1387電氣傳動與調速系統

試卷代號：1387國家開放大學2022年春季學期期末統一考試電氣傳動與調速系統試題2022年7月一、選擇題（10小題，每小題3分.共30分）1.當傳動系統做旋轉運動時，作用在電動機軸上的電磁轉矩T和負載轉矩TL之差ΔT稱為動態(tài)轉矩，即ΔT=T-TL，當AT>O，即dn/dt>O時，系統處于(D)運行狀態(tài)。 A.勻速 B.減速 C.靜止 D.加速2.如圖所示的負載機械特性屬于(A)。 A.反抗性恒轉矩負載機械特性 B.位能性恒轉矩負載機械特性 C.恒功率負載機械特性 D.直線型負載機械特性3.直流電機的電樞鐵芯是電機(A)的一部分。 A.磁路 B.電路 C.定子 D.主磁極4.如圖所示為他勵直流電動機的機械特性曲線組，表示的是(B)的人為機械特性。 A.電樞回路串電阻 B.降低電源電壓 C.減弱磁通 D.增大磁通5.一臺6極三相異步電動機，定子電流頻率為60Hz，電機正常運行時，定子旋轉磁場的轉速為(D)。 A.500r/min B.lOOOr/min C.600r/min D.1200r/min6.三相異步電動機的T型等效電路如圖所示，m.表示電機的相數，則電機的鐵心損耗可表示為(D)。 A.pFe=m1Il2R1 B.pFe=m1I'22R C.pFe=m1Il2Rm D.pFe=m1Im2Rm7.當同步電動機的勵磁電流大于正常勵磁值時，同步電動機處于(A)運行狀態(tài)。 A.過勵 B.欠勵 C.正常勵磁 D.不確定8.保證(B)時，異步電動機在變頻調速過程中最大電磁轉矩維持不變。 A.恒定的電動勢 B.恒定的電動勢／頻率 C.恒定的端電壓 D.恒定的端電壓／頻率9.降壓DC/DC變換器體現了(A)的特性。 A.二極管耐壓為輸入電壓，開關器件耐壓為輸入電壓 B.二極管耐壓為輸入電壓，開關器件耐壓為輸出電壓 C.二極管耐壓為輸出電壓，開關器件耐壓為輸入電壓 D.二極管耐壓為輸出電壓，開關器件耐壓為輸出電壓10.IGBT器件導通之后，工作在以下哪種特性區(qū)域？(A) A.飽和區(qū) B.正向阻斷區(qū) C.有源區(qū) D.反向阻斷區(qū)二、判斷題（6小題，每小題3分，共18分）11.直流電機的換向器與電刷配合，可將電樞繞組內的交流電勢變換為電刷端的直流電勢。(對)12.三相異步電動機正常運行時，轉子轉速為祀，定子旋轉磁場的轉速為扎。，則該電動機的轉差率s=ns?n13.凸極同步電動機的定子電壓方程為U=E0+IRa+jIXa。(錯)14.反應式微型同步電動機轉子在不同的方向具有不同的磁阻，直軸方向磁阻最小，交軸方向磁阻最大。(對)15.IGBT器件的開通速度比晶閘管器件的開通速度快。(對)16.無換向器電動機調速系統在高速運行時通常采用電流斷續(xù)法進行換流。(錯)三、簡答題（4小題，每小題7分，共28分） 17.直流電機電樞繞組感應電動勢的計算公式是怎樣的？其中各物理量的含義和單位各是怎樣的?答:直流電機電樞繞組感應電動勢的計算公式是Ea=CeΦn。其中,Ce稱為電動勢常數,由電機的結構參數決定;Φ為每極磁通,其單位為Wb;n為電機轉速,其單位為r/min。感應電動勢Ea的單位為V。18.三相異步電機有哪幾種運行狀態(tài)？如何區(qū)分電機的運行狀態(tài)？答:三相異步電機有三種運行狀態(tài),即電動機運行狀態(tài)、發(fā)電機運行狀態(tài)和電磁制動運行狀態(tài)。當電機轉速0<n<ns,或者電機的轉差率1>s>0,電機為電動機運行狀態(tài);當電機轉速n>ns,或者電機的轉差率s<0,電機為發(fā)電機運行狀態(tài);當電機轉速n<0,或者電機的轉差率s>1,電機為電磁制動運行狀態(tài)。 19.三相異步電動機在額定頻率以下進行變頻調速時，定子側電壓和頻率間應該保持什么關系？為什么？答:定子側電壓應該與頻率成正比變化,維持其比值基本恒定。電機轉速與定子側頻率基本成正比變化。但是如果只改變頻率會導致定子磁通發(fā)生變化,出現鐵芯飽和或勵磁不足。因此需要定子側電壓應該與頻率成正比變化,維持磁通在調速過程保持不變。 20.直流測速電機的工作原理是什么？其負載電阻變小時輸出電壓如何變化？答:直流測速電機實質上是直流發(fā)電機,其輸出電壓與輸入轉速成正比關系。負載電阻變小后,其輸出電壓會變低。四、綜合題（2大題，共24分） 21.(12分) 一臺8極三相鼠籠式異步電動機，定子繞組為Y接（星形連接），額定電壓UN=380V，額定轉速nN=735r/min，電源頻率f1=50Hz。請問： (1)電動機的同步轉速和額定轉差率分別為多少？ (2)電動機定子繞組的額定相電壓為多少？(3)電動機轉子電流的頻率為多少？答:(1)由于異步電動機的極數2p=8,所以,電動機的同步轉速為:ns=60f1/p=60×50/4=750(r/min)由于異步電動機的額定轉速為735r/min,所以,異步電動機的額定轉差率為:s=(ns-nN)/ns=(750-735)/750=0.02(2)由于定子繞組為星形連接,所以定子繞組的額定相電壓為:U1=UN/3=220(V)。(3)轉子電流的頻率為:f2=sf1=0.02×50=1(Hz)。22.(12分)單相橋式全控整流電路帶阻感負載時，輸入交流電壓有效值為380V，如果負載電流恒定且波形近似為一條直線，請問：(1)每只晶閘管的導通角為多少？(2)觸發(fā)角α為60°時，直流側平均電壓為多少？(3)晶閘管的最大移相角為多少？答:(1)每只晶閘管的導通角度為180°。