1、1机电传动控制复习1、填空题（每空 1*28=28 分）1、单就机电传动而言，它的发展大体上经历了成组拖动、单电动机拖动、和多电动机拖动三个阶段 P12、直流电机的结构包括定子和转子两部分。定子和转子之间由空气隙分开。定子的作用是产生主磁场和在机械上支撑电机，它的组成部分有主磁极、换向极、机座、端盖和轴承等，电刷用电刷座固定在定子上。转子的作用是产生感应电动势及产生机械转矩以实现能量的转换，它的组成部分有电枢铁芯、电枢绕组、换向器、轴、风扇等。 主磁极包括主磁极铁芯和套在上面的励磁绕组，其主要任务是产生主磁场。P 153、任何电机的工作原理都是建立在电磁力和电磁感应这个基础上的，直流电机也是如
2、此。P 174、直流电动机也按励磁方法分为他励、并励、串励和复励四类。P 225、限制直流电动机的启动电流，一般有降压启动和在电枢回路内串接外加电阻启动两种方法。P 286、直流他励电动机的制动状态分为反馈制动、反接制动、能耗制动三种形式。P 337、机电传动系统之所以产生过渡过程，是因为存在以下惯性：机械惯性、电磁惯性、热惯性。P 438、加快机电传动系统过渡过程的方法有：减少系统的飞轮转矩 GD、增加动态转矩Td。P 479、逆变电路，若按直流电源的性质分，可分为电压型和电流型两大类。P 27710、三相异步电动机的工作原理，是基于定子转矩磁场（定子绕组内三相电流梭产生的合成磁场）和转子电
3、流（转子绕组内的电流）的相互作用。P 5111、单相半控桥式整流电路分电阻性负载、电感性负载和反电动势负载三种不同的负载情况。P 26412、反馈制动运行的条件有：电动机的运行速度高于它的同步速度（nn 0）和转子导体切割旋转磁场的方向与电动状态时的方向相反（T 与 n的方向相反） 。P 8513、晶闸管的阳极和控制极同时加正向电压时晶闸管才能导通。P 22914、技术指标有静态指标、动态指标。生产机械对调速系统要求的静态技术指标主要有：静差度、调速范围、调速的平滑性。动态技术指标主要有：最大超调量、过渡2过程时间、震荡次数。P 30415、由晶闸管组成的可控整流电路同二极管整流电路相类似，依
4、所用交流电源的相数和电路的结构，它可分为单相半波、单相桥式、三相零式和三相桥式。P 26116、步进电动机的通电方式：单相轮流（三相单三拍）通电方式、双相轮流（三相双三拍）通电方式、单双相轮流（三相单双六拍）通电方式。P 40817、 得到不同的转速调速方法有：改变极对数 p、改变转差率 s（即改变电动机机械特性的硬度）和改变电源频率 f。交流调速的分类：变极对数调速、变转差率调速、变频调速。P 7518、将定子绕组由 Y连接改成 YY连接，此时转矩维持不变，而功率增加了一倍，即属于恒转矩调速。当定子绕组由 连接改成 YY连接，功率基本维持不变，而转矩约减少一半，即属于恒功率调速。P 7619
5、、 附注： 弄懂 P24和 P51的公式。2、简答题（5*4=20 分）1、采用电动机拖动生产机械时，对电动机启动的要求是什么？答：1）有足够大的启动转矩，保证生产机械能正常启动2) 在满足启动转矩要求的前提下，启动电流越小越好；3）要求启动平滑；4）启动设备安全可靠，力求结构简单，操作方便；5）启动过程中的功率损耗越小越好2，交流伺服电动机最大的特点是什么？与普通的电动机相比的特点是什么？答：最大特点是可控；在有控制信号输入时，伺服电动机就转动;没有控制信号时，它就停止转动特点：调速范围宽广、转子惯性小、控制功率小，过载能力强，可靠性好3.机电传动自动控制的基本方法是什么？答：1）利用电动机
6、主电路的电流来控制；2）利用电动机的速度来控制；3）根据一定时间间隔来控制；4）根据工作机械的运动行程来控制4.什么是逆变器，变流器，有源逆变，无源逆变？3答：把直流电变成交流电的装置叫做逆变器；同一套电力电子既可实现整流，又可实现逆变，这种装置称为变流器；变流器工作在逆变状态时，如果把变流器的交流侧接到交流电源上，把直流电逆变为同频率的交流电反馈到电网去，则称为有源逆变；如果变流器交流侧接到负载，把直流电逆变为某一频率或可变频率的交流电供给负载，称无源逆变。5.生产机械对自动调速系统技术指标的要求是什么?答：技术指标分为静态技术指标和动态技术指标，静态技术指标分为静差度、调速范围、调速的平滑
