控制电机试题答案

控制电机与应用试题选集 一、选择题：（共30分；2分/题）一般概念类：1. 伺服系统（servo-system）是使物体的机械位置、方位、状态（位移或转角）等准确地跟随目标（或给定值）变化的自控系统，它能精确地跟随或复现某个过程，故又称随动系统，其结构与其他反馈控制系统没有原则区别。伺服系统最初用于船舶自动驾驶、火炮控制与指挥仪中，后来逐渐推广到数控机床、天线位置控制、导弹和飞船制导等诸多领域。下述属于伺服系统的是（C ）： A. 温度控制系统 B. 压力测控系统 C. 位置控制系统D. 电压稳压系统2. 伺服电机在自动控制系统中，通常用作（ D），把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出，可分为直流和交流伺服电动机两大类。 A. 执行元件B. 动力输出 C. 测量元件D. 执行元件或测量元件3. 导体在磁场中作切割磁力线运动，导体两端产生感应电势的方向由（A ）定则判定；通电导体在磁场中运动，运动方向由（）定则判定。 A. 右手，左手 B. 右手，右手 C. 左手，左手 D. 左手，右手测速直流电机类1. 理论上直流测速发电机转速为0时输出电压应为（A ）A. 0B 最大值C. 平均值D.有效值2. 要改变直流并励发电机的输出电压极性，应按（C ）进行。 A. 改变原动机的转向B. 励磁绕组反接 C. 电枢绕组两端反接D. 改变原动机转向的同时也反接励磁绕组3. 用于机械转速测量的电机是（A ）A. 测速发电机B. 旋转变压器C. 自整角机D. 步进电动机直流电机类：1. 以下哪个选项不能改变直流电动机的转向是（B ） A. 改变磁通方向 B. 同时改变磁通方向和电枢电压方向 C. 改变励磁电流方向 D. 改变电枢电压方向2. 以下哪些因素不致使直流电动机的机械特性硬度变化（B ） A. 电枢回路串电阻 B. 改变电枢电压 C. 减弱磁场 D. 增大励磁电流3. 直流电动机的“调节特性”描述了（A ）的对应关系。A. 转速与电压B. 转速和电流 C. 转矩和电压D. 转速和转矩4. 直流电动机的机械特性描述了（D ）的对应关系。A. 速度与电压B. 速度和电流C. 转矩和电压D. 速度和转矩5. 直流电机可以做成多对极，而控制用的直流电机一般做成（A ）A. 一对极 B. 二对极C. 三对极D. 四对极6. 直流电机处于发电机运行时（C ）A. EU，T, n方向相反B. EU，T, n方向相同C. EU，T, n方向相反D. EU，T, n方向相同7. 直流电动机和直流发电机中，电磁转矩T与转子旋转n的方向关系分别为( B )。A. 相同、相同B. 相同、相反C. 相反、相同D. 相反、相反8直流电动机和直流发电机中，电枢的电动势Ea和电流Ia的方向分别是（D ）A. 相同、相同B. 相反、相反C. 相同、相反D. 相反、相同9. 直流电动机的励磁绕组由单独的直流电源供电称为（C ）A. 并励 B. 串励C. 他励D. 复励10. 一直流电机接线如图所示，它属于（ A ）励磁方式。A. 他励B. 并励C. 串励D. 复励11. 一他励直流电机拖动一恒转矩负载稳定运行，电枢电压不变，若因机械故障使得负载转矩稍有增大则（C ） A稳定状态破坏，电机不能再继续稳定运行 B电机速度下降，短时调整后又恢复原来的速度稳定运行 C电机速度下降，转矩增大，在新的平衡点稳定运行 D电机转矩增大，进而迫使转速不会降低，所以运动不受影响12. 直流电动机采用反接制动时，机械特性曲线位于第（B ）象限。A一B二C三D四 13. 他励直流电动机空载运行时，若励磁回路突然断开，会发生以下哪种情况？（B ）A. 立即停转B. 飞车C. 运转一会儿后停止D. 电机发热14. 直流电动机换向器的作用是使电枢获得（B ）。