電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)3-電大-開放本科期末考試試卷

試卷代號:1387座位號C口

國家開放大學(xué)(中央廣播電視大學(xué))2018年秋季學(xué)期"開放本科"期末考試

電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)試題

2019年1月

|題號I-I二|三|四|總分|

|分?jǐn)?shù)

一、選擇題(12題，每題3分，共36分)

1.如圖1所示的三相異步電動機(jī)機(jī)械特性(曲線1)與負(fù)載機(jī)械特性(曲線2)相交的交點(diǎn)

分別為C、D和E，以下說法正確的是(

n

卜才人R1

2\

十七R\+Rsl

E

l_LLLJ

OO

(a)T(b)TO

T\lTIIT

圖1圖2

A.C點(diǎn)不是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，D點(diǎn)不是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，E點(diǎn)是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)

B.C點(diǎn)是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，D點(diǎn)是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，E點(diǎn)是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)

C.C點(diǎn)不是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，D點(diǎn)是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，E點(diǎn)不是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)

D.C點(diǎn)是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，D點(diǎn)是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，E點(diǎn)不是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)

1214

2.如圖2所示他勵直流電動機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載機(jī)械特性曲線的交點(diǎn)a、b、c、d，下述表達(dá)

正確的是()。

A.從a點(diǎn)到b點(diǎn)是屬于調(diào)速運(yùn)行，從c點(diǎn)到d點(diǎn)屬于調(diào)速運(yùn)行

B.從a點(diǎn)到c點(diǎn)是屬于調(diào)速運(yùn)行，從b點(diǎn)到d點(diǎn)屬于調(diào)速運(yùn)行

c.從a點(diǎn)到b點(diǎn)是屬于調(diào)速運(yùn)行，從b點(diǎn)到d點(diǎn)屬于調(diào)速運(yùn)行

D.從a點(diǎn)到c點(diǎn)是屬于調(diào)速運(yùn)行，從c點(diǎn)到d點(diǎn)屬于調(diào)速運(yùn)行

3.三相異步電動機(jī)正常運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n，定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為ns，則該電動機(jī)的

轉(zhuǎn)差率s為()。

Ans-nBns-n

.s=一-一一一.s=-一一-

ηsn

n-n<n-n，號

C.s=一一一-二D.s=一一

nsn

4.三相異步電動機(jī)的T型等效電路如圖3所示，ml表示電機(jī)的相數(shù)，則電機(jī)的鐵心損耗

可表示為()。

R]X]?"

=---'"γ"、，

-脅.

'eaE·&.4

υ

,.

圖3

2

A.PF.=mIIIR1B.ρF.=ml(1R~

C.PF.=mlIiRmD.PF.=mjI~Rm

5.三相異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性如圖4所示，則C點(diǎn)是()。

Alo

tI，也

n.111

。

lT

圖4

A.同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)B.額定運(yùn)行點(diǎn)

c.最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)D.起動點(diǎn)

1215

6.一臺20極三相同步電動機(jī)，定子電流頻率為50Hz，則電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是()。

A.300r/minB.500r/min

C.1000r/minD.1500r/min

7.一臺同步電動機(jī)的矩角特性如圖5所示，可知，該同步電動機(jī)為()。

Te

Tmax

T

~

6

。。δN90。180。

圖5

A.隱極同步電動機(jī)B.凸極同步電動機(jī)

c.繞線式同步電動機(jī)D.籠型同步電動機(jī)

8.根據(jù)自動控制系統(tǒng)的要求，伺服電動機(jī)必須具備()、穩(wěn)定性高和響應(yīng)快速等基本

性能。

A.效率較高B.結(jié)構(gòu)簡單

C.堅(jiān)固耐用D.可控性好

9.IGBT器件導(dǎo)通之后，工作在以下哪種特性區(qū)域?()

A.有源區(qū)B.正向阻斷區(qū)

c.飽和區(qū)D.方向阻斷區(qū)

