机电传动控制考试题型举例

1、一、选择一、选择 A变大变大 B 变小变小 C 不变不变1. 一台直流伺服电动机，电枢控制电压和励磁电压均保持不变，一台直流伺服电动机，电枢控制电压和励磁电压均保持不变，当负载增加时，电动机的电磁转矩将（当负载增加时，电动机的电磁转矩将（变大变大 ），转速将（），转速将（变变小小 ）。）。 2. 在某一传动系统中在某一传动系统中TM与与n同向，同向，TL与与n反向，当反向，当TMTL时，系统时，系统运行速度将（运行速度将（变大变大 ），当），当TM=TL时，系统运行速度将（时，系统运行速度将（ 不不变变 ）。）。3.一台他励直流电动机拖动的负载转矩为常数，当电枢附加电阻一台他励直流电动机拖动的

2、负载转矩为常数，当电枢附加电阻变小时，电枢电流将（变小时，电枢电流将（ 不变），转速将（不变），转速将（ 变大变大 ）。）。 n n110011000 010001000500500s s-0.05-0.05（1 1）（0 0）（1.51.5）工作工作状态状态（反馈制动）（反馈制动）启动启动理想空载理想空载倒拉反接制动倒拉反接制动二、填表二、填表1.1.有一台三相异步电动机，有一台三相异步电动机，P=3P=3，f f50HZ50HZ，写出相应的转速、，写出相应的转速、转差率和工作状态。转差率和工作状态。2.2.填表写出控制电机的类型和结构特点或应用场合。填表写出控制电机的类型和结构特点或应用场

3、合。电机类型电机类型 结构特点或应用场合结构特点或应用场合（交流伺服（交流伺服电动机）电动机） 定子中有两个互差定子中有两个互差90900 0的绕组，转子分鼠笼的绕组，转子分鼠笼式和空心杯形，应用于小功率或平滑系统，需要式和空心杯形，应用于小功率或平滑系统，需要消除自转现象。消除自转现象。 直流力矩电直流力矩电动机动机 （做成扁平圆盘状结构，转矩大，转速低，（做成扁平圆盘状结构，转矩大，转速低，精度高，线形度好。）精度高，线形度好。） （磁阻式电（磁阻式电磁减速同步磁减速同步电动机）电动机） 定转子都做成圆形，转子齿数定子齿数定转子都做成圆形，转子齿数定子齿数2P2P，结构简单，无需启动绕组，

4、转速在每分钟几，结构简单，无需启动绕组，转速在每分钟几十到几百转的低速电机。十到几百转的低速电机。 （直线电动（直线电动机）机） 由初级和次级构成，主要用于金属传送带、由初级和次级构成，主要用于金属传送带、高速电力机车等。高速电力机车等。3. 写出下列电器对应的名称、文字符号、线圈符合或触头符号写出下列电器对应的名称、文字符号、线圈符合或触头符号电器电器名称名称文字文字符号符号线圈符号线圈符号触头符号触头符号 （时间继（时间继电器）电器）KTKT得电延时：得电延时：延时闭合：延时闭合：延时断开：延时断开：电流电流继电器继电器（KA)KA)动合触头手动复位：动合触头手动复位：三、简答三、简答3-

5、3,3-4,3-10，表，表3-2,4-2（异步电动机的工作原理），（异步电动机的工作原理），4-11,4-14，4-23,5-1，5-3，5-9，6-49-1，9-2，9-5，10-1,10-3,10-711-2,11-3四、计算四、计算3-8, 3-11，3-18 ， 书例书例3-3，例，例3-84-13, 4-21， 书例书例10-2五、电路分析与设计五、电路分析与设计 书例和作业书例和作业直流电机小结直流电机小结 直流发电机的工作原理：直流发电机的工作原理：电枢由原动机驱动旋转，在电枢线电枢由原动机驱动旋转，在电枢线圈中感应出交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，变为直圈中感应出交变

6、电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，变为直流电动势在电刷间输出。流电动势在电刷间输出。 直流电动机的工作原理：直流电动机的工作原理：将直流电源接在电刷间使电流流过将直流电源接在电刷间使电流流过电枢绕组，电流与磁通相互作用，产生电磁力和电磁转矩。电枢绕组，电流与磁通相互作用，产生电磁力和电磁转矩。 直流电动机的基本方程式直流电动机的基本方程式：eEKnmaTKIaaUEI R0LTTT12PPP CuamfePPPP 铜损耗为转子内阻产生，机械损耗为轴承摩擦，电刷摩擦，定转子摩擦产生；铜损耗为转子内阻产生，机械损耗为轴承摩擦，电刷摩擦，定转子摩擦产生；铁损耗为主磁通在电枢铁心内交变产生。铁损耗为

7、主磁通在电枢铁心内交变产生。机械特性方程的一般表达式机械特性方程的一般表达式 固有机械特性为一条直线，固有机械特性为一条直线，是理想空载点（是理想空载点（0，n0）与额定运）与额定运行点（行点（TN, nN）的连线。）的连线。（1） 电枢回路中串接附加电阻电枢回路中串接附加电阻时，特性变软；时，特性变软；（2）改变电枢电压时，特性硬度）改变电枢电压时，特性硬度不变；不变；（3）改变磁通时，特性变软。）改变磁通时，特性变软。 02aeemRUnTnnKK K 改变电枢电路改变电枢电路外串电阻调速外串电阻调速：应用于起重机、卷扬机等低速应用于起重机、卷扬机等低速运转时间不长的传动系统。运转时间不长

