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1、命题教师请注意：1、以下为试题基本样式，请参照此样式命题。2、试题标题字号为 黑体四号字 ，题目内容字号为 宋体小四号字 。行距原则上为 1.5 倍行距 （如无法排下，可选其它多倍行距，但不得低于单倍行距。本注意事项即是小四号宋体， 行距 1.5 倍。 行距请在 菜单栏 中 “格式”中的 “段落”中选取）3、命题时请注意填写学年、学期。4、每一试题请标明小题数目，每题的分值，本题总分。5、命题时无需留出答题处，学生直接答在答题纸上。6、 “考试方式”请注明开卷或闭卷。7、命题结束后请同时将A、B两套（纸制）试题交继续教育学院教务科。8、要求 B5纸打印。内蒙古科技大学继续教育学院2012 学年
2、第二学期函授站：能源与环境学院课程名称：电力拖动与控制使用专业、年级：机械11 任课教师：考试方式：一、填空题 （每空 1 分，共 25 分）1某起重机的提升机构，所吊重物的重力为3400N，以 0.42 m/s的速度等速 上升，此时电动机的转速为975r/min。忽略传动损耗， 那么折算到电动机轴上 的负 载转 矩为N.m，折算 到 电动 机 轴上 的重 物 的飞 轮力 矩 为 N.m2。2 一台 Z2 型他励直流电动机的铭牌数据为：PN=4kW， UN=220V，IN=22.7A， nN=1500r/min。 已知铜损 占总损耗 的 1/2。则电枢电 阻 Ra= ， 电 势 系 数CeN=
3、 V/( r/min) ， 转 矩 系 数CeN= N.m/A ， 理 想 空 载 转 速n0= r/min ， 额 定 转 矩TN N.m。3他励直流电动机的调速方法有改变电压、改变电阻和改变磁通等方法。4 他励直流电动机降低电枢端电压调速可以实现恒转矩调速；而在弱磁调速 时可以实现恒功率调速。5电力拖动系统由电动机及其供电电源、传动机构、执行机构和电气控制装 置等部分组成。6 三相异步电动机的电磁转矩与异步电动机的转矩常数和电源电压的平方的 乘积成正比。异步电机接电源时，s=1时地电磁转矩称为起动转矩，当电动机 各参数及电源频率不变时，它与电源电压的平方的平方成正比。7异步电动机的能耗制动
4、过程中，改变定子绕组中直流电流和定子绕组串电 阻的大小均可调节制动转矩的数值。8 三相笼型异步电动机减压起动的方法有：定子绕组串电阻减压起动、星 -三角减压起动、 延边三角形减压起动等。二、简答题 （共 35 分） 学生班级_学生学号：学生姓名：_,装订线,装订线,装订线,试卷须与答题纸一并交监考教师,装订线,装订线,装订线,1他励直流电动机的制动方法有哪几种？画出各自对应的人为机械特性图， 并简述其特点。（11分）答：他励直流电动机常用的的电气制动方法有：能耗制动、 反接制动和发电回馈制动。电枢回路串接电阻 Rpa时的人为特性人为机械特性方程为改变电源电压时的人为机械特性人为机械特性方程为改
5、变磁通时的人为机械特性人为机械特性方程式为2 试列举出三种以上异步电动机的调速方法，简述其调速原理和特点。（9 分） 答：变极对数调速方法 这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数 达到调速目的，特点如下：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗， 效率高；接线简单、控制方便、价格低； 变频调速方法 变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。 变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流直流 交流变频器和交流交流变频器两大类，目前国内大都使用交直交变频 器。其特点：效率高，调速过程中没有附加损耗；应用范围广，可用于笼型异 步电动
6、机；调速范围大， 特性硬，精度高；技术复杂，造价高，维护检修困难。 本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。 串级调速 串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动 机的转差， 达到调速的目的。 大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利 用产生附加的装置， 把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转 差功率吸收利用方式， 串级调速可分为电机串级调速、 机械串级调速及晶闸管 串级调速形式， 多采用晶闸管串级调速， 其特点为： 可将调速过程中的转差损 耗回馈到电网或生产机械上， 效率较高；装置容量与调速范围成正比， 投资省， 适用于调速范围在额定转速7090的生产机
