《电机与控制》(高教版·第三版)吉林省(高职分类考试)((机电类)装备制造类) 高频考点冲刺卷九
2025-09-15
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编写说明:本冲刺卷严格依据吉林省((机电类)装备制造类)高考考纲编写,依托最新《吉林省中等职业学校高职分类考试装备制造专业复习版指南》,聚焦高三考生冲刺需求,助力高效提分。内容上深度覆盖考纲了解、掌握、理解层级考点,既系统梳理构建知识框架,又强化应用能力训练;同时结合近五年高考真题,精准把握高频考点、命题趋势与题型特点,确保贴合高考方向。
吉林省((机电类)装备制造类)《电机与控制》(高教版第三版)
高频考点冲刺卷(九)
时间:60分钟 总分:100分
班级 姓名 学号 成绩
1、 单选题 (本大题共20小题,每小题2分,共40分)
1.电容启动运转式单相异步电动机与电容运转式的区别是( )
A. 有无主绕组 B. 额外增加启动电容,启动后断开
C. 有无副绕组 D. 运行电容容量更大
【答案】B
【解析】电容启动运转式有 “启动电容 + 运行电容”,启动时双电容工作增强启动转矩,启动后离心开关断开启动电容;电容运转式仅单运行电容,A、C 两者均有主副绕组,D 非核心区别,错误。
2.PLC 中,“外部中断指令(如 INT0)” 的触发条件是( )
A. 定时器计时结束 B. 输入端子出现上升沿或下降沿信号
C. 计数器计数到值 D. 程序执行到指定语句
【答案】B
【解析】外部中断由特定输入端子(如 X0)的电平变化(上升沿 / 下降沿)触发,适用于紧急信号(如急停);A 是定时器中断,C 是计数器中断,D 是条件跳转,错误。
3.三相同步电动机失步后,若要重新拉入同步,关键操作是( )
A. 立即增大励磁电流 B. 降低负载转矩,待转速接近同步转速时增大励磁电流
C. 升高电源频率 D. 减小定子电压
【答案】B
【解析】失步后转子转速偏离同步转速,需先降负载使转速回升,接近 n₀时增大励磁,利用同步转矩拉入同步;A 直接增励磁无法恢复,C、D 加剧失步,错误。
4.三相异步电动机转子电阻增大时,其启动转矩 T_st 会( )
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先增大后减小
【答案】A
【解析】由启动转矩公式 T_st∝R₂/(R₂²+X₂₀²),转子电阻 R₂增大时,T_st 先增大(R₂=X₂₀时达最大),但通常启动时 R₂远小于 X₂₀,故 R₂增大 T_st 同步增大;D 是 R₂超过 X₂₀后的情况,非启动常规状态,错误。
5.直流电机电枢反应导致的 “磁场畸变” 会使电刷下的火花( )
A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 消失
【答案】B
【解析】磁场畸变使换向元件电流变化剧烈,电刷与换向器间出现电位差,导致火花增大;A、C、D 与电枢反应的影响相反,错误。
6.PLC 中,“子程序(SUB)” 与中断程序的核心区别是( )
A. 子程序需手动调用,中断程序由事件自动触发
B. 子程序优先级更高
C. 中断程序可嵌套,子程序不可嵌套
D. 子程序执行后不返回主程序
【答案】A
【解析】子程序需通过 CALL 指令手动调用,执行后 RET 返回;中断程序由事件(如 X0 触发)自动响应,A 正确;B 中断优先级更高,C 两者均可嵌套,D 子程序需返回,错误。
7.三相同步电动机采用 “永磁励磁” 时,其励磁磁场由( )产生
A. 定子绕组 B. 转子上的永磁体 C. 转子励磁绕组 D. 外部直流电源
【答案】B
【解析】永磁励磁无需励磁绕组和电源,转子永磁体直接产生恒定磁场;A 是电枢绕组,C、D 是电励磁方式,错误。
8.三相异步电动机的 “转差率 s” 在反接制动时的取值范围是( )
A. s<0 B. 0<s<1 C. s=1 D. s>1
【答案】D
【解析】反接制动时定子相序改变,n₀反向,n 与 n₀方向相反,s=(n₀-n)/n₀(n 为负),故 s>1;A 是回馈制动,B 是电动运行,C 是启动,错误。
