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《机电传动控制》——期末复习题及答案_8761459988966961

《机电传动控制》期末复习题及参考答案
一、简答填空判断题 1、直流电动机铭牌上的额定功率是指什么功率? 答:电动机驱动轴上输出的机械功率。 2、电动机所产生的转矩在任何情况下,总是由轴上的负载转矩和____D_____之和所平衡。 A.静态转矩 B.加速转矩 C.减速转矩 D.动态转矩

3、当只改变他励直流发电机的转动方向,问发电机的电枢电动势的方向改变吗?为什么? 答:改变他励直流发电机的转向就意味改变电枢切割磁力线方向,电动势方向发生改变。 4、机电传动系统稳定工作时中如果 TM>TL,电动机旋转方向与 TM 相同,转速将增加。 5、 降低电源电压调速的他励直流电动机带额定转矩运行时, 不论转速高低, 电枢电流 I a ? I N 。 是否正确或无法确定( A ) 。 A:正确; B:不正确; C:无法确定。

6、 他励直流电动机在带额定负载正常运行过程中, 励磁绕组断线了 (失磁) , 会有什么后果产生: 驱动转矩减小,转速降低,电枢绕组电流增加,直至烧毁电机。 7、三相异步电动机正在运行时,转子突然被卡住,这时电动机的电流会___A______。 A.增加 B.不变 C.减小 D.等于零

8、三相异步电动机定子绕组接法有哪二种: ? 和 ? 接法。 9、 忽略空载损耗, 拖动恒转矩负载运行的三相异步电动机, 其 no ? 1500 r / min,PN ? 5.5kW , 若行时转速 nN ? 1450 r / min ,则输出转矩 TN ? 36.22Nm ?转差率 S= 3.33%? 10 、已知一台三相异步电动机的额定功率 PN ? 7.5kW ,额定电压 U N ? 380 V ,额定效率

? N ? 86% ,额定功率因数 cos? N ? 0.75,问其额定电流 I N 为多少安?
答: I N ?

7.5 ? 103 3 ? 380? 0.75? 86%

? 17.67A
,不能起动。

11、单相异步电动机若无起动绕组,通电起动时,起动转矩为 0

改变电容分相式单相异步电动机转向的方法是改变电容串联的绕组位置。 12、交流伺服电机如何消除“自转”现象的? 答:加大转子电阻。 13、晶闸管导通的条件:晶闸管同时有正向电压和触发信号。 14、带电阻性负载的单相半波可控整流电路中, ? 的移向范围是_________,而对应的 ? 的变化 范围为_________。 ( C ) A. 0 ~ ? 、 0 ~ ? B. 0 ~ ? / 3 、 0 ~ ?
1

C. 0 ~ ? 、 ? ~ 0

D. ? / 3 ~ 0 、 0 ~ ?

15、220V 交流继电器线圈能接到 220V 直流电源上吗? 答:不能,交流线圈和直流线圈不能混接。 16、接触器的常态是指?( A.线圈未通电情况 C.触头断开时 A ) B.线圈带电情况 D.触头动作

17、接触器的文字符号是 A 。 A. KM B.KS C.KT D.KA 18、机电传动系统中,电动机能够以一定速度匀速运转的,就是稳定系统。 (× ) 19、电源倒拉反接可以通过改变附加电阻的大小,得到极低的下降速度,保证生产的安全。 (× ) 20、三相鼠笼式异步电动机在相同电源电压下,空载启动比满载启动的启动转矩大。 (× ) 21、 当三相异步电动机转子绕组短接并堵转时, 轴上的输出功率为零, 则定子侧输入功率亦为零。 ( × ) 22、单相半控桥线路主要用于电动机需要正反转的逆变电路中。 (× ) 23、三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差 90°。 (× ) 24、直流接触器比交流接触器更适用于频繁操作的场合。 (√) 25、SPWM 交流调速系统称为脉冲宽度调制型变频调速系统。 (× ) 26、同步电机可以补偿电网的功率因数( √) 27、PLC 主要有 CPU、存储器、输入输出接口电路等部分组成。 ( √) 28、晶闸管单相可控整流电路有单相半控整流、全控整流、单相半控桥等。 29、晶闸管可控整流电路的负载有电阻性负载、电感性负载。 30、列举你所使用的、了解的继电器、接触器、行程开关等电气产品时间继电器、电机启动接触 器、接近开关、限位开关等。 二、某一直流他励电动机铭牌数据如下:

PN ? 7.5Kw,U N ? 220 V , PN ? 7.5Kw, I N ? 40A, nN ? 1000 r / min,Ra ? 0.5? 。试求:
(1) 额定转矩 TN; 理想空载转速 n0; (2) 求其固有机械特性 n ? f (T ) ; (3) 拖动 TL ? 0.5TN 恒转矩负载运行时,电动机的转速及电枢电流是多大? 解: (1) TN ? 9.55

PN 7.5 ? 103 ? 9.55 ? 71.625N ? m nN 1000

U N ? K e ?nN ? I N Ra

2

220 ? K e ? ?1000? 40? 0.5 K e ? ? 0.2

no ?

