21《电机与运动控制系统》课程模拟试卷（一）考试时间：90分钟一、填空
题
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（每空1分，共30分）1、电机是一种进行能量传递或机电能量转换的电磁机械装置，将电能转换为机械能的是，将一种等级的电能转换为另外一种等级的电能的是,将机械能转换为电能的是。
答案
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：电动机、变压器、发电机2、感应电动机根据转子结构可以分为电动机和电动机两种。答案：鼠笼式、绕线式3、一台三相四极异步电动机，额定转速是1440r/min,若电源频率是50Hz，则电动机的同步转速是，额定转差率为;极对数为3的同TOC\o"1-5"\h\z步电动机通以60Hz的交流电，其转速为。答案：1500r/min、0.04、1200r/min4、运动控制系统的动态性能扌旨标主要有，，，和。答案：上升时间、超调量、调节时间、最大动态变化量、恢复时间5、一台他励直流电动机采用电动机惯例，当P]>O,PMvO时，电动机运行于状态，当Ea>UN，n>0时，运行于状态。答案：制动、正向回馈制动运行6、一台单相变压器的原边绕组匝数100匝,副边绕组匝数50匝,当原边加220V频率50Hz的电压时，电流为10A,副边输出的电压是V,频率Hz,电流是A。答案：110、50、207、常用的可控直流电源有和；实际应用中采用的传递函数分别是和。sTs+1答案：静止式可控整流器、直流斩波变换器（脉宽调制变换器）、W二sKsTs+18调节同步电机的可以调节它的无功功率；为了改善电网的功率因数，同步电动机都运行在状态；不带负载专门用来改善电网功率因数的同步电动机称为。答案：励磁电流、过励、补偿机（调相机）9、直流电动机的工作点在第象限和第象限时电动机工作在制动状态,在第三象限时电动机工作在状态。答案：二、四、反向电动10、磁路中的铁心损耗包含损耗和损耗。答案：磁滞、涡流二、
计算题
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（共30分）1.（6分）一台并励直流电动机，额定数据为：P=10kW、U=440V、n=90%、NNNn=1500r/min,电枢绕组的总电阻Ra=0.25Q，试问：N（1）直接起动时，起动电流为多少？（2）若限制起动电流为额定值的2倍，应在电枢中串接的起动变阻值为多少？答案与解析：U440I二-n二——二1760[A](2分)aQR0.25a因为P二-I耳，所以：NNNNP—nN—耳NN10X103440x0.9—25.25[A]（2分）（2分）根据题意，假定串入电阻为R，贝V：Q—N——R+RaQnR——n—R—8.46[0]Q21aN2.（9分）某三相绕线式感应电动机的额定数据如下：PN=7.5kW，UN=380VIn=15.1A，nN=1450r/min，九M=2.0。试求：（1）临界转差率和最大转矩（2）该机的固有起动转矩倍数答案与解析：⑴额定转差率Sn-号N-罟护-①03312分）临界转差率S—S(九+“2—1)—0.033(2+迈2-1)—0.123mNmm1分）额定转矩PT二9550十二49.4NmNnN1分）最大转矩T二九T二2.0x49.4二98.8N-mmMN1分）2TT—+——m-SSm2x98.8n=0时，S=l,得固有起动转矩：T—一9^—23.94N-mQ10.123+0.12312）电动机的固有机械特性2分）1分）固有起动转矩倍数1分）T23.94K——Q——0.48mT49.4N3.（15分）一台三相电力变压器的额定容量SN=750kVA，额定电压U1N/U2N=10000/400V，Y/Y连接。已知每相短路电阻Rk=2.100，Xk=5.380。该变压器一次绕组接额定电压，二次绕组接三相对称负载运行，负载为Y接法，每相负载阻抗为ZL=0.30+j0.08Q。计算：（1）变压器一次、二次侧电流（线值）；（2）二次绕组电压（线值）；答案与解析：（1）简化等效电路如右图所示分）变压器的7UI爲10000/打k——in——25UA./3400/J32N2分）变压器的简化等效电路Z'L负载阻抗Z二0.30+j0.08二0.31Z14.93。Q,L1分）折算值Z'二k2Z二187.5+j500。LL1分）从原边看进去每相总阻抗Z二Z'+Z二2.1+j5.38+187.5+j50二197.52Z16.28。0Lk（1分）那么一次侧电流（相值）I=—1n==29.23A（2分）1Z197.52一次侧电流（线值）：因为Y形接法时相电流与线电流相等，所以I二29.23A（2分）1TOC\o"1-5"\h\z二次侧电流（相值等于线值）I二kI二25x29.23二730.77A（2分）21（2）二次绕组线电压U=J3/Z=、込x730.77x0.31=392.37V（2分）22L三、简答题（共40分）1、直流电动机的制动方法有哪些？（6分）答案：直流电动机的制动方法有：能耗制动、反接制动和回馈制动。2、单闭环调速系统由哪些部分组成？（10分）答案：单闭环调速系统由电压给定、控制器、可控直流电源、直流电动机和测速发电机等部分组成。3、同步电机有哪几种运行状态？同步电机运行于哪一种状态主要取决于什么？（8分）答案：同步电机有三种运行状态：发电机，电动机和补偿机。同步电机运行于哪一种状态主要取决于定子内圆
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面的定子、转子合成磁场与转子主磁场的相对位置，即定子合成磁场轴线与主磁场轴线的夹角，用电角度表示，称为功率角。4、三相感应电动机负载运行时主磁通在定、转子绕组中感应电动势的频率一样吗？两个频率之间数量关系如何？画出T形等效电路图并阐述附加电阻的物理意义。（6分）答：定子感应电动势和转子感应电动势的频率不一样；其数量关系为f2=Sf1°T形等效电路图如下图所示。物理意义：附加电阻上的功耗就等于电动机定子传到转子的电磁功率中转化成机械功率的部分。5、简述双极式控制的桥式可逆PWM变换器的优点。（10分）答案：双极式控制的桥式可逆PWM变换器有下列优点：（1）电流一定连续；（2）可使电机在四象限运行；（3）电机停止时有微振电流，能消除静摩擦死区；（4）低速平稳性好，系统的调速范围可达1:20000左右；（5）低速时，每个开关器件的驱动脉冲仍较宽，有利于保证器件的可靠导通。
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