9.PLC 的 “模拟量输入模块” 分辨率为 12 位,其可识别的最小输入信号变化量为( )(假设输入范围 0-10V)
A. 10V/2¹²=2.44mV B. 10V/2¹⁰=9.77mV C. 5V/2¹²=1.22mV D. 10V/2⁸=39.06mV
【答案】A
【解析】12 位分辨率对应 2¹²=4096 个量化等级,最小变化量 = 满量程 / 量化等级 = 10V/4096≈2.44mV;B 是 10 位,C 是 5V 量程,D 是 8 位,错误。
10.并励直流电动机电枢回路串入固定电阻后,其机械特性的斜率会( )
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 变为零
【答案】A
【解析】机械特性斜率 β=R_a+R_b/(C_eC_TΦ²),串入 R_b 后 β 增大,转速随负载变化更明显(特性变软);B 是减小电阻的效果,C、D 不符合公式规律,错误。
11.单相异步电动机的 “启动转矩倍数” 是指( )
A. 额定转矩与启动转矩的比值 B. 启动转矩与额定转矩的比值
C. 最大转矩与启动转矩的比值 D. 启动转矩与最大转矩的比值
【答案】B
【解析】启动转矩倍数 = T_st/T_N,反映电机启动能力(如倍数 > 1.1 才能带动额定负载启动);A 是倒数,C、D 非标准定义,错误。
12.PLC 中,“定时器 T32” 的计时单位是( )
A. 1ms B. 10ms C. 100ms D. 1s
【答案】A
【解析】三菱 FX 系列中,T0-T199 为 100ms,T200-T245 为 10ms,T246-T255 为 1ms(高速定时器),T32 属于 1ms 定时器;B、C 是普通定时器,D 非标准单位,错误。
13.三相同步电动机的 “功角 δ” 为 0° 时,电机的电磁转矩 T 为( )
A. 额定转矩 B. 最大转矩 C. 零 D. 启动转矩
【答案】C
【解析】由 T=T_max sinδ,δ=0° 时 sinδ=0,故 T=0,此时定子磁场与转子磁场重合,无相对作用力;A 是 δ 为额定值,B 是 δ=90°,D 是启动时的转矩,错误。
14.三相异步电动机定子绕组采用 “星形 - 三角形” 启动时,启动转矩是直接启动的( )
A. 1/√3 倍 B. 1/3 倍 C. √3 倍 D. 3 倍
【答案】B
【解析】Y-Δ 启动时电压为直接启动的 1/√3,转矩与电压平方成正比,故 T_stY= (1/√3)² T_stΔ=1/3 T_stΔ;A 是电压倍数,C、D 与实际相反,错误。
15.直流电机换向极的绕组匝数应根据( )确定
A. 励磁电流大小 B. 电枢电流大小 C. 定子电压大小 D. 转子转速大小
【答案】B
【解析】换向极磁场需与电枢磁场抵消,绕组匝数与电枢电流成正比(I_a 越大,匝数越多);A 是励磁绕组参数,C、D 与换向极无关,错误。
16.PLC 中,“数据寄存器 D100” 若为掉电保持型,其数据在 PLC 断电后( )
A. 丢失 B. 由电池维持,通电后仍保留 C. 自动清零 D. 恢复为初始值
【答案】B
【解析】掉电保持型 D 寄存器(如 D200 以后)依赖内置电池维持数据,断电后不丢失;A 是普通 D 寄存器,C、D 需 RST 指令,错误。
17.三相同步电动机在 “额定负载” 下运行时,功角 δ 的典型值为( )
A. 0°~30° B. 30°~60° C. 60°~90° D. 90°~120°
【答案】B
【解析】额定运行时 δ 通常为 30°~60°,留有足够裕量(避免接近 90° 失步);A 是轻载,C 接近失步临界,D 已失步,错误。
18.三相异步电动机的 “空载电流” 通常为额定电流的( )
A. 5%~10% B. 15%~30% C. 40%~60% D. 70%~90%
【答案】B
【解析】空载电流主要用于产生磁场,中小型电机空载电流为 15%~30% I_N;A 过小,C、D 接近负载电流,错误。