(2)Ud=0.9×U2×cosα=0.9×380×cos60°=171(V)(3)單相全控整流電路的最大移相角為90°。試卷代號：1387國家開放大學2021年秋季學期期末統一考試電氣傳動與調速系統試題2022年1月一、選擇題（10小題，每小題3分，共30分）1.如圖1所示的電動機機械特性（曲線1）與負載機械特性（曲線2）相交的交點分別為A和B，以下說法正確的是(D)。 A.A點不是穩(wěn)定運行點，B點不是穩(wěn)定運行點 B.A點是穩(wěn)定運行點，B點不是穩(wěn)定運行點 C.A點不是穩(wěn)定運行點，B點是穩(wěn)定運行點 D.A點是穩(wěn)定運行點，B點是穩(wěn)定運行點2.如圖2所示的旋轉運動系統（箭頭方向表示轉矩的實際方向），系統的運動狀態(tài)是(A)。 A.減速 B.勻速 C.靜止 D.加速3.串勵直流電機的勵磁繞組與電樞繞組(C)。 A.混聯 B.并聯 C.串聯 D.沒有電的聯系4.如圖3所示為他勵直流電動機的機械特性曲線族，表示的是(B)的人為機械特性。 A.電樞回路串電阻 B.降低電源電壓 C.減弱磁通 D.增大磁通5.三相異步電動機的轉子繞組分為籠型轉子繞組和(A)繞組兩類。 A.繞線型轉子 B.星形繞組 C.三角形繞組 D.曲折型繞組6.一臺三相異步電動機的額定電磁轉矩為200Nm，已知其過載倍數Am=2.2，則該電動機的最大電磁轉矩為(B)。 A.90.91Nm B.440Nm C.300Nm D.400Nm7.一臺10極三相同步電動機，定子電流頻率為60Hz，則電動機轉子的轉速是(C)。 A.360r/min B.500r/min C.720r/min D.1500r/min8.晶閘管在觸發(fā)導通之后，通過以下哪種方式可以讓其關斷？(D) A.門極加電流 B.門極不加電流 C.陽極與陰極間加正壓 D.陽極與陰極間加反壓9.異步電動機變頻調速時，減速時間設置過短會導致(C)。 A.輸入側過電壓 B.輸入側欠電壓 C.直流側過電壓 D.直流側欠電壓10.無換向器電動機調速系統中，速度設定通常是通過(A)來實現的。 A.調節(jié)整流器的觸發(fā)角 B.調節(jié)逆變器的觸發(fā)順序 C.調節(jié)整流器的觸發(fā)順序D.調節(jié)逆變器的觸發(fā)角二、判斷題（將判斷結果填在括弧內，正確打√號，錯誤打×號。6小題，每小題3分，共18分）11.如圖4所示他勵直流電動機機械特性與負載機械特性曲線的交點a，b，（，d，可知，從a點到（點是屬于調速運行，從（點到d點也屬于調速運行。(×)12.一臺6極三相異步電動機，定子電流頻率為60Hz，電機正常運行時，定子旋轉磁場的轉速為1200r/min。(√)13.一臺同步電動機的矩角特性如圖5所示，可知，該同步電動機為凸極同步電動機。(√)14.反應式微型同步電動機轉子在不同的方向具有不同的磁阻，直軸方向磁阻最大，交軸方向磁阻最小。(×)15.晶閘管器件只能控制其開通，不能控制其關斷，所以稱為半控器件。(×)16.異步電動機變頻調速時，加速時間設置過短會導致加速時輸出過流。(√)三、簡答題（4小題，每題7分，共28分）17.他勵直流電動機的固有機械特性指的是什么？其表達式是怎樣的？答:他勵直流電動機的固有機械特性是電動機加額定電壓UN和額定勵磁電流IfN,且電樞回路沒有外串電阻時,轉速n與電磁轉矩T之間的關系n=f(T)。根據他勵直流電動機的電壓方程和轉矩公式可得固有機械特性表達式為18.三相異步電動機有哪些調速方法？答:三相異步電動機的調速方法有:變極調速、變頻調速和改變轉差率調速。改變轉差率調速又分為降低定子電壓調速、轉子回路串接電阻調速等。19.IGBT器件的輸出伏安特性分哪幾個區(qū)？通常IGBT工作時在哪幾個區(qū)間轉換？答:輸出特性分為正向阻斷區(qū)、有源區(qū)和飽和區(qū)三個區(qū)域。在正向阻斷區(qū)和飽和區(qū)之間轉換。三相異步電動機變頻調速時為什么采用恒磁通變頻調速？如何在調速過程中實現磁通恒定？答:(1)電機調速時,如果磁通太弱,電機的鐵芯利用不充分,造成浪費;過分增大磁通,又會使鐵芯飽和導致過大的勵磁電流,導致繞組過熱。(2)調速過程中電機上所加電壓的頻率發(fā)生變化,在頻率調節(jié)時需要電動勢也隨著頻率成比例的變化。四、綜合題（2大題，共24分）21.(12分)一臺他勵直流電動機的額定數據為：PN=17kW，UN=220V，IN=89A，nN=3000r/min，Ra=0.1Ω，帶額定負載轉矩運行。試計算電動機的感應電動勢Ea、理想空載轉速n0和額定電轉矩TN。(1)計算感應電動勢Ea根據他勵直流電動機的電壓方程UN=Ea+INRa,感應電動勢為:Ea=UN-IaRa=220-89×0.1=211.1(V)(2)計算理想空載轉速n0由感應電動勢的公式Ea=CeΦnN可得:CeΦ=Ea/nN=211.1/3000=0.0704電動機的理想空載轉速為:n0=UN/(CeΦ)=220/0.0704=3125(r/min)(3)計算額定電磁轉矩TN由電磁轉矩計算公式T=CTΦIN,可得電動機的額定電磁轉矩為:TN=CTΦIN=9.55×CeΦIN=9.55×0.0704×89=59.8(Nm)22.(12分)三相橋式全控整流電路帶阻感負載時，輸入交流電壓的相電壓有效值為100V，如果負載電流恒定且波形近似為一條直線，請問：(1)每只晶閘管的導通角為多少？(2)如果觸發(fā)角α為60°時，直流側平均電壓為多少？(3)晶閘管的最大移相角為多少？每只晶閘管的導通角為120°。Ud=2.34×U2×cosα=2.34×100×cos60°=117(V)晶閘管的最大移相角為90°。

