠被調量 （如轉速）與給定量之間的偏差來進行調節，使被調量接近不變，但又必須具有偏差（即U 0）的反饋控制系統，即有靜差調節系。該系統中采用比例調節器。依靠偏差進行調節，使被調量等

9、于給定量（即U=0）的反饋控制系統，即無靜差調節系統。該系統中采用比例積分調節器。9 何謂恒轉矩調速和恒功率調速？在調速過程中維持轉矩不變的調速， 叫恒轉矩調速； 在調速過程中維持功率不變的調速，叫恒功率調速。10如下圖所示， 圖中各物理量的方向均是實際方向，試在圓標明哪些作發電機（標 G）運行？哪些作電動機（標M）運行？圖（ a）所示為G圖（ b）所示為G圖（ c）所示為M圖（ d）所示為M12何謂整流器？何謂逆變器？何謂有源逆變器？何謂無源逆變器：試用簡單電路圖說明無源逆變器的工作原理。將交流電變成直流電的裝置， 稱為整流器， 反之稱為逆變器； 把直流電逆變為同頻率的交流電反饋到電網去，

10、稱為有源逆變器； 把直流電逆變為某一頻率或可變頻率的交流電供給負載，則稱為無源逆變器，無源逆變器的工作原理如下圖所示。.13為什么直流電動機直接啟動電流很大？因 U=E+IR，啟動時 E=0，電樞加上額定電壓，而電樞電阻很小，故I stUN 很大。Ra14積分調節器為什么能消除靜態誤差？只要系統受到干擾時出現偏差，U 0，積分器就開始積分，它的輸出使被調量變化，力圖恢復受干擾前的數值，當完全恢復后， U=0 時，積分調節器能維持此過程中積分的數值，所以可消除靜差。15什么叫調速圍？什么叫靜差度？這兩項靜態指之間有何關系？調速圍是指電動機在額定負載下最高轉速和最低轉速之比，即D=nmax/n m

11、in ；靜差率是指負載由理想空載轉速到額定負載甩對應的轉速降落與理想空載轉速之比，即 S= n/n 0。D與 S之間是相互關聯的， 調速圍是指在最低轉速時還能滿足給定靜差率的轉速可調圍；對靜差率要求越小，允許的調速圍也越小。16有一臺三相異步電動機，正常運行時為接法， 在額定電壓UN下啟動時，其 Tst =1.2T N,若采用 Y- 換接啟動，試問當負載轉矩TL=45%TN時，電動機能否啟動？為什么？采用 Y-換接啟動時， 啟動轉矩 TstY1 Tst11.2TN 0.4TN 0.45TN TL ，所33以不能啟動。17一般同步電動機為什么要采用異步啟動法？由于一般同步電動機的電源頻率高（ f

12、=50Hz ） , 轉子有慣性，來不及被定子的旋轉磁場所吸引，所以沒有啟動轉矩。故要采用異步啟動法。四、計算題1 有一直流電動機脈寬調速系統（ PWM-M），若外加電壓（U E）=100V，脈沖頻率 f=4000Hz ，在脈沖周期全導通時的理想空載轉速n01=1000r/min,如果要求電動機的理想空載轉速 n02=400r/min,問：此系統在一脈沖周期的導通時間（脈沖寬度）T1 應是多少？因 U avU s (21)，且T1T1 fT即 U avn0221 2f1U sn01T1.n01n021000 4001000故 T12 4000ms 0.175ms2 fn 0110002有一電爐，

13、其電阻R=14.85 ，為了調節加熱溫度，用一只晶閘管控制，供電電路為單相半波可控整流電路，接在電壓u22220 sintV 的交流電源上，試求：繪出可控整流電路圖； 當控制角60時，求加在電爐上的電壓平均值dU；U d0.45U 21 cos0.45 220 1 cos60 V 74.25V22 當控制角60時，求通過電爐的電流平均值dI 。I dU d74.25 / 14.85A 5AR3有臺直流他勵電動機，其銘牌數據為：PN5.5kW ,U NU f220V, nN1500r / min,0.8, Ra0.2。試求：額定轉矩TN；TN9.55PN9.555.5 103N ? m 35N

14、? mnN1500 額定電樞電流I aN；.I aNPN5.5103U N0.8A 31.25A220額定電樞電流時的反電勢；EU NI aN Ra22031.250.2 V213.75V直接啟動時的啟動電流；U N220I stA 1100 ARa0.2若使啟動電流為三倍的額定電流， 則電樞應串入多大的啟動電阻？此時的啟動轉矩為多少？因 I st'U N3I aNRaRad故 RadU NRa2200.22.153I aN31.253則 Tst'K tI st'9.55K eI st'9.55 E3I aNn9.55213.75 3 31.25N ? m 12

