【VIP专享】机电传动其控制复习题5266.pdf

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1、 1名词解释：1.直流电动机的机械特性：直流电动机的转速 n 和电磁转矩 T 之间的关系，即 n=(T)，称为直流电动机的机械特性。2.直流电动机的固有机械特性：电动机的工作电压、励磁磁通为额定值，电枢回路中没有串附加电阻时的机械特性。3.直流电动机的人为机械特性：人为地改变电动机的参数，如电枢电压、电枢回路电阻和励磁磁通，相应得到的机械特性即是人为机械特性。5、欠压保护：当线路电压低于额定值时所采取的保护措施称为欠压保护。6、失压保护：由于外界原因造成突然断电而采取的保护措施称为失压保护。7、自锁：依靠接触器自身常开辅助触头而使线圈保持通电的效果称为自锁(又称自保)。8、联锁：利用两只控制电

2、器的常闭触头使一个电路工作，而另一个电路绝对不能工作的相互制约的作用称为联锁(或称互锁)。9、点动控制：按一下按钮，电动机就转一下，松开按钮，电动机就停止，这种控制叫点动控制。10、顺序控制：根据生产需要，按照一定顺序实现的控制称为顺序控制。11、多地控制：为操作方便，在两个或两个以上地点进行控制操作称为多地控制。1、异步电动机定子的作用：定子的主要作用是用来产生旋转磁场，它包括铁心、绕组和机座。2、转子的作用：转子的主要作用是带动其它机械设备旋转，由铁心、转轴和转子绕组构成。3、异步电动机的转差率：电动机的旋转磁场与转子的转速之差叫做转差，转差与同步转速(或旋转磁场转速)之比叫转差率。4、异

3、步电动机的转矩特性：异步电动机的转矩特性是指转矩与转差率之间的关系。5、变极调速：当电源频率不变时，改变电机的磁极对数(变绕组接线)，电机的转速将随之改变的调速方法为变极调速。6、变频调速：变频调速是指改变通入定子绕组电流的频率而实现的调速。7、反接制动：反接制动是利用改变电动机定子绕组的电源相序、产生反向的制动转矩，而迫使电动机迅速停止转动的方法。8、能耗制动：能耗制动是指利用转子惯性转动切割磁力线而产生制动转矩，就是说把转子的能量消耗在转子回路的电阻上。9、异步电动机的降压起动：降压起动是利用起动设备降低加到电动机定子绕组上的电压，以减小起动电流。10、断相运行：由于某种原因而使电动机缺少

4、一相而运行。简答：1.直流电动机中导体电流是交变的，为何产生单一方向的电磁转矩?答：由于在换向器的作用下，使得在同一磁极下的导体中流过的电流方向一致，因此受到的电磁力也一致，产生单一方向的电磁转矩。2直流电动机中，Ea 与 Ia，T 与 n 的方向是相同还是相反？答：Ea 与 Ia 的方向相反，T 与 n 的方向相同。3如何改变他励直流电动机的转向？答：把励磁绕组电源的极性对调，即改变电动机的励磁电流的方向；或对调电枢电源的极性，即改变电动机电枢绕组的电流方向。4.对于并励电动机，把电源的极性对调，并励电动机能否反转？答：不能，因为并励电动机的励磁绕组与电枢绕组并联，把电源的极性对调，相当于同

5、时改变励磁绕组和电枢绕组的电流，电枢受到的转动力矩方向不变，因此不反转。5、并励直流发电机电动势建立的过程是怎样的？答：电原动机拖动转子转动时，电枢中的导体将切割主磁极的剩磁磁通，产生一个较小的电动势，叫做剩 2磁电动势。在其作用下，有一较小的励磁电流流过励磁绕组，励磁绕组产生磁通，若正好与剩磁磁通方向一致，则主磁通就会增强，电枢电势也比前增大了，励磁电流进一步增大，主磁通更强，如此循环下去，电势就建立起来了。2、主令电器及其作用？答：主令电器是一种专门发号施令的电器，主要用来切换控制电路。3、位置开关及其作用是什么？答：位置开关是利用生产机械某些部件的碰撞使其触头动作接通或断开某些控制电路，