試卷代號：1387國家開放大學2021年春季學期期末統一考試電氣傳動與調速系統試題2021年7月一、選擇題（10小題，每小題3分，共30分）1.旋轉電機的角速度n與轉速咒的關系為(C)。 A.Ω=πn60 C.Ω=2πn60 2.如圖1所示的負載機械特性屬于(B)。 A.反抗性恒轉矩負載機械特性 B.恒功率負載機械特性 C.位能性恒轉矩負載機械特性 D.直線型負載機械特性3.如圖2所示為他勵直流電動機的機械特性曲線，表示的是(D)的人為機械特性。 A.降低電源電壓 B.增大磁通 C.減弱磁通 D.電樞回路串電阻4.直流電動機的轉速大小與勵磁電流大小、電樞回路電阻值以及(C)有關。 A.電樞電流的方向 B.勵磁電流的方向 C.所加電源電壓大小 D.所加電源電壓的極性5.三相異步電動機正常運行時，轉子轉速為n，定子旋轉磁場的轉速為n。，則該電動機的轉差率s為(B)。 A.s=ns C.s=n?6.三相異步電動機的人為機械特性如圖3所示，該圖表示的是(A)的人為機械特性。 A.降低電源電壓 B.轉子回路串電阻 C.改變頻率（基頻以上） D.改變頻率（基頻以下）7.一臺12極三相同步電動機，定子電流頻率為50Hz，則電動機轉子的轉速是(C)。 A.1OOOr/min B.3000r/min C.500r/min D.1500r/min8.升壓DC/DC變換器在開關管導通時，負載能量由以下哪種元件提供？(D) A.輸入電源 B.儲能電感 C.續(xù)流二極管 D.輸出側濾波電容9.電壓源型通用變頻器在直流側采用(B)對整流后的電壓進行濾波。 A.晶閘管 B.電容 C.二極管 D.電感10.一臺變頻器驅動多臺同步電動機進行變頻調速時，應采用(D)。 A.反電勢換流型無換向器電動機調速系統 B.交一直一交無換向器電動機調速系統 C.交一交無換向器電動機調速系統 D.他控式變頻調速系統二、判斷題（將判斷結果填在括弧內，正確打√號，錯誤打×號。6小題，每小題3分，共18分）11.直流電機中用于產生感應電勢和通過電流的電路部分是勵磁繞組。(X)12.三相異步電動機(極數為2p，定子電流頻率為f)正常運行時，定子旋轉磁場的轉速是同步轉速ns，且ns=60f/p13.一臺同步電動機的矩角特性如圖4所示，可知，該同步電動機為隱極同步電動機。(X)14.晶閘管一電動機雙閉環(huán)直流調速系統在起動過程的恒流升速階段，系統的轉速環(huán)一直處于線性調節(jié)狀態(tài)。(X)15.規(guī)則采樣法實現SPWM時，采用載波正峰值采樣的方法更準確。(V)16.交一交無換向器電動機調速系統在低速運行時通常采用電源換流的方法進行換流。(V)三、簡答題（4小題，每題7分，共28分）17.簡述直流電動機的結構和工作原理。答：直流電動機由靜止的定子和旋轉的轉子（也稱為電樞）構成，定子和轉子之間有不均勻的氣隙。（3分）直流電動機的工作原理是：在兩個電刷端加上直流電壓，（1分）經電刷和換向器作用將電能引入電樞線圈中，（1分）并確保同一磁極下線圈邊中的電流方向不變，使該磁極下線圈邊所受電磁力的方向亦不變，（1分）從而使電樞能連續(xù)旋轉，將輸入的電能轉換成機械能輸出，拖動生產機械。18.什么是三相異步電動機的固有機械特性？答：三相異步電動機的固有機械特性是指：電動機在規(guī)定的接線方式下，（1分）外加額定頻率的額定電壓，（2分）定子、轉子回路不串接任何電路元件時，（1分）電動機轉速n（或轉差率s）與電磁轉矩T之間的關系n=f(T)或s=f(T)，也稱為自然機械特性。(3分)19．為什么水泵采用調節(jié)轉速進行流量控制會節(jié)能？答：轉速控制法閥門開度通常為最大開度，通過改變水泵轉速來調節(jié)流量（4分）。在所需流量小于額定流量的情況下，轉速降低后，水泵的揚程變小，因此供水功率變?。?分）。20.直流測速電機的工作原理是什么？其負載電阻變小時輸出電壓如何變化？答：直流測速電機實質上是直流發(fā)電機，其輸出電壓與輸入轉速成正比關系（4分）。負載電阻變小后，其輸出電壓會變低四、綜合題（2大題，共24分）21.(12分)一臺六極三相鼠籠式異步電動機，定子繞組為Y接，額定電壓UN=380V，額定頻率為50Hz，額定轉速nN=965r/min，額定電磁轉矩TN=39.7Nm。定子漏抗X1=3.08Ω 提示：最大電磁轉矩計算公式：Tmax(1)計算電動機轉子電流的頻率、定子繞組的額定相電壓由極數2p=6，同步轉速ns=60f1/p=60×50/3=1000(r/min)由額定轉速965r/min，異步電動機的額定轉差率s=(ns-nN)/ns=(1000-965)/1000=0.035(2分)所以，轉子電流的頻率f2=sf1=0.035×50=1.75(Hz)定子繞組的額定相電壓U1=UN/3=380/3=220(V)(2)計算電動機的最大電磁轉矩及其過裁能力最大電磁轉矩Tmax=m1由額定電磁轉矩TN，過載能力λm=Tmax/TN=95.28/39.7=2.422.(12分)通用變頻器主電路原理示意圖如下圖所示，輸入線電壓有效值為380V/50Hz，三相異步電動機的極對數為2。試問： (1)如果主電路中不加直流側濾波電路，則直流側電壓的紋波頻率為多少？ (2)如果逆變部分輸出的基波頻率為25Hz，則電動機的同步轉速為多少？ (3)逆變部分中哪些開關器件不能同時導通？答：(1)沒有直流側濾波電容后，直流側電壓的紋波頻率為50Hz×6=300Hz。