7、械上；调速装置故障时可以 切换至全速运行，避免停产；晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。 本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。 3交流接触器为什么要安装短路环？其原理是什么？（8 分） 交流接触器的铁心由硅钢片叠压而成， 这样可以减少交变磁通在铁心中的涡流 和磁滞损耗。在有交变电流通过电磁线圈时， 线圈对衔铁的吸引力也是交变的. 当交流电流通过零值时， 线圈磁通变为零， 对衔铁的吸引力也为零， 衔铁在复 位弹簧作用下将产生释放趋势， 这使动静铁心之间的吸引力随着交流电的变化而变化，从而产生变化和噪声加速动静铁心接触产生的磨损，引起给合不良， 严重时还会使触点烧蚀。
8、为了消除此弊端， 在铁心柱端面的一部分嵌入一只铜 环即短路环，该短路环相当于变压器的副边绕组，在线圈通入交流电时不仅线 圈产生磁通，短路环中的感应电流也产生磁通， 此时短路环相当于纯电感电路。 从纯电感电路的相位可知，线圈电流磁通与短路环感应电流磁通不同时为零， 即电源输入的交变电流通过零值时短路环感应电流不为零，此时它的磁通对衔 铁对将起着吸咐作用， 从而克服了衔铁被释放的趋势， 使衔铁在通电过程总是 处于吸合状态，明显减少了振动噪声。 4电动机发出的热量去向是怎样的？电动机按发热的不同情况有哪三种工作 制？（ 7 分） 答：电动机的热源来自电机内部，即电流流过定子绕组时产生的铜损耗，在铁
9、芯内当磁通变化时所产生的铁损耗，轴承摩擦所产生的机械损耗及附加损耗。 电机产生的热量， 首先借传导作用传送到电机的外表面，然后借辐射和对流作 用将热量从电机外表面散发到周围冷却介质中去。电动机按发热的不同情况三 种工作制，即连续（长期）工作制、短时工作制、重复短时工作制。 三、计算题（ 共 25 分） 1某 他励直 流 电 动机 的额 定数 据为 ： PN=7.5kW，UN=220V，IN=41A， nN=1500r/min，试绘制： （1）固有机械特性曲线。（2）电枢电路串电阻RRNpa2.0时的人为机械特性曲线。 （10 分）解： （1）固有机械特性估算电枢电阻aR4 5 2.0 4110
10、5.7412202110212323NNNN a IPIU R计算NeC1min)/(1454.0 1500452.041220rV nRIUCNaNN Ne理想空载转速0nm i n/1 5 1 3 1 4 5 4.02200r CUnNeN额定电磁转矩NTmNICTNNeN57411454.055.955.9注：理想空载点（min/15130rn，0T） ；额定运行点 （min/1500 rnnN，mNTN57） ；绘出固有机械特性，如图直线1。（2）电枢电路串电阻RRNpa2.0时的人为机械特性。理想空载转速min/15130rnNTT时电动机的转速RNnmin/135857 1454.
11、055.9452.02.0452.01513 55.9220rT CRRnnNNecaRN通过（min/15130rnn，0T）及（min/1500 rnnN，mNTTN57）两点连一直线， 即电枢电路串电阻RRNpa2.0时的人为机械特性， 如图直线0100200200300400400500600600700800100012001400n(r/min)T(Nm)122某三相四极笼型异步电动机，其定子绕组Y 联结，该电动机的部分技术数 据为： U1N= 380V，nN=1430r/min，KT =2.2，用它来拖动 Tz=0.9TN的恒转矩负 载运行。求： （1） 电动机的转速。（2） 电
12、源电压降低到 0.9UN时电动机的转速。 （3） 频率降低到 0.8fN、保持 E1/f1不变时电动机的转速。（15分）解：015001430 0.0467 1500Nnn s n22(1)0.0467(2.22.21)0.1942mNTTss22maxmax(1)0.0467(2.22.21)0.1942mTTss TT（1）当 TZ=0.8TN 时，利用实用公式2TN emmmTT ssss22 . 2 0 . 80 . 1 9 4 20 . 1 9 4 2NNT Tss得0.0366(1.0318)ss或舍 去则电机转速0(1)1445/ m inns nr（2）当 U 1=0.8UN时
13、，最大转矩2m axmax0.80.642.21.408NNTTTT利用实用公式21.408 0.80.19420.1942NNT Tss得0.0605(0.6232)ss或舍 去则电机转速0(1)1410/ minnsnr（3）频率降低到 0.7fN=35Hz，保持 E1/f1 不变时，0mmns nC最大转矩保持不变，则由2maxmax(1)mTT ss TT可知00mnsns nC即固有特性上运行时的转速降落 （同步转速与运行转速之差）与频率改变后机 械特性上运行时的转速降落（频率改变后的同步转速 与运行转速 之差）相等。固有机械特性上运行转速降落001500144555/ minnsnnnr频率降低后的同步转速000.71050/ minnnr频率降低后的电机转速0995/ m innnnr四、下图为三相鼠笼式异步电动机定子串电阻降压启动控制电路，试分析该 电动机启动、停止控制过程，并说明该电路有哪几种保护。（15分）1学生班级_学生学号：学生姓名：_,装订线,装订线,装订线,试卷须与答题纸一并交监考教师,装订线,装订线,装订线,
