浙江省2008年10月高等教育自学考试
控制电机试题
课程代码：02614
本试卷分A、B卷，使用省自考自编教材的考生请做A卷，使用2007年版本教材的考生请做B卷；若A、B两卷都做的，以B卷记分。
A卷
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。
1.理想双绕组变压器的变压比等于一、二次绕组的（ ）
A.电压之比
B.电动势之比
C.匝数之比
D.三种都对
2.测定变压器的电压比应该在变压器处于______情况下进行。（ ）
A.空载状态
B.轻载状态
C.额定载荷状态
D.短路状态
3.要改变直流并励发电机的输出电压极性，应按______办法运行。（ ）
A.改变原动机的转向
B.励磁绕组两端反接
C.电枢绕组两端反接
D.改变原动机转向同时也反接励磁绕组
4.金属切削机床的切削进给运动属于典型的______负载。（ ）
A.反抗性恒转矩
B.位能性恒转矩
C.泵类
D.恒功率
5.三相异步电动机在理想空载时，转差率为（ ）
A.S=0
B.S<SN
C.S>SN
D.S=1
6.三相异步电动机在拖动恒转矩负载的运行中，减小供电电压，该电机的转速将会（ ）
A.略有下降，但基本不变
B.不受其影响
C.很快降低
D.短时下降后又恢复原速
7.三相异步电动机机械负载加重时，其转子转速将（ ）
A.升高
B.降低
C.不变
D.不一定
8.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（ ）
A.75
B.100
C.50
D.不能确定
9.对于复合按钮，当按下时，（ ）
A.动合触头先断，动断触头后合
B.动断触头先断，动合触头后合
C.动合，动断触头同时动作
D.动断触头动作，动合触头不动作
10.在电动机的继电器接触器控制电路中，热继电器的功能是（ ）
A.过流保护
B.短路保护
C.零压保护
D.过载保护
二、判断题（本大题共5小题，每小题1分，共5分）
判断下列各题，正确的在题后括号内打“√”，错的打“×”。
1.变压器一次，二次绕组电流越大，铁心中的主磁道就越多。（ ）
2.直流电动机的电枢绕组中通过的是直流电流。（ ）
3.三相异步电动机转子绕组的电源是由电磁感应产生的。（ ）
4.为了消除衔铁振动，交流接触器和直流接触器都装有短路环。（ ）
5.反接制动就是改变电动机的电源相序，使电动机反向旋转的控制方式。（ ）
三、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)
请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
1.铁心线圈交流电路的有功功率P=__________。
2.由于直流电动机具有优异的__________，因此对一些调速要求较高的生产机械，多采用直流电动机拖动。
3.泵类负载的特点是__________。
4.三相异步电动机由定子和__________组成。
5.三相异步电动机的旋转方向取决于__________。
6.一交流电动机额定功率为PN（kW），额定转速为nN(rpm)，则该电机的额定转矩TN=__________（Nm）。
7.三相笼型异步电动机降压启动主要的方法有__________三种。
8.同步电动机广泛采用__________起动法。
9.步进电动机的转速与__________成正比。
10.交流接触器线圈失电时，闭合的是__________触点。
四、简答题(本大题共5小题，每小题5分，共25分)
1.说明交流磁路与直流磁路的差异。
2.电焊变压器具有什么样的外特性？要调大焊接电流，电抗器的铁心的气隙应调大还是调小？
3.在直流电动机中是否存在感应电动势？为什么？其方向如何？
4.有一台鼠笼式电动机，PN=75kW，IQ/IN=6.5，如果变压器容量为560KVA,问可否直接启动？
5.既然电动机在主回路中装有熔断器，为什么还要装热继电器？装有热继电器是否可以不装熔断器？为什么？
五、计算题(本大题共4小题，第1、2小题各8分，第3小题10分，第4小题6分，共32分)
1.一台电源变压器，一次侧电压U1=380V,二次侧电压U2=38V，接电阻性负载时，二次侧电流I2=4A，已知变压器效率η=0.8。试求一次侧、二次侧功率，损耗功率及一次侧电流。
2.一台他励直流电动机，其额定值为：UN=220V，IN=56.8A，nN=1000rpm，ηN=0.8，电枢绕组电阻Ra=0.2Ω。求：（1）额定状态下的反电动势；（2）输入功率和额定输出功率；（3）额定转矩。
3.已知Y90S—4型异步电动机的下列数据：1.1kW,380V,50Hz。Δ联结，效率0.78，功率因素0.78。转速1400rpm。试求：（1）线电流和相电流的额定值；（2）电磁转矩的额定值；（3）转差率和转子频率的额定值。
4.有一四相八极反应式步进电机，其步距角为1.8°/0.9°。
试问：（1）该电机转子齿数为多少？（2）该电机定转子的齿距角为多少？（3）如果A相绕组测得电流频率为600Hz时，此时电机转速为多少？
六、设计题(本大题共2小题，第1小题8分，第2小题10分，共18分)
1.试设计三相异步电动机起停的控制电路（包括主电路和控制电路）
要求：（1）短路保护；（2）过载保护；（3）电动机运行时红色指示灯亮，停车时绿色指示灯亮。设接触器的线圈和指示灯的额定电压均为220V。
2.试设计一小车运行（如下图）的控制线路，小车由异步电动机驱动，其控制要求如下：
（1）小车由原位开始前进，到终点自动停止；（2）在终点停车10S后，自动返回原位停车待命，以后第二次再启动；（3）小车能在前进和后退途中任何位置都能停止和起动。
B卷
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。
1.可以决定直流伺服电动机旋转方向的是（ ）
A.电机的极对数
B.控制电压的幅值
C.电源的频率
D.控制电压的极性
2.反应式同步电动机产生反应转矩必须具备的条件是转子上正交的两个方向应具有不同的（ ）
A.磁阻
B.电阻
C.磁场
D.电场
3.直流发电机的工作是基于（ ）
A.牛顿定律
B.欧姆定律
