《运动控制基础》试卷2答案
一、 选择填空（20分）
4、一般情况下，他励直流电动机减小励磁电流，转子转速 B 。A、不变；B、升高；C、降低。
7、某三相变压器，SN=630kVA，Y，d联接，U1N/U2N=35kV/6.3kV，一次侧和二次侧的额定电流为 D 。
A、I1N=6A，I2N=33.3A； B、I1N=10.39A，I2N=33.3A； C、I1N=6A，I2N=57.73A； D、I1N=10.39A，I2N=57.73A；
8、变压器带容性负载，则负载越大二次侧端电压 D 。A、不变；B、越低；C、越高；D、上述三种情况均可发生。 9、单相变压器绕组内的感应电势在相位上 A 。
A、滞后于主磁通90?； B、超前于主磁通90?； C、滞后于主磁通180?；D、超前于主磁通180?。
10、三相异步电动机采用Y－△起动，若直接起动电流为15A，直接起动转矩为60N·m，则降压起动电流为 B ，起动转矩为 C 。 A、8.66A； B、5A； C、20 N·m； D、60 N·m。 11、三相异步电动机采用变极调速，Y－YY属于 A 调速方式，△－YY属于 B 调速方式。 A、恒转矩；B、恒功率；C、非恒转矩也非恒功率。 12、对于异步电动机，随负载变化而变化的损耗有 A 。
A、定子铜耗、转子铜耗、杂散损耗； B、定子铜耗、铁耗、杂散损耗； C、铁耗、杂散损耗、机械损耗； D、铁耗、机械损耗。
?增大时，转速 C 。A、减小； B、不变； C、增加。 13、超同步双馈调速中，当附加电势U2s二、简答题（34分）
4、三相异步电动机采用变频调速方案，当在基频以下调速时，为什么在改变定子频率的同时必须改变定子电压的大小？ 答：由三相异步电机定子电压方程可知：U1?E1?4.44f1N1kw1?m，为了确保变频调速中电机的主磁通不变，定子电压和频率必须协调控制，亦即变频的同时必须调压。
5、（7分）给出三种三相异步电机可能发生回馈制动的情况，并简述回馈制动时电机定子侧有功功率和无功功率的方向。 答：（1）对于位能性负载，采用定子两相绕组对调的反接制动时； （2）变极调速由少极向多极的转换过程中； （3）变频调速由高频向低频的转换过程中。 回馈制动时，电机定子侧从电网吸收无功功率，而向电网发送有功功率。 三、计算题（46分）
1、（14分）一台他励直流电动机的数据为：
PN?29KW,UN?440V，
IN?80A，nN?1000r/min，
Ra?0.4?，电动机拖动位能性恒转矩负载TL?0.8TN，忽略空载损耗，试求：
（1）电动机以转速600转/分吊起负载（TL（2）用哪几种方法可使负载（TL（3）在600转/分时吊起负载（TL最后稳定下放的速度为多少？
解：(1)
，求这时串接在电枢电路内的电阻值。 ?0.8TN）
?0.8TN）以600转/分的转速下放，求每种方法中电枢电路内的串接电阻值。
，忽将电枢反接，并使电枢电流不超过1.5IN，电枢回路应串多大的电阻，?0.8TN）
Ce?N?UN?INRa440?80?0.4??0.408
nN1000R?1?UN?Ce?Nn440?0.408?600?Ra??0.4?2.65(?)
0.8IN0.8?80（2）可以有两种方法使重物以600r/min下放 能耗制动时： R?2?Ce?NnE0.408?600?Ra??0.4?3.425(?)
0.8IN0.8?80 倒拉反接时： R?3?UN?Ce?NnE440?0.408?600?Ra??0.4?10.3 (?)
0.8IN0.8?80注：不可以采用电压反接制动方法，因为最后稳定转速
（3）Ran?n0。
?R??UN?Ce?Nn440?0.408?600??5.7 (?)
