电机与电气控制技术 试卷及答案 共8套

第2页，共5页《电机与电气控制技术》班级学号姓名第1页，共5页题号一二三四五六七八九十总分得分得分评卷人一、填空题（每空1分，共20分）1．变压器出厂检验需要做的实验是______和_______两项基本实验。2．直流电机中电枢是指________，三相异步电机中电枢是指________。3．直流电机的制动方法有、、、和、四种。其中种方法，制动时不能够把速度将为零；其中种方法，只适用于恒扭矩提升类负载。4．直流电机常用的调速方法有、、三种；其中种方法可提升电机速度。5．三相异步电机按转子结构可分为_____和_______两大类。6．三相异步电机的启动扭矩和最大扭矩与成正比。7．根据获得旋转磁场方式的不同，单相异步电机可分为________________和____________两大类。8．步进电动机又称脉冲马达，其功能是。二、选择题（每题2.5分，共20分）1．直流电动机在旋转一周的过程中，某一个电枢绕组元件（线圈）中所通过的电流（）A．直流电流B．交流电流C．相互抵消正好为零2．直流电动机的额定功率是指。（）A．额定运行时电机输入的电功率B．额定运行时电动机轴上输出的机械功率C．额定运行时的电磁功率3．决定电流互感器原边电流大小的因素。（）A．副边电流B．副边所接的负载C．变流比D．被测电路4．变压器在电路中不能改变下列哪个量？（）A．电压或电流B．阻抗C．相位D．频率5．桥式起重机在下放重物时，重物能保持一定的速度匀速下降，而不会象自由落体一样的落下，此时电机工作于下列哪个状态？（）A．倒拉反接制动状态B．反向电动状态C．回馈制动状态D．正向电动状态6．单相罩极异步电动机正常运行时，电机内的合成磁场是。（）A．脉动磁场B．圆形旋转磁场C．椭圆形旋转磁场7．步进电动机完成一次通电循环，则旋转。（）A．一个步矩角B．一个齿矩角C．半周D．一周8.已知三相交流异步电动机的极对数为2，使用频率为50Hz的交流电压供电，则旋转磁场的转速为()。A.3000r/minB.1500r/minC.750r/minD.1000r/min得分评卷人三、简答题（每题5分，共20分）1．为什么直流电动机一般情况下不能直接起动？如果直接起动会引起什么后果？2．绕线式三相异步电动机调速可采用的调速方法有哪些？3.什么是直流电动机的电枢反应？电枢反应对电动机有何影响？4．说明三相异步电动机在什么情况下它的转差率是下列数值：(1)S=1(2)0<S<1(3)S>1得分评卷人四、计算分析题(20分，每题10分)1．（10分）一台直流电动机其额定功率PN＝160kw，额定电压UN＝220V，额定效率ηN＝90%，额定转速nN＝3000r／min，求该电动机额定运行状态时的输入功率、额定电流及额定转矩各是多少。2．（10分）某台三相笼型异步电动机，额定功率PN=20KW，额定转速nN=970r/min，过载系数λm=2.0，起动系数λst=1.8，求该电动机的转差率、额定转矩TN、最大转矩Tm和起动转矩Tst。得分评卷人五、综合题（20分）如下图所示，由控制器、步进电机及其驱动器组成步进电机的驱动电路。步进电机驱动器，有16种步数（细分数）可选，细分数由驱动器上的拨位开关的第1、2、3、4位设定；此型号驱动器有16档输出电流可选，由驱动器上的拨位开关的SW7、SW8、SW9、SW10位设定。（1）假设用某步进电机驱动加工某零件，该电机的工作电流为3.1A，步进电机旋转一周发5000个脉冲，则驱动器上的拨位开关第1、2、3、4位如何设定？拨位开关SW7、SW8、SW9、SW10又如何设定？（8分）（2）若该步进电机由PLC驱动，PLC的Y0输出端给步进电机提供工作脉冲，Y1输出端控制电机正反转运行，请选择合适的PLC输出类型，并正确绘制PLC、驱动器及步进电动机的连接线。（12分）标准答案及评分标准《电机与电气控制技术》一、填空题（每空1分，共20分）1．短路实验、空载实验。2．电机转子；电机定子3．能耗制动、反接制动、倒拉反转制动和回馈制动；回馈制动，倒拉反转4．电枢回路串电阻、降低定子端电压、弱磁通调速；弱磁通调速5．鼠笼式和绕线式6.电枢电压的平方7.罩极式和分相式8.将电脉冲指令转为转速或位移指令二、选择题（每题2.5分，共20分）B、B、B、D、A、C、B、B三、简答题（每题5分，共20分）1．.答：起动瞬间转速n=0，电动势Ea=CeΦn=0，最初起动电流。若直接起动，由于Ra很小，Ist会达到十几倍甚至几十倍的额定电流，造成电机无法换向，同时也会过热，因此不能直接起动。2．绕线式三相异步电动机主要有两种调速方法：转子串电阻调速和定子降低端电压调速。3.什么是直流电动机的电枢反应？电枢反应对电动机有何影响？当电机有负载时，电枢绕组中有电流通过，也要产生一个磁场，叫做电抠磁场。在有负载的电机中，主磁场和电枢磁场是同时存在的。