8、的传动系统。 改变电动机电枢供电改变电动机电枢供电电压调速电压调速：应用于恒转矩负载。机械特性应用于恒转矩负载。机械特性硬度高，在额定转速以下调，调速范围不大。硬度高，在额定转速以下调，调速范围不大。 改变电动机改变电动机主磁通调速主磁通调速：应用于恒功率负载。可在额定转速应用于恒功率负载。可在额定转速以上调，调速范围不大。以上调，调速范围不大。不变，不变，)(amIKT不变不变nIKTREUInKEamaae)()()()()(aaeREUInKEn 当过渡过程结束后，总当过渡过程结束后，总的电流不变。即的电流不变。即P=UI为常数。为常数。)()(aaeREUInKEnU 制动状态分为回馈

9、制动、反接制动和能耗制动三种形式。制动状态分为回馈制动、反接制动和能耗制动三种形式。正向电动正向电动反向电动反向电动倒拉反接制动倒拉反接制动电源反接制动电源反接制动倒拉反馈制动倒拉反馈制动反馈制动反馈制动反抗性能耗制动反抗性能耗制动位能性能耗制动位能性能耗制动各种制动方法的优缺点和适用场合的比较各种制动方法的优缺点和适用场合的比较制动形式制动形式优点优点缺点缺点适用场合适用场合回馈制动回馈制动1.1.不需要改接线路即可从电不需要改接线路即可从电动状态自行转换到回馈制动动状态自行转换到回馈制动状态状态2.2.电能可以回馈电网，较电能可以回馈电网，较经经济济当当 EUEUN N ， n n nn0

10、nn0，S S 和和 T T 为负为负2 2、反接制动：其特点是、反接制动：其特点是n0n0与与n n反向，反向，S1S1。 电源反接（对反抗性负载），电源反接（对反抗性负载），T T与与TLTL同向，机械特性由第一同向，机械特性由第一象限转为第二象限，在象限转为第二象限，在n=0n=0时，将电源切断。时，将电源切断。 倒拉反接（对位能性负载），倒拉反接（对位能性负载），T T与与TLTL反向，机械特性由第一反向，机械特性由第一象限转为第四象限，电机反转使重物慢速下降象限转为第四象限，电机反转使重物慢速下降3 3、能耗制动：、能耗制动： 特点：特点：n0n0，1S01S0。4-25 为了使三相

11、异步电动机快速停车，可以采用哪几种制动方为了使三相异步电动机快速停车，可以采用哪几种制动方法？如何改变制动的强弱？法？如何改变制动的强弱？答：为了使三相异步电动机快速停车，可以采用电源反接制动答：为了使三相异步电动机快速停车，可以采用电源反接制动和能耗制动的方法。和能耗制动的方法。 电源反接制动时，电源反接制动时， 对鼠笼式电动机，可通过改变定子回路对鼠笼式电动机，可通过改变定子回路电阻的大小来改变制动的强弱。对线绕式电动机，可通过改变电阻的大小来改变制动的强弱。对线绕式电动机，可通过改变转子回路电阻的大小来改变制动的强弱。转子回路电阻的大小来改变制动的强弱。 能耗制动时，对鼠笼式电动机，可以

12、通过改变定子励磁电能耗制动时，对鼠笼式电动机，可以通过改变定子励磁电流；对线绕式电动机，可通过改变转子回路电阻的大小来改变流；对线绕式电动机，可通过改变转子回路电阻的大小来改变制动的强弱。制动的强弱。电机类型电机类型 结构特点或应用场合结构特点或应用场合普通直流伺服电动机普通直流伺服电动机 结构上与直流他励电动机相同，具有良好的线性度结构上与直流他励电动机相同，具有良好的线性度和快速响应，机械特性较硬。但结构复杂，低速时运转和快速响应，机械特性较硬。但结构复杂，低速时运转不太稳定。应用于大功率系统。不太稳定。应用于大功率系统。交流伺服电动机交流伺服电动机 定子中有两个互差定子中有两个互差909

13、00 0的励磁绕组和控制绕组，转的励磁绕组和控制绕组，转子分鼠笼式和空心杯形，应用于小功率或平滑系统，需子分鼠笼式和空心杯形，应用于小功率或平滑系统，需要消除自转现象。要消除自转现象。直流力矩电动机直流力矩电动机 做成扁平圆盘状结构，转矩大，转速低。做成扁平圆盘状结构，转矩大，转速低。反应速度反应速度快，线性度好速度、位置的控制精度高，振动小。特别快，线性度好速度、位置的控制精度高，振动小。特别适合用于对速度和位置控制精度都要求很高的系统。适合用于对速度和位置控制精度都要求很高的系统。步进电动机步进电动机 受脉冲信号控制，输出角位移与输入脉冲数成正比受脉冲信号控制，输出角位移与输入脉冲数成正比