（3分）(2)電機的同步轉速n=60f/p=60×25/2=750(rpm)（3分）(3)VT1/VT4不能同時導通，VT2/VT5不能同時導通，VT3/VT6不能同時導通。（每對開關管2分試卷代號：1387 座位號國家開放大學2020年春季學期期末統一考試電氣傳動與調速系統試題2020年7月一、選擇題（10小題，每小題3分，共30分）1．旋轉電機的角速度與轉速扎的關系為(C)。 A．Ω=πn60 C．Ω=2πn602．如圖1所示的旋轉運動系統（箭頭方向表示轉矩的實際方向），系統的運動狀態(tài)是(C)。 A．減速 B．變速 C．靜止 D．加速3．直流電動機工作時，其電樞繞組中的電流是(B)。 A．直流電流 B．交流電流 C．方向恒定的脈動電流 D．不確定是交流還是直流4．他勵直流電機的勵磁繞組與電樞繞組(D)。 A．串聯 B．并聯 C．混聯 D．沒有電的聯系5．一臺4極三相異步電動機，定子電流頻率為50HZ，電機正常運行時的轉差率s為0.03，則該電機轉子的轉速為(B A．1500r/min B．1455r/min C．45r/min D．1545r/min6．三相異步電動機的固有機械特性如圖2所示，則C點是(A)。 A．最大轉矩點 B．額定運行點 C．同步轉速點 D．起動點7．同步電動機的轉子按磁極形狀可分為隱極式和(C)。 A．旋轉電樞式 B．繞線式 C．凸極式 D．籠型8．IGBT器件導通之后，工作在以下哪種特性區(qū)域？(B)A，有源區(qū) B．正向阻斷區(qū) C．飽和區(qū) D．方向阻斷區(qū)9．變頻器驅動的異步電動機調速系統設定下限頻率和上限頻率后，當頻率設定值大于上限頻率時，變頻器的實際運行頻率為(D)。 A．最高頻率 B．給定頻率 C．下限頻率 D．上限頻率10．無換向器電動機調速系統中，速度設定通常是通過(A)來實現的。 A．調節(jié)整流器的觸發(fā)角 B．調節(jié)逆變器的觸發(fā)角 C．調節(jié)整流器的觸發(fā)順序 D．調節(jié)逆變器的觸發(fā)順序二、判斷題（每小題3分，共18分）11．如圖3所示為他勵直流電動機的工作特性曲線，其中曲線1是轉速特性，曲線2是效率特性，曲線3是轉矩特性。(對)12．一臺三相異步電動機的額定電磁轉矩為150Nm，已知其過載倍數λm=1.8，則該電動機的最大電磁轉矩為330Nm。(13．凸極同步電動機的定子電壓方程為U=E0+IRa+jI14．交流伺服電動機的控制方式有：幅值控制、相位控制和幅相控制。(對)15．單相全控橋式整流電路帶阻感負載時，如果在電感電流連續(xù)下觸發(fā)角為90°，平均電壓為零。(對)16．旋轉變壓器是一種利用光電轉換原理的測速元件。(錯)三、簡答題（每小題7分，共28分）17．他勵直流電動機有哪幾種起動方法？有哪幾種調速方法？他勵直流電動機的起動方法有：直接起動、降低電源電壓起動和電樞回路串電阻起動他勵直流電動機的調速方法有：改變電源電壓調速，改變電樞回路電阻調速，改變磁通調速。三相異步電動機的主要結構有哪些？其中哪些是旋轉的結構部件？答：三相異步電動機的主要結構包括：靜止的定子、旋轉的轉子（也稱為電樞），以及定子和轉子之間的氣隙。（4分）其中旋轉的結構部件有：轉子鐵心、轉子繞組、軸和風扇等。（3分）注：旋轉的結構部件只要答出任意3種對的即可給滿分3分19．為什么稱晶閘管為半控器件？在什么條件下晶閘管會關斷？通過門極信號只能控制晶閘管的導通，不能控制其關斷，因此晶閘管稱為半控器件（4分）。電流小于維持電流或者承受反壓時，晶閘管會關斷。（3分））其中旋轉的結構部件有：轉子心、轉子繞組、軸和風扇等。（3分）注：旋轉的結構部件只要答出任意3種對的即可給滿分直流測速電機的輸出電壓與轉速之間存在什么關系？在同一轉速下，隨著測速電機的負載電阻阻值減小，其輸出電壓會如何變化？答：(1)輸出電壓與轉速成正比。（4分）(2)負載電阻阻值減小后，輸出電壓會降低。（3分）四綜合題（2大題，共24分）21．（12分）一臺8極三相鼠籠式異步電動機，定子繞組為Y接，額定電壓UN=380V，額定轉速nN=735r/min，電源頻率fi=50Hz。請問：(1)電動機的同步轉速和額定轉差率分別為多少？(2)電動機定子繞組的額定相電壓為多少？(3)電動機轉子電流的頻率為多少？22．(12分)三相橋式全控整流電路帶阻感負載時，輸入交流電壓的相電壓有效值為100V，如果負載電流恒定且波形近似為一條直線，請問：(1)每只晶閘管的導通角為多少？(2)如果觸發(fā)角a為60°時，直流側平均電壓為多少？(3)晶閘管的最大移相角為多少？答案：(1)由于異步電動機的極數2p=8，所以，電動機的同步轉速為：ns由于異步電動機的額定轉速為735r/min，所以，異步電動機的額定轉差率為：s=(n(2)由于定子繞組為Y連接，所以定子繞組的額定相電壓為：U1(3)轉子電流的頻率為：f222.(12分)答案：(1)每只晶閘管的導通角為120°。（4分）(2)Ud(3)晶閘管的最大移相角為90°。（4分）試卷代號：1387國家開放大學2019年秋季學期期末統一考試電氣傳動與調速系統試題2020年1月一、選擇題（每小題3分，共30分）1．當傳動系統做旋轉運動時，作用在電動機軸上的電磁轉矩T和負載轉矩TL之差，即T?TL=ΔT稱為動態(tài)轉矩，當A．減速B．勻速C．靜止D．加速2．如圖1所示的負載機械特性屬于(C)。A．反抗性恒轉矩負載機械特性B．恒功率負載機械特性C．位能性恒轉矩負載機械特性D．直線型負載機械特性3．直流電機的主磁極是產生(A)的部件。A．磁場B．電流C．申壓D．電動勢4．如圖2所示為他勵直流電動機的機械特性曲線組，表示的是(B)的人為機械特性。