电机与电气控制技术 试卷及答案3

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、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；