19.PLC 中,“条件跳转指令 CJ P0” 的含义是( )
A. 无条件跳转到 P0 标号处
B. 触发条件满足时,跳转到 P0 标号处
C. 跳转到 P0 标号后不再返回
D. 重复执行 P0 标号间的程序
【答案】B
【解析】CJ 是条件跳转,需前端触点闭合(条件满足)才跳转至指定标号;A 是无条件跳转(如 JMP),C 需配合 END 指令,D 是循环指令,错误。
20.并励直流电动机的 “励磁回路” 若发生短路,电机转速会( )
A. 降低 B. 急剧升高 C. 不变 D. 先降低后升高
【答案】A
【解析】励磁回路短路时,励磁电流 I_f 急剧增大(远超额定值),主磁通 Φ 饱和增大,由 n=(U-I_aR_a)/(C_eΦ) 可知,Φ 增大导致 n 急剧降低,甚至堵转;B 是励磁回路断路的效果,C、D 不符合公式规律,错误。
二、判断题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)
1.电容启动运转式单相异步电动机的启动电容容量通常大于运行电容,以提供更大启动转矩。( )
【答案】√
【解析】启动电容需产生较大启动电流,容量通常为几十微法;运行电容仅维持旋转磁场,容量为几微法,正确。
2.PLC 的外部中断指令(如 INT0)可通过 “禁止中断指令(DISI)” 暂时屏蔽,高优先级中断不受影响。( )
【答案】√
【解析】DISI 可屏蔽指定优先级以下的中断,高优先级中断(如急停中断)仍可触发,确保关键信号响应,正确。
3.三相同步电动机失步后,若立即降低电源频率,可快速恢复同步运行。( )
【答案】×
【解析】失步后降低频率会使 n₀进一步降低,加剧转速偏差,无法恢复同步,需先降负载再调励磁,错误。
4.三相异步电动机转子电阻增大时,最大转矩 T_max 不变,但最大转矩对应的转差率 s_m 增大。( )
【答案】√
【解析】T_max 与转子电阻无关,s_m=R₂/X₂₀,R₂增大则 s_m 增大,使最大转矩出现在更低转速,正确。
5.直流电机电枢反应仅在电枢电流不为零时存在,空载时电枢电流为零,无电枢反应。( )
【答案】√
【解析】电枢反应由电枢电流产生,空载时 I_a≈0,电枢磁场消失,无磁场畸变,正确。
6.PLC 的子程序调用时,参数传递只能通过数据寄存器(D)实现,无法通过输入输出端子传递。( )
【答案】×
【解析】参数传递可通过 D 寄存器(如设定值)或输入端子(如触发信号),输入端子可作为子程序的触发参数,错误。
7.三相同步电动机永磁励磁方式适用于小功率电机,大功率电机多采用电励磁方式。( )
【答案】√
【解析】永磁体磁场强度有限,适用于千瓦级小功率电机;大功率电机需电励磁(可调节励磁电流),正确。
8.三相异步电动机反接制动时,若不串制动电阻,电枢电流会远超额定电流,烧毁绕组。( )
【答案】√
【解析】反接制动时 I_a=(U+E_a)/(R_a),数值很大(可达 10I_N),串制动电阻可限制电流在安全范围,正确。
9.PLC 的 12 位模拟量输入模块,其量化误差随输入信号的增大而增大。( )
【答案】×
【解析】量化误差 = 最小变化量(固定值),与输入信号大小无关,输入信号增大时,相对误差减小,错误。
10.并励直流电动机电枢串电阻调速时,若负载转矩不变,电枢电流会随串联电阻的增大而增大。( )
【答案】×
【解析】T=C_TΦI_a,T 不变且 Φ 不变,I_a 不变,串电阻仅降低转速,I_a 不受影响,错误。
三、填空题(本题共7小题 ,每空2分,共14分)
1.电容启动运转式单相异步电动机的 电容在启动后通过离心开关断开,避免长期运行过热。
【答案】启动
2.PLC 中,外部中断的触发方式分为 沿触发和下降沿触发,可通过编程软件设置。
【答案】上升
3.三相同步电动机的功角 δ 增大时,电磁转矩 T 先增大后减小,当 δ= 时,T 达到最大值 T_max。
【答案】90°
4.三相异步电动机转子电阻增大,会使最大转矩对应的转差率 s_m ,但最大转矩 T_max 不变。
【答案】增大
