2025年電力拖動(dòng)題庫(kù)(附答案)一、選擇題（每題2分，共40分）1.電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件是（）A.電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載特性有交點(diǎn)B.交點(diǎn)處電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性斜率大于負(fù)載特性斜率C.交點(diǎn)處電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性斜率小于負(fù)載特性斜率D.電動(dòng)機(jī)輸出功率等于負(fù)載功率答案：C2.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)改變電樞電壓調(diào)速時(shí)，若保持負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，電樞電流將（）A.增大B.減小C.不變D.先增后減答案：C（電樞電流由T=CTΦIa決定，Φ和T不變時(shí)Ia不變）3.三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n0=60f/p，當(dāng)電源頻率f=50Hz、極對(duì)數(shù)p=2時(shí)，n0為（）A.1500r/minB.1000r/minC.750r/minD.3000r/min答案：A（n0=60×50/2=1500r/min）4.繞線式異步電動(dòng)機(jī)采用轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速時(shí)，隨著電阻增大，機(jī)械特性硬度（）A.變硬B.變軟C.不變D.先硬后軟答案：B（串電阻使特性斜率增大，硬度降低）5.永磁同步電動(dòng)機(jī)與普通異步電動(dòng)機(jī)相比，主要優(yōu)勢(shì)是（）A.調(diào)速范圍寬B.功率因數(shù)高C.啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大D.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單答案：B（永磁同步電機(jī)無(wú)需勵(lì)磁電流，功率因數(shù)接近1）6.直流電動(dòng)機(jī)電樞反應(yīng)的結(jié)果是（）A.主磁通增強(qiáng)B.主磁通減弱且物理中性線偏移C.電樞電流減小D.換向性能改善答案：B（電樞磁場(chǎng)畸變并削弱主磁通，物理中性線偏移）7.變頻器的基本結(jié)構(gòu)中，將直流電轉(zhuǎn)換為可調(diào)頻率交流電的部分是（）A.整流器B.中間直流環(huán)節(jié)C.逆變器D.控制電路答案：C（逆變器實(shí)現(xiàn)DC-AC變換）8.三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流約為額定電流的（）A.1-2倍B.3-4倍C.5-7倍D.8-10倍答案：C（籠型異步電機(jī)直接啟動(dòng)電流通常為5-7倍額定電流）9.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，電流環(huán)的主要作用是（）A.抑制電網(wǎng)電壓波動(dòng)B.保證系統(tǒng)穩(wěn)定C.限制最大電流D.提高靜態(tài)精度答案：C（電流環(huán)作為內(nèi)環(huán)，主要限制啟動(dòng)電流并快速跟隨電流給定）10.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角θ=360°/(zm)，其中z為（）A.轉(zhuǎn)子齒數(shù)B.定子相數(shù)C.通電方式D.脈沖頻率答案：A（z為轉(zhuǎn)子齒數(shù)，m為相數(shù)）11.異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)，需向定子繞組通入（）A.單相交流電B.三相交流電C.直流電流D.高頻交流電答案：C（通入直流電流產(chǎn)生靜止磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與磁場(chǎng)作用產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩）12.直流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速時(shí)，若勵(lì)磁電流減小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將（）A.降低B.升高C.不變D.先降后升答案：B（由n=(U-IaRa)/(CeΦ)，Φ減小則轉(zhuǎn)速升高）13.同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法中，最常用的是（）A.異步啟動(dòng)法B.直接啟動(dòng)法C.變頻啟動(dòng)法D.輔助電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)法答案：A（利用轉(zhuǎn)子上的阻尼繞組實(shí)現(xiàn)異步啟動(dòng)，再牽入同步）14.晶閘管整流電路中，α角表示（）A.導(dǎo)通角B.觸發(fā)延遲角C.關(guān)斷角D.換相重疊角答案：B（α為從自然換相點(diǎn)開(kāi)始到觸發(fā)脈沖的電角度）15.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s=0時(shí)，電機(jī)處于（）狀態(tài)A.電動(dòng)B.發(fā)電C.堵轉(zhuǎn)D.同步答案：D（s=0時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速，無(wú)感應(yīng)電流）16.直流電動(dòng)機(jī)的換向極繞組應(yīng)（）A.與電樞繞組串聯(lián)B.與勵(lì)磁繞組串聯(lián)C.與電樞繞組并聯(lián)D.單獨(dú)勵(lì)磁答案：A（換向極繞組需流過(guò)電樞電流以抵消電樞反應(yīng)的影響）17.矢量控制技術(shù)的核心是（）A.將交流電機(jī)等效為直流電機(jī)控制B.提高逆變器開(kāi)關(guān)頻率C.簡(jiǎn)化控制電路D.降低諧波含量答案：A（通過(guò)坐標(biāo)變換將異步電機(jī)的定子電流分解為勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量，模擬直流電機(jī)控制）18.電動(dòng)機(jī)的額定功率是指（）A.輸入的電功率B.輸出的機(jī)械功率C.定子銅損D.轉(zhuǎn)子鐵損答案：B（額定功率為電機(jī)在額定狀態(tài)下軸端輸出的機(jī)械功率）19.繞線式異步電動(dòng)機(jī)采用串級(jí)調(diào)速時(shí)，其調(diào)速范圍主要取決于（）A.轉(zhuǎn)子電阻大小B.逆變角大小C.定子電壓高低D.負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小答案：B（通過(guò)調(diào)節(jié)逆變角改變轉(zhuǎn)子回路附加電動(dòng)勢(shì)，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速）20.電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩Td=J(dn/dt)×(2π/60)，其中J表示（）A.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量B.負(fù)載轉(zhuǎn)矩C.