电枢磁场的存在对主磁场会产生影响，这种影响叫做电枢反应。直流电机的电枢反应引起的影响是：1）电机的主磁场发生畸变，磁极轴线发生了偏转。2）电机的主磁场被削弱。4.(1)电动机刚起动瞬间，n=0，此时S=1(2)电动机运行状态，此时电动机转速范围为0<n<n0。(3)电动机处于电磁制动运行状态，此时用外力矩拖动电动机向着与旋转磁场相反方向旋转，此时n<0，S>1四、计算分析题(20分)1.（10分）解：额定输入功率额定电流、额定转矩2．（10分）解：由题意得：n1=1000r/min转差率为：（3分）额定转矩TN：（3分）最大转矩Tm：（2分）起动转矩Tst：（2分）五、电路分析题（20分）（1）拨位开关第1、2、3、4位依次设定为1011；（3分）拨位开关SW7、SW8、SW9、SW10依次设定为1001。（3分）（2）PLC输出类型应该选择晶体管输出型。（2分）PLC、驱动器及步进电动机的连接线：（15分）题号一二三四五六七八九十总分得分得分评卷人一、填空题（每空1分，共20分）1．直流电机的励磁方式包括_____和_______两大类。其中他励还可分为____、_______和三类。2．直流电机常用的调速方法有、、三种；其中种方法可提升电机速度。3．三相异步电机按转子结构可分为_____和_______两大类。4．三相异步电机电动运行状态时，转差率的范围是。5．三相异步电机的启动扭矩和最大扭矩与成正比。6．三相异步电机常用的降压启动方法有、、三种。7．根据获得旋转磁场方式的不同，单相异步电机可分为________________和____________两大类。8．当某变压器运行时所带的负载（纯电阻）增加，则变压器二次侧电流________，二次侧端电压________。二、选择题（每题2.5分，共20分）1．直流电动机在旋转一周的过程中，某一个电枢绕组元件（线圈）中所通过的电流（）A．直流电流B．交流电流C．相互抵消正好为零2．决定电流互感器原边电流大小的因素。（）A．副边电流B．副边所接的负载C．变流比D．被测电路3．桥式起重机在下放重物时，重物能保持一定的速度匀速下降，而不会象自由落体一样的落下，此时电机工作于下列哪个状态？（）A．倒拉反接制动状态B．反向电动状态C．回馈制动状态D．正向电动状态4．步进电动机完成一次通电循环，则旋转。（）A．一个步矩角B．一个齿矩角C．半周D．一周5.下列哪一项是变压器变比压K错误的表达式的是()A.I2/I1B.N1/N2C.N2/N1D.U1/U26.额定容量为SN=100KVA,额定电压U1N/U2N=35000/400V的三相变压器，其副边额定电流为()A.2.86AB.1.65AC.250AD.144.34A7.增大电机端电压Ua时，电机的转速将______（填增大或减小）；增大电枢回路的调节电阻RT时，电机的转速将______。()A.增大、减小B.增大、增大C.减小、增大D.减小、减小8.以下哪些因素不致使直流电动机的机械特性硬度变化()A.电枢回路串电阻B.改变电枢电压C.减弱磁场D.增大励磁电流得分评卷人三、简答题（每题5分，共20分）1．简述电流互感器和电压互感器的用途和特点。2．什么是步进电机的固有步距角？固有步距角大小怎么计算？通过什么方法可提高步进电机的控制精度？3.什么是直流电动机的电枢反应？电枢反应对电动机有何影响？4．说明三相异步电动机在什么情况下它的转差率是下列数值：(1)S=1(2)0<S<1(3)S>1得分评卷人四、计算分析题(20分，每题10分)1．（10分）画出矢量图，写出其连接组别2．（10分）某台三相笼型异步电动机，额定功率PN=20KW，额定转速nN=970r/min，过载系数λm=2.0，起动系数λst=1.8，求该电动机的转差率、额定转矩TN、最大转矩Tm和起动转矩Tst。得分评卷人五、综合题（20分）如下图所示，由控制器、步进电机及其驱动器组成步进电机的驱动电路。步进电机驱动器，有16种步数（细分数）可选，细分数由驱动器上的拨位开关的第1、2、3、4位设定；此型号驱动器有16档输出电流可选，由驱动器上的拨位开关的SW7、SW8、SW9、SW10位设定。（1）假设用某步进电机驱动加工某零件，该电机的工作电流为3.1A，步进电机旋转一周发5000个脉冲，则驱动器上的拨位开关第1、2、3、4位如何设定？拨位开关SW7、SW8、SW9、SW10又如何设定？（8分）（2）若该步进电机由PLC驱动，PLC的Y0输出端给步进电机提供工作脉冲，Y1输出端控制电机正反转运行，请选择合适的PLC输出类型，并正确绘制PLC、驱动器及步进电动机的连接线。（12分）《电机与电气控制技术》一、填空题（每空1分，共20分）1．他励和自励、串励并励和复励。2．电枢回路串电阻、降低定子端电压、弱磁通调速；弱磁通调速3．鼠笼式和绕线式4．0<s<15．电枢电压的平方鼠笼式和绕线式6.