7、性；动态技术指标分为最大超调量、过渡过程时间、振荡次数。6、单相异步电动机为什么没有启动转矩，要采用哪几种启动方法?答： 1）在脉动磁场作用下的单相异步电动机没有启动能力，既启动转矩为零；2）采用改接定子绕 组的方法，使之产生旋转磁场，建立起动转矩。7、机电传动系统之所以会产生过渡过程是因为存在哪几个惯性？答： 机械惯性， 电磁惯性， 热惯性8、什么是接触器，继电器？答：接触器是在外界输入信号下能够自动地接通或断开带有负载的主电路（如电动机）的自动控制电器，它是利用电磁力来使开关打开或闭合的电器；续电器是一种根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现控制目的的自动控制电器，实质上是一种传
8、递信号的电器，它可根据输入的信号达到不同的控制目的。9、晶闸管的优点和缺点是什么？答：（1）用很小的功率可以控制较大的功， 控制灵敏、反应快，损耗小、效率高、晶闸管本身的压降很小， 体积小、重量轻；（2） 过载能力弱。 抗干扰能力差。导致电网电压波形畸变、高次谐波分量增加、干扰周围电气设备。控制电路比较复杂，对维修人员的技术水平要求高。10、 附注： P49 P51 ； P68 ； P7643、分析题（12 分） 第 8章 （P 157P168）4、设计控制电路（12 分） 第 8章 （P 157P168）5、计算题（3 题=20 分）交流（第五章）例 5-2: 一台四极三相异步电动机，电源频
9、率 f1=50Hz，额定转速 nN=1440r/min，转子电阻 R2=0.02、转子感抗 X20=0.08、转子电动势 E20=20V，试求：（1）电动机的同步转速 n0；（2）电动机启动时的转子电流 I2st；（3）电动机在额定转速时的转子电动势的频率 f2N；（4）电动机在额定转速的转子电流 I2N。解：（1）电动机的同步转速min/150in/2506010 rrpfn（2）电动机启动时的转子电流AXREIst 5.2408.2.202 （3）电动机在额定转速时转子电动势的频率 f2N因在额定转速下，电动机的转差率04.1500 nSN故 Hzff 2.2（4）电动机在额定转速时的转子
10、电流5ASREINN 40)8.04(2.)0( 2222 可见，电动机启动时的电流是额定转速下电流的 6倍多。5.6 : 有一台三相异步电动机，其技术数据如下，试求：（1）线电压为380V时，三相定子绕组应如何接法？（2）求 n0 ，p ， S N ， T N ， T st ， T max 和 I st（3）额定负载时电动机的输入功率是多少？解：（1）线电压为 380V时，三相定子绕组应为 Y型接法.（2） 29.8m6039.5nP9.5NN2TNst N.5.TstTmax=59.6 Nm0.maxIst=46.8 A5.6INst一般 n N = (0.94-0.98)n0 min/1
11、096.n0rN4.196S035n6fP0满载时型号 PN/kW UN/V nN/rmin-1 IN/A N100 cosIst/IN TNt/TN Tmax/TNY132S-6 3 220/380960 12.8/7.2 83 0.756.5 2.0 2.06（3） = P N/P 输入 P 输入 61.38.0例5-7: 一台三相异步电动机，其额定数据如下： PN=3kW， UN=220/380V， nN=2860r/min， I N=11.0/6.37A， I st/IN=6.5， T st/TN=1.8，T max/TN=2.2V。 试求：（1）电源电压为220V时，能否采用Y-降压
