中國(guó)計(jì)量學(xué)院2004~2005學(xué)年第2學(xué)期《機(jī)電傳動(dòng)控制》課程考試試卷（A）開(kāi)課二級(jí)學(xué)院：機(jī)電工程，考試時(shí)間：2005年5月26日8時(shí)考試形式：閉卷□、開(kāi)卷□，允許帶___入場(chǎng)考生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)：班級(jí)：題序一二三四五六七八九總分得分評(píng)卷人一、填空題：（25分，每空1分）1．三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法有：制動(dòng)、制動(dòng)、制動(dòng)。2．直流發(fā)電機(jī)中的電磁轉(zhuǎn)矩方向與發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，因此電磁轉(zhuǎn)矩為轉(zhuǎn)矩，與原動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩相平衡。3．改變直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的方法有：（1）將反接，使電流方向改變；（2）將反接，使電流方向改變。4．交流伺服電動(dòng)機(jī)消除“自轉(zhuǎn)”所采用的方法是。5．熔斷器用于保護(hù)，熱繼電器用于保護(hù)，它們都是利用來(lái)工作的。6．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩角特性中，當(dāng)失調(diào)角等于______度時(shí)，電磁力矩最大。7．三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向是從_____________轉(zhuǎn)至______________。8．在時(shí)間繼電器中，（動(dòng)__________的）斷開(kāi)（閉合、____________表示延時(shí)合、動(dòng)斷）觸點(diǎn)。（增大、下降）。在連續(xù)運(yùn)行時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電磁力矩隨著頻率的增高而9._______最大、最)時(shí)，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)轉(zhuǎn)速_____(＝＝10.在n0，即s1(電動(dòng)機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)瞬間。)小，所以這時(shí)轉(zhuǎn)子回路電流頻率等于______11.伺服電動(dòng)機(jī)與普通電動(dòng)機(jī)相比具有如下特點(diǎn)：(1)_____________________________________________________；~頁(yè)5共頁(yè)1第《機(jī)電傳動(dòng)控制》課程試卷學(xué)期2學(xué)年第2005~~2004中國(guó)計(jì)量學(xué)院(2)_____________________________________________________；(3)_____________________________________________________。12.電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)與制動(dòng)兩種運(yùn)行狀態(tài)的根本區(qū)別是：_____________________________________________________。二、分析簡(jiǎn)答題(18分，每題3分)1．為什么三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)隨著轉(zhuǎn)速的增加而增大？2．深槽式異步電動(dòng)機(jī)為什么可以改善啟動(dòng)性能？3．試述電動(dòng)機(jī)容量選擇的原則。4．交流電磁鐵的鐵芯為什么要設(shè)置短路環(huán)？5．同步電動(dòng)機(jī)為什么要采用異步啟動(dòng)法？6．接觸器的主觸頭、輔助觸頭和線圈各接在什么電路中？如何連接？三、簡(jiǎn)單計(jì)算題(21分，每題3分)1．一臺(tái)直線異步電動(dòng)機(jī)，已知電源頻率為50Hz，極距為10cm，額定運(yùn)行時(shí)的滑差率為0.04，試求其額定速度。~頁(yè)2第《機(jī)電傳動(dòng)控制》課程試卷學(xué)期學(xué)年第~中國(guó)計(jì)量學(xué)院2004~20052頁(yè)共5，轉(zhuǎn)子50Hz2，電源頻率為．一臺(tái)磁阻式電磁減速同步電動(dòng)機(jī)，定子齒數(shù)為48，極對(duì)數(shù)為2，試求電機(jī)的轉(zhuǎn)速。齒數(shù)為50，如果選用連續(xù)工3min1min，停車時(shí)間3．有一起重機(jī)，重復(fù)短時(shí)工作，P=12kW，工作時(shí)間作制的普通電動(dòng)機(jī)，試問(wèn)電動(dòng)機(jī)的容量應(yīng)選多大？oo．一臺(tái)五相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其步距角為1.5/0.75，試問(wèn)該電機(jī)的轉(zhuǎn)子齒數(shù)是多少？42minr/900n?mkg5?J?2.；中間傳動(dòng)．如圖所示，電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，轉(zhuǎn)速5MM22min?n300r/mJJ?16kg?2kg?m?，；生產(chǎn)機(jī)械軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，轉(zhuǎn)速1L1min?60r/n轉(zhuǎn)速。試求折算到電動(dòng)機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。L20kWP?II?6.5，如果變壓器容量為6．有一臺(tái)籠形異步電動(dòng)機(jī)，，560kVA，問(wèn)能eeQ否直接起動(dòng)？