機電傳動控制期末考試復(fù)習(xí)

1、機電傳動控制考試總復(fù)習(xí)、教材信息：機電傳動控制，鄧星鐘主編，華中科技大學(xué)出版社、考試題型客觀題(填空 15*1 、選擇10*2 )主觀題(簡答 5*7 、 計算3*10 )計算題直流電機2交流電機 電力電子一、選擇題1、電動機所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩在任何情況下，總是由軸上的負載轉(zhuǎn)矩和之和所平衡。(D )A .靜態(tài)轉(zhuǎn)矩B .加速轉(zhuǎn)矩C.減速轉(zhuǎn)矩D .動態(tài)轉(zhuǎn)矩2、 機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定工作時中如果TmTl ,電動機旋轉(zhuǎn)方向與 Tm相同，轉(zhuǎn)速將產(chǎn)生的變化是。( B )A .減速C .勻速3、機電傳動系統(tǒng)中如果是A.加速B .勻速4、機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定工作時，如果化是A .減速B .加速5、設(shè)電動機某一轉(zhuǎn)動方向的轉(zhuǎn)速

2、B .加速D .停止TmTl,電動機旋轉(zhuǎn)方向與 Tm相同，轉(zhuǎn)速將產(chǎn)生的變化是加速_。3、機電傳動系統(tǒng)中如果 TmTl,即若干擾使轉(zhuǎn)速下降，當(dāng)干擾消除后應(yīng)有Tm Tl 0。2. 請解釋機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的含義。a）是系統(tǒng)應(yīng)能以一定速度勻速運轉(zhuǎn)b）是系統(tǒng)受某種外部干擾作用（如電壓波動、負責(zé)轉(zhuǎn)矩波動等）而使運行速度稍有變 化時，應(yīng)保證在干擾消除后系統(tǒng)能恢復(fù)到原來的運行速度。3. 請簡述并勵發(fā)電機電壓能建立的條件。a）發(fā)電機的磁極要有剩磁；b）起始勵磁電流所產(chǎn)生的磁場的方向與剩磁磁場的方向相同；c）勵磁電阻不能過大。4. 請簡述電動機制動的穩(wěn)定制動和過渡制動狀態(tài)的共同點和不同點。a）兩種制動狀態(tài)的區(qū)

3、別在于轉(zhuǎn)速是否變化b）兩種制動狀態(tài)的相同點在于電動機發(fā)出的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相反。5. 請簡述直流他勵電動機的三種制動方式的接線方法。a）反饋制動為正常接法；b）反接制動：電源倒拉反接改變電樞電壓的極性；倒拉反接制動在電樞電路內(nèi)串入附加電阻；c）能耗制動將外部電樞電壓降為零，并將電樞串接一個附加電阻短接。6. 為什么直流電動機直接啟動時啟動電流很大？因電樞加上額定電壓，而電樞電阻很小，故1st Un很大。Ra7. 對電動機的啟動有哪些主要要求？a）啟動轉(zhuǎn)矩大，電流小b）平滑，安全可靠c）簡單方便，功耗小8. 直流他勵電動機啟動時，若在加上勵磁電流之前就把電樞電壓加上，這時會產(chǎn)生什么后果（從Tl=0

4、和Tl=Tn兩種情況加以說明）？a）Tl=0時飛車b）Tl=Tn時電樞電流很大。9. 有靜差調(diào)節(jié)系統(tǒng)和無靜差調(diào)節(jié)系統(tǒng)的含義是什么？使被調(diào)亮接近不變，但又a）依靠被調(diào)量（如轉(zhuǎn)速）與給定量之間的偏差來進行調(diào)節(jié)，必須具有偏差（即U 0）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）依靠偏差進行調(diào)節(jié)，使被調(diào)量等于給定量（即U 0 ）的反饋控制系統(tǒng)，即無靜差調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中采用比例積分調(diào)節(jié)器。10. 什么是整流器？什么是逆變器？什么是有源逆變器？什么是無源逆變器？a）交流電變成直流電的裝置稱為整流器，反之稱為逆變器b）把直流電逆變?yōu)橥l率的交流電反饋到電網(wǎng)去，稱為有源逆變器；把直流電逆