1.5IN1.5?80n??UN?0.8IN(Ra?R?)440?0.8?80?5.7????1972 (r/min )Ce?N0.4083、（12分）已知一台三相异步电动机，数据如下：PN?37kW，UN?380V，nN?965r/min，fN?50Hz，定
子绕组为Y接法，额定运行时pCu1? pFe?2.2kW，cos?1N?0.88，机械损耗pmec?1.1kW，忽略杂散损耗，计算在额定负载时的（1）转差率 （2）转子铜耗（3）电磁转矩和输出转矩 （4）效率?（5）定子电流 解：（1）由电机的额定转速可以推出，电机为6极电机，同步速为1000r/min，所以额定负载时的转差率为
sN?n1?nN1000?965??0.035 n11000（2）由异步机的功率流程可知
Pem?P2?pcu2?pmec?p?
额定状态下，忽略杂散损耗
考虑到：Pcu2?sPem 得Pem?PN?sNPem?pmec 则，Pem?PN?pmec37?1.1??39.5kW
1?sN1?0.035Pcu2?sPem?0.035?39.5?1.38kW
（3）电磁转矩： TemPem39.5?10339.5?103????377.4N?m
2?f1?12?3.14?50/3pPN37?10337?103???366.3N?m 输出转矩：T2?2?nN?2?3.14?965/6060（4）总损耗：效率：???p?pcu1?pcu2?pFe?pmec?2.2?1.1?1.38?4.68kW
PN?100%?89%
PN??P（5）由PN?3UNINcos?1N?
PN37?103??71.8A 则定子电流IN?3UNcos?1N?1.732?380?0.88?0.894、（10分）画相量图判别图示三相变压器的联结组标号
解：
《运动控制基础》试卷3答案
一、
选择填空（20分）：
1、他励直流电动机电枢回路串电阻越大，转子转速 C 。A、不变；B、升高；C、降低。 3、某直流电动机采用弱磁调速（?1?N），若带恒转矩负载TL?TN，其电枢电流为 C ；若带恒功率负载PL?PN，21其电枢电流为 A 。A、IN；B、IN；C、2IN。
2?4、并联到大电网上运行的同步电动机工作过励状态，负载转矩保持不变，若减小转子励磁电流，则定子电枢电流 B 。
A、先增大后减小；B、先减小后增大；C、保持不变。
6、根据电力拖动系统稳定运行的条件，下图中A点 A ，B点 B 。A、稳定；B、不稳定；C、临界稳定。
L2 ? T B n A TL1 0 Tem 7、某三相变压器，Y，d联接，U1N/U2N=35kV/6.3kV，二次侧的额定电流为57.73A，则变压器的容量和一次侧的额定电流为 D 。A、SN=630kVA，I1N=6A；B、SN=364kVA，I1N=10.39A；C、SN=364kVA，I1N=6A； D、SN=630kVA，I1N=10.39A。 8、对于变压器来说，正弦波磁通对应着 A 电流。A、尖顶波 B、平顶波 C、正弦波
9、保持三相异步电动机的供电电源频率不变，当采用降压调速时，转子绕组所产生的磁势相对定子的速度 C 。 A、升高；B、降低；C、不变。
10、三相异步电动机采用Y－△起动相当于自耦变压器降压起动抽头为 C 的情况。 A、3； B、1/3； C、1/3。 12、变压器带阻性负载，则负载越大二次侧端电压 B 。 A、不变；B、越低；C、越高；D、上述三种情况均可发生。 13、对于异步电动机来讲，其转差率s在电磁制动状态 B ，发电机运行状态 A ，电动运行状态 C 。 A、s < 0；B、s > 1；C、0 < s ≤ 1。
14、变极调速时，同时改变定子电流相序，则可保证调速前后电动机的 B 不变，变极调速一般采用 D 式电动机。
A、转速； B、转向；C、绕线； D、鼠笼 二、
简答题 (42分，每小题7分) ：