A．電樞回路串電阻B．降低電源電壓C．減弱磁通D．增大磁通5．三相異步電動機的T型等效電路如圖3所示，mi表示電機的相數，則電機的鐵心損耗可表示為(D)。A．PFe=mC．PFem1I6．當同步電動機的勵磁電流大于正常勵磁值時，同步電動機處于(B)運行狀態(tài)。A．欠勵B．過勵C．正常勵磁D．不確定7．三相橋式全控整流電路帶阻感負載，輸入交流相電壓有效值為220V，負載電流恒定且波形近似為一條直線，如觸發(fā)角a為90。，直流側平均電壓大約為(A)。A．0vB．311VC．380VD．515V8．降壓DC/DC變換器體現了(A)的特性。A．二極管耐壓為輸入電壓，開關器件耐壓為輸入電壓B．二極管耐壓為輸入電壓，開關器件耐壓為輸出電壓C．二極管耐壓為輸出電壓，開關器件耐壓為輸入電壓D．二極管耐壓為輸出電壓，開關器件耐壓為輸出電壓9．通用變頻器的主電路不包括的功能部分是(C)。A．整流功能B．逆變功能C．檢測保護功能D．直流濾波功能10．無換向器電動機調速系統的逆變側觸發(fā)信號由(B)確定。A．輸入電壓相位B．轉子位置C．直流側電壓D．電網頻率二、判斷題(每小題3分，共18分)11．直流電動機工作時，其電樞繞組中的電流是交流電流。(正確)12．一臺三相異步電動機的額定電磁轉矩為80Nm，已知其起動轉矩倍數Kst=2.5，則該電動機起動時的電磁轉矩為13．同步電動機的轉子按磁極形狀可分為隱極式和繞線式。(．錯誤)14．步進電動機也稱脈沖電動機，是一種將輸入脈沖信號轉換成輸出軸的角位移（或直線位移）的執(zhí)行元件。(正確)15．因為只能控制其關斷，不能控制其開通，所以晶閘管器件被稱為半控器件。(．錯誤)16．異步電動機變頻調速時，減速時間設置過短會導致減速時直流側欠電壓。(．錯誤)三、簡答題(每小題7分，共28分)17．直流電動機的主要結構有哪些？其中哪些是旋轉的結構部件？答：直流電動機的主要結構包括：靜止的定子、旋轉的轉子（也稱為電樞），以及定子和轉子之間的氣隙。（4分）其中旋轉的結構部件主要有：電樞／轉子鐵心、電樞／轉于繞組、換向器、軸和風高等。（3分）注：旋轉的結構部件只要答出任意3種對的即可給滿分18．三相籠型異步電動機有哪幾種起動方法？答：三相籠型異步電動機的起動方法有：直接起動、定子同路串對稱電阻／電抗降壓起動、自耦變壓器降壓起動、星／三角換接起動等19．轉速一電流雙閉環(huán)直流調速系統在啟動過程中，主要分成哪幾個階段？每個階段整流器的輸出電壓和電流分別如何變化？答：分成電流上升、恒流升速、轉速調節(jié)三個階段。（3分）在電流上升階段整流器輸出電壓和電流均增加，恒流升速階段整流器輸出電壓增加和電流維持不變，轉速調節(jié)階段整流器輸出電壓和電流均減小。（4分）20．采用近似恒磁通變頻調速時，為什么在低速時要進行定子電壓補償？答：當頻率太低時電機定子側壓降不可忽略，會導致最大電磁轉矩降低。（4分）為了維持恒磁通控控制需要進行定子電壓補嘗。（四、綜合題（共24分）21．（12分）一臺10極三相鼠籠式異步電動機，定子繞組為?接（三角形連接），額定電壓UN=380V，額定轉速nN請問：(1)電動機的同步轉速和額定轉差率分別為多少？(2)電動機定子繞組的額定相電壓為多少？(3)電動機轉子電流的頻率為多少？(1)由于異步電動機的極數2p=10，所以，電動機的同步轉速為：ns=60f1p=60×50/5=600(r/min)（2分）由于異步電動機的額定轉速為585r/min．所以，異步電動機的額定轉差率為：s=（ns-nN)/n.-(600-585)/600=0.025(2分)(2)由于定子繞組為三角形連接，所以定子繞組的額定相電壓為：U1=UN=380(V)。（4分）(3)轉子電流的頻率為：f2=sf1=0.020×50=1.20(Hz)。（4分22．（12分）單相橋式全控整流電路帶阻感負載時，輸入交流電壓有效值為100V，如果負載電流恒定且波形近似為一條直線。請問：(1)每只晶閘管的導通角為多少？(2)觸發(fā)角α為60。時，直流側平均電壓為多少？(3)晶閘管的最大移相角為多少？答案：(1)每只晶閘管的導通角度為180°。（4分）(2)Ud=0.9×U2×cosα=0.9×3100×cos60°=45(V)(4分)(3)單相全控整流電路的最大移相角為90°。（4分）試卷代號：1387電氣傳動與調速系統試題2019年7月一、選擇題（12題，每題3分，共36分）1．如圖1所示的負載機械特性屬于(C)。A．反抗性恒轉矩負載機械特性B．恒功率負載機械特性C位能性恒轉矩負載機械特性D．直線型負載機械特性2．直流電機中用于產生感應電勢和通過電流的電路部分是(A)。A．電樞繞組B．主磁極C換向極D．勵磁繞組3．一臺三相異步電動機的額定電磁轉矩為200Nm，已知其過載倍數λm=2.2則該電動機的最大電磁轉矩為(A．90.9INmB．230NmC300NmD．440Nm4．三相異步電動機的人為機械特性如圖2所示，該圖表示的是(B)的人為機械特性。A.降低電源電壓B．轉子回路串電阻C改變頻率（基頻以上）D．改變頻率（基頻以下）5。隱極同步電動機的電磁轉矩與功率角之間的關系（矩角特性）可表示為(D)。A．TB.C．PD．T6．當同步電動機的勵磁電流大于正常勵磁值時，同步電動機處于(C)運行狀態(tài)。A．欠勵B，正常勵磁C．過勵D．不確定7．直流伺服電動機的控制方式有：電樞控制和(B)。A.電壓控制B．磁場控制C．電流控制D．電阻控制8．步進電動機也稱(D)，是一種將輸入脈沖信號轉換成輸出軸的角位移（或直線位移）的執(zhí)行元件。