10.降壓DCjDC變換器體現(xiàn)了()的特性。

A.二極管耐壓為輸入電壓，開關(guān)器件耐壓為輸入電壓

B.二極管耐壓為輸入電壓，開關(guān)器件耐壓為輸出電壓

c.二極管耐壓為輸出電壓，開關(guān)器件耐壓為輸入電壓

D.二極管耐壓為輸出電壓，開關(guān)器件耐壓為輸出電壓

11.單相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載，輸入交流電壓有效值為220V，負(fù)載電流恒定且

波形近似為一條直線，如觸發(fā)角α為900，直流側(cè)平均電壓大約為(。

A.OVB.110V

C.198VD.311V

12.變頻器驅(qū)動的異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)定下限頻率和上限頻率后，當(dāng)頻率設(shè)定值大于

上限頻率時，變頻器的實(shí)際運(yùn)行頻率為(。

A.最高頻率B.給定頻率

已下限頻率D.上限頻率

1216

二、判斷題(10題，每題2分，共20分)

13.當(dāng)傳動系統(tǒng)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，作用在電動機(jī)軸上的電磁轉(zhuǎn)矩T和負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL之差，即

T-TL=b.T稱為動態(tài)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)b.T>O，即dn/dt>O時，系統(tǒng)處于加速運(yùn)行狀態(tài)。()

14.如圖6所示為他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性曲線族，表示的是減弱磁通的人為機(jī)械特

性。(

n

11

110

1101

001

[七<U)<UN

\\\'

OT'。'ι

圖6圖7

15.一臺6極三相異步電動機(jī)，定子電流頻率為60Hz，電機(jī)正常運(yùn)行時，定子旋轉(zhuǎn)磁場的

轉(zhuǎn)速為1200r/mino()

16.一臺三相異步電動機(jī)的額定電磁轉(zhuǎn)矩為80Nm，已知其起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)K，，=2.5，則該

電動機(jī)起動時的電磁轉(zhuǎn)矩為100Nmo()

17.一臺10極三相同步電動機(jī)，定子電流頻率為50Hz，則電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是

600r/mino()

18.一臺伺服電動機(jī)的機(jī)械特性曲線如圖7所示，可知，該電動機(jī)應(yīng)該是直流伺服電動

機(jī)。()

19.升壓型DC/DC變換器的開關(guān)器件關(guān)斷時承受的電壓等于輸入電壓。(

20.異步電動機(jī)在變頻調(diào)速時，只要保證調(diào)速過程中電動勢/頻率維持恒定，則最大電磁

轉(zhuǎn)矩維持不變。()

21.晶閘管一電動機(jī)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)在起動過程的恒流升速階段，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速環(huán)一

直處于線性調(diào)節(jié)狀態(tài)。)

22.交-交元換向器電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在高速運(yùn)行時通常采用電源換流的方法進(jìn)行換流。

()

1217

|得分|評卷人|

|三、簡答題(4題，每題5分，共20分}

23.簡述直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。

24.三相異步電動機(jī)的人為機(jī)械特性是什么?有哪幾種人為機(jī)械特性?

25.采用近似恒磁通變頻調(diào)速時，為什么在低速時要進(jìn)行定子電壓補(bǔ)償?

26.為什么水泵采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速進(jìn)行流量控制會節(jié)能?

|得分|評卷人|

|四、綜合題(2題，共24分)

27.(14分)一臺六極三相鼠籠式異步電動機(jī)，定子繞組為Y接，額定電壓UN=380V，額

定轉(zhuǎn)速nN=965r/min，電源頻率!1=50Hz，定子電阻r1=2.1.0.，定子漏抗X1=3.08.0.，轉(zhuǎn)子

電阻的折算值r~=1.48.0.，轉(zhuǎn)子漏抗的折算值X~=4.2.0.。試計(jì)算電動機(jī)的額定電磁轉(zhuǎn)矩

TN、最大電磁轉(zhuǎn)矩Tmax及其起動轉(zhuǎn)矩T"。

m1PU?~

SN

提示:(1)電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式為TN=

2π!1[(r1十二)2+(X1+X;)2J

δN

mlPm

(2)最大電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式為T四

m4πf1(X1+刀、。

28.(10分)如圖8為通用變頻器主電路原理示意圖，輸入線電壓有效值為380V150Hz，三

相異步電動機(jī)的極對數(shù)為2。請問:

1218

IVl>

!R

?!s

T

圖8

(1)如果主電路中不加直流側(cè)濾波電路，則直流側(cè)電壓的紋波頻率為多少?

