2012年1月自学考试控制电机试题

2012年1月自学考试控制电机试题

课程代码：02614

一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。

1.直流电动机的额定功率是指直流电动机在额定运行时，其轴上(  )

A.输入的机械功率  B.输出的机械功率

C.输入的电磁功率  D.输出的电磁功率

2.交流伺服电动机最大转矩的值与转子电阻无关，但临界转差率与转子电阻(  )

A.成正比  B.成反比

C.存在指数关系  D.存在对数关系

3.变压器原、副边只有一套绕组，副边是从此绕组中的某一位置引出的叫(  )

A.脉冲变压器  B.功率变压器

C.同步变压器  D.自耦变压器

4.不随负载和电压的变化而变化的是同步电动机的(  )

A.转矩  B.电流

C.转速  D.功率

5.交流伺服电动机的旋转方向可以由什么来决定(  )

A.电机的极对数  B.控制电压的幅值

C.电源的频率  D.控制电压的极性

6.减少步进电动机和负载的惯量可以(  )

A.增加其步矩角  B.减少其步矩角

C.增加其启动频率  D.降低其启动频率

7.直流电动机的基本结构和直流测速发电机相同，所不同的是电动机的输出为转速信号，输入为(  )

A.电磁信号  B.电压信号

C.转矩信号  D.磁场信号

8.利用直流电动机原来积蓄的动能来发电，以产生电磁转矩进行制动的，叫作(  )

A.机械制动  B.反接制动

C.动能制动  D.自由停车

9.当交流伺服电动机有效信号系数为1时，电机处于对称运行状态，气隙磁场是(  )

A.圆形旋转磁场  B.脉振磁场

C.椭圆形旋转磁场  D.等幅脉振磁场

10.无刷直流电动机与一般直流电动机一样具有良好的伺服控制性能，要实现其无级调速可以通过改变(  )

A.励磁方式  B.电源频率

C.极对数  D.电源电压

二、判断题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）

判断下列各题，正确的在题后括号内打“√”，错的打“×”。

1.直流电动机机械特性的斜率与电枢电阻成正比，电枢电阻大，其机械特性的斜率也大，机械特性就软。(  )

2.在相同的体积和重量下，在一定的功率范围内，杯形转子交流伺服电动机比鼠笼转子伺服电动机所产生的启动转矩和输出功率都大。(  )

3.增大直流电动机直径，减少其轴向长度，有利于增加电动机的转矩和降低空载转速，所以直流力矩电动机通常做成圆盘状。(  )

4.脉冲变压器在自动控制系统中可以用来升高或降低脉冲电压。(  )

5.选用自整角机时，在电源容量允许的情况下，应选用输入阻抗较高的发送机，以便获得通常期望的较小的负载能力。(  )

6.阻尼系数越小，表示转矩的变化对转速的影响很大，交流伺服电动机运行很不稳定。(  )

7.鼠笼转子交流异步测速发电机输出斜率大，但特性好、误差小、转子惯量大，一般用在精度要求较高的系统中。(  )

8.磁滞同步电动机最适合在异步状态下运行，尤其是在低速状态下运行。(  )

9.无刷直流电动机一般由换向器、转子位置传感器和电子开关线路三部分组成。(  )

10.在允许的负载范围内，步进电动机工作时的步数或转速不受温度、压力、冲击、振动等环境条件变化的影响。(  )

11.尽管旋转变压器也由定子和转子两大部分组成，但它的典型结构与一般绕线式异步电动机并无相似之处。(  )

12.改变直线感应电机初级绕组的通电相序，可改变直线电机运动速度。(  )

三、填空题(本大题共12小题，每小题1分，共12分)

请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。

1.为了减小由于磁路和转子电的不对称性对性能的影响，杯形转子交流异步测速发电机通常是________极电机。

2.当外力作用使直流电机旋转，输入机械能时，电机处于发电机状态，输出________能。

3.交流伺服电动机在控制电压作用下工作，当突然切去控制电压信号，只要阻转矩小于单相运行时的最大转矩，电动机仍将在转矩作用下继续旋转，这种现象就称为________。

4.直流发电机的工作是基于________定律。

5.在其他条件不变的情况下，降低电源电压可以使直流电动机的转速________。

6.成对使用的自整角机按力矩式运行时，其中有一个是力矩式发送机，另一个则是力矩式________。

7.旋转变压器原、副边绕组之间的电磁耦合程度由转子的________决定，故转子绕组的输出电压大小及相位也必然与它有关。

8.有一台两极交流伺服电动机，电源频率为400Hz，其同步速为________r/min。

9.理想的交流测速发电机输出电压值与转速成正比，其频率与转速________。

10.使用永磁式同步电动机时，负载阻转矩不能大于最大同步转矩，否则会出现________现象。

11.一个圆形旋转磁场可以用两个在时间上和在空间上相差________度的等幅脉振磁场来表示。

12.要改变直流电动机的转向，必须改变电磁转矩的方向。根据左手定则可知，改变电磁转矩的方向有改变磁通方向或改变________方向两种。

四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）

1.为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？

2.简述交流伺服电动机控制中的电源移相及其主要方法。

3.步进电动机旋转方向取决于什么？以三相单三拍分配方式为例，说明步进电动机旋转方向如何改变。

4.在需要直线运动的场所，采用直线电动机作驱动部件有何优点？直线电动机的主要缺点是什么？

五、计算题（本大题共4小题，第1、2小题各10分，第3、4小题各8分，共36分）

1.一台单相变压器，Sn=10500kVA，U1n=35kV，U2n=6.6kV，f=50Hz，铁心的有效截面积A=0.158m2，铁心最大磁通密度Bm=1.415T，试求：

（1）该变压器高、低压绕组的每匝感应电动势En；

（2）高、低压绕组的匝数W1、W2及变比k。

2.一台反应式电磁减速同步电动机，磁极对数p为2，当电源频率f为50Hz时，其转子转速n为50r/min。试求：

（1）同步速ns；

（2）电机定子齿数Zs和转子齿数ZR。

3.一台反应式步进电动机，已知相数m=6，单六拍运行时步距角θb为3°，试问：

（1）转子齿数ZR为多少？

（2）若改为单双十二拍运行，其步距角有何变化？

4.一台直流测速发电机，其电枢电阻Ra=150Ω，负载电阻RL=3000Ω，当转速为1000r/min时，空载输出电压Ua0=21V，现测得负载时的输出电压Ua=40V，则此时对应的转速n是多少？