A. 单向电流B. 单向转矩C. 恒定转矩D. 旋转磁场15. 直流电机弱磁调速瞬间，反电势、 电枢电流和电磁转矩各有如下变化（B ） A. 反电势E，电枢电流，电磁转矩 B. 反电势E，电枢电流，电磁转矩 C. 反电势E，电枢电流，电磁转矩 D. 反电势E，电枢电流，电磁转矩交流电机类1. 交流异步伺服电动机的转差率s定义为：，其中：ns为同步转速、n为实际转速（异步转速），则s =1、0分别表示电机处于（A ）状态。A A. 停止、同步运行B. 同步运行、停止 C. 某两个特定异步转速运行D. 都是停止状态2. 设交流异步伺服电动机的转子电动势频率为f2，定子电动势频率为f1，转差率为s，则三者的关系为（C ） A. f1 = f2 B. f2 = s f1C. f2 = (1s) f1 D. f1 = s f2 3. 异步电动机在理想空载时，转差率为（A ）A. s =0B. s snD. s =14. 交流异步伺服电动机在发电机运行状态时，其转差率范围是（A ）A. s 0B. s =0C. 0 s 15. 异步电动机起动瞬时，转差率为（C ）As = 0Bs = sNCs =1Ds 16. 异步电动机工作时，转子的转速n与旋转磁场转速ns的关系是（A ）。A. nnsC. n=nsD. nns7. 异步电动机处于电动机状态，发电机状态和电磁制动状态下的转差率s分别为（A ）。A. 0s1, s1B. 1s1, s1C. 0s1, s0D. 1s1, s18. 异步电动机反接制动时，其转差率s为（A ）。 A. 0 s 1 B. s 1 D. 1 s 09. 异步电动机机械负载加重时，其转子转速将（B ） A. 升高B. 降低C. 不变D. 不一定10. 励磁电压频率为f，则异步电动机的旋转磁场转速ns为（C ）A. B. C. D. 11. 异步电动机的同步转速ns与下列变量的关系正确的是（A ）。A. 与频率f成正比，与极对数p成反比B. 与定子绕组电压成正比，对极对数p成正比C. 与频率f成反比，与极对数p成正比D. 与定子绕组电压成正比，对极对数p成反比12. 已知交流伺服电动机的极数对数为2，使用频率为50Hz的交流电压供电，则旋转磁场的转速为（ ）。 A. 3000 r/min B. 1500 r/min C. 750 r/min D. 1000 r/min13. 有一台四极交流伺服电动机，电源频率为400Hz，其同步速为（ ）A.3000 r/minB.6000 r/minC.9000 r/minD.12000 r/min14. 有一台八极交流伺服电动机，旋转磁场的转速为6000r/min，则其电源频率为（ ）A. 100HzB. 200HzC. 300HzD. 400Hz15. 对幅值和转速都在变化的椭圆形旋转磁场，可以用分解法分解为（D ）。A. 两个正向圆形磁场 B. 无法确定C. 两个反向圆形磁场 D. 一个正向圆形磁场和一个反向圆形磁场16. 目前广泛应用的是（C ）形转子交流伺服电动机。A. 磁性杯B. 非磁性杯C. 鼠笼D. 圆盘17. 交流伺服电动机转子的结构常用的有（D ）形转子和非磁性杯形转子。A. 磁性杯B. 圆盘C. 圆环D. 鼠笼18. 交流伺服电动机定子两相绕组加上额定电压，转速等于（A ）时流经励磁绕组的电流称为堵转励磁电流。 A. 0B. 同步速C. 额定转速D. 平均转速19. 堵转电流通常是交流伺服电动机绕组电流的（B ）A. 最小值B. 最大值C. 额定值D. 平均值20. 鼠笼式异步伺服电动机，它的转速与下列变量关系正确的是（C ）。A. 转速与电源电压（控制）成正比 B. 转速与轴上负载成正比C. 转速与电源频率成正比 D. 转速与定子极对数成正比21. 下图表示交流伺服电机采用的控制方式是（ C ）。