14、。具有自锁能力，工作状态不易受各种干扰因素的影响。具有自锁能力，工作状态不易受各种干扰因素的影响。广泛应用于开环控制系统，能获得较高的位置精度。广泛应用于开环控制系统，能获得较高的位置精度。 控制电机小结控制电机小结电机类型电机类型 结构特点或应用场合结构特点或应用场合永磁式同步电动机永磁式同步电动机 定子与异步电动机相同，都具有永久磁铁和鼠笼式定子与异步电动机相同，都具有永久磁铁和鼠笼式启动绕组。转子由永久磁铁、铁心、鼠笼绕组构成。出启动绕组。转子由永久磁铁、铁心、鼠笼绕组构成。出力大，体积小，耗电小，结构简单。力大，体积小，耗电小，结构简单。为高速同步电机。为高速同步电机。磁阻式电磁减速同

15、步磁阻式电磁减速同步电动机电动机 定子作成圆环形，转子作成圆盘形，转子上开设有定子作成圆环形，转子作成圆盘形，转子上开设有与定子极数相对应的反应槽，与定子极数相对应的反应槽，结构简单，制造方便。结构简单，制造方便。转转子齿数子齿数zr越大，和定子齿数越大，和定子齿数zs越接近，转速越低。越接近，转速越低。 为为低低速同步电机，用于仪器、仪表中。速同步电机，用于仪器、仪表中。 交流测速发电机交流测速发电机 不需要电刷和换向器，结构简单，精度高，工作可不需要电刷和换向器，结构简单，精度高，工作可靠，输出电压与转速成正比。但存在剩余电压和相位误靠，输出电压与转速成正比。但存在剩余电压和相位误差。差。

16、 直流测速发电机直流测速发电机 没有相位波动和剩余电压，但需要电刷和换向器，没有相位波动和剩余电压，但需要电刷和换向器，结构复杂，维护不便，输出特性不稳定。结构复杂，维护不便，输出特性不稳定。控制式自整角机控制式自整角机 是一种实现角度的传输、变换和指示的元件。作用是一种实现角度的传输、变换和指示的元件。作用是将机械角位移变为电量。是将机械角位移变为电量。由于在闭环系统中加入了放由于在闭环系统中加入了放大环节，所以精度较高。常用于转角随动系统。大环节，所以精度较高。常用于转角随动系统。力矩式自整角机力矩式自整角机 是一种实现角度的传输、变换和指示的元件。作用是一种实现角度的传输、变换和指示的元

17、件。作用是是把电压变为位置，系统简单，但精度较低。常用于指把电压变为位置，系统简单，但精度较低。常用于指示系统。示系统。直线电动机直线电动机 由初级和次级构成，一般采用短初级结构，次级移由初级和次级构成，一般采用短初级结构，次级移动的速度与电源频率及电动机的极距成正比。定位精度动的速度与电源频率及电动机的极距成正比。定位精度高，振动和噪声小。主要用于金属传送带、高速电力机高，振动和噪声小。主要用于金属传送带、高速电力机车等。车等。 调速范围是指系统在额定负载时电动机的最高转速与最低调速范围是指系统在额定负载时电动机的最高转速与最低转速之比转速之比D，即，即 静差率是额定负载时的转速降落静差率是

18、额定负载时的转速降落nN与理想空载转速与理想空载转速n0之之比，即比，即 系统所要求的静差率越高，系统的调速范围越小，即静差系统所要求的静差率越高，系统的调速范围越小，即静差率限制了调速范围。率限制了调速范围。关系：关系：max22(1)NnsDns 直流交流调速系统小结直流交流调速系统小结max0 maxmin0 minNNnnnDnnn min0min0min02nnnnnsNN(1)clopDKD1opclnnK转速、电流双闭环调速系统的组成：转速、电流双闭环调速系统的组成：电流环电流环ACR在里面，称为内环，内环中有电流调节器和电在里面，称为内环，内环中有电流调节器和电流互感器；流互感

19、器；转速环转速环ASR在外面，称为外环，外环中有速度调节器和测速在外面，称为外环，外环中有速度调节器和测速发动机。发动机。为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用般都采用PIPI调节器。调节器。 采用闭环系统可以采用闭环系统可以 降低转速降落，降低转速降落， 降低静差率，降低静差率， 扩大调速范围。扩大调速范围。 1. 1. 变频调速原理变频调速原理 1)实质电压 与频率 成比例变化。 2)恒T变频调速中， 定值，过载能力 不变， 不变。 3)恒P变频调速中， 定值， 不变， 变；xUffUfExfUxmfUxm 在额定转速以下调节，采用恒磁通变频。在额定转速以下调节，采用恒磁通变频。 在额定转速以上调节，采用恒功率变频。在额定转速以上调节，采用恒功率变频。 为了得到更好的性能，可以将恒转矩调速与恒功率调速结为了得到更好的性能，可以将恒转矩调速与恒功率调速结合起来。合起来。 2. 变频调速系统分类变频调速系统分类 交交-交变频调速系统：直接变频调速交变频