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试卷代号：1387座位号OJ国家开放大学（中央广播电视大学）2018年秋季学期“开放本科”期末考试电气传动与调速系统试题.2019年1月I::1-I=I三I四I总分1尸－、选择题(12题，每题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)相交的交点分别为C、D和E,以下说法正确的是（）。nloI。(a),ro(b)r-R1、R1+Rst。T,21tT图1图2A.C点不是稳定运行点，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12142.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点是属千调速运行，从b点到d点属千调速运行C.从a点到b点是属于调速运行，从b点到d点属千调速运行D.从a点到c点是属千调速运行，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n,定子旋转磁场的转速为ns,则该电动机的转差率s为（）。n5-nA.s=nsns-nB.s=nn-nsC.s=ns4.三相异步电动机的T型等效电路如图3所示，m1表示电机的相数，则电机的铁心损耗可表示为（）。n-nsD.s=n可．u凡从，二.,_J1x;,,R'2...,...六-=舅i'l图3A.PF,=m1Ii尺B.PF,=m10R~C.PF,=m1月凡D.PF,=m1J~Rm5.三相异步电动机的固有机械特性如图4所示，则C点是（）。。“AllsnNn,“。IIIIIIIIIT,c—/JNNT图4A.同步转速点C.最大转矩点B.额定运行点D.起动点12156.一台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/minB.500r/minC.lOOOr/minD.1500r/min7.一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（）。TeTmaxT\60°8,90°180°图5A.隐极同步电动机B.凸极同步电动机C.绕线式同步电动机D.笼型同步电动机8.根据自动控制系统的要求，伺服电动机必须具备（汃稳定性高和响应快速等基本性能。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.正向阳断区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11.单相桥式全控整流电路带阻感负载，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.OVC.198VB.llOVD.311V12.变频器驱动的异步电动机调速系统设定下限频率和L限频率后，当频率设定值大千上限频率时，变频器的实际运行频率为（）。A.最高频率C.下限频率B.给定频率D.上限频率1216得分1评卷人二、判断题(10题，每题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和负载转矩兀之差，即T—TL=b,.T称为动态转矩，当b..TO,即dn/dtO时，系统处于加速运行状态。（)14.如图6所示为他励直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。（）n11U2UIUN。-7。Te图6图715.一台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。()16.一台三相异步电动机的额定电磁转矩为80Nm,已知其起动转矩倍数K,,=2.5,则该电动机起动时的电磁转矩为lOONm。()17.一台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。()18.一台伺服电动机的机械特性曲线如图7所示，可知，该电动机应该是直流伺服电动机。（19.升压型DC/DC变换器的开关器件关断时承受的电压等千输入电压。（)20.异步电动机在变频调速时，只要保证调速过程中电动势／频率维持恒定，则最大电磁转矩维持不变。（)21.晶闸管—电动机双闭环直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千线性调节状态。（)22.交－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。()1217得分1评卷人三、简答题(4题，每题5分，共20分）23.简述直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？25.采用近似恒磁通变频调速时，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量控制会节能？得分1评卷人四、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UN=380V,额定转速nN=965r/min,电源频率/1=50Hz,定子电阻r1=2.1.0,,定子漏抗XJ=3.08.0,,转子电阻的折算值r~=1.480,转子漏抗的折算值x~=4.20。试计算电动机的额定电磁转矩TN、最大电磁转矩Tmax及其起动转矩T,,or2如PUf—提示：(1)电磁转矩计算公式为TN='SN2TC儿[Cr1+~)2+Cx1+立）勹SN(2)最大电磁转矩计算公式为Tm1PUr=max,'穴八(x1+xz、028.(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:l80V/50Hz,三相异步电动机的极对数为2。请问：1218-----------------------,R仁sDvIIVI川Vl6jVD2II图8(1)如果主电路中不加直流侧滤波电路，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？1219试卷代号：1387国家开放大学（中央广播电视大学）2018年秋季学期“开放本科”期末考试电气传动与调速系统试题答案及评分标准（供参考）2019年1月一、选择题(12题，每题3分，共36分）1.D6.A2.B7.A11.A12.D3.A8.D二、判断题(10题，每题2分，共20分）13.正确14.错误15.正确18.正确19.错误20.正确三、简答题(4题，每题5分，共20分）23.简述直流电动机的结构和工作原理。4.D9.C16.错误21.错误5.C10.A17.正确22.错误答：直流电动机由静止的定子和旋转的转子（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：在两个电刷端加上直流电压，(1分）经电刷和换向器作用将电能引入电枢线圈中，并确保同一磁极下线圈边中的电流方向不变，使该磁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，将输入的电能转换成机械能输出，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？有哪儿种人为机械特性？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n(或转差率s)与电磁转矩T之间的关系n=f(T)或s=f(T),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特性；(1分）(2)定子回路串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）122025.采用近似恒磁通变频调速时，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）为了维持恒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）在所需流量小千额定流量的情况下，转速降低后，水泵的扬程变小，因此供水功率变小。(3分）四、综合题{Z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：Tzm1PUr—额定电磁转矩TN='SN2江[Cr1+~)气(x1+x;)勹SN1.483X3X2202X0,0351.48纭X50[(2.I+)2+C3.08+4.2)20.03529(Nm)(6分）最大额定电磁转矩T叭PUf3X3X2202max4万儿Cx1+x2)耘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：r2m1PUi—1T,,=,气[Cr1+勹+Cx1气）勹=31.18(Nm)。(4分）28.(10分）1.483X3X2202X-12立50[(2.l+气？尸+(3.08+4.2)勹答案：(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n=60f/p=60X25/2=750(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）1221