国家开放大学电大本科《电气传动与调速系统》期末试题及答案（试卷号：1387）

　国家开放大学电大本科《电气传动与调速系统》 2020 期末试题及答案（试卷号：

　1387）

　一、选择题（12 砌 3 分，共 36 分）

　1. 如图 1所示的三相异步电动机机械特性（曲线 1）与负载机械特性（曲线 2）相交的交点 A. C点不足稳定运行点,D点不是稳定运行点，E点是稳定运行点 B. C点是稳定运行点，D点是稳定运行点，E点是稳定运行点 C- C点不是稳定运行点，D点是稳定运行点，E点不是稳定运行点 D. C点是稳定运行点,D点是稳定运行点，E点不是稳定运行点 2. 如图 2所示他励直流电动机机械特性与负载机械特性曲线的交点 a、b、c、d,下述表达 正确的是（ ）。

　A. 从 a点到 b点是属于调速运行，从 c点到 d点属于调速运行 B. 从 a点到 c点是属于调速运行，从 b点到 d点属于调速运行 C. 从 a点到 b点是属于调速运行，从 b点到 d点属于调速运行 D. 从 a点到 c点是属于调速运行，从 c点到 d点属于调速运行 3. 三相异步电动机正常运行时，转子转速为心定子旋转磁场的转速为心，则该电动机的 转差率$为（）. n s —n A. s = ------

　«s C. s ---------

　4. 三相异步电动机的 T粪等效电路如图 3所示，表示电机的相数，则电机的铁心损耗 可表示为（ ）。

　B.s =吁

　 A.隐板同步电动机 B. C.绕线式同步电动机 D. 根据自动控制系统的要求.伺服电动机必须具备（ A.效率较高 B.结构简单 C.坚固耐用 D.可控性好 9. IGBT器件导通之后，工作在以下哪种特性区域？（ ）

　A.有源区 B.正向阻断区 C饱和区 D.方向阻断区 10. 降压 DC/DC变换器体现了（）的特性。

　A. 二极管耐压为输入电压，开关器件耐压为输入电压 B. 二极管耐压为输入电压，开关器件耐压为输出电压 C. 二极管耐压为输出电压，开关器件耐压为输入电压 D. 二极管耐压为输出电压 • 开关器件耐压为输出电压

　A. p Ft =miI\R }

　B. p Ft —miIiR 2

　脆& ="屈 D. m=m 5. 三相异步电动机的固有机械特性如图 4所示，则 C点是（）. A.同步转速点 B.额定运行点 C.最大转矩点 D.起动点 6. 7. 一台 20极三相同步电动机，定子电流频率为 50Hz,则电动机转子的转速是（ A. 300r/min B. 500r/min C. lOOOr/min D. 1500r/min 一台同步电动机的矩角特性如图 5所示，可知，该同步电动机为（ ). ）. 凸极同步电动机 笼型同步电动机 ）、稳定性高和响应快速等基本 8. 性能.

　11. 单相桥式全控整流电路带阻感负栽，输入交流电压有效值为 220V,负载电流恒定且 波形近似为一条直线，如触发角 a为 90°,直流侧平均电压大约为（ ）。

　A. 0V B. 110V C. 198V D. 3UV 12 -变频器驱动的异步电动机调速系统设定下限频率和上限频率后，当频率设定值大于 上限频率时，变频器的实际运行频率为（ ）. A.最高频率 B.给定频率 C.下限频率 ； D.上限频率 二、判断题 （10«, 购 2 分，共 20 分）

　13. 当传动系统做旋转运动时，作用在电动机轴上的电磁转矩 T和负载转矩 T L 之差,即 T-T L =AT称为动态转矩，当 AT>0,即。时，系统处于加速运行状态。（ ）

　14. 如图 6所示为他励宜流电动机的机械特性曲线族，表示的是减弱磁通的人为机械特 性 ・ （ ）

　15. 一台 6极三相异步电动机，定子电流频率为 60Hz,电机正常运行时，定子旋转磁场的 转速为 1200r/min.（ ）

　16. —台三相异步电动机的额定电磁转矩为 80Nm,已知其起动转短倍数 K“=2.5,则该 电动机起动时的电磁转矩为 lOONm。

　（

　）

　17. —台 10极三相同步电动机.定子电流频率为 50Hz,则电动机转子的转速是 600r/min o

　（ ）

　18. 一台伺服电动机的机械特性曲线如图 7所示，可知,该电动机应该是宜流伺服电动 机 ・ （ ）

　19. 升压型 DC/DC变换器的开关器件关断时承受的电压等于输入电压。（ ）

　20. 异步电动机在变频调速时，只要保证调速过程中电动势/原率维持恒定，期板大电磁 转矩维持不变 ・ （ ）

　21. 晶闸管一电动机双闭环宜流调速系统在起动过程的恒流升速阶段，系统的转速环一 直处于线性调节状态.（ ）

　22. 交一交无换向器电动机调速系统在高速运行时通常采用电源换流的方法进行换流。

　三、简劄 I （4 题，砌 6 分，共 20 分）

　23. 简述宜流电动机的结构和工作原理， 24. 三相异步电动机的人为机械特性是什么？有哪几种人为机械特性？ 26. 采用近似球通变频调速时，为什么在低速时要进行定子电压补偿？ 26. 为什么水泵采用调节转速进行流 Hi 制会节能？ 四、综合题 （2 题，共 24 分）

