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： 业
2016 年第 1 学期《机电传动与控制》课程考核试卷
课程名称：机电传动与控制 课程代码： 开课教学部：
任课教师： 年级、专业： 2015 级机械制造及其自动化
考试时间：120 分钟 考核方式：闭卷 开卷 □ 实验操作 □
11. 电源电压为 380V ，三相笼型异步步电动机定子每相绕组的额定电压为 220 V
时，能否采用星形一三角形启动？（ ）
（a ）能 （b ）不能 （c ）无法确定
12. 三相异步电动机带一定负载时，若电源电压降低了，此时电动机转矩
（ ）
（a ） 增加 （b ）减少 （c ）不变
13. 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（ ）之
专
。 和所平衡。
整 完 卷 试 持 ：
保
注
年 请
； 面 背 卷 试 到 写 可 ， ： 时 部 足
不 空 留 装 题
答 ； 题 答 笔 铅 用
： 使 名 能
， 外 图 画 除 ， 迹 字 ： 色 号
红
出 得 不 题 答 生 考
题号 一 二 三 四 五 总分 统分人签字
满分
得分
得 分 一、 单项选择题（本大题共 30 小题，每小题 1 分，共 15 分）
在每小题列出的四个备选项中只有一个最符合题目要求，请
评卷人 将其代码填写在题前的括号内。错选、多选或未选均无分。
1．三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 ）增加 （b ）减小 （c ） 等于零 （d ）不变
2．励磁绕组和电枢绕组分别由两个电源供电的电动机叫做（ ）直流电动机。
（a ）并励 （b ）他励 （c ）串励 （d ）复励
3．当电动机产生的拖动转矩 T ＞负载转矩 Tz 时，电动机处于（ ）工作状态。
（a ）静止 （b ）等速旋转 （c ）减速 （d ）加速
4．下列电器中，不能实现短路保护的是（ ）。
（a ）熔断器 （b ）过电流继电器 （c ）热继电器 （d ）断路器 5．下列各项中，（ ）不是变压器的主要功能。 （a ）电压变换 （b ）功率变换 （c ）电流变换 （d ）阻抗变换
6．三相交流异步电动机常用的调速方法中， ）可以实现范围较宽的平滑调 速，其应用将越来越广泛。
（a ）变频调速 （b ）变极调速 （c ）变压调速 （d ）变阻调速
7．三相交流电动机的电气制动不包括（ ）。
（a ）能耗制动 （b ）反接制动 （c ）回馈制动 （d ）机械制动
8．单结晶体管在可控整流电路中起的作用是（ ）。
（a ）整流 （b ）触发 （c ）过压保护 （d ）过流保护
9．步进进电动机转角与脉冲电源的关系是（ ）。
（a ）与电源脉冲频率成正比 （b ）与电源脉冲数成正比
（c ）与电源脉冲宽度成正比 （d ）与电源脉冲幅值成正比
10．在机电传动控制系统中，作为测量元件使用的是（ ）
。 （a ）步进电机 （b ）测速发电机 （c ）伺服电机 （d ）直线电机
（a）静态转矩（b）加速转矩（c）减速转矩（d）动态转矩
14.下面（）是属于直流电动机的定子部分？
（a）换向器（b）电枢绕组（c）励磁绕组（d）风扇
15.绕线式三相异步电动机，转子串电阻起动时（）。
（a）起动转矩增大，起动电流增大（b）起动转矩减小，起动电流增大（c）起动转矩增大，起动电流不变（d）起动转矩增大，起动电流减小
得分
二、填空题（本大题共12小题，每空1分，共15分）
请将答案填写在题内的横线上。
评卷人
△1．通常电动机的铭牌上标有符号/Y和数字220/380，前者表示_，后者表示对应于不同接法的_。
2．__是一种依靠电磁力的作用使触点闭合或分离来接通和断开电动机或其它用电设备的自动电器。
3．异步电动机在一定负载稳定运行的条件下，欲得到不同的转速，其调速方法有：____、__和改变电源频率。
4．直流发电机通常按励磁方法来分类，分为__、并励直流发电机、串励直流发电机和复励直流发电机。
5．三相交流异步电动机在结构上包括三相__电动机和三相绕线式电动机。
6．机电传动系统从某一个稳定状态变化到另一个稳定状态的过程，称为__。
7．变压变频调速适合于_________以下的调速，恒压弱频调速适合于_________以上的调速。
8．在自动控制系统中，伺服电动机是一个执行元件，它把接收到的__________变为电机的一定转速或者角位移。
9．三相交流电动机和直流电动机的制动都可采用__________制动和能耗制动。
10．旋转变压器由铁芯、两个定子线圈和转子线圈组成，是测量__________的传感器。
11．电气线路图可分为__________和辅助电路两部分，根据需要，电气线路图包括电气原理图、电气安装图和电气互连图三种形式。
12、通常把异步电动机固有机械特性上最大电磁转矩与额定转矩之比称为电动机的__________。
得分
三、判断题（本大题共15小题，每小题1分，共15分）
对的打“√”，错的打“×”，请将正确符号填写在题前的括
评卷人号内。
- Y
（
1、 为了消除衔铁的振动并由此产生的噪音，需要在直流电磁机构的静铁芯端面安
装一个铜质的短路环。-------------------------------------（ ）