5、變?yōu)槟骋活l率或可變頻率的交流電供給負載，則成為無源逆變器。11. 對晶閘管觸發(fā)電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖有哪些要求。a）足夠大的觸發(fā)電壓和電流b）有一定的脈沖寬度c）不觸發(fā)時的輸出電壓小，最好為負，前沿要陡d）與主電路同步12. 什么叫調(diào)速范圍？什么叫靜差度？這兩項靜態(tài)指標(biāo)之間有何關(guān)系？a）調(diào)速范圍是指電動機在額定負載下最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比，即Dn max/ nmin ；b）靜差率是指負載由理想空載轉(zhuǎn)速到額定負載所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落于理想空載轉(zhuǎn)速之比，即Sn/n0c）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)速時還能滿足給定靜差率要求的 轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍；對靜差率要求越小，允許的調(diào)速范圍也越小。（圖中箭頭方

6、向為轉(zhuǎn)13試說明圖中幾種情況下系統(tǒng)的運行狀態(tài)是加速？減速？還是勻速?矩的實際作用方向）T M =T LTmvTla）加速b）減速c)c)減速d）加速d)14. 在圖中，曲線1和2分別為電動機和負載的機械特性, 哪些不是？試判斷哪些是系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點?1、2、4穩(wěn)定運行，3不穩(wěn)定運行。15. 在電動機控制線路中，已裝有接觸器，為什么還要裝電源開關(guān)？它們的作用有何不同？答：電源開關(guān)如鐵殼開關(guān)、自動空氣開關(guān)一般不適宜用來頻繁操作和遠距離控制，而一般的電動機控制都有這方面的要求。交流接觸器適用于頻繁地遙控接通或斷開交流主電路，它具有一般電源所不能實現(xiàn)的遙控功能，并具有操作頻率高、工作可靠和性能穩(wěn)定等優(yōu)

7、點。但交流接觸器保護功能較差，不具備過載、短路等保護功能，而這些功能又是通常電動機控制回路所必須的。一般電源開關(guān)，特別是自動空氣開關(guān)，它的保護機構(gòu)完善齊全，能對電動機進 行有效保護。所以需由兩者配合使用才能做到控制靈活、保護齊備。16. 熱繼電器能否作短路保護？為什么？答：熱繼電器不能作短路保護。因為熱繼電器主雙金屬片受熱膨脹的熱慣性及操作機構(gòu)傳遞 信號的惰性原因，使熱繼電器從過載開始到觸頭動作需要一定的時間，也就是說，即使電動機嚴(yán)重過載甚至短路，熱繼電器也不會瞬時動作，因此熱繼電器不能用作短路保護。17. 直流調(diào)速系統(tǒng)如下圖所示，試分析是何種調(diào)速系統(tǒng)？有哪些反饋？并分析當(dāng)負載增加后，系統(tǒng)的調(diào)

8、整過程。（四道題目，圖分別是 P309圖11.9的速度負反饋、P312圖11.10的 電壓負反饋、P313圖11.11的電壓負反饋和電流正反饋系統(tǒng)、 P315圖11.13電流截止負反饋）。調(diào)整過程可參考下面電壓負反饋調(diào)速系統(tǒng)的形式：18. 在變壓變頻的交流調(diào)速系統(tǒng)中，給定積分器的作用是什么？答：給定積分器是一個具有限幅的積分環(huán)節(jié)，它將給定的正、負階躍信號轉(zhuǎn)換成正、負斜坡信號。正斜坡信號使啟動過程變得平穩(wěn)，實現(xiàn)軟啟動；負斜坡信號使停車過程變得平穩(wěn)。四、計算題1. 有一直流電動機脈寬調(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)通時的理想空載

9、轉(zhuǎn)速noi=1OOOr/min，如要求電動機的理想空載轉(zhuǎn)速no2=4OOr/min，問：此系統(tǒng)在一脈沖周期內(nèi)的導(dǎo)通時間(脈沖寬度)Ti應(yīng)是多少？11因 Ts 0.25ms解: f 4000故 Ti T(n0i n02)0.25(1000 400)ms 0.175ms2ni2 10002. 一臺三相異步電動機，定子繞組接到頻率為fi 50Hz的三相對稱電源上，已知它運行在額定轉(zhuǎn)速nN 960r / min。問:(1) 該電動機的極對數(shù) p是多少？(2) 額定轉(zhuǎn)差率Sn是多少？(3) 額定轉(zhuǎn)速運行時，轉(zhuǎn)子電動勢的頻率f2是多少?解：(1)已知異步電動機額定轉(zhuǎn)差率較小,現(xiàn)根據(jù)電動機的額定轉(zhuǎn)速 nN9