(2)如果逆變部分輸出的基波頻率為25Hz，則電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為多少?

(3)逆變部分中哪些開關(guān)器件不能同時導(dǎo)通?

1219

試卷代號:1387

國家開放大學(xué)(中央廣播電視大學(xué))2018年秋季學(xué)期"開放本科"期末考試

電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)試題答案及評分標(biāo)準(zhǔn)

(供參考)

2019年1月

一、選擇題(12題，每題3分，共36分)

1.D2.B3.A4.D5.C

6.A7.A8.D9.C10.A

l1.A12.D

二、判斷題(10題，每題2分，共20分}

13.正確14.錯誤15.正確16.錯誤17.正確

18.正確19.錯誤20.正確21.錯誤22.錯誤

三、簡答題(4題，每題5分，共20分)

23.簡述直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。

答z直流電動機(jī)由靜止的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(也稱為電樞)構(gòu)成，定子和轉(zhuǎn)子之間有不均勻

的氣隙。(2分)

直流電動機(jī)的工作原理是:在兩個電刷端加上直流電壓，(1分)經(jīng)電刷和換向器作用將電

能引人電樞線圈中，并確保同一磁極下線圈邊中的電流方向不變，使該磁極下線圈邊所受電磁

力的方向亦不變，(1分)從而使電樞能連續(xù)旋轉(zhuǎn)，將輸入的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出，拖動生產(chǎn)

機(jī)械。(1分)

24.什么是三相異步電動機(jī)的人為機(jī)械特性?有哪幾種人為機(jī)械特性?

答:三相異步電動機(jī)的人為機(jī)械特性是指，在三相異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性基礎(chǔ)上，通

過人為改變電源電壓或電機(jī)參數(shù)而得到的電動機(jī)轉(zhuǎn)速n(或轉(zhuǎn)差率s)與電磁轉(zhuǎn)矩T之間的關(guān)

系n=f(T)或s=f(T)，稱為人為機(jī)械特性。(2分)

人為機(jī)械特性主要有以下幾種:

(1)降低定子電源電壓或頻率的人為機(jī)械特性;(1分)

(2)定子回路串接對稱電阻或電抗的人為機(jī)械特性;(1分)

(3)轉(zhuǎn)子回路串入對稱電阻的人為機(jī)械特性。(1分)

1220

25.采用近似恒磁通變頻調(diào)速時，為什么在低速時要進(jìn)行定子電壓補(bǔ)償?

答:當(dāng)頻率太低時電機(jī)定子側(cè)壓降不可忽略，會導(dǎo)致最大電磁轉(zhuǎn)矩降低。(3分)為了維持

恒磁通控制需要進(jìn)行定子電壓補(bǔ)償。(2分)

26.為什么水泵采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速進(jìn)行流量控制會節(jié)能?

答z轉(zhuǎn)速控制閥門開度通常為最大開度，通過改變水泵轉(zhuǎn)速采調(diào)節(jié)流量。(2分)在所需流

量小于額定流量的情況下，轉(zhuǎn)速降低后，水泵的揚(yáng)程變小，因此供水功率變小。(3分)

四、綜合題(2題，共24分}

27.(14分)

解答:根據(jù)給出的電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式和最大電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式，可以計(jì)算得到1

mlpUi旦

5N

額定電磁轉(zhuǎn)矩TN=

2πIl[(rl十三)2+(Xl+X~)2J

SN

1.48

3X3X220"X一一一

O035

=29(Nm)(6分)

1.48

2πX50[(2.1十一一-_-_)2+(3.08+4.2)2

0.035

mIρU~3X3X2202

最大額定電磁轉(zhuǎn)矩Tmax=.",-,"."__,___,?_,95.28(Nm)(4分)