A、幅值控制 B、相位控制 C、幅值相位控制D、双相控制步进电机类：1. 步进电机利用磁阻原理工作，即两个正交方向磁阻的不同而产生转矩，凸极转子总是被这种转矩拉于磁阻最小路径。下图表示步进电机BC两相控制绕组通电时的平衡状态的是（ D ）2. 采用双拍制的步进电动机步距角与采用单拍制相比（A ）A减小一半B.相同C.增大一半D.增大一倍3. 步进电动机是数字控制系统中的一种执行元件，其功用是将（D ）变换为相应的角位移或直线位移。 A直流电信号B. 交流电信号C. 计算机信号D. 脉冲电信号4. 将电脉冲信号转换成相应角位移的控制电机是（D ）A测速发电机B. 旋转变压器C. 自整角机D. 步进电动机5. 步进电动机常用于（D ）系统中作执行元件，以有利于简化控制系统。A. 高精度B. 高速度C. 开环D. 闭环6. 下述哪一条不是步进电机的独特优点（D ） A. 控制特性好 B. 误差不会长期积累 C. 步距不受各种干扰因素的影响 D. 振动小，运转平稳7. 在各类步进电机中，结构比较简单，用得也比较普遍的是（B ）步进电动机。A. 永磁式B. 反应式C. 感应子式D. 混合式8. 步进电动机的输出特性是（D ）A. 输出电压与转速成正比B. 输出电压与转角成正比C. 转速与脉冲量成正比D. 转速与脉冲频率成正比9. 有一四相八极反应式步进电机，其技术数据中有步距角为1.8/0.9，则该电机转子齿数为（C ） A. 75B. 100C. 50D. 不能确定10. 某步进电机转子有80个齿，采用三相六拍驱动方式，此时步进电机的步距角为（B ）。A. 1.5B. 0.75C. 3D. 611. 某五相步进电机在脉冲电源频率为2400Hz时，转速为1200rpm，则可知此时步进电机的步距角为（B ）。 A. 1.5B. 3C. 6D. 4自整角类1. 自整角机（selsyn）又称作旋转变压器，是利用自整步特性将转角变为交流电压或由转角变为转角的感应式微型电机，在伺服系统中被用作测量（D ）的传感器。 A. 转速大小B. 温度变化C. 直线位移D. 角度位移2.（ B ）是利用自整步特性将转角变为交流电压或由转角变为转角的感应式微型电机，在伺服系统中被用作测量角度的位移传感器。 A. 直流测速电机B. 自整角机C. 交流伺服电机D. 直流伺服电机3. 无力矩放大作用，接收误差稍大，负载能力较差的自整角机是（A ）式自整角机。A. 力矩B. 控制C. 差动D. 单机4. 用于角度的传输、变换和指示的控制电机是（C ）A. 测速发电机B. 旋转变压器C. 自整角机D. 步进电动机二、填空题（共20分，2分/空）一般概念类：1. 伺服电动机（控制电机）与动力类电机是有明显区别的。伺服电动机注重的是控制特性而不是能量转换效率的问题，它的主要要求是：调速范围宽广，机械特性和调节性能为线性，响应快速，无 “自转”现象。2. 伺服电动机的转矩、转速和转向都非常灵敏和准确地跟着控制电压变化。3. 影响电动机机械特性的因素主要是电枢电压 、电枢电阻和放大器内阻Ri。4. 电动机的机械特性是指 转速和力矩 的关系。测速直流电机类1. 直流测速发电机的电压平衡方程式是_Ua=Ea-IaRa2. 交流测速发电机转速为零时，实际输出电压不为零，此时的输出电压称为 剩余电压3. 测速发电机要求其输出电压与转速成严格的线性关系。4. 按照励磁方式划分，直流测速发电机分为永磁式和_电磁式_ _两种型式。5. 直流发电机的工作是基于_电磁感应_定律。直流电机类：1. 在直流电机运转过程中，突然将励磁回路断开，当电机带负载时会发生_堵转_状态；当电机空载时又会出现_飞车_现象。2. 增大电机端电压Ua时，电机的转速将_增加_；增大电枢回路的调节电阻Rtf时，电机的转速将_减小_。3. 