一、填空题:01)一个机电一体化系统中一般由________、________、________、________和________五大组成要素有机结合而成。02)构成机电一体化系统的组成要素其内部及相互之间都必须遵循________、________、________与________四大原则。03)机电控制技术的核心内容是________。04)从控制目标进行分类,机电控制技术可以分成________和________。05)同一转轴上________之间的函数关系,称为生产机械的机械特性。06)多轴机电传动系统折算的原则遵循________和________。07)机电传动系统产生过渡过程的原因是系统本身是一个惯性系统。存在________、________和________。08)改善机电传动系统过渡过程的方法主要有________________和________________。09)电机是一种基于________和________而实现机电能量转换的机械装置,发电机将机械能转换成电能,电动机将电能转换成机械能。10)常用电机主要分为________和________两大类。11)无论是直流发电机还是直流电动机,由于转子线圈在磁场中转动(作切割磁力线运动),则线圈中必然产生________。其大小取决于________、________、电机的转速以及绕组导体数和连接方法。12)无论是直流发电机还是直流电动机,只要其转子线圈中有电流存在,则处于磁场中的线圈导体必然会受到________的作用。电动机的电磁转矩与________、________的乘积成正比。13)直流电机主要由________、________、________三部分组成。14)电枢在直流电动机中起的作用是________。15)根据电机励磁方式的不同,直流电机有________和________等形式。16)在各种励磁方式的电机中,不能空载运行的电机是________。17)直流电动机常用的调速方法有________、________、________等。18)直流电动机如励磁电路开路,则轻负载启动会导致________,重负载启动时会导致________。05)当异步电动机拖动额定转矩的负载运行在固有特性曲线上时,如果把电压降低为0.8UN,会不会出现危险?为什么?答:当然会出现危险。因为当电压U↓→Φ↓,电机从稳定点a过渡到稳定点b运行时,n↓→S↑→cosφ2↓,从T=KmΦI2cosφ2=TN=TL=常数,可知,当U=UN时,I2会是额定值,而当U↓时,I2要增大,并且I2大于其额定值,从而导致电机发热、进而烧坏。06)如图所示,他励直流电动机运行在a、b、c、d、e点时,各点处于什么运行状态?答:a点:正向电动状态b点:反接制动状态c点:反向电动状态d点:反向反馈制动状态e点:倒拉反接制动状态07)三相异步电动机反接制动时为什么电流很大?应当采取什么措施限制电流过大?答:三相异步电动机反接制动时,旋转磁场突然反向旋转,由于机械惯性的原因,电动机转子转速不能立刻发生变化,此时转差率s大于1,转子导体切割磁力线的速度很快,因而电流很大。采取措施:鼠笼式电动机常在定子电路中串接电阻,绕线式电动机在转子电路中串接电阻。08)简述直流他励电动机的人为机械特性。答:对于下式,人为地改变其中的可变参数,就可以改变电机的机械特性,这样得到的电机机械特性称为人为机械特性。一般有三种人为机械特性:1)电枢回路中串电阻(改变电阻Ra);2)改变电枢电压U;3)改变磁通Φ。09)请简述三相异步电动机的工作原理。答:三相异步电动机由转子和定子构成。定子绕组通入三相交流电流→产生旋转磁场→切割转子绕组→转子绕组产生感应电势→转子中产生感应电流→转子电流与磁场作用→产生电磁转矩→电机运转10)当负载TL一定时,三相异步电动机可通过改变最大电磁转矩Tmax、转差率S、交流电源频率f、磁极对数p进行调速,请问可通过什么方法来改变这些参数?答:改变Tmax是通过变电动机电源电压;改变S是通过变绕线式异步电动机的转子电阻;改变f是通过变频器;改变p是通过变极对数电机来实现。11)说明电容分相式单相交流电动机的工作原理,启动方法及改变转向的方法。答: 电容分相式电动机有两相绕组;其中的一相A接交流电源,另一相B串接电容后接至同一相交流电源;单相电机中有旋转磁场出现,可以启动电机;启动后,如果接电容的绕组脱离电源,电机内部只有脉动磁场,但也能维持运行;反转只要启动时A、B绕组对调,启动时的磁场旋转方向相反,可以反向启动。12)单相异步电动机为什么没有启动转矩?常采用哪些方法启动?答:因为单相交流电产生脉动磁场,而不产生旋转磁场,所以TM=0而无法启动。常采用电容分相式和罩极式两种启动方法进行启动。13)为什么电动机的起动电流很大?当电动机起动时,热继电器会不会动作?为什么?答:电动机从静态变成动态并达到额定转速时需要很大的力,一般起动电流是额定电流的5~7倍。当电动机起动时,热继电器不会动作。因为热继电器有热惯性,起动瞬间不会动作。