~頁(yè)3第《機(jī)電傳動(dòng)控制》課程試卷學(xué)期學(xué)年第~中國(guó)計(jì)量學(xué)院2004~20052頁(yè)共5H，轉(zhuǎn)速1140r/min,求電動(dòng)機(jī)的極數(shù)220V，頻率60，7．一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的額定電壓z轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)子電流的頻率。四、試述下面三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制電路的工作原理。（8分）五、一臺(tái)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)重物勻速上升時(shí)將電樞電源突然反接，試?yán)脵C(jī)械特性從機(jī)電過(guò)程分析：1．從反接開(kāi)始到系統(tǒng)達(dá)到新的穩(wěn)定平衡狀態(tài)之間，電動(dòng)機(jī)經(jīng)歷了幾種運(yùn)行狀態(tài)？2．最后在什么狀態(tài)下建立系統(tǒng)新的穩(wěn)定平衡點(diǎn)？3．畫出電動(dòng)機(jī)、負(fù)載機(jī)械特性和系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)變化示意圖。（6分）~頁(yè)4第《機(jī)電傳動(dòng)控制》課程試卷學(xué)期學(xué)年第~中國(guó)計(jì)量學(xué)院2004~20052頁(yè)共5UIRnR=960r/min。如保持=110Ω=122A，，=0.15Ω并勵(lì)電動(dòng)機(jī)六、的，=220V，eeeaf額定轉(zhuǎn)矩不變，采用在電樞電路中串入電阻調(diào)速，使轉(zhuǎn)速下降到750r/min，求需在電樞電路R的阻值？（6分）中串入電阻c七、一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓380V，頻率50赫茲，額定功率40kW，額定轉(zhuǎn)速1470r/min，II=6.5/，90%，Δ型接法，額定負(fù)載時(shí)的功率因數(shù)0.88，額定負(fù)載時(shí)的電機(jī)效率為NstTT=1.2；求：/stNIT；直接啟動(dòng)時(shí)的、．1stst2．若采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)，設(shè)降壓比為0.8，求電源線路中通過(guò)的啟動(dòng)電流和電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。（10分）八、怎樣改變單相電容電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向？試畫出電路。（6分）學(xué)期學(xué)年第2中國(guó)計(jì)量學(xué)院2004~2005《機(jī)電傳動(dòng)控制》課程）參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)試卷（A周銘，教師：，學(xué)生專業(yè)：機(jī)械開(kāi)課二級(jí)學(xué)院：機(jī)電工程1分）一、填空題：（25分，每空能耗1．反饋反接阻2．相反勵(lì)磁電樞勵(lì)磁電源3．電樞電源過(guò)載保護(hù)電流的熱效應(yīng)4．短路保護(hù)Sm>15．增大轉(zhuǎn)子回路電阻使906．電流滯后相7．電流超前相動(dòng)斷8．?dāng)嚅_(kāi)．下降9f110．最大．11調(diào)速范圍寬廣，伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著控制電壓改變，能在寬廣的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)；(1)轉(zhuǎn)子的慣性小，即能實(shí)現(xiàn)迅速啟動(dòng)、停轉(zhuǎn)；(2)(3)控制功率小，過(guò)載能力強(qiáng)，可靠性好。12．電動(dòng)狀態(tài)電磁轉(zhuǎn)矩方向與旋轉(zhuǎn)方向相同，制動(dòng)時(shí)相反。3分)二、分析簡(jiǎn)答題(18分，每題R2??cos1．222)sX?R(隨著轉(zhuǎn)速增加，s減小，轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)增大。2202．深槽式電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能得以改善的原理，是基于電流的集膚效應(yīng)。啟動(dòng)時(shí)，s＝1，電流的分布主要決定于電抗，所以導(dǎo)體中電流密度的分布深層電抗最大，電流密度最小；上層電抗最小，電流密度最大，集膚效應(yīng)使電流集中于導(dǎo)體上部、結(jié)果是相當(dāng)于導(dǎo)體有效截面減小，轉(zhuǎn)子有效電阻增加，使啟動(dòng)電流減小，而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大。但在正常運(yùn)行時(shí)，s極小，轉(zhuǎn)子電流頻率甚小，轉(zhuǎn)于電抗變得很小，集膚效應(yīng)就不顯著，電流在導(dǎo)體中差不多均勻分布，使轉(zhuǎn)于繞組的電阻自動(dòng)減小，此時(shí)的情況與普通鼠籠式電動(dòng)機(jī)幾乎無(wú)差別。發(fā)熱：電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，必須保證電動(dòng)機(jī)的實(shí)際最高工作溫度等于或小于電動(dòng)機(jī)絕緣的(1)．3．允許最高工作溫度。(2)過(guò)載能力：電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，必須具有一定的過(guò)載能力。(3)啟動(dòng)能力。共4頁(yè)第1頁(yè)《機(jī)電傳動(dòng)控制》課程試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置短路環(huán)，吸合時(shí)會(huì)發(fā)生顫抖；4．