电枢串电阻、星三角启动、自耦变压器启动7.罩极式和分相式8.电流变大，电压降低二、选择题（每题2.5分，共20分）B、B、A、B、B、D、A、B三、简答题（每题5分，共20分）1．.答：在交流电路的多种测量中，以及各种控制和保护电路中，应用着大量的互感器。互感器分为两种，一种是电流互感器，它的原理是应用电磁感应原理，将大电流变成小电流，特点是电流互感器在近似短路状态下工作，用以提供测量仪表及各种继电器信号保护的信号。另一种是电压互感器，它也是应用电磁感应原理，将高电压变为低电压，供测量仪表等使用。电压互感器的主要特点是它的副绕组近似在断路的状态下工作，副绕组电流很小。2．它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。可通过控制器细分设定来提高步进电机的控制精度。3.什么是直流电动机的电枢反应？电枢反应对电动机有何影响？当电机有负载时，电枢绕组中有电流通过，也要产生一个磁场，叫做电抠磁场。在有负载的电机中，主磁场和电枢磁场是同时存在的。电枢磁场的存在对主磁场会产生影响，这种影响叫做电枢反应。直流电机的电枢反应引起的影响是：1）电机的主磁场发生畸变，磁极轴线发生了偏转。2）电机的主磁场被削弱。4.(1)电动机刚起动瞬间，n=0，此时S=1(2)电动机运行状态，此时电动机转速范围为0<n<n0。(3)电动机处于电磁制动运行状态，此时用外力矩拖动电动机向着与旋转磁场相反方向旋转，此时n<0，S>1四、计算分析题(20分)1.（10分）解：额定输入功率额定电流、额定转矩2．（10分）解：由题意得：n1=1000r/min转差率为：（3分）额定转矩TN：（3分）最大转矩Tm：（2分）起动转矩Tst：（2分）五、电路分析题（20分）（1）拨位开关第1、2、3、4位依次设定为1011；（3分）拨位开关SW7、SW8、SW9、SW10依次设定为1001。（3分）（2）PLC输出类型应该选择晶体管输出型。（2分）PLC、驱动器及步进电动机的连接线：（15分）题号一二三四五六七八九十总分得分得分评卷人一、简答题（每题5分，共30分）1．变压器出厂时需要做何实验，实验的目的是什么?2．一般情况下直流电机能否直接启动？为什么？3.何为电机的制动运行？直流电机有哪几种制动方式？4．何为步进电机的步进角？对于三相双三拍的步进电机的步进角是多少？5．单相异步电机是否有自启动功能？为什么？6．简述三相交流电机的调速方式及其特点。得分评卷人二、计算题(50分)1．根据下图所示的绕组联结图画出向量图并确定出联结组别。（10分）（a）（b）2．如图所示是一电源变压器，一次绕组匝数为550匝，接电源220V，它有两个二次绕组，一个电压为36V，负载功率为36W，另一个电压为12V，负载功率为24W，不计空载电流，求：（8分）二次侧两个绕组的匝数；一次绕组的电流；变压器的容量至少应为多少？3．已知一台直流电动机铭牌数据如下：额定功率，额定电压，额定转速，额定效率，求该电动机的额定电流和额定输出转矩。(6分)4．一台他励直流发电机的额定数据为：，，电枢回路总电阻，空载损耗。试求额定负载下的电磁功率、电磁转矩及效率。（12分）5．一台三相异步电动机，额定功率，电网频率50Hz，额定电压380V，额定效率，额定功率因素，额定转速1470r/min，过载系数，启动系数。试求：（14分）（1）同步转速；（2）极对数；（3）额定电流；（4）额定负载时的转差率。（5）求额定转矩，最大转矩，启动转矩。得分评卷人三、综合题（20分）如下图所示，由控制器、步进电机及其驱动器组成步进电机的驱动电路。步进电机驱动器，有16种步数（细分数）可选，细分数由驱动器上的拨位开关的第1、2、3、4位设定；此型号驱动器有16档输出电流可选，由驱动器上的拨位开关的SW7、SW8、SW9、SW10位设定。（1）假设用某步进电机驱动加工某零件，该电机的工作电流为3.1A，步进电机旋转一周发5000个脉冲，则驱动器上的拨位开关第1、2、3、4位如何设定？拨位开关SW7、SW8、SW9、SW10又如何设定？（8分）（2）若该步进电机由PLC驱动，PLC的Y0输出端给步进电机提供工作脉冲，Y1输出端控制电机正反转运行，请选择合适的PLC输出类型，并正确绘制PLC、驱动器及步进电动机的连接线。（12分）《机电设备驱动系统组建与调试》一、简答题（每题5分，共30分）1．变压器在出厂时需要做的实验有：空载实验和短路实验。空载实验的目的为了确定变压器的变比和励磁参数；短路试验为了测定变压器的短路阻抗。2．一般情况下直流电机不可以直接启动，因为启动的瞬间转速为0，所以电机电枢电动势为0，电机所有的电压全部加载电枢绕组上，因为电枢绕组阻抗很小，电枢电流会非常大，可能烧坏电机。3.电机运行时如果电机转速和电机扭矩相反即为电机的制动运行。直流电机的制动方式有：能耗制动、反接制动、倒拉反转制动、回馈制动。4.