14)既然在电动机的主电路中装有熔断器,为什么还要装热继电器?装有热继电器是否可以不装熔断器?为什么?答:不可以。 熔断器是串接在被保护的电路中,当电路发生短路或严重过载时,它的熔体能迅速自动熔断,切断电路,保护导线和电气设备不致损坏。而热继电器由于热惯性,当电路短路时不能立即动作使电路迅速断开,因此,不能作短路保护。15)电气原理图中QS、FU、KM、KI、KT、SB、SQ分别是什么电气元件的文字符号?答:QS:刀开关,转换开关;FU:熔断器;KM:接触器;KI:电流继电器;KT:时间继电器;SB:按钮开关;SQ:行程开关,接近开关。17)继电器接触器控制线路中一般应设哪些保护?各有什么作用?短路保护和过载保护有什么区别?答:一般应设置的保护有:1)过载保护:避免电动机长期超载导致的绕组温升超过允许值而损坏绕组绝缘。2)短路电流保护:避免巨大的短路电流损坏电器设备。3)零压和欠压保护:避免电源电压过低引起的电器的误动作,和电源电压恢复后电动机的自行起动。4)弱磁保护:避免因磁场减弱或消失时引起电动机“飞车”现象。短路保护与过载保护的区别:短路保护也叫接地保护,是当电路中某处的相对电压为零时而采取的断路保护。过载保护是电流保护,就是说如果电路中的电流超过额定电流时采取的断路保护。18)三相异步电动机的启动要求有哪些?答:1)启动转矩大;2)启动电流越小越好;3)启动平滑加速;4)启动设备安全可靠,力求简单方便;5)启动过程功率损耗小。19)有一台三相异步电动机,正常运行时为△接法,在额定电压UN下启动时,其启动转矩Tst=1.2TN(TN为额定转矩),若采用Y-△启动,试问当负载转矩TL=35%TN时,电动机能否启动?为什么?答:采用Y-△启动时,其启动转矩TstY=1/3 Tst=1/3 1.2TN=0.4TN>0.35TN=TL所以能够启动。20)分析下图所示机电系统的运行状态是加速、减速还是匀速?是上升还是下降?答:a为匀速上升;b为减速上升;c为减速上升;d为加速上升;e为减速上升;f为加速下降
一、填空题:
01)一个机电一体化系统中一般由________、________、________、________和________五大组成要素有机结合而成。
02)构成机电一体化系统的组成要素其内部及相互之间都必须遵循________、________、________与________四大原则。
03)机电控制技术的核心内容是________。
04)从控制目标进行分类,机电控制技术可以分成________和________。
05)同一转轴上________之间的函数关系,称为生产机械的机械特性。
06)多轴机电传动系统折算的原则遵循________和________。
07)机电传动系统产生过渡过程的原因是系统本身是一个惯性系统。存在________、________和________。
08)改善机电传动系统过渡过程的方法主要有________________和________________。
09)电机是一种基于________和________而实现机电能量转换的机械装置,发电机将机械能转换成电能,电动机将电能转换成机械能。
10)常用电机主要分为________和________两大类。
11)无论是直流发电机还是直流电动机,由于转子线圈在磁场中转动(作切割磁力线运动),则线圈中必然产生________。其大小取决于________、________、电机的转速以及绕组导体数和连接方法。
12)无论是直流发电机还是直流电动机,只要其转子线圈中有电流存在,则处于磁场中的线圈导体必然会受到________的作用。电动机的电磁转矩与________、________的乘积成正比。
13)直流电机主要由________、________、________三部分组成。
14)电枢在直流电动机中起的作用是________。
15)根据电机励磁方式的不同,直流电机有________和________等形式。
16)在各种励磁方式的电机中,不能空载运行的电机是________。
17)直流电动机常用的调速方法有________、________、________等。
18)直流电动机如励磁电路开路,则轻负载启动会导致________,重负载启动时会导致________。
05)当异步电动机拖动额定转矩的负载运行在固有特性曲线上时,如果把电压降低为0.8UN,会不会出现危险?为什么?
答:当然会出现危险。因为当电压U↓→Φ↓,电机从稳定点a过渡到稳定点b运行时,n↓→S↑→cosφ2↓,从T=KmΦI2cosφ2=TN=TL=常数,可知,当U=UN时,I2会是额定值,而当U↓时,I2要增大,并且I2大于其额定值,从而导致电机发热、进而烧坏。
06)如图所示,他励直流电动机运行在a、b、c、d、e点时,各点处于什么运行状态?
答:a点:正向电动状态
b点:反接制动状态
c点:反向电动状态
d点:反向反馈制动状态
e点:倒拉反接制动状态
07)三相异步电动机反接制动时为什么电流很大?应当采取什么措施限制电流过大?
