机电传动控制简答及分析题

四、简答题（共10分）1、下图为自耦变压器示意图，其容量SSS2，其中自耦变压器所特有的传导容量S？，电磁容量S？列出传导容量和电磁容量的表达式。（2分）I1I2I1N2N1U2U解:传导容量和电磁容量的表达式如下:电磁容量S1/k-1=IU=IU=SaNa1N1N2NN2NS传导容量S1/k=IUaNa1N2NS2、根据单相变压器负载运行原理图，写出原边1U和副边2U的电势平衡方程式。（3分）答:原边1U和副边2U的电势平衡方程式分别为:原边1U=-E1-E1σ+I1R1=-E1+I1R1+jI1X1σ=-E1+I1Z1副边2U=E2+E2σ-I2R2=E2-I2R2-jI2X2σ=E2-I2Z23、根据图示画出变压器的T型等效电路和型近似等效电路。（5分）1I1R1xLZ2x2R2I2E2U1U1E答：（1）变压器的T型等效电路（2）变压器的R型等效电路：五、问答题（第一题4分，第二题5分，第三题10分）1、设计制造电机时，通常要求其在额定运行时的效率最高，既在额定运行时电机的可变损耗和不变损耗满足一定效率特性关系，此效率特性关系具有普遍意义，可适用于各种电机，根据所学他励直流电动机的工作特性推导出其可变损耗和不变损耗满足何种效率特性关系时，电机运行效率最高。（其中外接端电压NUU，外接电阻0R，励磁电流fNfII）答：（1）他励直流发电机带负载运行时，其损耗中仅电枢回路的铜耗与电流Ia的平方成正比，称为可变损耗；其他部分损耗与电枢电流无关，称为不变损耗。（2）当负载较小时，Ia也较小，此时发电机的损耗是以不变损耗为主，但因输出功率小而效率低；随着负载增加，P2增大而效率上升，当可变损耗与不变损耗相等时效率达到最大值。（3）结论：当电动机在某负载不变损耗等于可变损耗时，此时效率最高。2、设某他励直流电机系统处于平衡状态A下，如果电压NU突然下降到U，电动机的机械特性也随之变化，使这种平衡状态破坏，试分析如下图1和图2中，当电压再次从U恢复到NU时，哪个系统是稳定平衡系统，并详细论述原因。图1图2答：图2为稳定平衡系统。原因如下：（1）定电动机的机械特性与负载特性曲线有交点，即Tem=TL是系统稳定运行的必要条件。（2）在交点对应的转速之上有TemTL，在交点对应的转速之下有TemTL为系统稳定运行的充分条件。由此可见，对稳定平衡系统，若电动机的机械特性曲线是向下倾斜的，则系统能够稳定运行；若电动机的机械特性曲母是向上翘的，则系统不能稳定运行。所以图2为稳定平衡系统。3、有两台电动机M1和M2，要求M1电机先启动，另一台电机M2延时3S后启动；要求停车时，先停M2电动机后，才能够停前一台电动机M1。请自行选配按钮及元器件编号，采用继电器、交流接触器进行逻辑控制；或选用PLC进行编程控制。需画出电机驱动、保护电路，继电器开关控制，或PLC梯形图程序。答：