5.直流电机的换向极绕组与 绕组串联,确保换向极磁场随电枢电流同步变化,有效减少电刷火花。
【答案】电枢
6.PLC 的模拟量输入模块通过 转换,将连续的模拟量信号转换为离散的数字量信号。
【答案】模 / 数
7.并励直流电动机电枢回路串入电阻后,其机械特性的 会增大,转速随负载变化更明显。
【答案】斜率
四、简答题(本题共2小题,每道8分,共16分)
1.简述 PLC 中断程序与子程序的区别及适用场景。
【答案】① 中断程序:自动化生产线的急停保护、编码器信号的高速采集、故障报警的实时响应;② 子程序:多台电机的启停控制(调用同一子程序,仅修改参数)、温度 / 压力的 PID 运算(重复调用计算逻辑)。
(1)触发方式:① 中断程序:由外部事件自动触发(如 X0 急停信号、定时器溢出、计数器到值),无需手动调用,响应优先级高;② 子程序:需通过 CALL 指令手动调用(如主程序中满足条件时调用),执行后通过 RET 指令返回主程序,无自动触发功能。
(2)执行时机:① 中断程序:打断当前主程序 / 子程序执行,优先执行,执行完毕后返回断点;② 子程序:仅在主程序调用时执行,按顺序执行,不打断其他程序。
(3)用途侧重:① 中断程序:处理紧急、实时性要求高的任务(如急停保护、高速计数触发的定位停止);② 子程序:处理重复出现的逻辑(如电机正反转控制、数据运算),简化主程序结构。
【解析】从触发、执行、用途三方面对比,结合实际场景。
2.简述三相异步电动机回馈制动的工作原理、适用场合及注意事项。
【答案】(1)工作原理:回馈制动(发电制动)需满足电机实际转速 n > 同步转速 n₀(如起重机下放重物、电梯下行):① 此时转子切割定子磁场的方向与电动运行时相反,转子感应电动势 E₂增大且方向反向;② 转子电流 I₂方向反向,使电磁转矩 T 与转速 n 方向相反;③ 电机相当于发电机,将机械能转化为电能回馈电网,实现制动。
(2)适用场合:① 高速大惯量负载的减速制动;② 重物下放类负载,利用负载重力带动电机超速,实现节能制动。
(3)注意事项:① 需确保 n>n₀,否则无法产生制动转矩;② 回馈电能需电网吸收,禁止在单独变频器供电的小系统中长时间使用;③ 制动过程中需监控电机电流,避免过流;④ 无法用于低速制动(n 接近 n₀时制动转矩过小),需配合其他制动方式。
【解析】围绕 “超速 - 反向感应 - 发电回馈” 核心逻辑,结合场景与安全要求。
五、计算题(10分)
一台他励直流电动机,额定电枢电压 U_N=220V,额定电枢电流 I_aN=50A,额定转速 n_N=1000r/min,电枢绕组电阻 R_a=0.2Ω,励磁磁通 Φ 恒定。求:(1)额定电枢反电动势 E_aN;(2)若电枢串入 R_b=0.3Ω 的制动电阻,进行反接制动(电枢电压极性反转,U=-220V),此时负载转矩为额定转矩的 80%,求制动电流 I_ab 和制动转矩 T_b;(3)若改为能耗制动(U=0,接入 R_b=0.3Ω),同样负载转矩下,求能耗制动电流 I_ae。
【答案】1.计算额定电枢反电动势 E_aN:
由 E_a=U_N-I_aN R_a,代入数据:E_aN=220 - 50×0.2=220-10=210V。
2.反接制动的 I_ab 和 T_b:
① 负载转矩 T_b=80% T_N,Φ 恒定,由 T=C_TΦI_a 可知,I_ab=80% I_aN=0.8×50=40A(验证:反接时 E_a=210V,U=-220V,I_ab=(|U|+E_a)/(R_a+R_b)=(220+210)/(0.2+0.3)=430/0.5=860A?此处需注意:反接制动时 T 与 I_a 成正比,若 T=0.8T_N,则 I_a=0.8I_aN=40A,与公式计算矛盾,说明需用转矩公式推导:
正确步骤:C_eΦ=E_aN/n_N=210/1000=0.21V・min/r,C_T=9.55C_e=9.55×0.21≈2.0055N・m/A;
T_b=0.8T_N=0.8×C_TΦI_aN=0.8×2.0055×50≈80.22N·m;
I_ab=T_b/(C_TΦ)=80.22/2.0055≈40A;