10、60r/min，便可判斷出它的同步轉(zhuǎn)速no1000r / min60 fin60 501000(2)額定轉(zhuǎn)差率SnnnNn10000.04f2 Sn fi 0.04 50Hz2Hz有一臺三相鼠籠式異步電動機，其額定數(shù)據(jù)為：l2N10KW ,nN1460r/min ,U n 380V ,接法，N 0.868,COS n0.88,Tst /TiN1 .5 ,1 st/In 6.5。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 換接啟動時的啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩。(3)轉(zhuǎn)子電動勢的頻率 f23.(1)現(xiàn)根據(jù)電動機的額定轉(zhuǎn)速解:1460r /min，便可判斷出它的同步轉(zhuǎn)

11、速nNno1500r / min。于是 p60 f160n5021500(2)P1NPnN 0.868：KW 11.52KWRn3U N cos11.52A 20A3 380 0.88(3) I stY6.5I n3a 6520a343.3ATstYTst1.5Tn31.5m 32.7N4.有一直流調(diào)速系統(tǒng),n011450r /minn02145r /min10r / min，試求:9018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n maxno1nNnminn02nN1450 10145 10144013510.67系統(tǒng)允許的靜差度S2nN10n021450.069U2 為 22

12、0V，(1)晶閘管的控制角(2)電流有效值解：(1)根據(jù)ud0.45U故 cosTUd|dVS1 COS22Ud2 500.45U20.45 2201001 099(2)單項半波純電阻的電流波形系數(shù) K=2.22故電流有效值設(shè)負載為純電阻，交流電源電壓5.如圖所示，在單相半波可控整流電路中，輸出的直流平均電壓 Ud=50 V,輸出電流平均值ld=20A。試求:le KI d 2.22 20A44.4A6. 一臺直流他勵電動機，其額定數(shù)據(jù)為:Pn 17KW , nN 1500r/mi n,UN 220V ,In 91A,尺 0.22 。試求:(1) 額定轉(zhuǎn)矩Tn ；(2) 直接啟動時的啟動電流1

13、st ；(3) 如果采用降壓啟動，啟動電流仍限制為額定電流的兩倍，電源電壓應(yīng)為多少? 解：(1)額定轉(zhuǎn)矩P17 103Tn 9.559.55N m 108.2N mnN1500(2 )直接啟動時的啟動電流stUnRa迴 A 1000A0.2220(3) 降壓啟動時UIst 瓦 2I故電源電壓 U2lNRa 2 91 0.22V 40V7. 一臺直流他勵電動機，其額定數(shù)據(jù)為:Pn2.2KW ,nN 1500r/mi n ,U N 110V，0.8，Ra 0.4 。試求:(1)額定轉(zhuǎn)矩Tn，額定電樞電流Tn 14N m， InU N25A(2)直接啟動時的啟動電流1st ；Ist275 A(3)如

14、果要使啟動電流不超過額定電流的2倍，求啟動電阻為多少歐?.UnI st凡Rad2In故 Rst士Ra0.41.8，2 25&一臺50Hz、八極的三相感應(yīng)電動機，額定轉(zhuǎn)差率Sn 0.04，問該機的同步轉(zhuǎn)速是多少？當(dāng)該機運行在 700r/min時，轉(zhuǎn)差率是多少？當(dāng)該機運行在800r/min時，轉(zhuǎn)差率是多少？當(dāng)該機運行在起動時，轉(zhuǎn)差率是多少？解同步轉(zhuǎn)速ni60fl_ r / min 750r / minP4額定轉(zhuǎn)速 n N (1Sn )ni(10.04) 750r / min 720r / min當(dāng) n 700r/min 時,轉(zhuǎn)差率n1 nni750 7000.067750當(dāng) n 800r/min 時,轉(zhuǎn)差率n1 nni750 8000.067750當(dāng)電動機起動時，n0，轉(zhuǎn)差率nin 75017509. 一臺三相四極 50Hz感應(yīng)電動機，Pn75kW , nN 1450r / min , UN 380V ,222In 160A，定子Y接法。已知額定運行時，輸出轉(zhuǎn)矩為電磁轉(zhuǎn)矩的90%，Pcu1 Pcu2 pFe 2.1kW。試計算額定運行時的電磁功率、輸入功率和功率因數(shù)。1500 1450解轉(zhuǎn)差率 s0.03331500輸出轉(zhuǎn)矩T2 9.55-P2 9.55旦 494.2N mnnN電磁功率PemTT2em 11494.221500 kW 86 21kW0.90.960轉(zhuǎn)子銅耗PCu2s