1、试证明他励直流电动机的降压调速和串电阻调速属于恒转矩调速性质。 证明：调压、调阻时，???N，若在调速时中，保持Ia?IN，则
T容?G?NIN?TN?常数 （忽略T0,Tem?TL）
P容?Tem??TNn?C1n（忽略P0,P?P2）
9550可见，调压、调阻时，从高速到低速，容许输出转矩为恒值，所以这两种调速方式都为恒转矩调速方式，而容许输出功率正比于转速，P?n
2、什么是凸极式同步电动机的矩角特性？隐极式同步电动机工作在什么功角范围内才能稳定运行？ 答：凸极式同步电动机的矩角特性为电磁转矩和功率角的关系，表达式为：
TemPemmE0U1mU211??sin??(?)sin2??1xd?12?1xqxd隐极式同步电动机工作在 0 ? ?范围内才能稳定运行？ ?9004、电力拖动系统中的直流电动机如果直接起动会出现什么现象？ 答：起动时首先使???n，再加Ua这时n?0 Ea?Ce?n?0 若直接起动，即Ua?UN R?Ra 则 Ist?UN????IN 通常Ist??10~20?IN Ra危害：（1）导致换向困难，换向器表面产生强烈火花或环火可能烧毁电机 （2）产生过大的Tst?G?NIst?dn??，可能损坏机械传动部件 dt（3）引起电网电压波动影响接于同一电网的其他电器设备的正常运行 所以直流电动机不允许直接起动。
5、如何根据转差率的数值来判断异步电动机的三种运行状态？三种状态时电功率和机械功率的流向如何？
答：电动机工作状态：转子转速n应为0
发电机工作状态：转子转速n应大于同步转速n1，即n>n1。转差率s<0。在发电机工作状态是电功率为输入，机械功率为输出。
电磁制动工作状态：转子转速n应和同步转速n1转向相反，即n<0为负数，转差率s>1。在电磁制动工作状态是，电功率和机械功率都为输入，最后转化为电机中的损耗。 6、给出三种异步电机改变转差率的调速方法。
答：（1）改变定子电压的调压调速；
（2） 绕线式异步电动机的转子串电阻调速； （3）电磁离合器调速；
（4）绕线式异步电动机的双馈调速与串级调速。 三、
计算题：（38分）：
1、（10分）某他励直流电动机的数据为：
PN?15KW,UN?220V,IN?80A,nN?1000r/min,Ra?0.2?。
电动机拖动反抗性恒转矩负载，其大小为0.8TN，运行在固有特性上。
（1）停车时采用电压反接制动，最大制动转矩为2TN,求电枢需要串入的电阻值。
（2）反接制动到转速为0.3nN时，为了使电机不致反转，改换成能耗制动，制动转矩仍为0.8TN，求电枢需要串入的电阻值。
（3）绘出上述制动停车的机械特性。 解：（1）制动前电枢反电势为Ea?UN?IaRa?220?64?0.2?207.2V
R??UN?Ea220?207.7?Ra??0.2?2.47(?)
2IN2?80（2）电动机的额定电枢电势为
EaN?UN?IaRa?220?80?0.2?240(V)
进行能耗制动前的电枢电枢为
Ea?0.3nNEaN?0.3?240?61.2(V) nNEa61.2?Ra??0.2?0.183(?) 2IN2?80R??（3）略
2、（10分）某三相绕线式异步电动机的额定数据如下：PN?30kW,UN?380V，f1N?50Hz，nN?720r/min，
??0.15? r2（1）额定转差率
（2）现用转子回路串电阻的方法使TL?TN时的转速降为n?500r/min，试求应在每相转子绕组内串入的电阻值； （3）若为位能性负载，且负载转矩为TL?TN，现在转子每相串入电阻R??4?，问：该拖动系统能否进入转速反向的反接制动状态？
解：（1）由电机的额定转速可以推出，电机为8极电机，同步速为750r/min，所以额定负载时的转差率为
sN?n1?nN750?720??0.04 n1750(2) 转速为500r/min时的转差率为
2017年12月山大网络运动控制基础试题2答案