步进电机没改变一次通电状态，转子所转过的角度成为步进角。对于三相双三拍的步进电机的步进角30度。5.单相异步电机有自启动功能，因为其定子绕组分为主绕组和辅助绕组，可以产生旋转磁场。6.三相交流电机的调速方法主要有：变频调速（机械特性好，可无级调速，一般用于调低转速，适用于各类负载），变极对数调速（适用于可变极对数三相电机，不通用），变转差率调速（鼠笼式采用将电压调速，适用于风机、泵类负载；绕线式电机采用）。二、计算题(50分)1.（10分）解：（a）联结组标号为Y，y8。（2分）（b），联结组标号为Y，d5。（2分）向量如下（每个图3分）（b）2．（8分）解：（1）N21=N1U21/U1=550×36÷220=90匝（1分）N22=N1U22/U1=550×12÷220=30匝（1分）（2）I21=P21/U21=36÷36=1A（1分）I22=P22/U22=24÷12=2A（1分）I1=I21U21/U1+I22U22/U1=1×36÷220+2×12÷220=0.27A（2分）（3）电阻性负载且不计空载电流：SN=I1U1=0.27×220=60VA（2分）3．（6分）解：电动机输出额定转矩等于其输出功率除以其机械角速度：（2分）（2分）（2分）4．（12分）解：电机额定电流，即额定电枢电流为（2分）额定负载时的电枢电动势为（2分）额定负载时的电磁功率为（1分）电磁转矩为（2分）铜损耗为（1分）总损耗为（2分）效率为（2分）5.（14分）解：极对数（2分）同步转速（2分）额定电流（2分）（2分）（2分）（2分）（2分）三、综合题（20分）（1）拨位开关第1、2、3、4位依次设定为1011；（3分）拨位开关SW7、SW8、SW9、SW10依次设定为1001。（3分）（2）PLC输出类型应该选择晶体管输出型。（2分）PLC、驱动器及步进电动机的连接线：（12分）题号一二三四五六七八九十总分得分得分评卷人一、简答题（每题5分，共30分）1．何为直流电机的电枢反应?2．何为电机的铜损？何为电机的铁损？哪一个是可变损耗？3.何为有功功率、何为无功功率？4．简述单相异步电机的分类？5．何为步进电机的步进角？对于三相双三拍的步进电机的步进角是多少？6．启动时如果采用直接启动，则对于直流电机、交流电机主要考虑什么问题？得分评卷人二、计算题(50分)1．根据下图所示的绕组联结图画出向量图并确定出联结组别。（10分）（a）（b）2．已知图中变压器一次绕组1—2接220V电源，二次绕组3—4、5—6的匝数都为一次绕组匝数的一半，额定电流都为1A。（8分）在图上标出一、二次绕组的同名端的符号。该变压器的二次侧能输出几种电压值？各如何接线？（3）有一负载，额定电压为110V，额定电流为1.5A，能否接在该变压器二次侧工作？如果能的话，应如何接线？3．已知一台直流电动机铭牌数据如下：额定功率，额定电压，额定转速，额定效率，求该电动机的额定电流和额定输出转矩。(6分)4．一台并励直流电动机，并联于220V的电网上运行，已知a=1，p=2，z=398，，电枢回路总电阻（包括电刷接触电阻），求：（12分）（1）此电机是发电机还是电动机？（2）电机的电磁转矩多大？（3）电机效率是多少？5．一台三相异步电动机，额定功率，电网频率50Hz，额定电压380V，额定效率，额定功率因素，额定转速1470r/min，过载系数，启动系数。试求：（14分）（1）同步转速；（2）极对数；（3）额定电流；（4）额定负载时的转差率。（5）求额定转矩，最大转矩，启动转矩。得分评卷人三、综合题（20分）1.如图所示是一个三相异步电机的控制电路图。（1）请简要分析图示电路的工作原理及主要实现的功能。（10分）（2）假设某人操作的时候，按下SB2电机正常运行；稳定运行一段时间后，按下SB3,电机强烈震颤后突然停止运转，并且再次按下SB2，SB3电机没有任何反应，请分析一下电路可能出现了什么故障，是什么原因引起了这个故障，至少说出两种可能。（10分）《电机与电气控制技术》一、简答题（每题5分，共30分）1．直流电机运行时，电枢中的交变电流所产生的磁场对主磁场的影响成为电枢反应。作用有两点：1、削弱了主磁场的强度；2、使主磁场的方向发生畸变。2．电机电枢绕组中存在电阻，有这部分电阻所产生的损耗称为铜损，是有功损耗，由于电枢电流和负载有关，所以是可变损耗。铁损是由于交变磁场在电枢铁芯中产生的损耗，该损耗和交变频率有关，是不变损耗。3.有功功率就是被真实消耗的功率，无功功率就是没有被用于损耗，电网中用于交换的功率。4.单相异步电机可分为：罩极式电机、分相式电机；其中分相式电机又可分为：电阻分相式、电容启动式、电容运转式、电容启动运转式。5.步进电机没改变一次通电状态，转子所转过的角度成为步进角。对于三相双三拍的步进电机的步进角30度。6.对于直流电机采用直接启动时因为启动的瞬间转速为0，电枢电流会非常大，可能烧坏电机。