直流伺服电机调速方式有_电枢电阻_、_电枢电压_、_励磁电阻_，最常用的调速方式是控制电机端电压Ua的大小。4. 直流电机的转矩系数CT和电势常数Ce的关系是_CT=9.55Ce_。5. 直流电动机定子的作用是产生_磁通_和电机的机械支撑。6. 直流电动机的定子铁心是由薄钢片叠成，用来_减少涡流_和支持励磁绕组。7. 直流电动机的反接制动分为倒拉反接制动和_电压反接制动_。8. 直流自励发电机的励磁方式为并励和_串励_。9. 直流电动机的机械特性描述了_转速和转矩_的对应关系。10. 直流电动机常用起动方法有 电枢串电阻和降压_两种。11. 直流电机为增大输出电势（或转矩）及减小它的脉动，其方法是增加槽数，用无槽电枢12. 直流电动机具有优异的_调速_性能，因此对一些对调速要求较高的生产机械往往采用直流电动机拖动。13. 对于调速范围宽广的直流调速系统，通常都是同时采用_电枢电压和励磁_两种调速方法。14. 直流伺服电机弱磁调速的缺点是_调速快速性较差，只能提速，不能减数_。15. 他励直流电机UN、N保持额定值不变，在电枢回路串入电阻RS后的人为机械特性方程式为_。P4116. 直流电机电枢铁心通常用0.5毫米厚的硅钢片叠压而成，目的是为了_减少涡流_。17. 直流伺服电动机所能承受的短时间冲击电流大约是额定电流的1.52_倍。18. 额定电压110V，额定电流81.6A，电枢电阻0.12的他励直流电动机，若要将起动电流限制为额定电流的两倍，应串起动电阻的阻值为_0.55_。P31-33交流电机类：1. 交流伺服电动机堵转转矩与励磁电压平方成_正比_。2. 一个圆形旋转磁场可以用两个等幅脉振磁场来表示，这两个等幅脉振磁场在时间上彼此有_90_的相位差。3. 一个椭圆形旋转磁场可以用等效两个圆形磁场表示，这两个磁场旋转的幅值不等、旋转方向_相反_。4. 一台六极交流伺服电动机，电源频率为50Hz，其旋转磁场的转速为_1000_r/min。5. 转差率越大，交流伺服电动机转子转速就_越小_，输出力矩就越大。6. 转差与同步速的比值称为_转差率_。7. 交流伺服电动机的有效信号系数表达式是_。8. 励磁绕组电流与控制绕组电流在相位上彼此互差_90_度，幅值彼此_相等_，这样的两个电流称为两相对称电流。9. 伺服电动机的运行稳定性用_阻尼系数_表示，D值越大，表示电机的稳定性越_好10. 交流伺服电动机的转子有两种形式，即_鼠笼_和非磁性空心杯形转子。11. 交流电磁铁为了减小交变磁场在铁心和衔铁内产生_涡流_损耗，通常铁心与衔铁采用彼此绝缘的硅钢片迭压而成。12. 某一三相异步电机的极对数为4，接工频(50Hz)380V交流电源后，旋转磁场转速为_rpm。 P13413. 某异步电动机，其电源频率为50Hz，额定转速为720rpm，则其极对数为_。14. 若一交流伺服电动机额定功率为PN(KW)，额定转速nN(rpm)，则它的额定转矩TN(Nm)=_。 P17815. 交流伺服电动机的控制方式有幅值控制、_相位_和幅相控制。16. 异步电动机的制动方式有能耗制动、_反接制动_和回馈制动。17. 异步电动机的制动方式有三种，即能耗制动、反接制动和_回馈制动_。步进电机类：1. 步进电动机的角位移量或线位移量与输入脉冲数成_正比_。2. 将电脉冲信号转换成相应角位移的控制电机是_步进电机_。3. 在步进电机的步距角一定的情况下，步进电机的转速与_脉冲频率_成正比。4. 对一台结构已确定的步进电机，改变_拍数_可以改变其步距角。5. 五相十拍步进电机，如转子有24个齿，则步距角为_1.5_。自整角类：1. 自整角机按照使用要求不同，可分为_力矩_自整角机和_控制_自整角机两大类。三、判断题（共14分，2分/空）一般概念类：1. 控制电机在自动控制系统中，只起一个元件的作用，其主要任务是完成控制信号的传递和转换，而能量转换是次要的。