C.电磁感应定律
D.基尔霍夫定律
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
B.大很多
C.不变
D.上下波动
5.与旋转变压器输出电压呈一定的函数关系的是转子（ ）
A.电流
B.转速
C.转矩
D.转角
6.为了减小由于磁路和转子电的不对称性对性能的影响，杯形转子交流异步测速发电机通常是（ ）
A.二极电机
B.四极电机
C.六极电机
D.八极电机
7.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成（ ）
A.细长圆管状
B.细长圆柱形
C.圆盘状
D.细长圆台形
8.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
B.脉振磁场
C.圆形旋转磁场
D.等幅脉振磁场
9.当在直流电机电刷两端施加电压输入电能时，电机带动负载旋转输出机械能，此时电机处于（ ）
A.反馈状态
B.开环状态
C.发电机状态
D.电动机状态
10.如果永磁式同步电动机轴上负载阻转矩超过最大同步转矩，转子就不再以同步速运行，甚至最后会停转，这就是同步电动机的（ ）
A.失步现象
B.自转现象
C.停车现象
D.振荡现象
二、判断题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）
判断下列各题，正确的在题后括号内打“√”，错的打“×”。
1.理想的交流异步测速发电机的输出电压与它的转速成线性关系。（ ）
2.电磁减速式同步电动机在启动、堵转和整个运行范围内的输入电流变化不大，长期堵转也不会损坏。（ ）
3.当直流电动机带着负载匀速旋转时，其输出转矩与负载转矩有正弦关系。（ ）
4.自整角机的发送机和接收机在结构上相同，而且二者的参数也相似，故二者可以互换。（ ）
5.变压器在使用时，一般允许原边电压超过额定值5%，超过后由于铁心饱和将使励磁电流减少而提升其负载能力。（ ）
6.采用正、余弦交流电控制的直线步进电动机，将使电机的自由振荡加强，既不利于电机启动，又增加了电机移动的冲击性。（ ）
7.脉冲变压器在自动控制系统的脉冲技术中，常常是输入直流方波。它是一种宽频带变压器，亦即要有足够的脉冲宽度，而且脉冲前沿要陡，后沿下降要快。（ ）
8.增加步进电动机运行的拍数，使矩角特性移动速度减慢，可以增加其启动频率。（ ）
9.选用自整角变压器和差动发送机时，应选输入阻抗较低的产品，以增加发送机的负载。（ ）
10.阻尼系数越大，表示转矩的变化对转速的影响很大，交流伺服电动机运行波动也相对较大。（ ）
11.在允许的负载范围内，步进电动机工作时的步数或转速不受电压波动和负载变化的影响。（ ）
12.直线电机与旋转电机在原理上没有相同之处。（ ）
三、填空题(本大题共12小题，每小题1分，共12分)
请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
1.步进电动机的转速与脉冲电压的频率成__________。
2.直流电动机的额定电压是指在额定运行情况下，直流电动机的励磁绕组和__________绕组应加的电压值。
3.自整角机可以把发送机和接收机之间的转角差转换成与角差成正弦关系的______信号。
4.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。
5.直流伺服电动机有永磁式和__________两种基本结构类型。
6.按旋转变压器的输出电压和转子转角间的函数关系，旋转变压器可分为正余弦旋转变压器、__________旋转变压器以及比例式旋转变压器。
7.通常交流伺服电动机是一种______相的交流电动机。
8.在其他条件不变的情况下，增加励磁回路调节电阻使直流电动机的转速__________。
9.当转子电阻增大时，交流伺服电动机最大转矩值保持不变，而临界转差率__________。
10.无刷直流电动机利用电子开关线路和位置传感器来代替电刷和__________，使这种电机既具有直流电动机的特性，又具有交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便等优点。
11.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。
12.永磁式直线直流电机除了作电动机应用外，还可以作为测量元件使用，用作检测元件时，通常可作直线__________用。
四、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)
1.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？
2.电源频率与额定频率不一致对变压器使用有何影响？以铭牌为220V、50Hz的单相变压器接在220V、25Hz的电源上为例说明。
3.磁滞同步电动机既可在同步状态下运行，又可在异步状态下运行，但为什么磁滞同步电动机在异步状态运行的情况极少？
4.简述改变无刷直流电动机转向的方法。
五、计算题(本大题共4小题，第1小题12分，第2、3、4小题各8分，共36分)
1.一台单相变压器，额定容量Sn=50kVA，高、低压绕组均由两个线圈组成，高压侧每个线圈的额定电压为1100V，低压侧每个线圈的额定电压为110V；根据高、低压侧线圈联结方式的不同，可得四种不同的联结，试求每种联接时的变比和高、低压侧的额定电流。
2.一台三相反应式步进电动机，其转子齿数ZR为40，分配方式为三相六拍，脉冲频率f为600Hz，要求：
（1）写出步进电动机顺时针和逆时针旋转时各相绕组的通电顺序；
（2）求步进电动机的步距角θb；
（3）求步进电动机的转速n。
3.一台直线异步电动机，其初级固定、次级运动，极距τ=10cm，电源频率为50Hz，额定运行时的滑差率s=0.05，试求：
（1）同步速度vs；
（2）次级的移动速度v。
4.一直流测速发电机，已知电枢回路总电阻Ra=180Ω，电枢转速n=3000r/min，负载电阻RL=2000Ω，负载时的输出电压Ua=50V，求该转速下的输出电流Ia和空载输出电压Ua0。