对于交流电机启动时主要考虑其过大的启动电流会将电网电压拉低，引起其他并联电器误动作，但只要电网容量足够大，是可以直接启动的。二、计算题(50分)1.（10分）解：（a）联结组标号为Y，d3。（2分）（b），联结组标号为Y，d3。（2分）向量如下（每个图3分）（b）2．（8分）解：（1）同名端标注如下（2分）（2）输出110V、220V两种电压值。输出110V电压：绕组3—4单独输出；绕组5—6单独输出；绕组3—4、5—6的同名端3与6、4与5分别并联输出。（2分）输出220V电压：绕组3—4、5—6的异名端3与5（或4与6）相串联，4与6（或3与5）之间输出。（2分）（3）绕组3—4、5—6的同名端3与6、4与5分别并联输出。（2分）3．（6分）解：电动机输出额定转矩等于其输出功率除以其机械角速度：（2分）（2分）（2分）4．（12分）解：（1）按已知电机参数可求出电机的感应电动势：（2分）电机并在220V电网上，这时，因此是电动机运行。（2）求电磁转矩T：（2分）（2分）（3）电磁功率：或输出功率：（2分）输入功率：（2分）效率：（2分）5.（14分）解：极对数（2分）同步转速（2分）额定电流（2分）（2分）（2分）（2分）（2分）三、综合题（20分）原理分析及主要功能本电路是一个三相异步电机的按钮、接触器双重互锁的双向运行控制电路，主要实现三相电机的正反转控制。（3分）按下SB1交流互感器KM1得电，其主控开关闭合，电机正转，同时其辅助常闭开关断开，保证KM2不能得电，实现互锁。（3分）同理，按下SB2，KM2得电电机翻转。（1分）SB3是急停按钮，按下SB3，KM1、KM2都不得电，电机停止运转。（3分）可能出现的故障1.可能是热继电器FR因为过载导致控制电路当中对应的常闭开关FR断开。出现的原因是电机正转的时候，按下SB3相当于反接制动，电流非常大，应该接限流电阻，这里没有，导致过载。（5分）2.可能因为电流过载熔断器FU1或FU2烧断了，电流过载原因如答案1。(5分)题号一二三四五六七八九十总分得分得分评卷人一、填空题(每空1分,共20分)1.直流电机按其工作原理的不同可分为______和______

两大类。把机械能转变成电能的电机叫________，而将电能转变成机械能的电机叫____

。2.依据负载转矩与运动方向的关系，可以将恒转矩型的负载转矩分为和。3.交流以下、直流以下为低压，在此电压范围内使用的电器元件，统称低压电器4.根据构造不同，三相异步电机主要可分为和两大类。5.步进电动机齿与齿之间的角度称为。 6.低压断路器具有、和保护功能。7.变压器可以变的量是

、

和

不能变

。8.直流电动机的起动方法有____________，______________。得分评卷人二、单项选择题(本大题共10小题，每题2分，共20分)1.起重机起吊重物升降时，负载的机械特性是______。 ()A．恒功率型 B．位能性恒转矩C．反抗性恒转矩 D．直线型2.下面哪个部分是属于直流电动机定子部分？()A．换向器 B．电枢绕组C．主磁极D．风扇3.直流电动机调速系统，若想采用恒功率调速，则可改变______。 ()A．Ce B．UC．IaD．Φ4.三相异步电动机的固有机械特性四个特殊点，不包含______。()A．理想空载点 B．启动工作点C．负载工作点D．临界工作点5.鼠笼式异步电动机不采用方法启动。()A．转子回路串启动电阻 B．全压启动C．自耦变压器降压D．Y-∆降压启动6.直流电动机按励磁方法分为。()A.一类B.二类C.三类D.四类7.直流他励电动机的制动状态不包括。()A.反馈制动B.反接制动C.加速制动D.能耗制动8.若想改变步进电动机的角位移量，只要改变。()A．输入电脉冲频率B．输入电脉冲个数C．通电顺序D．输入电脉冲幅值9.大型异步电动机不允许直接起动，其原因是。()A、机械强度不够B、电机温升过高C、起动过程太快D、对电网冲击太大10.直流电动机的额定功率是指

。()A额定运行时电机输入的电功率 B额定运行时电动机轴上输出的机械功率C额定运行时的电磁功率得分评卷人三、简答题，(本大题共4小题，每题5分，共20分)1.为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？2.当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？3.将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动机是否会反转？为什么？4.为什么热继电器不能做短路保护而只能作长期过载保护？得分评卷人四、作图题(本大题共2小题,共20分)1.根据下列变压器接线图，判定其联结组别（画出向量图）画出三相异步电动机正反转控制电路。得分评卷人五、计算题(本大题共2小题，共20分)1.