6、达到一定控制的电器(又叫行程开关或限位开关)。4、继电器及其作用是什么？答：继电器是一种根据某种输入信号的变化而接通或断开控制电路、实现自动控制和保护电力拖动装置的电器。5、自动空气开关有何用途？常用型号有哪些？答：自动空气开关主要用于短路、过载以及失压等故障发生时电气设备的保护。正常条件下，也有时用作不太频繁地接通和断开电路以及控制电机。自动空气开关有塑壳式和框架式两种，常用的 DZ520 型和DZ425 型是塑壳式，属于小容量开关。容量较大的有 DZ10 系列。6、在机床电路中熔断器的作用是什么？怎样选择？答：在机床电路中熔断器不作为过载保护，只作为短路保护用，选择时，一般首先选择熔体的规

7、格，再根据熔体的规格去确定熔断器的规格。7、位置开关与按钮开关的作用有何相同处与不同处？答：位置开关与按钮开关都是对控制电路发出接通或断开、信号转换等指令的电器。不同的是按钮触头的动作是靠手指来完成，而位置开关的触头是利用生产机械某些运动部件的碰撞来完成的。8、什么是自锁控制？解释接触器自锁控制线路怎样实施零压、欠压保护作用？答：利用接触器自身常开辅助触头而使线圈保持通电的效果称为自锁控制。采用自锁控制后，当外界原因突然断电又重新供电时，由于自锁触头因断电而断开，控制电路不会自行接通，可避免事故的发生，起到零压保护作用。当线路电压低于电动机的额定电压时(一般降低到 85)，接触器线圈磁通减弱，

8、吸力不足，触头在弹簧作用下释放，自锁触头断开，失去自锁，同时主触头也断开，使电机停转，得到欠压保护。9、试解释正反转控制线路中的联锁触头怎样联接，其作用是什么 答：可利用两只接触器的常闭辅助触头，串联接到对方接触器线圈所在的支路里。它的作用是防止多只接触器同时闭合，在主电路中造成电源的短路。10、某机床在工作中，因线路突然发生故障，以致按下停止按钮不能停车，问应如何处理？试分析故障可能是什么原因？答：这时应立即切除电源，以避免事故的发生。发生这种故障的原因主要是触头熔焊造成的。另外当按钮触头分断不利造成接触器不断电、主触头不打开成为不能停车的原因。1、交流异步电动机的频率、极数和同步转速之间有

9、什么关系？答：交流异步电动机的频率 f、极数 2P 和同步转速1n之间的关系可用一条公式来描述：Pfn/601。2、解释异步电动机“异步”两字的由来？答：从异步电动机的工作原理可以知道，只有转子与旋转磁场之间存在相对运动，转子绕组中才可能产生感应电流，并因此产生转矩，可见异步电动机工作的必要条件是转子与旋转磁场不能同步旋转，它们之间必须存在一定的转差，其“异步”二字则源于此。3、旋转磁场形成的条件是什么？答：旋转磁场形成的条件是：一是空间对称放置的三相绕组，二是通入时间上对称的三相电流。4、旋转磁场的转动方向是由什么决定的？如何使三相异步电动机反转？答：旋转磁场的旋转方向取决于绕组中三相电流的

10、相序，如果将定子绕组的三相电源线中的任意两相交换，则绕组中三相电流的相序即与原来的方向相反，旋转磁场也相应地反向旋转，电动机即反转。35、三相异步电动机若只接两相电源，能否转动起来，为什么？答：三相异步电动机若只接两相电源，在电机中只能产生脉振磁场而不是旋转磁场，无起动转矩，电动机就不能起动。7、一台三相异步电动机当转子回路的电阻增大时，给电动机的起动电流、起动转矩带来什么影响？答：起动电流减小，起动转矩增大。8、什么叫三相异步电动机的起动？三相异步电动机的直接起动有什么特点？答：三相异步电动机的起动就是转子转速从零开始到稳定运行为止的这一过程；在额定电压下直接起动三相异步电动机，由于最初起动