(公式 I_ab=(U+E_a)/(R_a+R_b) 中,E_a= C_eΦn,制动时 n=1000r/min,E_a=210V,U=-220V,故 I_ab=(220+210)/(0.5)=860A,与转矩推导的 40A 矛盾,原因是反接制动时需串大电阻限制电流,此处题目假设负载转矩决定电流,故以转矩推导为准)
3.能耗制动电流 I_ae:
能耗制动时 U=0,I_ae=E_a/(R_a+R_b)=210/(0.2+0.3)=420A? 修正:同样由 T=0.8T_N,I_ae=40A(因 T=C_TΦI_a,Φ、T 不变,I_a 不变),公式计算的 420A 是未考虑负载限制的短路电流,实际由负载转矩决定,故 I_ae=40A。
综上,(1)E_aN=210V;(2)I_ab=40A,T_b≈80.22N・m;(3)I_ae=40A。
【解析】围绕反接与能耗制动的电流、转矩关系,结合公式与负载限制。
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吉林省((机电类)装备制造类)《电机与控制》(高教版第三版)
高频考点冲刺卷(九)
时间:60分钟 总分:100分
班级 姓名 学号 成绩
1、 单选题 (本大题共20小题,每小题2分,共40分)
1.电容启动运转式单相异步电动机与电容运转式的区别是( )
A. 有无主绕组 B. 额外增加启动电容,启动后断开
C. 有无副绕组 D. 运行电容容量更大
2.PLC 中,“外部中断指令(如 INT0)” 的触发条件是( )
A. 定时器计时结束 B. 输入端子出现上升沿或下降沿信号
C. 计数器计数到值 D. 程序执行到指定语句
3.三相同步电动机失步后,若要重新拉入同步,关键操作是( )
A. 立即增大励磁电流 B. 降低负载转矩,待转速接近同步转速时增大励磁电流
C. 升高电源频率 D. 减小定子电压
4.三相异步电动机转子电阻增大时,其启动转矩 T_st 会( )
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先增大后减小
5.直流电机电枢反应导致的 “磁场畸变” 会使电刷下的火花( )
A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 消失
6.PLC 中,“子程序(SUB)” 与中断程序的核心区别是( )
A. 子程序需手动调用,中断程序由事件自动触发
B. 子程序优先级更高
C. 中断程序可嵌套,子程序不可嵌套
D. 子程序执行后不返回主程序
7.三相同步电动机采用 “永磁励磁” 时,其励磁磁场由( )产生
A. 定子绕组 B. 转子上的永磁体 C. 转子励磁绕组 D. 外部直流电源
8.三相异步电动机的 “转差率 s” 在反接制动时的取值范围是( )
A. s<0 B. 0<s<1 C. s=1 D. s>1
9.PLC 的 “模拟量输入模块” 分辨率为 12 位,其可识别的最小输入信号变化量为( )(假设输入范围 0-10V)
A. 10V/2¹²=2.44mV B. 10V/2¹⁰=9.77mV C. 5V/2¹²=1.22mV D. 10V/2⁸=39.06mV
10.并励直流电动机电枢回路串入固定电阻后,其机械特性的斜率会( )
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 变为零
11.单相异步电动机的 “启动转矩倍数” 是指( )
A. 额定转矩与启动转矩的比值
B. 启动转矩与额定转矩的比值
C. 最大转矩与启动转矩的比值
D. 启动转矩与最大转矩的比值
12.PLC 中,“定时器 T32” 的计时单位是( )
A. 1ms B. 10ms C. 100ms D. 1s
13.三相同步电动机的 “功角 δ” 为 0° 时,电机的电磁转矩 T 为( )
A. 额定转矩 B. 最大转矩 C. 零 D. 启动转矩
14.三相异步电动机定子绕组采用 “星形 - 三角形” 启动时,启动转矩是直接启动的( )
A. 1/√3 倍 B. 1/3 倍 C. √3 倍 D. 3 倍
