电传动考试题及答案

电传动考试题及答案

一、选择题（每题5分，共25分）1.以下哪种电机常用于电传动系统中作为动力源？（）A.直流电机B.步进电机C.伺服电机D.以上都是答案：D。在电传动系统里，直流电机调速性能好，能在不同工况下灵活调整转速；步进电机可以精确控制转角和步数，常用于对位置精度要求高的场合；伺服电机响应速度快、控制精度高，也广泛应用于电传动系统，所以这三种电机都常被用作动力源。2.电传动系统中，逆变器的主要作用是（）A.将直流电转换为交流电B.将交流电转换为直流电C.调节电压大小D.调节电流大小答案：A。逆变器是电传动系统的关键部件，它能把直流电（比如电池输出的直流电）转变为交流电，以满足交流电机等设备的用电需求。而将交流电转换为直流电的是整流器，调节电压和电流大小虽然也是电传动中可能涉及的功能，但不是逆变器的主要作用。3.电传动系统的调速方式不包括（）A.改变电源频率B.改变电机磁极对数C.改变电机绕组匝数D.改变电枢电压答案：C。改变电源频率是交流调速的常用方法，像变频调速技术；改变电机磁极对数可以实现有级调速；改变电枢电压常用于直流电机调速。而改变电机绕组匝数在实际电传动系统调速中并不常用，因为改变绕组匝数操作复杂，且不利于系统的稳定性和通用性。4.下列关于永磁同步电机的特点，错误的是（）A.效率高B.功率密度大C.调速范围窄D.功率因数高答案：C。永磁同步电机具有很多优点，它效率高，能有效减少能量损耗；功率密度大，在相同体积下可以输出更大的功率；功率因数高，能提高电能的利用效率。而且永磁同步电机的调速范围并不窄，通过合适的控制策略可以实现较宽的调速范围。5.在电传动系统中，传感器的作用是（）A.提供动力B.转换电能C.检测系统参数D.控制电机转速答案：C。传感器在电传动系统中就像“眼睛”和“耳朵”，它的主要作用是检测系统的各种参数，比如电机的转速、温度、电流、电压等。提供动力是电机的功能；转换电能是逆变器、整流器等电力电子器件的功能；控制电机转速是控制器根据传感器检测的参数进行调节来实现的。二、填空题（每题5分，共25分）1.电传动系统主要由电源、传动装置、控制装置和负载等部分组成。答案解释：电源为整个电传动系统提供电能，就像人的心脏提供血液一样；传动装置负责将电能传递和转换，比如电机将电能转换为机械能；控制装置对系统进行调节和控制，确保系统按照要求运行；负载则是系统最终要驱动的对象，比如车辆的车轮、工业设备的工作部件等。2.直流电机按励磁方式可分为他励、并励、串励和复励四种。答案解释：他励直流电机的励磁绕组和电枢绕组分别由不同的电源供电；并励直流电机的励磁绕组和电枢绕组并联；串励直流电机的励磁绕组和电枢绕组串联；复励直流电机则同时有并励和串励绕组。不同的励磁方式会使直流电机具有不同的特性，以适应不同的应用场景。3.交流调速系统中，常见的调速方法有变极调速、变频调速和改变转差率调速。答案解释：变极调速是通过改变电机的磁极对数来改变转速，这种调速方式是有级的；变频调速是通过改变电源的频率来调节电机转速，调速范围宽、精度高，是目前应用最广泛的交流调速方法；改变转差率调速包括调压调速、绕线转子异步电机串电阻调速等，适用于一些对调速性能要求不高的场合。4.电传动系统中的电力电子器件有二极管、晶闸管、晶体管等。答案解释：二极管具有单向导电性，常用于整流电路中，将交流电转换为直流电；晶闸管可以控制导通和关断，在一些需要可控整流、逆变等场合应用广泛；晶体管（如IGBT等）开关速度快、损耗小，在现代电传动系统的逆变器等装置中大量使用。5.永磁同步电机的转子由永磁体和转子铁芯组成。答案解释：永磁体提供电机的磁场，是永磁同步电机实现能量转换的关键部件；转子铁芯则用于固定永磁体，同时提供磁路，减少磁阻，提高电机的性能。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述电传动系统的优点。答案：电传动系统有很多优点。首先，它的调速性能好，可以在很宽的范围内平滑调速，能满足不同负载对转速的要求，比如在电动汽车中可以根据行驶情况灵活调整车速。其次，电传动系统的控制精度高，通过先进的控制算法和传感器，可以精确控制电机的转速、转矩等参数，保证系统的稳定运行。再者，电传动系统的效率高，能够有效减少能量损耗，提高能源利用率，降低运行成本。另外，它的结构相对简单，维护方便，没有复杂的机械传动部件，减少了故障发生的概率和维修工作量。最后，电传动系统的响应速度快，能够快速响应控制指令，适应不同的工况变化。2.说明直流电机和交流电机在电传动系统中的应用区别。答案：直流电机和交流电机在电传动系统中的应用有明显区别。在调速性能方面，直流电机调速方便，可以通过改变电枢电压、励磁电流等方式实现平滑调速，所以在对调速精度和范围要求高、需要频繁启停和正反转的场合应用广泛，比如电动叉车、城市无轨电车等。而交流电机调速相对复杂一些，但随着变频调速技术的发展，交流电机也能实现较好的调速性能，现在在工业生产中的各种机械设备、风机、水泵等应用很多。在维护方面，直流电机有换向器和电刷，容易产生磨损和火花，需要定期维护和更换电刷；交流电机结构简单，没有换向器和电刷，维护工作量小，可靠性高。在成本方面，直流电机的制造工艺相对复杂，成本较高；交流电机制造工艺成熟，成本相对较低。3.简述电传动系统中控制装置的作用。答案：电传动系统中控制装置起着至关重要的作用。它首先要采集传感器检测到的系统参数，比如电机的转速、电流、温度等信息，就像人的大脑接收身体各部位传来的信号一样。然后，控制装置会根据采集到的参数和预先设定的控制目标进行计算和分析，确定合适的控制策略。接着，控制装置会发出控制指令，调节传动装置的工作状态，比如控制逆变器的输出电压和频率、调节直流电机的电枢电压等，使电机的转速、转矩等满足负载的要求。此外，控制装置还具有保护功能，当系统出现过流、过压、过热等异常情况时，能及时采取措施，保护电机和其他设备不受损坏，确保电传动系统的安全稳定运行。四、计算题（20分）一台直流电动机，额定功率$P_N=10kW$，额定电压$U_N=220V$，额定效率$\eta_N=0.85$，求该电机的额定电流$I_N$。答案：根据效率公式$\eta_N=\frac{P_N}{P_{in}}$（其中$P_{in}$为输入功率），可先求出输入功率$P_{in}$。已知$P_N=10kW=10000W$，$\eta_N=0.85$，则$P_{in}=\frac{P_N}{\eta_N}=\frac{10000}{0.85}\approx11764.7W$。又因为对于直流电动机，输入功率$P_{in}=U_NI_N$（$U_N$为额定电压，$I_N$为额定电流），已知