2、直流他励电动机的制动是指电动机脱离电网，靠摩擦阻转矩消耗机械能使转速 慢慢下降，直到转速为零而停车。----------------------------（ ）
3、可以用转子串电阻的方法实现三相鼠笼交流电动机的调速。-----（
）
4、三相异步电动机转子和旋转磁场之间的转速差是保证转子旋转的主要因素。 --------------------------------------------------------（ ）
5、直流电动机的机械特性曲线是描述电机的转矩与转速关系的曲线。（
）
6、△Y - 启动方法适用于定子绕组接成型和△型电动机的启动。----（ ）
7、要改变三相异步电动机的旋转方向，只要把定子绕组接到电源的三根导线中的 任意两根对调即可。----------------------------------------（ ）
8、直流电动机换向器的作用是将电枢绕组中的交流电动势和电流转换电刷间的直
流电动势和电流。----- ---- -------- --- --- --- ---- -------（ ）
9、电器控制中熔断器的作用是防止电气线路短路。----------------（
）
10、晶闸管一旦导通后，控制极就失去控制作用。--------------------（
）
11、伺服电动机是将电信号转换成轴上的转角或转速信号的控制电机。--（
）
12、三相半波可控整流电路输出的整流电压脉动比三相全波可控整流电路输出的整
流电压脉动小。----------------------------------------------------（
）
13、当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作 在关断状态。--------------------------------------------------（ ）
14、倒拉反接制动常用在生产机械要求迅速减速、停车和反向的场合及其要求经常 正反转的机械上。----------------------------------------------（ ）
15、电传动系统中，电动机的转矩始终大于负载的转矩，就是稳定系统。 ）
得 分
四、简答题（本大题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分）
评卷人 得分
1、三相异步电动机什么情况下可以直接起动？ 如果不能直接起动， 可以采用哪几种降压起动方法？
得分 3、交流电动机的结构组成及其工作原理如何？其调速方法
和调速特性
怎样？
得分 4、何谓“自转”现象？交流伺服电动机时怎样克服这一现象，使其当
控制信号消失时能迅速停止？
得分
2、能耗制动和反接制动各有哪些特点？
级意
学线
教封
属密
所
订
姓不学现得分
2、一台并励电动机，额定功率P=2.2kW，额定电压U
：
业
专
。
整
完
卷
试
持：
保
注年请
；
面
背
卷
试
到
写
可
，：时部足
不
空
留
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答
；
题
答
笔
铅
用：使名能
，
外
图
画
除
，
迹
字：色号红
出
得
不
题
答
生
考
得分
五、计算题（本大题共3小题，第1小题12分，第2小题9分，
第3小题9分，第4小题9分，共39分）
评卷人
得分
1、某车床有主轴电动机M1和油泵电动机M2，要求油泵电动机
在主轴电动机之前起动并在主轴电动机之后停止，试设计主电路和控
制电路，要求有短路保护和过载保护。
=220V，
N N
额定电流I=12.2A，额定转速n=3000r/min，最大励磁功率
N N
P=68.2W。试求：（1）最大励磁电流I；（2）额定运行时的电枢电流I；（3）额
fN fN a N
定转矩T；（4）额定运行时的效率η。
N N
得分
3、一绕线式异步电动机铭牌参数
为：P N=75KW,U1N=380V,U2N
=399V,I
1N
=144A,I
2N
=116A,n
N
=1460rpm，λ=2.8。试求：（1）
当负载
转矩为0.8T N，要求转速n B＝500rpm时，转子每相应串入多大的电阻。（2）
从电动状
态n A＝n N时换接到反接制动状态，如果要求开始的制动转矩等于1.5T N，
则转子每相
应串入多大的电阻。（3）如果该电动机带位能性负载，负载转矩为0.8T N，要
求稳定下
放的速度为-300rpm，求转子每相应串入多大的电阻。
得分
4、一台直流他励电动机，其额定数据为：P
N
=17kW，
U
N
=220V，
I
N
=91A，n
N
=1500rpm，R
a
=0.22欧，试求：1）额定转矩？
2）直接启
动时的启动电流？3）如果要使启动电流不超过额定电流的2倍，求启动
电阻为多少
欧？此时启动转矩为多少？4）如果采用降压启动，启动电流仍限制为额定
电流的2
倍，电源电压应为多少？
=
P
U =
（1）最大励磁电流 I
2016 年第 1 学期《机电传动与控制》课程试卷答案
一、单项选择题（本大题共 15 小题，每小题 1 分，共 15 分）
第一题答题表
电磁转距, 带动转子而旋转,称为交流感应电动机 (2 分);
3)其调速方法有变频(无级平滑),变极(有级不平滑),变 S(特
性变软) (1
1 2
3 4 5 6 7 8
9 10 分).