A.直流電動機B交流電動機C．永磁電動機D．脈沖電動機9．升壓DC/DC變換器體現了(D)的特性。A.二極管耐壓為輸入電壓，開關器件耐壓為輸入電壓B．二極管耐壓為輸入電壓，開關器件耐壓為輸出電壓C．二極管耐壓為輸出電壓，開關器件耐壓為輸入電壓D．二極管耐壓為輸出電壓，開關器件耐壓為輸出電壓10.三相橋式全控整流電路帶阻感負載，輸入交流相電壓有效值為220V，負載電流恒定且波形近似為一條直線，如觸發(fā)角α為90。，直流側平均電壓大約為(A)。A．0VB．311VC．380VD．515V11．晶閘管一電動機雙閉環(huán)直流調速系統在起動過程的轉速調節(jié)階段結束后，電動機的轉速與設定轉速的關系為(C)。A.電動機的轉速小于設定轉速B．電動機的轉速大于設定轉速C．電動機的轉速等于設定轉速D．二者轉速關系無法確定12.異步電動機的變頻調速拖動恒轉矩負載時，如果負載較重則可適當(B)。A.減小加速時間，減小減速時間B．增加加速時間，減小減速時間C減小加速時間，增加減速時間D．增加加速時間，增加減速時間二、判斷題（10小題，每題2分，共20分）13.如圖3所示為他勵直流電動機的機械特性曲線族，表示的是降低電源電壓的人為機械特性。(×)14.三相異步電動機能耗制動時的機械特性經過原點，且位于第二、四象限內。(.√)15.凸極同步電動機的定子電壓方程為U=E16.一臺同步電動機的矩角特性如圖4所示，可知，該同步電動機為凸極同步電動機。(×)17.步進電動機也稱直流電動機，是一種將輸人脈沖信號轉換成輸出軸的角位移（或直線位移）的執(zhí)行元件。(×)18.電機中常用的絕緣材料按其耐熱能力可分為A、E、B、F、H、C、N和R八個等級，相應絕緣等級最高溫度分別為105、120、130、155、180、200、220、240(℃)。(.√)19.晶閘管在導通后，門極必須加電流才能維持導通。(×)20.規(guī)則采樣法實現SPWM時，采用載波負峰值采樣的方法更準確。(.√)21.直流測速電機既可測量速度大小，又可測量輸出轉軸的絕對位置信息。(×)22.交一直一交無換向器電動機調速系統可驅動多臺同步電動機進行變頻調速運行。(×)三、簡答題（4題，每題5分，共20分）23.請寫出圖5所示系統的運動方程，并說明系統的運動狀態(tài)（圖中箭頭方向表示轉矩的實際方向）?答：按照正方向的約定：當T與n同向時，T為正；當TL與n反向時，TL為正。（1分）因此，圖中所示系統的運動方程為：-T-TL=GD根據運動方程可知，在該系統中，由于T=TL，所以動態(tài)轉矩-T-TL小于零，即dn/dt<0，系統處于減速運動狀態(tài)。（2分）24.他勵直流電動機的固有機械特性指的是什么？其表達式是怎樣的？答：他勵直流電動機的固有機械特性是電動機加額定電壓UN和額定勵磁電流IfN時，轉速n與電磁轉矩T之間的關系n=f(T)。（2分）根據他勵直流電動機的電壓方程和轉矩公式UN可得固有機械特性表達式為n=U25.三相異步電動機變頻調速時，定子側電壓和頻率間應該保持什么關系？為什么？答：定子側電壓應該與頻率成正比變化，維持其比值基本恒定。（2分）電機轉速與定子側頻率基本成正比變化。（1分）但是如果只改變頻率會導致定子磁通發(fā)生變化，出現鐵芯飽和或勵磁不足。（1分）因此需要定子側電壓應該與頻率成正比變化，維持磁通在調速過程保持不變。（1分）26.直流測速電機的工作原理是什么？其負載電阻變小時輸出電壓如何變化？答：直流測速電機實質上是直流發(fā)電機，其輸出電壓與輸入轉速成正比關系。（3分）負載電阻變小后，其輸出電壓會變低。（2分）四、綜合題（2題，共24分）27.(14分)一臺他勵直流電動機的額定數據為：PN=55kW，UN=220V，IN=280A，n解答：(1)計算感應電動勢E。根據他勵直流電動機的電壓方程UnEa(2)計算理想空載轉速n0由感應電動勢的公式Ea=C電動機的理想空載轉速為：n0(3)計算額定電磁轉矩TN由電磁轉矩計算公式T=CTTN—CTΦIN=9.55×Ce28.(10分)通用變頻器主電路原理示意圖如圖6所示，輸入線電壓有效值為380V/50Hz，三相異步電動機的極對數為2。請問：(1)如果主電路中不加直流側濾波電路，則直流側電壓的紋波頻率為多少？(2)如果逆變部分輸出的基波頻率為25Hz，則電動機的同步轉速為多少？(3)逆變部分中哪些開關器件不能同時導通？解答：(1)沒有直流側濾波電容后，直流側電壓的紋波頻率為50Hz×6=300Hz。（3分）(2)電機的同步轉速n=60f/p=60×25/2=750(rpm)（4分）(3)VT1/VT4不能同時導通，VT2/VT5不能同時導通，VT3/VT6不能同時導通。（每對開關管1分，共3分）試卷代號：1387國家開放大學（中央廣播電視大學）2018年春季學期“開放本科”期末考試電氣傳動與調速系統試題2018年7月一、選擇題（12題，每題3分，共36分）1．如圖1所示的旋轉運動系統（箭頭方向表示轉矩的實際方向），系統的運動狀態(tài)是(A)。 A．減速 B．勻速 C．靜止 D．加速2．直流電動機的轉速大小與勵磁電流大小、電樞回路電阻值和(A)有關。A．所加電源電壓大小B．勵磁電流的方向C．電樞電流的方向D．所加電源電壓的極性3．如圖2所示為他勵直流電動機的機械特性曲線族，表示的是(B)的人為機械特性。A．降低電源電壓B．電樞回路串電阻C．減弱磁通D．增大磁通4．一臺8極三相異步電動機，定子電流頻率為50Hz，電機正常運行時的轉差率s為0.04，則該電機轉子電流的頻率為(B)。 A．