UN 220 ? ? 1100r / min K e ? 0.2 Ra T ? 1100? 1.31 T K e ?K T ?

(2) n ? no ?

(3) I a ? 0.5 ? I N ? 20A, n ? n0 ? 1.31? 0.5 ? 71.625 ? 1053 r / min 。 三、某台他励直流电动机, 额定功率 PN ? 22Kw , 额定电压 U N ? 220 额定电流 I N ? 115A , V, 额定转速 nN ? 1500 r / min ,电枢回路总电阻 Ra ? 0.1? ,忽略空载转矩 T0 ,电动机带额定 负载运行时,要求把转速降到 n ? 1000 r / min ,计算: (1) 采用电枢串电阻调速需串入的电阻值; (2) 采用降低电源电压调速需把电源电压降到多少; (3) 上述二种情况下,电动机的输入功率与输出功率。 解: (1) U N ? K e ?nN ? I N Ra

220 ? K e ? ?1500? 115? 0.1 K e ? ? 0.139 220 ? K e ? ?1000? 115? ( R ? 0.1)
R ? 0.6? 。
(2) U ? K e ?n ? I N Ra ? 0.139?1000? 115? 0.1 ? 150.5V (3) P 1 ? U N ? I N ? 220? 115 ? 25.3kW ;

P2 ? U ? I N ? 150.5 ?115 ? 17.3kW 。
四、一台直流他励电动机, PN ? 30kW ,U N ? 220 V , I N ? 158A, nN ? 1000 r / min,Ra ? 0.1? 试求额定负载时: 1、 电枢回路串入 0.2 欧姆电阻时,电动机的稳定转速; 2、 将电源电压调至 185V 时,电动机的稳定转速; 3、 将磁通减少到 ? ? 0.8? N 时,电动机的稳定转速?能否长期运行?

解: (1) U N ? K e ?nN ? I N Ra

220 ? K e ? ?1000? 158? 0.1 K e ? ? 0.204
3

220 ? K e ? ? n ? 158? (0.2 ? 0.1) n ? 846 r / min ;
(2) 185 ? K e ? ? n ? 158? 0.1 , n ? 829 r / min ; (3) I ?

IN 158 ? 197.5 A , U N ? K e ?n ? IRa , 220 ? 0.8 ? 0.204 n ? Ra 0.8 0.8

n ? 1227 r / min 。
此时, P ? 220 ? 197 .5 ? 43.45kW ,不能长期运行。

五、一台三相八极异步电动机数据为:额定功率 PN ? 260kW ,额定电压 U N ? 380 V ,额定频率

f N ? 50Hz ,额定转速 nN ? 722r / min ,过载倍数 ? ? 2.13 。求:
1、 2、 3、 额定转差率; 额定转矩; 最大转矩。

解: (1) S N ?

750 ? 722 ? 0.037 ; 750

(2) TN ? 9.55 ?

260? 103 ? 3439N ? m ; 722

(3) Tmax ? ? ? TN ? 2.13? 3439? 7325 N ? m。 六、一台三相绕线式异步电动机数据为:额定功 PN ? 75kW ,额定电压 U N ? 380 V ,额定转速 额定效率? N ? 90.5% , 额定功率因数 cos? N ? 0.85, 过载倍数 ? ? 2.4 。 nN ? 720r / min , 求: (1) 异步电动机额定线电流; ( 2 ) 额定转矩和最大转矩。 解: (1)由 PN ? 3U l I l cos? N? N , I l ?

75? 103 3 ? 380? 0.85? 90.5%

? 148.1A ;

(2) TN ? 9.55 ?

75 ? 103 ? 994.8 N ? m , Tmax ? ? ? TN ? 2.4 ? 994.8 ? 2387 .5N ? m 720

七、有一电阻炉,其电阻 R ? 29.7? ,为了调节加热温度,用晶闸管组成单相半控桥式可控整流 电路控制,按在电压 u2 ?

2 ? 220sin ?tV 的交流电源上,试求:
4

1、 2、 3、

绘出可控整流电路图; 当控制角 ? ? 60o 时,求加在电炉上的电压平均值 U d ; 当控制角 ? ? 60o 时,求通过电炉的电流平均值 I d 。

解: (1)电路如下:

(2) U d ? (3) I d ?

? ??

1

?

2U 2 sin ?td (?t ) ? 0.9U 2

1 ? cos ? 1 ? 0.5 ? 0.9 ? 220 ? ? 148 .5V 2 2

U d 148.5 ? ? 5A 。 R 29.7

八、采用 PLC 设计三相异步电动机点动和长动的控制程序。要求: (1) (2) 设计有点动起动、长动起动、停止三个自复位开关; 试画出 PLC 设计框图及 PLC 控制逻辑梯形图。

解: (1)主回路和控制回路如下图所示 (2)PLC 输入输出分配如下: X0:S1 点动起动按钮; X1:S2 长动起动按钮; X2:S3 停止按钮; Y0:KM 接触器输出。
+24V COM S1 X0 S2 X1 S3 X2 FP1_PLC Y0 COM AC

KM

5

PLC 输入输出接线结构图

PLC 梯形图参考程序

6


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