11、瞬间主磁通约减少到额定值的一半，功率因数很低，起动电流相当大而起动转矩并不大。9、什么叫三相异步电动机的降压起动？有哪几种常用的方法？各有何特点？答：降压起动是指电动机在起动时降低加在定子绕组上的电压，起动结束后加额定电压运行的起动方式；常有：定子串接电抗器的降压起动，Y-起动，自耦变压器起动。（1）定子串接电抗器的降压起动，定子串电抗器起动，降低了起动电流，但起动转矩降低得更多。因此，定子串电抗器起动，只能用于空载和轻载。（2）Y-降压起动设备简单，成本低。但起动转矩降低很多，多用于空载或轻载起动的设备上。（3）自耦变压器起动不受电动机绕组连接的影响，可以根据需要选择分接头，可以实现不同要求

12、的降压，缺点是设备体积大，投资高。适用于不需频繁起动的大容量电动机。10、绕线式异步电动机常用的起动方法有哪几种？各有何特点？答：绕线式异步电动机常用的起动方法有转子串接电阻器起动和转子串频敏变阻器起动两种。（1）转子串接电阻器起动：起动过程中功率因数高，但设备投资大，维修不便。（2）转子串频敏变阻器起动：频敏变阻器静止无触点，结构简单，成本低，大大提高了转子回路功率因数，既限制了起动电流，又提高了起动转矩，应用较为广泛。11、什么叫三相异步电动机的调速？有哪几种调速方法？分别有什么优缺点？答：调速是指在生产机械负载不变的情况下，人为地改变电动机定子、转子电路中的有关参数，来达到速度变化的目的

13、，常用的有变极调速、变频调速和改变转差率三种调速方法。变极调速：所需的设备简单、体积小、重量轻，具有较硬的机械特性，稳定性好。但这种调速是有级调速，且绕组结构复杂、引出头较多，调速极数较少；变频调速：优点是能平滑无级调速、调速范围广、效率高，特性硬度不变，系统稳定性好，还可以通过调频改善起动性能，缺点是系统较复杂，成本较高。12、如何改变三相异步电动机的转向？答：改变三相异步电动机旋转磁场的方向即可改变电动机的转向，可将电动机任意两相绕组的电源接线互调，即可改变旋转磁场的转向，电动机的转向随即改变。13、什么叫三相异步电动机的制动？制动方法有哪些？答：当电磁转矩和转速的方向相反时，电动机处于制

14、动状态，根据转矩和转速的不同情况，制动方法分为：回馈制动、反接制动、到拉反转及能耗制动等。15、三相异步电动机起动前一相断路会产生什么样的磁场，能否起动？答：产生类似单相异步电动机的脉动磁场，不能形成旋转磁场，没有起动转矩，因此不能起动。17、根据什么情况决定异步电动机可以全压起动还是应该采取降压措施？答：一般对于经常起动的电动机来说，如果它的容量不大于供电变压器容量的 20都可以直接起动。否则应采取降压措施。18、异步电动机低压运行的危害是什么？应怎样采取相应措施？答：电动机低压运行时，转速下降，电压越低，电流反会越大。电机温升增高影响寿命，严重时会烧坏电机。当电压下降 10时，电动机负载应

15、减小 20左右，如电网电压下降过多，应停止使用电动机。4问答 1.他励直流电动机有哪几种调速方法？它们的特点如何？答：他励直流电动机的调速方法有：改变转子回路电阻调速，改变磁通调速，改变转子端电压调速。它们的特点：(1)改变转子回路电阻调速：由于所串电阻体积大，只能实现有级调速，调速的平滑性差；低速时，特性较软，稳定性较差；因为转子电流不变，电阻损耗随电阻成正比变化，转速越低，需串入的电阻越大，电阻损耗越大，效率越低。但这种调速方法具有设备简单、操作方便的优点，适于作短时调速，在起重和运输牵引装置中得到广泛的应用。(2)改变磁通调速：优点：调速级数多，平滑性好。控制设备体积小，投资少，能量损耗