　27. （14 分）一台六极三相鼠笼式异步电动机，定子绕组为 Y 接，额定电压 U N

　=380V,额 定转速n.v=965r/min,电源频率人=50Hz,定子电阻 r> =2. 1Q,定子漏抗=3. 08。,转子 电阻的折算值 r ；

　= 1.48G,转子漏抗的折算值 i ； =4. 2Q.试计算电动机的额定电磁转矩 T N 、 最大电磁转矩 T ro „及其起动转矩 T no

　mipUj — 提示 ：（ 1）电磁转矩计算公式为 T N -

　----------- ：

　~空 -----------

　+巨）2+（]]+ £ ）勺

　28. （10分）如图 8为通用变频器主电路原理示意图，输入线电压有效值为 380V/50HZ,三 （1〉如果主电路中不加直流侧波波电路，则直流侧电压的纹波频率为多少？ （2）

　如果逆变部分输出的基波频率为 25Hz,则电动机的同步转速为多少？ （ 3）

　逆变部分中哪些开关器件不能同时导通？ «« 答案及杪标准 （仅 一、选择题 （12 H, 每题 3 分，共 36 分）

　1. D 2. B 3. A 4. D 5. C 6. A 7. A 8. D 9. C 10. A 11. A 12 .D

　 二、 判断蔑 （10 每题 2 分，共 20 分）

　13 .正确 14 .般 15. 正确 16 .游 17 .正确 18. 正确 19. 错误 20. 正确 21 .错误 22. 错误 三、 筒答 JS （4 题，每题 5 分，共 20 分）

　23. 简述宜流电动机的伽和工作原理. （2）最大电磁转矩计算公式为 T MX

　皿 4”i （日 +/）°

　答，直流电动机由静止的定子和施转的转子（也称为电枢）构成，定子和转子之间有不均匀 的气隙. （2 分）

　直流电动机的工作原理是：在两个电刷增加上直流电压， （1 分）经电刷和换向器作用将电 能弓 I 入电枢线圈中，并确保同 TM 极下线圈边中的电流方向不变，使该豪极下线圈边所受电磁 力的方向亦不变， （1 分）从而使电枢能连续旋转，将就入的电能转换成机械能整出，拖动生产 机械. （1分）

　24. 什么是三相异步电动机的人为机械特性？有哪几种人为机械特性？ 答：三相异步电动机的人为机械特性是指，在三相异步电动机的固有机械特性基础上，通 过人为改变电源电压或电机参数而得到的电动机转速 "（或转差率 s）与电磁转矩 T之间的关 系 n=/（D或$ =八丁）,称为人为机械特性。

　（ 2分）

　人为机械特性主要有以下几种：

　（ 1）降低定子电源电压或频率的人为机械待性； （ 1分）

　（ 2〉定了回路申接对称电阻或电抗的人为机械特性； （ 1分）

　（ 3）转子回路串入对称电阻的人为机械特性。

　（ 1分）

　25. 采用近似恒僦通变原调速时，为什么在低速时要进行定子电压补偿？ 答：当频率太低时电机定子侧压降不可忽略,会导致最大电磁转矩降低。

　（ 3分）为了维持 值磁通控制需要进行定子电压补偿 •（ 2分）

　26. 为什么水泵采用调节转速进行流量控制会节能？ 答:转速控制阀门开度通常为最大开度 • 通过改变水泵转速来调节流量。

　（ 2分）在所需流 量小于额定流鼠的情况下，转速降低后，水泵的物程变小，因此供水功率变小。

　（ 3分）

　四、综合题 （ 2题，共 24分）

　27. （14 分）

　解答:根据给出的电磁转矩计算公式和最大电磁转矩计算公式，可以计算得到: 额定电磁转矩 T N

　2xf i£(ri ■― T + Gi+z ； )叮 $N 29(Nm) (6 分) 2 K X50[(2.1

　+

　^^) 1

　2

　3

　+

　(3.08+4.2) 2

　3X3X22O 2

　最大额定电磁转矩 " = 赫云主 5 = 如 X50（3.08 + 4.2）

　=95 ・ 28（Nm）

　（4分）

　起动转矩是转差率 s=l时的电磁转矩，代入电磁转矩计算公式，可得起动转矩为：

　1 48 3X3X22O 2 X~-

　2矽\[(小+：)2 + 6+勿；)2] 2 ； rX50[(2.1 +蜡尸 + ( 3. 08+4. 2尸] = 31.18（Nm）. （4 分）

　28. （10 分）

　答案：〈1）没有直流侧滤波电容后，直流侧电压的纹波频率为 50HzX6 = 300Hz. （3分）

　2 电机的同步转速 ”=6O 〃 p = 6OX25/2 = 75O（rpm）

　（4 分）

　3 VT1/VT4不能同时导通 ， VT2/VT5不能同时导通,VT3/VT6不能同时导通。（每 对开关管1分.共 3分）

　"%1 48 3X3X22。)扁