( T )测速直流电机类1. 实际上，测速发电机的输出特性Ua = f(n) 是严格地呈线性特性，实际特性与要求的线性特性间不存在误差。( F )2. 直流发电机的电枢绕组中产生的是直流电动势。( F )直流电机类：1. 直流电机的定子由定子铁心、励磁绕组、机壳、端盖和电刷装置等组成。( T )交流电机类：1. 当交流伺服电动机作为电容伺服电动机使用时，应注意到励磁绕组两端电压会高于电源电压，而且随转速升高而增大。( T )2. 在实际使用中，对于已选定的某一交流伺服电动机来说，自转现象与放大器的内阻抗和外阻抗大小无关。( T )3. 交流伺服电动机堵转转矩大，电机启动时带负载能力大，电机加速也比较快。( F )4. 所谓交流伺服电动机的振荡现象，就是当控制电压一旦取消时，交流伺服电动机立即停转。( F )5. 交流伺服电动机技术数据表中励磁电压和控制电压指的都是最小值。( F )6. 工艺性自转多半发生在大功率的交流伺服电动机中，由于电机的转子惯性极大，在很小的椭圆形旋转磁场作用下就能转动。( T )7. 改变两相交流伺服电动机运行的不对称程度是无法达到控制目的的。( F )8. 转子电阻大有利于交流伺服电动机消除自转现象。( T )9. 交流伺服电动机的机械特性、调节特性、堵转特性的非线性度越小，特性曲线越接近直线，系统的动态误差就越小，工作就越准确。( T )10. 交流伺服电动机励磁绕组的电压太低，电机的性能将变坏，如输出功率会明显增加，加速时间缩短。( F)11. 异步电动机的转速取决于电源频率和极对数，而与转差率无关。( F ) 12. 已知一台异步电动机供电电源频率为50Hz，额定转速为1420r/min，则该电动机一定为六极异步电动机。( F )13. 异步电动机转子转速不可能大于其同步转速。( T )步进电机类：1. 如果负载阻转矩超出一定限度，反应式同步电动机就会失步，甚至停转，这个最大限度的转矩也称为最大同步转矩。( T )2. 从提高加工精度上要求，步进电动机应选用小的步距角，但从提高输出功率上要求，步距角又不能取得太小。( T )3. 对于多相步进电动机，定子控制绕组可以是一相通电，也可以是几相同时通电。( T )4. 对五相步进电机来说，增加通电相数可以提高转矩。( T )自整角类：1. 自整角机的励磁电压和频率与使用的电源无关。( F )2. 控制式自整角机适用于精度较低、负载较小的伺服系统。( F )四、简答题（本题10分，10分/题）1. 直流测速发电机的转速不得超过规定的最高转速，负载阻值不能小于给定值，为什么？P182. 为什么直流力矩电动机需要做成圆盘状？P543. 什么是直流电动机的启动过程？对直流电动机的启动性能有哪些要求？P334. 电动机起动时起动电流很大，热继电器会不会动作?为什么?5. 简述直流电动机合理的启动要求。6. 如何改变并励直流电动机的转向？P367. 如何改变他励直流电动机和感应电动机的转向？P378. 他（并）励直流电动机在运行中，若励磁回路断线，将会出现什么情况？P379. 直流电动机的电磁转矩是驱动性质的转矩，但为什么电磁转矩增大时转速反而下降？P14010. 试简要回答下列问题：9144-146（1）交流伺服电动机的机械特性曲线为什么要求“下垂”？（2）交流伺服电动机的转子电阻为什么比较大？（3）交流伺服电动机的效率为什么比较低？11. 异步电动机为什么是称为感应电动机？P12712. 简述异步电动机转子转动的原理。P12713. 用电气方法调速，人为地改变电动机的机械特性，要考虑哪些调速指标?14. 一台三相异步电动机铭牌上标明f=50Hz，额定转速nN=960rpm，该电动机的极数是多少?P13515. 为什么步进电机的脉冲分配方式应尽可能采用多相通电的双拍制?P24516. 为什么步