(10分)一台直流他励电动机，其额定数据为：,，，，。试求：（1）额定转矩，额定电枢电流；（2）直接启动时的启动电流；2.(10分)Y180M-2型三相异步电动机，PN=22kW，UN=380V，三角形联结，IN=42.2A，额定输入功率P1N=24.7kW，额定转差率SN=0.02.求该电机的额定转速nN、额定功率因数λN和额定效率ηN。《电机与电气控制技术》一、填空题,(本大题共8小题,20分)1.电动机、发电机、发电机、电动机2.反抗性转矩，位能负载转矩 3.1200V，1500V4.鼠笼式；绕线式5.齿距角6.短路，过载，欠压7.电压、电流、阻抗、频率8.电枢串电阻起动、降压起动二、单项选择题,(本大题共10小题,20分)1.B2.C3.D4.C5.A6.D7.C8.B9.D10.B三、简答题,(本大题共3小题,18分)1.电动机在未启动前n=0,E=0,而Ra很小,所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时,启动电流将很大.Ist=UN/Ra2.因为负载增加n减小,转子与旋转磁场间的相对转速(n0-n)增加,转子导体被磁感线切割的速度提高,于是转子的感应电动势增加,转子电流增加,定子的感应电动势因为转子的电流增加而变大,所以定子的电流也随之提高。3.如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调,例如将B,C两根线对调,即使B相遇C相绕组中电流的相位对调,此时A相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转,与未对调的旋转方向相反.4.由于热继电器有热惯性，大电流出现时他不能立即动作，故热继电器不能做短路保护。四、作图题(本大题共2小题,20分)1.2.五、计算题(本大题共2小题,20分)1.（3分）（3分）（4分）2p=2,故n0=3000r/min（3分）nN=(1-sN)n0=(1-0.02)*3000r/min=2940r/min（3分）λN=cosφ1N=P1N/1.73UNIN=0.89（3分）ηN=PN/P1N*100%=22/24.7*100%=89%（3分）题号一二三四五六七八九十总分得分得分评卷人一、填空题(每空1分,共20分)1.直流电机按其工作原理的不同可分为______和______

两大类。把机械能转变成电能的电机叫________，而将电能转变成机械能的电机叫____

。2.直流他励电动机的制动状态分为、、。3.直流电动机通常按励磁方法来分类，分为他励、、和四种。4.直流他励电动机反接制动分为和。5.在交流电动机中，旋转磁场的旋转速度被称为。 6.低压断路器具有、和保护功能。7.依据负载转矩与运动方向的关系，可以将恒转矩型的负载转矩分为和。。8.直流电动机的起动方法有____________，______________。得分评卷人二、单项选择题(本大题共10小题，每题2分，共20分)1．变压器的作用有改变电压，改变电流和改变（）。A.阻抗B.参数C.频率D.功率2．电动机的额定功率是指。（）A．额定运行时电机输入的电功率B．额定运行时的电磁功率C．额定运行时电动机轴上输出的机械功率3．Y80L-4型号中80指的是（）A．中心高度B．额定电流C．额定电压D．轴距4.变压器的额定频率即是所设计的运行频率，我国为（）Hz。A.30B.40C.50D.605．下列部分属于直流电机转子部分的是（）A．换向磁极B．电刷装置C．换向装置D.机座6.下列哪一项是变压器变比压K错误的表达式的是（）A.I2/I1B.N1/N2C.N2/N1D.U1/U27.已知三相交流异步电动机的极数为4，使用频率为50Hz的交流电压供电，则旋转磁场的同步转速为()。A.3000r/minB.1500r/minC.750r/minD.1000r/min8.三相异步电动机在运行中，把定子两项反接，则转子的转速会（）。A.升高B.下降一直到停转C.下降至零后再反向旋转D.下降至某一稳定转速9.变压器是一种（

）的电气设备，它利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电转变成同频率的另一种电压等级的交流电。A.滚动B.静止C.旋转D.滑动10.三相异步电机的额定速度（）同步转速。A.大于B.小于C.等于D.大于等于得分评卷人三、简答题，(本大题共4小题，每题5分，共20分)1.为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？2..直流他励电动机启动时，是否允许在加上励磁电流之前就把电枢电压加上？这时会产生什么后果（试从TL=0和TL=TN两种情况加以说明）3.三相异步电动机在相同电源电压下，满载和空载启动时，启动电流是否相同？