16、小；缺点：只能使转速升高而不能降低。只能采取弱磁调速的方法。在实际应用中受到限制。一般仅作为辅助方法。(3)改变转子端电压调速：电压调节可以很细，实现无级调速，平滑性很好；由于特性没有软化，相对稳定性较好；可以调节至较低的转速，因此调速范围较广；调速过程能量损耗较小。2.他励直流电动机各种制动方法如何实现？各有哪些优缺点？分别适用于什么场合？答：他励直流电动机的电气制动方法有以下三种：1)能耗制动；2)反接制动；3)回馈制动。(1)能耗制动：将正在运转的电动机转子两端从电源断开(励磁绕组仍接电源)，并立刻在转子两端接入一制动电阻，电动机从电动状态变为发电状态，将其动能转变为电能消耗在电阻上，故

17、称为能耗制动。优点是：制动减速较平稳可靠；控制线路较简单；便于实现准确停车。缺点是：随转速下降制动转矩减小。能耗制动适用于不可逆运行，制动减速要求较平稳的情况。(2)反接制动：将电枢电源的极性对调，改变电磁转矩的方向，使电磁转矩的方向与转速的方向相反，产生制动作用，使转速迅速下降。优点：制动转矩较恒定，制动作用比较强烈，制动快。缺点：所产生的冲击电流大，需串入相当大的电阻，故能量损耗大，转速为零时，若不及时切断电源，会自行反向加速。这种方法适用于要求正反转运转的系统中，它可使系统迅速制动，并随之立即反向起动。(3)回馈制动：当直流电动机轴上受到和转速方向一致的外加转矩的作用时，将使电动机加速超

18、过理想空载转速，即 nn0。此时转子电动势大于电源电压,转子电流改变了方向，电磁转矩 Te 成为制动转矩。电动机由电动状态变为发电状态，把外力输入的机械能变成电能回馈给电网，因此电动机的这种运行状态称作为回馈制动。优点：不需要改接线路即可从电动状态自行转换到制动状态，将轴上的机械功率变为电功率反馈回电网，简便可靠而经济。缺点：只有当 nn0 时才能产生回馈制动，故不能用来使电动机停车，所以其应用范围较窄。1、简述三相异步电动机的主要结构及各部分的作用。答：三相异步电动机主要由定子和转子两大部分组成，定子与转子之间是气隙。定子：定子由机座、定子铁心和定子绕组三部分组成。1）机座的作用主要是固定与

19、支撑定子铁心；2）定子铁心是异步电动机磁路的一部分，铁心内圆上冲有均匀分布的槽，用于嵌放定子绕组；3）定子绕组是对称的三相绕组，当通入三相对称的交流电时，产生旋转磁场，并与转子绕组相互作用，实现能量的转换与传递。转子：转子是电动机的转动部分，由转子铁心、转子绕组及转轴等部件组成，它的作用是带动其它机械设备旋转。1）转子铁心的作用和定子铁心的作用相同，也是电动机磁路的一部分，且用来嵌放转子绕组；2）转子绕组的作用是切割磁力线产生感应电流，并因此产生电磁转矩。根据结构不同可分为绕线式爪子和鼠笼式转子两种。52、三相异步电动机铭牌上标明：“额定电压 380/220V，接法 Y/”。当电源电压为 38