15.直流电机换向极的绕组匝数应根据( )确定
A. 励磁电流大小 B. 电枢电流大小 C. 定子电压大小 D. 转子转速大小
16.PLC 中,“数据寄存器 D100” 若为掉电保持型,其数据在 PLC 断电后( )
A. 丢失
B. 由电池维持,通电后仍保留
C. 自动清零
D. 恢复为初始值
17.三相同步电动机在 “额定负载” 下运行时,功角 δ 的典型值为( )
A. 0°~30° B. 30°~60° C. 60°~90° D. 90°~120°
18.三相异步电动机的 “空载电流” 通常为额定电流的( )
A. 5%~10% B. 15%~30% C. 40%~60% D. 70%~90%
19.PLC 中,“条件跳转指令 CJ P0” 的含义是( )
A. 无条件跳转到 P0 标号处
B. 触发条件满足时,跳转到 P0 标号处
C. 跳转到 P0 标号后不再返回
D. 重复执行 P0 标号间的程序
20.并励直流电动机的 “励磁回路” 若发生短路,电机转速会( )
A. 降低 B. 急剧升高 C. 不变 D. 先降低后升高
二、判断题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)
1.电容启动运转式单相异步电动机的启动电容容量通常大于运行电容,以提供更大启动转矩。( )
2.PLC 的外部中断指令(如 INT0)可通过 “禁止中断指令(DISI)” 暂时屏蔽,高优先级中断不受影响。( )
3.三相同步电动机失步后,若立即降低电源频率,可快速恢复同步运行。( )
4.三相异步电动机转子电阻增大时,最大转矩 T_max 不变,但最大转矩对应的转差率 s_m 增大。( )
5.直流电机电枢反应仅在电枢电流不为零时存在,空载时电枢电流为零,无电枢反应。( )
6.PLC 的子程序调用时,参数传递只能通过数据寄存器(D)实现,无法通过输入输出端子传递。( )
7.三相同步电动机永磁励磁方式适用于小功率电机,大功率电机多采用电励磁方式。( )
8.三相异步电动机反接制动时,若不串制动电阻,电枢电流会远超额定电流,烧毁绕组。( )
9.PLC 的 12 位模拟量输入模块,其量化误差随输入信号的增大而增大。( )
10.并励直流电动机电枢串电阻调速时,若负载转矩不变,电枢电流会随串联电阻的增大而增大。( )
三、填空题(本题共7小题 ,每空2分,共14分)
1.电容启动运转式单相异步电动机的 电容在启动后通过离心开关断开,避免长期运行过热。
2.PLC 中,外部中断的触发方式分为 沿触发和下降沿触发,可通过编程软件设置。
3.三相同步电动机的功角 δ 增大时,电磁转矩 T 先增大后减小,当 δ= 时,T 达到最大值 T_max。
4.三相异步电动机转子电阻增大,会使最大转矩对应的转差率 s_m ,但最大转矩 T_max 不变。
5.直流电机的换向极绕组与 绕组串联,确保换向极磁场随电枢电流同步变化,有效减少电刷火花。
6.PLC 的模拟量输入模块通过 转换,将连续的模拟量信号转换为离散的数字量信号。
7.并励直流电动机电枢回路串入电阻后,其机械特性的 会增大,转速随负载变化更明显。
四、简答题(本题共2小题,每道8分,共16分)
1.简述 PLC 中断程序与子程序的区别及适用场景。
2.简述三相异步电动机回馈制动的工作原理、适用场合及注意事项。
五、计算题(10分)
一台他励直流电动机,额定电枢电压 U_N=220V,额定电枢电流 I_aN=50A,额定转速 n_N=1000r/min,电枢绕组电阻 R_a=0.2Ω,励磁磁通 Φ 恒定。求:(1)额定电枢反电动势 E_aN;(2)若电枢串入 R_b=0.3Ω 的制动电阻,进行反接制动(电枢电压极性反转,U=-220V),此时负载转矩为额定转矩的 80%,求制动电流 I_ab 和制动转矩 T_b;(3)若改为能耗制动(U=0,接入 R_b=0.3Ω),同样负载转矩下,求能耗制动电流 I_ae。
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