启动转矩是否相同？4.为什么热继电器不能做短路保护而只能作长期过载保护？得分评卷人四、作图题(本大题共2小题,共20分)1.根据下列变压器接线图，判定其联结组别（画出向量图）画出直流电机的四种励磁方式。得分评卷人五、计算题(本大题共2小题，共20分)1.(10分)一台直流他励电动机，其额定数据为：,，，，。试求：（1）额定转矩，额定电枢电流；（2）直接启动时的启动电流；2.(10分)一台三相异步电动机，其额定数据如下：PN＝5kW，UN＝220V／380V，nN＝2860r／min，IN=18.33/10.62A，Ist/IN=7，Tst/TN=2.4，Tmax/TN=2.5。试求：(1)电源线电压为220V时，能否采用Y/△降压启动?(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Tmax为多少？《电机与电气控制技术》一、填空题,(本大题共8小题,20分)1.电动机、发电机、发电机、电动机2.反馈制动反接制动能耗制动 3.并励串励复励4.电源反接制动倒拉反接制动5.同步转速6.短路，过载，欠压7.反抗性转矩，位能负载转矩 8.电枢串电阻起动、降压起动二、单项选择题,(本大题共10小题,20分)1.A2.C3.A4.C5.C6.C7.B8.C9.B10.B三、简答题,(本大题共3小题,18分)1.电动机在未启动前n=0,E=0,而Ra很小,所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时,启动电流将很大.Ist=UN/Ra2.直流他励电动机启动时,一定要先把励磁电流加上使因为主磁极靠外电源产生磁场.如果忘了先合励磁绕阻的电源开关就把电枢电源接通，TL=0时理论上电动机转速将趋近于无限大,引起飞车,TL=TN时将使电动机电流大大增加而严重过载.3.三相异步电动机在相同电源电压下，满载和空载启动时，启动电流和启动转矩都相同。Tst=KR2u2/(R22+X220)I=4.44f1N2/R与U，R2，X20有关。4.由于热继电器有热惯性，大电流出现时他不能立即动作，故热继电器不能做短路保护。四、作图题(本大题共2小题,20分)1.串励式电动机2.串励式电动机他励式发电机他励式发电机nrf并励式电动机复励式发电机并励式电动机复励式发电机五、计算题(本大题共2小题,20分)1.（3分）（3分）（4分）2.（1）能采用Y/△降压启动（3分）（2）(A)（3分）（3分）因启动的必要条件是，所以能启动的最大负载转矩TLmax为13.36Nm（1分）题号一二三四五六七八九十总分得分得分评卷人一、填空题（每空1分，共20分）1．变压器出厂检验需要做的实验是______和_______两项基本实验。2．直流电机中电枢是指________，三相异步电机中电枢是指________。3．直流电机的制动方法有、、、和、四种。其中种方法，制动时不能够把速度将为零；其中种方法，只适用于恒扭矩提升类负载。4．直流电机常用的调速方法有、、三种；其中种方法可提升电机速度。5．三相异步电机按转子结构可分为_____和_______两大类。6．三相异步电机的启动扭矩和最大扭矩与成正比。7．根据获得旋转磁场方式的不同，单相异步电机可分为________________和____________两大类。8．步进电动机又称脉冲马达，其功能是。二、选择题（每题2.5分，共20分）1．直流电动机在旋转一周的过程中，某一个电枢绕组元件（线圈）中所通过的电流（）A．直流电流B．交流电流C．相互抵消正好为零2．直流电动机的额定功率是指。（）A．额定运行时电机输入的电功率B．额定运行时电动机轴上输出的机械功率C．额定运行时的电磁功率3．决定电流互感器原边电流大小的因素。（）A．副边电流B．副边所接的负载C．变流比D．被测电路4．变压器在电路中不能改变下列哪个量？（）A．电压或电流B．阻抗C．相位D．频率5．桥式起重机在下放重物时，重物能保持一定的速度匀速下降，而不会象自由落体一样的落下，此时电机工作于下列哪个状态？（）A．倒拉反接制动状态B．反向电动状态C．回馈制动状态D．正向电动状态6．单相罩极异步电动机正常运行时，电机内的合成磁场是。（）A．脉动磁场B．圆形旋转磁场C．椭圆形旋转磁场7．步进电动机完成一次通电循环，则旋转。（）A．一个步矩角B．一个齿矩角C．半周D．一周8.已知三相交流异步电动机的极对数为2，使用频率为50Hz的交流电压供电，则旋转磁场的转速为()。A.3000r/minB.1500r/minC.750r/minD.1000r/min得分评卷人三、简答题（每题5分，共20分）1．为什么直流电动机一般情况下不能直接起动？如果直接起动会引起什么后果？2．绕线式三相异步电动机调速可采用的调速方法有哪些？3.什么是直流电动机的电枢反应？电枢反应对电动机有何影响？4．