12、启动？（2）用Y-降压启动时的启动电流为多少？它所能启动的最大负载转矩为T Lmax多少？（3）若运行时的转速nn N，试问此时负载转矩与额定转矩相比，其大小如何？（4）若运行时负载转矩T L2.2T N，此时将会出现什么现象？解：（1）从额定数据知，定子绕组额定相电压为220V，当电源电压为220V时，电动机正常运行时定子绕组应接成三角形，所以，可以采用Y-降压启动。但如果电源电压为380V时，此电动机是不能采用Y-降压启动的。 (2)用Y-降压启动时的启动电流AIststY 83.215.63/ 此时的启动转矩 mNnPTTNNststY 01.6283950.139508.13.13因启
13、动的必要条件是T stT L，所以它能启动的最大负载转矩 T Lmax 为 6.01 Nm。(3)因nn N，可从机械特性上看出电动机的负载转矩比额定转矩大。或者说，负载转矩的增加会引起电动机转速的下降。(4)因电动机的最大转矩T max=2.2TN，若负载转矩 TL2.2T N，即 TmaxT L，则电动机带不动负载而导致停转，即处于堵转状态，电流会剧增。直流（第三章）例: 有一并励电动机，其额定数据如下： P 2 =22KW, UN=110V， n N=1000 r/min, = 0.84, 并已知 R f= 27.5， R a= 0.04, 试求: （1）额定电流 I , 额定电枢电流
14、Ia及额定励磁电流 ; fI（2）电枢电路损耗功率 PaCu;7（3） 额定转矩 T; (4)反电动势 E。解： (1) P2 是输出功率，额定输入功率为 KW19.2684.021P额定电流 A309.261UPI额定励磁电流 45.7ff RuI额定电枢电流 238faI（2）电枢电路铜损WIRPaaCu 19040.22 （3）额定转矩mNnT 19502（4）反电动势 VIUEa 6.102340.例3-2 Z2-22型并励电动机，额定功率P N=2.2kW，额定电压U N=220V，额定电流IN=12.2A，额定转速n N=3000r/min，最大励磁功率 PfN=68.2W。试求：
15、（1）最大励磁电流IaN ；（2）额定运行时的电枢电流IaN；（3）额定转矩 TN；4）额定运行时的效率 N。 mNnPTNN 73012.595.93 %82102.%1010)(3NNIUP从 电 源 输 入 的 电 功 率额 定 输 入 功 率 轴 上 输 出 的 机 械 功 率额 定 输 出 功 率解：（1）最大励磁电流（2）额定运行时的电枢电流 （3）额定转矩 （4）额定运行时的效率 AIIfNaN 89.1).02.(AUPff 3688整流单相（第十章）P 261P268如图10.3所示，有一单相半控桥整流电路，带电感性负载并有续流二极管，负载电RL=5 ，电源电压 U2=220
16、V，晶闸管的控制角=60 ，试求：（1）输出直流电压；（2）晶闸管和二极管的电压、电流定额；（3）选用晶闸管。解：（1）根据教材中的式（10.6） ，输出直流电压VUd 5.148260cos1209.2cos19.02 （2） 负载电流为: AVRILdd 35.148晶闸管及二极管导通角: 12060续流管导通角: 4323v晶闸管和二极管电流的平均值: AIIddvdvs 103602晶闸管和二极管电流的有效值:232 )3(21)(1 dd ItII Id 3.170362电流的波形系数: 7.10.dvseIK续流管的平均电流: AIIdvddv 1036012233 由式（10.2
17、） 得每个晶闸管秘允许的电流平均值:9AAmKIIdvT 157.3257.1.)03(57.1)(3 考虑安全系数，则电流定额: , 取 20 AIT )26( )(晶闸管的最大反向电压: VUm3102其电压定额: 取 700 VVURMD )9( 31)(（3） 根据以上计算结果，选用 3CT20/700 晶闸管，2CZ20-500 的二极管。3.15: 一台直流他励电动机，其额定数据如下： PN=2.2KW, UN=Uf=110V, nN=1500r/min, N=0.8, Ra=0.4, Rf=82.7 。试求： 额定电枢电流 IAn; 额定励磁电流 IfN; 励磁功率 Pf; 额定转矩 TN; 额定电流时的反电势； 直接启动时的启动电流； 如果要是启动电流不超过额定电流的 2倍，求启动电阻为多少欧？此时启动转矩又为多少？