4、答： 1)自转是伺服电动机转动时控制电压取消 ,转子利用剩磁电压单相供电 ,
A B D C B
A D
B B B
转子继续转动的现象。
11
12
13
14
15
2)克服自转的方法：把伺服电动机的转子电阻设计的很大,使电动机在失去
控制信号,即成单相运行时,正转矩或负转矩的最大值均出现在 Sm>1 的地方.当速
B
C D C D
二、填空题（本大题共 12 小题，每空 1 分，共 15 分） 1．定子绕组的接法__ __线电压值 2．__接触器_____ 3．改变极对数 改变转差率 4． ___他励直流发电机__ 5． _鼠笼式_ 6． _过渡过程 7． __基频___ _基频 8． _电信号_ 9． _反接___ 10． _旋转角度 11． __主电路_____ 12、过载能力系数
三、判断题（本大题共 15 小题，每小题 1 分，共 15 分）
第三题答题表
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
×
×
×
√
√
√
×
√
√
√
11
12
13
14
15
√
×
√
×
×
四、简答题（本大题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分）
1、答：1）当电动机额定功率相对于供电电源容量而言很小时，起动电流大就
度 n 为正时,电磁转矩 T 为负,当 n 为负时,T 为正,即去掉控制电压后,单相供电似
的电磁转矩的方向总是与转子转向相反 ,所以是一个制动转矩.可使转子迅速停止
不会存在自转现象。
四、计算题（本大题共 3 小题，第 1 小题 12 分，第 2 小题 12 分，第 3 小题 15 分， 共 39 分）
1、解：
不致影响供电系统上其他负载。可以通过判断公式： I st /I N ≤ 3/4+P s /(4P N ) 来确 定电动机能否直接启动。其中：I 为电动机全压起动电流， I 为 电 动 机 额 定 电
st N
流， P 为电源容量， P 为电动机额定功率
s N
2）降压起动的方法包括：定子绕组串电阻（或电抗）
；自耦变压器；星形-三 角形；绕线转子串电阻。
2、答：1）能耗制动的特点是制动电流较小，能量损耗少，制动准确，但需要直 流电源，制动速度较慢，所以适用于要求平稳制动的场合。
2、解：
fN N
（2）额定运行时的电枢电流 I
aN
68.2
220 A = 0.31A
= I - I = (12.2 - 0.31) A = 11.89 A
N fN
2）反接制动的优点是制动能力强，制动时间短；缺点是能量损耗大，制
动冲击力大，制动准确度差。
（3）额定转矩 T = 9.55 N （4）额定运行时的效率
P
N = 9.55 n N
2.2 ? 103 3000
N ? m = 7 N ? m
3、答：1)交流电动机由定子,转子,机座等组成(1 分);
2)其工作原理为在定子三相绕组通以三相交流电流所形成的旋转磁场作用下,转子绕组旋感应电流;带电转子绕组在旋转磁场作用下又感应电磁力,形成
N = 额定输入功率（从电源输入的电功率） 100 0
= P N ? 100 0 = P P U I 220 ? 12.2
R = 2 I
1500
= 0.0267
3 I = 0.0267 = 2 1500 = 0.0267
r = s U 3I 3 ?116 1500
= 1.973
c ? r
1.973 1.5 ? 0.0267 1.973
η
1N N N
额定输出功率（轴上输出的机械功率）
2.2 ? 103 N ? 100 0 = ? 100 0 = 82
0 0 0
0 0
4）降压启动时
I '
= U
st
a
N
U = 2 I R = 40V
N a
3、解：（1）
s = 1500 - 1460
N
r = s
U
2 N 2
N
2 N
399 3 ? 116
= 0.053 Ω
s
N 0.8
= 0.8 ? s = 0.0213
N
s =
B 1500 - 500
1500 = 0.667
N
0.8
r r + R 2 c ? R
0.667
c = 1.6Ω
（2）
s =
1500-1460
N
399
2N = 0.0267 = 0.053Ω
2 N
2N
1500- (-1460)
s =
c
s
N 1.5 r r + R r + R
2
= 2 2 = 2 c ? R = 2.56Ω c
4、解：1）额定转矩
T = 9.55 N
P N n
N
= 108 .2 N .m
N
'
U
R +R
K Φ = 9.55 K Φ n
= 1.27Nm / A
N = 9.55
T ' = K Φ I '
T ' = K Φ *2I = 231Nm
2）直接启动时的启动电流
I
st
U
= = 1000 A
R
a 3）串入启动电阻后的启动电流
I =
N st
a ad
≤ 2I
N
R
ad ≥ U
N 2 I
N
- R = 0.99 Ω a
T = K Φ I = 9.55 K Φ I
m
N a
e
N a
E = K Φ n
E = U
- I R
e
N
N
N
a
U - I R
N
N a
m
N
e
N
st
m
N st
st
m
N
N