说明三相异步电动机在什么情况下它的转差率是下列数值：(1)S=1(2)0<S<1(3)S>1得分评卷人四、计算分析题(20分，每题10分)1．（10分）一台直流电动机其额定功率PN＝160kw，额定电压UN＝220V，额定效率ηN＝90%，额定转速nN＝3000r／min，求该电动机额定运行状态时的输入功率、额定电流及额定转矩各是多少。2．（10分）某台三相笼型异步电动机，额定功率PN=20KW，额定转速nN=970r/min，过载系数λm=2.0，起动系数λst=1.8，求该电动机的转差率、额定转矩TN、最大转矩Tm和起动转矩Tst。得分评卷人五、综合题（20分）如下图所示，由控制器、步进电机及其驱动器组成步进电机的驱动电路。步进电机驱动器，有16种步数（细分数）可选，细分数由驱动器上的拨位开关的第1、2、3、4位设定；此型号驱动器有16档输出电流可选，由驱动器上的拨位开关的SW7、SW8、SW9、SW10位设定。（1）假设用某步进电机驱动加工某零件，该电机的工作电流为3.1A，步进电机旋转一周发5000个脉冲，则驱动器上的拨位开关第1、2、3、4位如何设定？拨位开关SW7、SW8、SW9、SW10又如何设定？（8分）（2）若该步进电机由PLC驱动，PLC的Y0输出端给步进电机提供工作脉冲，Y1输出端控制电机正反转运行，请选择合适的PLC输出类型，并正确绘制PLC、驱动器及步进电动机的连接线。（12分）《电机与电气控制技术》一、填空题（每空1分，共20分）1．短路实验、空载实验。2．电机转子；电机定子3．能耗制动、反接制动、倒拉反转制动和回馈制动；回馈制动，倒拉反转4．电枢回路串电阻、降低定子端电压、弱磁通调速；弱磁通调速5．鼠笼式和绕线式6.电枢电压的平方7.罩极式和分相式8.将电脉冲指令转为转速或位移指令二、选择题（每题2.5分，共20分）B、B、B、D、A、C、B、B三、简答题（每题5分，共20分）1．.答：起动瞬间转速n=0，电动势Ea=CeΦn=0，最初起动电流。若直接起动，由于Ra很小，Ist会达到十几倍甚至几十倍的额定电流，造成电机无法换向，同时也会过热，因此不能直接起动。2．绕线式三相异步电动机主要有两种调速方法：转子串电阻调速和定子降低端电压调速。3.什么是直流电动机的电枢反应？电枢反应对电动机有何影响？当电机有负载时，电枢绕组中有电流通过，也要产生一个磁场，叫做电抠磁场。在有负载的电机中，主磁场和电枢磁场是同时存在的。电枢磁场的存在对主磁场会产生影响，这种影响叫做电枢反应。直流电机的电枢反应引起的影响是：1）电机的主磁场发生畸变，磁极轴线发生了偏转。2）电机的主磁场被削弱。4.(1)电动机刚起动瞬间，n=0，此时S=1(2)电动机运行状态，此时电动机转速范围为0<n<n0。(3)电动机处于电磁制动运行状态，此时用外力矩拖动电动机向着与旋转磁场相反方向旋转，此时n<0，S>1四、计算分析题(20分)1.（10分）解：额定输入功率额定电流、额定转矩2．（10分）解：由题意得：n1=1000r/min转差率为：（3分）额定转矩TN：（3分）最大转矩Tm：（2分）起动转矩Tst：（2分）五、电路分析题（20分）（1）拨位开关第1、2、3、4位依次设定为1011；（3分）拨位开关SW7、SW8、SW9、SW10依次设定为1001。（3分）（2）PLC输出类型应该选择晶体管输出型。（2分）PLC、驱动器及步进电动机的连接线：（15分）题号一二三四五六七八九十总分得分得分评卷人一、填空题（每空1分，共20分）1．直流电机的励磁方式包括_____和_______两大类。其中他励还可分为____、_______和三类。2．直流电机常用的调速方法有、、三种；其中种方法可提升电机速度。3．三相异步电机按转子结构可分为_____和_______两大类。4．三相异步电机电动运行状态时，转差率的范围是。5．三相异步电机的启动扭矩和最大扭矩与成正比。6．三相异步电机常用的降压启动方法有、、三种。7．根据获得旋转磁场方式的不同，单相异步电机可分为________________和____________两大类。8．当某变压器运行时所带的负载（纯电阻）增加，则变压器二次侧电流________，二次侧端电压________。二、选择题（每题2.5分，共20分）1．直流电动机在旋转一周的过程中，某一个电枢绕组元件（线圈）中所通过的电流（）A．直流电流B．交流电流C．相互抵消正好为零2．决定电流互感器原边电流大小的因素。（）A．副边电流B．副边所接的负载C．变流比D．被测电路3．桥式起重机在下放重物时，重物能保持一定的速度匀速下降，而不会象自由落体一样的落下，此时电机工作于下列哪个状态？（）A．倒拉反接制动状态B．反向电动状态C．回馈制动状态D．正向电动状态4．步进电动机完成一次通电循环，则旋转。（）A．一个步矩角B．一个齿矩角C．半周D．一周5.下列哪一项是变压器变比压K错误的表达式的是