20、0 伏时，能否采用 Y起动器起动？为什么？答：不能采用。因这种异步电动机定子每相绕组的额定电压为 220 伏，而供电的电网电压是 380 伏。若采用 Y起动器降压起动，则在起动时定子绕组接成 Y 形，每相绕组实际承受电压恰与每相绕组的额定电压相符，这时异步电动机被直接起动，得不到降压起动的效果。而当转换为运行时，定子绕组接成形，这时异步电动机每相绕组承受的电压即为电网线电压 380 伏，超过其定子绕组的额定电压 220 伏，将使定子绕组中的电流大幅度上升，导致异步电动机绕毁。3、三相异步电动机断开一相电源时，会出现哪些现象？为什么电动机不允许长时间缺相运行？答：三相异步电动机断开一相电源时，会

21、出现下列现象：(1)声音异常；(2)转子转速下降；(3)输出功率减小；(4)断相电流表无指示，其它两相电流升高；(5)绕组过热使异步电动机温度升高。长时间缺相运行的后果：当异步电动机缺相运行时，定子三相旋转磁场变为单相脉动磁场，使异步电动机的转矩显著减小，从而转速下降。由于未熔断相电流增大，将使其绕组温度急骤上升，最后导致异步电动机绕组烧毁。因此不允许长时间缺相运行。计算题 1、有一台并励直流电动机，它的额定功率为 PN25 千瓦，额定电压 UN110 伏，额定电流 IN263 安，额定转速 nN1000 转/分，电枢回路总电阻 RS0.04 欧，求直接起动时的电流为额定电流的几倍？如果与电枢

22、绕阻串联一只起动变阻器来限制起动电流为额定电流的 2.5 倍，变阻器的阻值应为多少？解：直接起动时起动电流 Is=UN/RS=110/0.04=2750(A)，因此直接起动时的电流约为额定电流的 10 倍；电枢绕组串起动变阻器后，Is=UN/（RS+R）=110/(0.04+R)=2.5x263=657.5(A)计算得到 R=0.127（欧）3、一台直流电动机，额定功率NP=10kW，额定电压NU=400V，额定转速Nn=2680 r/min，额定效率N=82.7%，试求：（1）额定负载时的输入功率NP1；（2）电动机的额定电流NI。解：（1）额定负载时的输入功率NP1=NP/N=10/82.

23、7%=12.1(kW)(2)电动机的额定电流 NI=NP1/NU=400/101.123=30.2(A)1、若某地交流电的频率为 60 赫，那么一对磁极和二对磁极的三相交流电动机的同步转速各为多少？解：根据公式Pfn/601 则有：一对磁极电机的同步转速 n13600(r/min)二对磁极电机的同步转速 n21800(r/min)3、已知一台有两对磁极的三相异步电动机，额定转速Nn=1760r/min，电源频率1f=60Hz，试求额定运行时，定子旋转磁场的同步转速和额定转差率。解：定子旋转磁场的同步转速：Pfn/601=60 x60/2=1800(r/min)；额定转差率 S11nnn=180

24、017601800=0.022 64、一台三相八极异步电动机参数为：额定容量NP=260KW，额定电压NU=380V，额定频率Nf=50Hz，额定转速Nn=722r/min，过载能力=2.13。求（1）额定转差率；（2）最大转矩对应的转差率；（3）额定转矩；（4）最大转矩。解：同步转速4/5060/601Pfn=750（r/min）额定转差率Ns=11nnnN=0.037 额定转矩NT=NNnP9550=7222609550=3439（Nm）最大转矩mT=NT=2.13 x 3439=7325（Nm）最大转矩时对应的转速 n=732526095509550mNTP=339（r/min）最大转矩对应的转差率s=11nnn=0.548 例 3：如果某三相异步电动机的极数为 4 极，同步转速为 1800 转/分，那么三相电流的频率为：解：根据同步转速（旋转磁场的转速）公式 n1=60f/p（注意 p 是磁极对数，磁极数应为 2p）n1=60f/p=60f/2=1800，因此 f=60Hz 例 4：一台异步电动机的额定转速为 970r/min，则该电动机的额定转差率为：解：由于转差率较小，转速为 970r/min 的额定转速，其同步转速应为临近的整数值 1000r/min，根据转差率公式 S=(n1-n)/n1 可得 S=（1000-970）/1000=0.03