答:三相异步电动机反接制动时,旋转磁场突然反向旋转,由于机械惯性的原因,电动机转子转速不能立刻发生变化,此时转差率s大于1,转子导体切割磁力线的速度很快,因而电流很大。
采取措施:鼠笼式电动机常在定子电路中串接电阻,绕线式电动机在转子电路中串接电阻。
08)简述直流他励电动机的人为机械特性。
答:对于下式,人为地改变其中的可变参数,就可以改变电机的机械特性,这样得到的电机机械特性称为人为机械特性。
一般有三种人为机械特性:1)电枢回路中串电阻(改变电阻Ra);2)改变电枢电压U;3)改变磁通Φ。
09)请简述三相异步电动机的工作原理。
答:三相异步电动机由转子和定子构成。定子绕组通入三相交流电流→产生旋转磁场
→切割转子绕组→转子绕组产生感应电势→转子中产生感应电流→转子电流与磁场作用
→产生电磁转矩→电机运转
10)当负载TL一定时,三相异步电动机可通过改变最大电磁转矩Tmax、转差率S、交流电源频率f、磁极对数p进行调速,请问可通过什么方法来改变这些参数?
答:改变Tmax是通过变电动机电源电压;改变S是通过变绕线式异步电动机的转子电阻;改变f是通过变频器;改变p是通过变极对数电机来实现。
11)说明电容分相式单相交流电动机的工作原理,启动方法及改变转向的方法。
答: 电容分相式电动机有两相绕组;其中的一相A接交流电源,另一相B串接电容后接至同一相交流电源;单相电机中有旋转磁场出现,可以启动电机;启动后,如果接电容的绕组脱离电源,电机内部只有脉动磁场,但也能维持运行;反转只要启动时A、B绕组对调,启动时的磁场旋转方向相反,可以反向启动。
12)单相异步电动机为什么没有启动转矩?常采用哪些方法启动?
答:因为单相交流电产生脉动磁场,而不产生旋转磁场,所以TM=0而无法启动。常采用电容分相式和罩极式两种启动方法进行启动。
13)为什么电动机的起动电流很大?当电动机起动时,热继电器会不会动作?为什么?
答:电动机从静态变成动态并达到额定转速时需要很大的力,一般起动电流是额定电流的5~7倍。当电动机起动时,热继电器不会动作。因为热继电器有热惯性,起动瞬间不会动作。
14)既然在电动机的主电路中装有熔断器,为什么还要装热继电器?装有热继电器是否可以不装熔断器?为什么?
答:不可以。 熔断器是串接在被保护的电路中,当电路发生短路或严重过载时,它的熔体能迅速自动熔断,切断电路,保护导线和电气设备不致损坏。
而热继电器由于热惯性,当电路短路时不能立即动作使电路迅速断开,因此,不能作短路保护。
15)电气原理图中QS、FU、KM、KI、KT、SB、SQ分别是什么电气元件的文字符号?
答:QS:刀开关,转换开关;
FU:熔断器;
KM:接触器;
KI:电流继电器;
KT:时间继电器;
SB:按钮开关;
SQ:行程开关,接近开关。
17)继电器接触器控制线路中一般应设哪些保护?各有什么作用?短路保护和过载保护有什么区别?
答:一般应设置的保护有:
1)过载保护:避免电动机长期超载导致的绕组温升超过允许值而损坏绕组绝缘。
2)短路电流保护:避免巨大的短路电流损坏电器设备。
3)零压和欠压保护:避免电源电压过低引起的电器的误动作,和电源电压恢复后电动机的自行起动。
4)弱磁保护:避免因磁场减弱或消失时引起电动机“飞车”现象。
短路保护与过载保护的区别:
短路保护也叫接地保护,是当电路中某处的相对电压为零时而采取的断路保护。
过载保护是电流保护,就是说如果电路中的电流超过额定电流时采取的断路保护。
18)三相异步电动机的启动要求有哪些?
答:1)启动转矩大;2)启动电流越小越好;3)启动平滑加速;
4)启动设备安全可靠,力求简单方便;5)启动过程功率损耗小。
19)有一台三相异步电动机,正常运行时为△接法,在额定电压UN下启动时,其启动转矩Tst=1.2TN(TN为额定转矩),若采用Y-△启动,试问当负载转矩TL=35%TN时,电动机能否启动?为什么?
答:采用Y-△启动时,其启动转矩TstY=1/3 Tst=1/3 1.2TN=0.4TN>0.35TN=TL
所以能够启动。
20)分析下图所示机电系统的运行状态是加速、减速还是匀速?是上升还是下降?
答:a为匀速上升;b为减速上升;c为减速上升;d为加速上升;e为减速上升;f为加速下降
题目解答
答案
结构组成要素 动力组成要素 运动组成要素 感知组成要素 职能组成要素 接口耦合 运动传递 信息控制 能量转换 对电机的控制 逻辑控制 运动控制 负载转矩与转速 功率守恒原则 能量守恒原则 机械惯性 电磁惯性 热惯性 减少系统飞轮惯量GD 2 增加动态转矩T d 电磁感应原理 电磁力定律 驱动电机 控制电机 感应电势 每极磁通量 极对数 电磁力 每极磁通量 电枢电流 定子 转子 换向器 产生电磁转矩感应电势 他励、并励、串励、复励 永磁 串励电机 改变电枢电路外串电阻 改变电枢电压 改变主磁通 飞车 堵转