交流電磁鐵鐵心如果沒(méi)有短路環(huán)，電磁吸力就有過(guò)零點(diǎn)，阻礙磁通變化，使二部分磁通有一定相位差，電磁力的變化減小。．同步電動(dòng)機(jī)如果直接啟動(dòng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的相對(duì)速度大，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)5矩方向時(shí)刻交變，轉(zhuǎn)子啟動(dòng)困難。應(yīng)采用異步啟動(dòng)法，先啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，等到速度接近同步轉(zhuǎn)速，再將轉(zhuǎn)子拉入同步。．接觸器的主觸頭串聯(lián)在主電路中，輔助觸頭接在控制電路中，一般用于自鎖和互鎖，線圈6串聯(lián)在控制線路中。)分(21分，每題3三、簡(jiǎn)單計(jì)算題?)m/s)?9.6(04?2*50*0.1(1?0.v?2f?(1s)1．2．Z50r25K???R48Z50?Z?srmin)r//25?60(n?1500t1p?250?.??．31?3t?t0p?0.25?12?6P?P(kW)等效負(fù)載功率s?1s0360360Z???48．電機(jī)的轉(zhuǎn)子齒數(shù)4?Km1.5?55．根據(jù)動(dòng)能守恒進(jìn)行折算：22????)?J?J?JJ/(/(/)/LZMMM11L22)60900)300/?16/(/(.?25?2900/2)?(kgm.?279IP3QH??．判斷電機(jī)能否直接起動(dòng)的依據(jù)是滿足公式：644IPeeP33560H56.II???7.75??，eQ44P44?20e所以滿足上面的公式，此電動(dòng)機(jī)可以直接起動(dòng)。頁(yè)共4第2頁(yè)《機(jī)電傳動(dòng)控制》課程試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)60f36001n?n?p=3600r/min=1當(dāng)時(shí)，．711ppnnpp=1200r/min時(shí)，=3=1800r/min當(dāng)當(dāng)=2時(shí)，11nnp=1200r/min。，所以，應(yīng)選=3，此時(shí)而=1140r/min12n?n1200?114021f?sf?0.05?60?3H05?s??0.．，Z12n12001四、按下啟動(dòng)按鈕1SB，KM得電并自鎖，KM之動(dòng)合主觸點(diǎn)閉合，使電動(dòng)機(jī)帶有全部啟動(dòng)電阻接入電源開(kāi)始啟動(dòng)，KM之動(dòng)合輔助觸點(diǎn)使時(shí)間繼電器1KT得電，經(jīng)過(guò)一段延時(shí)后，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速已升到一定值，此時(shí)1KT的延時(shí)閉合的動(dòng)合觸點(diǎn)才閉合，使1KMa得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，一則切除一段啟動(dòng)電阻1R，使電動(dòng)機(jī)加速啟動(dòng)，二則接通2KT。再經(jīng)過(guò)一段延時(shí)后，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速已進(jìn)一步上升，2KT的延時(shí)閉合的動(dòng)合觸點(diǎn)才閉合，使2KMa得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)將全部啟動(dòng)電阻切除，而使轉(zhuǎn)子繞組短接，電動(dòng)機(jī)再一次加速啟動(dòng)，直到正常運(yùn)行。2KMa的動(dòng)斷觸點(diǎn)使1KT、1KMa失電，從而延長(zhǎng)了這兩個(gè)電器的壽命和節(jié)約了電能。（整個(gè)動(dòng)作順序、功能敘述正確得8分）五、1．反接開(kāi)始電磁轉(zhuǎn)矩方向相反，因?yàn)檗D(zhuǎn)速不能突變，運(yùn)行點(diǎn)由a到b，進(jìn)入反接制動(dòng)狀態(tài)；合成轉(zhuǎn)矩方向相下，拖動(dòng)系統(tǒng)上升的速度下降，直至速度為0，到達(dá)c點(diǎn)，再進(jìn)入第三象限，為電動(dòng)狀態(tài)；下降速度越來(lái)越大，至d點(diǎn)達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，再進(jìn)入第四象限，為反饋制動(dòng)狀態(tài)。（2分）2．最后在反饋制動(dòng)狀態(tài)下，運(yùn)行到e點(diǎn)，建立系統(tǒng)新的穩(wěn)定平衡點(diǎn)。（2分）．電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性、負(fù)載機(jī)械特性和系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)變化示意圖。3．分）（2U220eA110?2??I?I?122IAI???2六、串入電阻前：faef110Rf4頁(yè)3第頁(yè)共》課程試卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)《機(jī)電傳動(dòng)控制V5203.?0.15?E?U?IR?220?110分）（2aaae'''EnC?750n'aEV?159E???因此串入電阻調(diào)速后：a960nEC?neaeEI?T?CI分）保持不變。（由于額定轉(zhuǎn)矩不變，2，所以aeTa'E?U159?220'''eaRE?U?I??51??0.R所以aaaea120Ia'?0.36?0.15??R?R?R0.51（2分）aac1．直接啟動(dòng)時(shí)的七、P6.5?40?1000e?498?.?6.58II?6.5(A)（3分）Nst1.732?380?0.90?0.88??cosU3NPP1.2?40?1000ee??312(1.2NM)?TT；（=1.2=1.23分）st?Nn2??1470/260?602．采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)，降壓比為0.8，2?498.8?319.2(8?I0.A)（2分）電源線路中通過(guò)