5. 因为电动机轴上总带有机械负载，即使在空载下，电机本身也会存在阻转矩。为了克服机械负载的阻力矩，转子绕组中必须要有一定大小的电流以产生足够的电磁转矩，而转子绕组中的电流是由旋转磁场切割转子导条产生的，那末要产生一定数量的电流，转子转速必须要低于旋转磁场的转速。 五、计算题(第1、2小题各9分，第3小题12分，共30分)
1. 解：当负载转矩不变时，电磁转矩T?CT?Ia不变，又由?不变可知，Ia不变。
若电压降低到一半后的感应电势、转速、电流用Ea、n、Ia表示，则Ua=110V时的转速对原来的
转速之比为：
''''/Ce?EaUa?IaRan'Ea55?2?10?????0.45，即转速降低到原来的45%。 nEa/Ce?EaUa?IaRa110?2?10''''2. 解：空载情况下，ns=n=1000r/min 由ns=60f/p
得p=60f/ns=60×50/1000=3 ∴2p=6
由此得该电机是六级电机;
在理想情况下，空载转差率s=(ns-n)/ns=(1000-1000)/1000=0 在非理想情况下，由n=5/6ns,得s=(ns-n)/ns=(ns-5/6ns)/ns =1/6
2008-2009学年第二学期《控制电机》（02614）期末试卷
一 填空题（每空2分）
1. 直流电机是直流发电机和直流电动的总称。直流电机由定子和转子组成。定子的主要作用是 ；转子的主要是 。
2．直流电动机的调速有 、 、 三种方法。
3.直流电动机直接起动时起动电流过大，带来的不良后果
有 和 。
4．拖动恒转矩负载运行的并励直流电动机，若减弱磁通，电枢电流将 。
5．一台单相变压器，铁芯柱上有三个绕组，已知U1=330V，W1=700匝，为获得U2=220V，U3=11V，
应使W2= 匝，W3= 匝。
6．为改变他励直流电动机的转向，可以改变 。
7. 当他励直流电动机电枢串电阻之后，机械特性将变 。
8. 直流电动机可以运行在电动机状态、 状态和 状态，其中电动机状态对应的电磁转矩为 转矩。
9. 有一台四极交流伺服电动机，电源频率为50Hz，其同步速为__________r/min。 10.当交流伺服电动机有效信号系数不等于1时，气隙磁场是__________磁场，它可用正转和反转两
个圆磁场来代替。
11．交流伺服电动机的转子有两种形式，即_________________和非磁性空心杯形转子。 12. 从机械特性上看，第_______象限为电动机的正向电动状态，第_______象限为电机的反向制动
状态。
13.正在运行的三相异步电动机突然一相断路，电动机_______立即停下来。（会或不会）
14.直流发电机线圈中的感应电势是___________ 的。（ 交变还是直流 ） 15.异步是指转子转速与_______存在差异。
二 选择题（每题2分）
1. 一台1500r/min、四极直流电动机中，定子励磁绕组电流是（ ），频率为（ ）转子电枢绕组电流（ ），频率为（ ）。
A：交流，50Hz，直流，0Hz； B：交流，100Hz，直流，0Hz； C：直流，0Hz，交流，100Hz； D：直流，0Hz，交流，50Hz
2. 直流电动机起动时，应该保证（ ）。
A：励磁回路电阻最大；B：励磁回路电阻最小；C：空载；D：满载。
3.直流发电机的工作是基于（ ） A.牛顿定律 C.电磁感应定律
4.在反接制动时，直流电动机电枢电流要比电动机状态时（ ） A.小很多 C.不变
5.为了能在相同的体积和电枢电压下产生比较大的转矩和低的转速，直流力矩电动机一般做（ ） A.细长圆管状
B.细长圆柱形 B.大很多 D.上下波动 B.欧姆定律
D.基尔霍夫定律
C.圆盘状
D.细长圆台形
6.当两相对称交流电流通入两相对称绕组时，在交流伺服电动机内会产生（ ） A.椭圆形旋转磁场 C.圆形旋转磁场
7．三相异步电动机在电动机运行状态时，其转差率范围是( ) A．s<0 C.0 8．直流电动机和直流发电机的Ea和Ia的方向分别是( ) A．相同、相同 C. 相同、相反 B.相反、相反 D.相反、相同 B.s=0 D.s>1 B.脉振磁场 D.等幅脉振磁场 9. 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 ( )。 A．1.5° B.3° C. 6° D. 4° 10. 步进电机的角位移与（ ）成正比。 （A）步距角 （B）通电频率 （C）脉冲当量 （D）脉冲数量 三 简答题 1. 正常运行的他励直流电动机，如果励磁绕组突然断线，会有什么情况发生？为什么？（5分） 2. 写出交流伺服电动机的工作原理？（6分） 3. 一般的他励直流电动机为什么不能直接起动？有哪些起动方法？采用什么起动方法比较好？(5分) 四 计算题 1.一交流4极交流伺服电动机，接在电源电压50HZ 电源电压上，以1300r/min进行旋转。求旋转磁场的转速，启动前和启动后定子与转子上感应电动势的频率。（6分） 2.某他励直流电动机的额定数据为Ra=0.037?，UN=220V，IN=270A，nN=1150r/min，请画出固有机械特性。（提示联系机械特性直线图，只要求得空载转速，再求得额定转矩，又已知额定转速 ，就可求已知机械特性直线的曲率）（6分） 3.一台五相十拍运行的步进电动机，转子齿数ZR=45，在A相绕组中测得电流频率为500Hz，求：(6分) （1）电机的步距角 （2）转速 （3）设单相通电时距角特性为正弦形，幅值为3，求三相同时通电时最大转矩Tjmax(ABC) 控制电机期末试卷答案及评分标准 一 填空题（每空2分） 1.建立主磁场；产生电磁转矩和感应电动势，实现能量转换。 2.转子串电阻调速；调压调速；弱磁调速 3.换向时产生很大的火花；造成电网电压的波动。 4. 增大 5. 466.6, 32.3, 6. 电枢绕阻两端的极性 7.软 8.发电机 电磁制动 驱动 9.1500 10.椭圆形 11.鼠笼式转子 12.一 四 13.不会 14.交变 15.定子磁场转速 二 选择题（每题2分） 1.D 2.B 3.C 4.B 5.C 6.C 7.C 8.D 9.B 10.D 三 简答题 1． 答：空载或轻载，飞车（转速过高）。由于磁场非常小，反电动势与电枢电压接近，根据E=Ce?n，转速过高；（2分） 大负载，电流过大，根据T=CT?Ia，电磁转矩与负载转矩相平衡，转矩值较大，所以当磁通非常小时，电流过大。（3分） 2. 当向定子绕组中通过入对称的二相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。（2分） 由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。（2分） 转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。（2分） 3. 答：起动时，感应电动势为0，直接起动时起动电流很大（2分）。可以采用电枢串电阻起动和降压起动（2分）。降压起动的方法比较好（1分）。 四 计算题 1.n0=60f/p=1500(r/min) (1分) S=(n0-n1)/ n0=(1500-1300)/1500=0.133 （1分） 启动前 转子f=50HZ 定子 f=50HZ （2分） 启动后 转子f=sf=0.133?50=6.65 HZ 定子f’=50HZ （2分） 2. 解：计算：3分；作图：3分（包括横纵坐标、关键点数值、曲线，各占1分）。