15、7.6N ? m15004 某一調速成系統在高速時的理想空載轉速n01=1450r/min, 低速時的理想空載轉速n =100r/min,額定負載時轉速降n =50r/min 。02N畫出該系統的靜特性；.求出調速圍D 和低速時系統的靜差度S2；nmaxn01nN145050Dn02nN10028nmin50nN50S20.5n02100 nmax 與 S2 一定時，擴大調速圍的方法是什么？調速系統中應采取什么措施保證轉速的穩定性？nmax S2可知，在 nm ax 與 S2一定時，擴大調速圍的方法是減少nN ，調速系統由 DS2nN 1應采用由轉速負反饋組成的閉環系統。5有一直流電動機脈寬調

16、速系統 （ PWM-M），若外加電源電壓 U（ E）=110V，脈沖頻率 f=5000Hz, 在 脈 沖 周 期 全 導 通 時 的 理 想 空 載 轉 速 n01=1600r/min, 如 要 電 動 機 的 理 想 空 載 轉 速n02=800r/min,問：此系統在一脈沖周期的導通時間（脈沖寬度）T1 應是多少？因 U av U s (21) ，且T1T1 fT即 U avn022 1 2f1U sn01T1.n01n021600 8001000故 T12 5000ms 0.15ms2 fn0116006 某 一 調速 系 統 在 高 速 時 的 理 想 空 載轉 速 n01=1850r

17、/min, 低 速 時 的 理 想 空 載 轉 速 n02=150r/min, 額定負載時的轉速降 nN=50r/min. 。求出調速圍D 和低速時系統的靜差度S2；nmaxn01nN185050Dn02nN15018nmin50S2nN501n021503寫出系統的調圍D、靜差度S2，最高轉速nmax 和轉速降 nN四者之間的關系；Dnmax S2nN 1S2畫出該系統的靜特性；在 nmax 與 S2 一定時，擴大調速圍的方法是什么？在 nm ax 與 S2 一定時，擴大調速圍的方法是減少nN.7. 有一電阻爐，其電阻 R=29.7，為了調節加熱溫度，用晶閘管組成單相半控橋式可控整流電路控制

18、，接在電壓u22220 sintV 的交流電源上，試求：繪出可控整流電路圖；當控制角60 時，求加在電爐上的電壓平均值Ud；U d 0.9U 21 cos0.9220 1cos60V148.5V22當控制角60時，求通過電爐的電流平均值I d。I dU d148.55 ARA29.78有臺直流他勵電動機，如圖所示，其銘牌數據為：PN 5.5kW ,U N U f 220V ，nN1500r / min,0.8, Ra 0.2, R f110試求：額定勵磁電流 I fN ；U f2202AI fNARf110勵磁功率Pf ；PfU fI fN2202 W440W.額定轉矩TN；TN 9.55PN

19、9.555.5 1000nNN ? m 35 N ? m1500額定電樞電流I aN；PN5.51000 A 31.25AI aNU N0.8220額定電樞電流時的反電勢；EU NI aN Ra22031.250.2 V213.75直接啟動時的啟動電流；U N220I stA 1100 ARa0.2若使啟動電流為三倍的額定電流，則電樞應串入多大的啟動電阻？I3I aN331.25A93.75 AU N220V因 I93.75 ARaRad0.2Rad故 Rad 2.159有一直流電動機脈寬調速系統 （ PWM-M），若外加電源電壓 U（ E）=220V，脈沖頻率 f=2000Hz, 在 脈 沖

20、 周 期 全 導 通 時 的 理 想 空 載 轉 速 n01=900r/min, 如 要 電 動 機 的 理 想 空 載 轉 速n02=225r/min,問：此系統在一個脈沖周期的導通時間（脈沖寬度）T1 應是多少？10有一臺三相鼠籠式異步電動機，其額定數據為：PN10 kW, nN1460r / min , U N380V , 接法，N0.868, coaN0.88 ，Tst / TN1.5, I st / I N6.5 試求：額定輸入電功率PIN ；額定轉差率SN；.額定電流I N；輸出的額定轉矩TN；采用 Y-換接啟動時的啟動電流和啟動轉矩。11電爐的電阻R=18.5 , 為調節加熱溫度， 用晶閘管組成單相半控橋式可控整注電路控制，接在電壓 u22220sin tV r 的交流電源上，試求：繪出可控