4πIj(Xj十工2)4πX50(3.08+4.2、

起動轉(zhuǎn)矩是轉(zhuǎn)差率s=l時的電磁轉(zhuǎn)矩，代入電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式，可得起動轉(zhuǎn)矩為:

r?1.48

mJIJiT3X3X220"X一「

T"1.48

2π11[(rj十二)2十(Xj+X~)2J2πX50[(2.1十一了)2十(3.08十4.2)2J

=31.18(Nm)0(4分)

28.(10分)

答案:(1)沒有直流側(cè)濾波電容后，直流側(cè)電壓的紋波頻率為50HzX6=300Hzo(3分)

(2)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n=60f/ρ=60X25/2=750(rpm)(4分)

(3)VT1/VT4不能同時導(dǎo)通，VT2/VT5不能同時導(dǎo)通，VT3/VT6不能同時導(dǎo)通。(每

對開關(guān)管1分，共3分)

1221

試卷代號:1387座位號C口

國家開放大學(xué)(中央廣播電視大學(xué))2018年秋季學(xué)期"開放本科"期末考試

電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)試題

2019年1月

|題號I-I二|三|四|總分|

|分?jǐn)?shù)

一、選擇題(12題，每題3分，共36分)

1.如圖1所示的三相異步電動機(jī)機(jī)械特性(曲線1)與負(fù)載機(jī)械特性(曲線2)相交的交點(diǎn)

分別為C、D和E，以下說法正確的是(

n

卜才人R1

2\

十七R\+Rsl

E

l_LLLJ

OO

(a)T(b)TO

T\lTIIT

圖1圖2

A.C點(diǎn)不是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，D點(diǎn)不是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，E點(diǎn)是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)

B.C點(diǎn)是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，D點(diǎn)是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，E點(diǎn)是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)

C.C點(diǎn)不是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，D點(diǎn)是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，E點(diǎn)不是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)

D.C點(diǎn)是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，D點(diǎn)是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，E點(diǎn)不是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)

1214

2.如圖2所示他勵直流電動機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載機(jī)械特性曲線的交點(diǎn)a、b、c、d，下述表達(dá)

正確的是()。

A.從a點(diǎn)到b點(diǎn)是屬于調(diào)速運(yùn)行，從c點(diǎn)到d點(diǎn)屬于調(diào)速運(yùn)行

B.從a點(diǎn)到c點(diǎn)是屬于調(diào)速運(yùn)行，從b點(diǎn)到d點(diǎn)屬于調(diào)速運(yùn)行

c.從a點(diǎn)到b點(diǎn)是屬于調(diào)速運(yùn)行，從b點(diǎn)到d點(diǎn)屬于調(diào)速運(yùn)行

D.從a點(diǎn)到c點(diǎn)是屬于調(diào)速運(yùn)行，從c點(diǎn)到d點(diǎn)屬于調(diào)速運(yùn)行

3.三相異步電動機(jī)正常運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n，定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為ns，則該電動機(jī)的

轉(zhuǎn)差率s為()。

Ans-nBns-n

.s=一-一一一.s=-一一-

ηsn

n-n<n-n，號

C.s=一一一-二D.s=一一

nsn

4.三相異步電動機(jī)的T型等效電路如圖3所示，ml表示電機(jī)的相數(shù)，則電機(jī)的鐵心損耗

可表示為()。

R]X]?"

=---'"γ"、，

-脅.

'eaE·&.4

υ

,.

圖3

2

A.PF.=mIIIR1B.ρF.=ml(1R~

C.PF.=mlIiRmD.PF.=mjI~Rm

5.三相異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性如圖4所示，則C點(diǎn)是()。

Alo

tI，也

n.111

。

lT

圖4

A.同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)B.額定運(yùn)行點(diǎn)

c.最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)D.起動點(diǎn)

1215

6.一臺20極三相同步電動機(jī)，定子電流頻率為50Hz，則電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是