1.5HzB．2HzC．48HzA．50Hz5．三相異步電動機的人為機械特性如圖3所示，該圖表示的是(A)的人為機械特性。A．降低電源電壓B．轉子回路串電阻C．改變頻率（基頻以上）D．改變頻率（基頻以下）6．為了調節(jié)同步電動機從電網吸取的無功功率以及同步電動機的功率因數，需要調節(jié)同步電動機的(C)就可以實現。A．電樞電流B．電樞電壓C．勵磁電流D．負載的功率因數7．反應式微型同步電動機轉子在不同的方向具有不同的磁阻，直軸方向磁阻最小，(C)方向磁阻最大。A．X軸B．Y軸C．交軸D．Z軸8．在電機內部，當(D)時，電機溫升不再升高，逐步達到其穩(wěn)定溫升τw A．發(fā)熱量小于散熱量 B．發(fā)熱量大于散熱量C．發(fā)熱量等于0 D．發(fā)熱量等于散熱量9．升壓DC/DC變換器在開關管開通時，會發(fā)生(C)現象。A．電感電流減小，二極管電流為零 B．電感電流減小，二極管電流減小C．電感電流增加，二極管電流為零 D．電感電流增加，二極管電流增加10．晶閘管一電動機雙閉環(huán)直流調速系統在起動過程的恒流升速階段，電動機的轉速與設定轉速的關系為(A)。 A．電動機的轉速小于設定轉速 B．電動機的轉速大于設定轉速 C．電動機的轉速等于設定轉速 D．二者轉速關系無法確定11．異步電動機變頻調速時，低速通常需要在端電壓／頻率比恒定的基礎上適當增加定子電壓，其原因為(A)。A．提升電磁轉矩 B．降低電磁轉矩 C．增加電壓／頻率曲線斜率 D．防止出現電機磁路飽和12．采用交一直一交無換向器電動機調速系統高速運行在第一象限電動狀態(tài)時，對應的整流側觸發(fā)角和換流超前角分別是(D)。A．α>90°，γ0=60° C．α>90°，γ0=120° 二、判斷題（10題，每題2分，共20分）13．如圖4所示為他勵直流電動機的工作特性曲線，其中曲線1是轉速特性，曲線2是效率特性，曲線3是轉矩特性。(√)14．三相異步電動機能耗制動時的機械特性經過原點，且位于第二、四象限內。(√)15．三相籠型異步電動機的降壓起動方法主要有：定子回路串接對稱電阻或電抗降壓起動，自耦變壓器降壓起動，星形／三角形(Y/△換接降壓起動。(√)16．一臺16極三相同步電動機，定子電流頻率為50Hz，則電動機轉子的轉速是300r/min。(×)17．一臺同步電動機的矩角特性如圖5所示，可知，該同步電動機為隱極同步電動機。(×)18．步進電動機也稱脈沖電動機，是一種將輸人脈沖信號轉換成輸出軸的角位移（或直線位移）的執(zhí)行元件。(√)19．IGBT器件導通后，必須在門極加電壓才能維持導通。(√)20．降壓型DC/DC變換器的開關器件關斷時承受的電壓等于輸入電壓。(√)21．異步電動機變頻調速時，減速時間設置過短會導致減速時直流側欠電壓。(×)22．電壓源型通用變頻器在直流側采用電感對整流后的電壓進行濾波。(×)三、簡答題（4題，每題5分，共20分）23．他勵直流電動機有哪幾種起動方法？有哪幾種調速方法？（5分）答：他勵直流電動機的起動方法有：直接起動、降低電源壓起動和電樞回路串電阻起動。什么是三相異步電動機的固有機械特性？（5分）答：三相異步電動機的固有機械特性是指：電動機在規(guī)定的接線方式下，（1分）外加額定頻率的額定電壓，定子、轉子回路不串接任何電路元件時，（2分）電動機轉速咒（或轉差率s）與電磁轉矩T之間的關系n=f(T)或s=f(T)，也稱為自然機械特性。(為什么稱晶閘管為半控器件？在什么條件下晶閘管會關斷？（5分）答：通過門極信號只能控制晶閘管的導通，不能控制其關斷，因此晶閘管稱為半控器件。（3分）電流小于維持電流或者承受反壓時，晶閘管會關斷。（2分電壓源型三相橋式逆變器的開關器件導通規(guī)律和換流規(guī)律是什么？（5分）答：同一橋臂上下兩個開關管交替導通，（2分）在任意時刻三相中每相均有一個開關管導通。（2分）每次換流均在同一橋臂的上下兩個開關管間進行，因此也稱為縱向換流。（1分）四、綜合題（2題，共24分）27．（14分）一臺六極三相鼠籠式異步電動機，定子繞組為Y接，額定電壓UN=380V，額定轉速nN=965r/min，電源頻率廠，f1=50Hz。試計算電動機的同步轉速ns、額定轉差率SN、定子繞組的額定相電壓U1φ。以及轉子電流的頻率f2。解答：由于異步電動機的極數2p=6，所以，電動機的同步轉速為：ns=60f由于異步電動機的額定轉速為965r/min，所以，異步電動機的額定轉差率為：s定子繞組的額定相電壓為：U1φ轉子電流的頻率為：f28．（10分）三相橋式全控整流電路帶阻感負載時，輸入交流電壓的相電壓有效值為100V，如果負載電流恒定且波形近似為一條直線，請問：(1)每只晶閘管的導通角為多少？(2)如果觸發(fā)角α為60°時，直流側平均電壓為多少？(3)晶閘管的最大移相角為多少？解答：(1)每只晶閘管的導通角為120°（3分）(2)U(3)晶閘管的最大移相角為90°（3分試卷代號：1387電氣傳動與調速系統試題2018年1月一、選擇題（12題，每題3分，共36分）1.如圖1所示的旋轉運動系統（箭頭方向表示轉矩的實際方向），系統的運動狀態(tài)是(D)。A.減速B.勻速C.靜止D.加速2.如圖2所示的電動機機械特性（曲線1）與負載機械特性（曲線2）相交的交點分別為A和B，以下說法正確的是(D)。A.A點不是穩(wěn)定運行點，B點不是穩(wěn)定運行點B.A點是穩(wěn)定運行點，B點不是穩(wěn)定運行點C.A點不是穩(wěn)定運行點，B點是穩(wěn)定運行點D.A點是穩(wěn)定運行點，B點是穩(wěn)定運行點3.如圖3所示為他勵直流電動機的機械特性曲線族，表示的是(A)的人為機械特性。A.降低電源電壓B.電樞回路串電阻C.減弱磁通D.增大磁通4.三相異步電動機(極數為2p，定子電流頻率為f)正常運行時，定子旋轉磁場的轉速是(C)A.轉子轉速nB.不確定C.同步轉速7z；=60f/pD.咒，-n5.三相異步電動機的T型等效電路如圖4所示，ml表示電機的相數，則轉子繞組的銅耗可表示為(B)。A.Pcu2=mlI}RiB.P。。2=mlI22R72C.P。2一m1J；R。D.P。2=mII2R'Z6.-臺同步電動機的矩角特性如圖5歷示，可知，該同步電動機為(V)。A.隱極同步電動機B.繞線式同步電動機C.凸極同步電動機D.籠型同步電動機7.交流伺服電動機的控制方式有：幅值控制、幅相控制和(V)。A.電壓控制B.電流控制C.相位控制D.電阻控制8.電動機(A)的選擇，首先必須校驗電動機運行時的溫升，特別當傳動系統中的負載是變化的，或者是沖擊性負載時，還必須根據溫升校核后再核驗電動機的過載能力或起動能力等。A.額定功率B.額定電壓C額定轉速D.起動電流倍數9.晶閘管導通之后，為了維持其繼續(xù)導通，不需要以下哪個條件？(A)A.門極加電流B.陽極流入電流C.陽極與陰極間加正壓D.陰極流出電流10.降壓DC/DC變換器在開關管關斷時，會發(fā)生(B)現象。A.電感電流減小，二極管電流為零B.電感電流減小，二極管電流減小C.電感電流增加，二極管電流為零D.電感電流增加，二極管電流增加11.晶閘管一電動機雙閉環(huán)直流調速系統在起動過程的電流上升階段，電動機的轉速與設定轉速的關系為(A)。A.電動機的轉速小于設定轉速B.電動機的轉速大于設定轉速C.電動機的轉速等于設定轉速D.二者轉速關系無法確定12.采用交一直一交無換向器電動機調速系統對同步電動機進行調速，在高速運行時通常采用(C)方式換流。A.電流斷續(xù)B.電源換流C.反電勢換流D.強迫換流二、判斷題（10題，每題2分，共20分）13.如圖6所示的負載機械特性屬于恒功率負載機械特性。(×)14.直流電動機工作時，其電樞繞組中的電流是交流電流。(×)15.-臺6極三相異步電動機，定子電流頻率為50Hz，正常運行時，定子旋轉磁場的轉速是1500r/min。(×)16.-臺4極三相異步電動機，定子電流頻率為50Hz，電機正常運行時的轉差率s為0.02，則該電機定子旋轉磁場與轉子之間的相對轉速為60r/min。(×)17.隱極同步電動機的定子電壓方程為U=E。+IR。+jIdXd=jl。X。。(×)18.伺服電動機的可控性好是指控制信號消失以后，電動機能立即自行停轉。(√)19.IGBT器件的門極體現為高阻抗特性。(√)20.異步電動機茌變頻調速時，只要保證調速過程中電動勢維持恒定，則最大電磁轉矩維持不變。(×)21.異步電動機變頻調速時，加速時間設置過短會導致加速時輸出過流。(√)22.絕對編碼器即可測量速度大小，又可測量輸出轉軸的絕對位置信息。(√)三、簡答題（4題，每題5分，共20分）23.電氣傳動系統由哪幾部分組成？各起什么作用？答：電氣傳動系統一般由電動機、傳動機構、生產機械、電源和控制設備5部分組成。（1分）(1)電動機把電能轉換成機械動力，用以拖動生產機械的某個工作機構；（1分）(2)傳動機構把電動機的旋轉運動經過變速或變換運動方式后，驅動工作機構。（1分）(3)控制設備用以控制電動機的運轉，從而實現對工作機構運動的自動控制；（1分）(4)電源用來向控制設備和電動機供電。（1分）他勵直流電動機的機械特性指的是什么？其表達式是怎樣的？答：他勵直流電動機的機械特性是電動機轉速n與電磁轉矩T之間的關系n=f(T)。(3分)UN=E.+I.R.=C.7Z@N+I.R。根據他勵直流電動機的電壓方程和轉矩公式，（1分）T+CT<PNI。可得機械特性表達式為咒一麥≥i一瓦吾；百T。（1分通用變頻器主電路主要分成哪幾個部分？分別是什么？答：分成三部分。（2分）分別是整流部分、（1分）直流濾波部分（1分）和逆變部分。（1分）典型的交一直一交無換向器電動機調速系統如何實現四象限運行？速度調節(jié)和正反轉運行有什么進行控制？答：通過協調控制整流側觸發(fā)角和環(huán)流超前角實現四象限運行，（3分）通過調節(jié)整流側的觸發(fā)角d實現速度調節(jié)，（1分）通過調節(jié)換流超前角7實現正反轉控制。（1分四、綜合題（2題，共24分）27.（14分）一臺六極三相鼠籠式異步電動機，定子繞組為Y接，額定電壓UN=380V，額定轉速nN=965r/min，額定電磁轉矩TN=29Nm，定子漏抗x1=3.08Ω，轉子漏抗折算值x2'=4.2Ω。試計算電動機轉子電流的頻率f2、定子繞組的額定相電壓U1、電動機的最大電磁轉矩Tmax及其過載能力λ提示：最大電磁轉矩計算公式：Tmax=解答：(1)計算電動機轉子電流的頻率、定子繞組的額定相電壓由極數2p=6，同步轉速ns=60f1=60×50/3=1000(r/min)（2分）由額定轉速965r/min，異步電動機的額定轉差率s=(ns--nN)/ns=(1000-965)/1000=0.035(2分)所以，轉子電流的頻率f2=sf1=0.035×50=1.75(Hz)（2分）定子繞組的額定相電壓U1=UN/3=380/3=220(V)（2分）(2)計算電動機的最大電磁轉矩及其過載能力最大電磁轉矩Tmax=m1P124πf1(x1x2')28.（10分）單相橋式全控整流電路帶阻感負載時，輸入交流電壓有效值為IOOV，如果負載電流恒定且