電磁轉(zhuǎn)矩D.摩擦轉(zhuǎn)矩答案：A（J為系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位kg·m2）二、填空題（每題2分，共30分）1.電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成包括電動(dòng)機(jī)、（）、控制設(shè)備和工作機(jī)構(gòu)。答案：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2.直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式有他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和（）四種。答案：復(fù)勵(lì)3.三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子分為（）和繞線式兩種。答案：籠型4.變頻器的控制方式主要有V/F控制、（）和直接轉(zhuǎn)矩控制。答案：矢量控制5.直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式為T(mén)=（）ΦIa，其中CT為轉(zhuǎn)矩常數(shù)。答案：CT6.異步電動(dòng)機(jī)的臨界轉(zhuǎn)差率sm與轉(zhuǎn)子電阻r2'（歸算值）成（）比。答案：正7.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制信號(hào)是（），其頻率決定電機(jī)轉(zhuǎn)速。答案：脈沖序列8.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，速度環(huán)的輸出作為（）環(huán)的給定信號(hào)。答案：電流9.三相橋式整流電路的輸出電壓平均值Ud=（）U2（U2為相電壓有效值）。答案：2.3410.同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)可以通過(guò)調(diào)節(jié)（）電流來(lái)改變。答案：勵(lì)磁11.電動(dòng)機(jī)的溫升是指（）與環(huán)境溫度的差值。答案：電機(jī)溫度12.異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，為保持磁通恒定，應(yīng)使（）之比恒定。答案：電壓與頻率（U/f）13.直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法有能耗制動(dòng)、（）和回饋制動(dòng)。答案：反接制動(dòng)14.晶閘管的三個(gè)電極是陽(yáng)極、陰極和（）。答案：門(mén)極15.電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的充分必要條件是：電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載特性有交點(diǎn)，且在交點(diǎn)處（）的斜率大于負(fù)載特性的斜率。答案：電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）1.簡(jiǎn)述他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法及其特點(diǎn)。答案：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有三種：（1）電樞串電阻調(diào)速：通過(guò)在電樞回路串入電阻降低轉(zhuǎn)速，調(diào)速范圍小，機(jī)械特性變軟，效率低；（2）改變電樞電壓調(diào)速：通過(guò)調(diào)節(jié)電樞電壓實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，機(jī)械特性硬度不變，調(diào)速范圍寬，效率高；（3）弱磁調(diào)速：減小勵(lì)磁電流使磁通減弱，轉(zhuǎn)速升高，適用于高于額定轉(zhuǎn)速的調(diào)速，調(diào)速范圍有限（通常2-3倍）。2.三相異步電動(dòng)機(jī)為什么不能在同步轉(zhuǎn)速下運(yùn)行？答案：異步電動(dòng)機(jī)的工作原理是基于定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流的相互作用。若轉(zhuǎn)子達(dá)到同步轉(zhuǎn)速（n=n0），則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不再切割磁感線，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流為零，電磁轉(zhuǎn)矩也為零。此時(shí)無(wú)法克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必然下降，因此異步電動(dòng)機(jī)只能在n<n0的狀態(tài)下運(yùn)行。3.說(shuō)明變頻器中制動(dòng)電阻的作用及工作原理。答案：制動(dòng)電阻的作用是消耗電機(jī)在減速或制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的再生能量，防止直流母線電壓過(guò)高損壞變頻器。工作原理：當(dāng)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)（如減速時(shí)），轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)高于直流母線電壓，能量通過(guò)逆變器的續(xù)流二極管回饋到直流環(huán)節(jié)，使母線電壓升高。當(dāng)電壓超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，制動(dòng)單元（IGBT）導(dǎo)通，將能量通過(guò)制動(dòng)電阻轉(zhuǎn)化為熱能消耗，從而穩(wěn)定母線電壓。4.比較直流電動(dòng)機(jī)和交流異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能。答案：（1）直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)：直接啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流可達(dá)額定電流的10-20倍，需串入啟動(dòng)電阻限制電流；他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大（T=CTΦIa），適用于需要大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合。（2）交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)：籠型電機(jī)直接啟動(dòng)電流大（5-7倍額定電流），但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較?。?-2倍額定轉(zhuǎn)矩）；繞線式電機(jī)可通過(guò)轉(zhuǎn)子串電阻增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩并限制電流?？傮w而言，直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩更大、啟動(dòng)電流更易控制，交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流大但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。5.解釋PID控制中比例（P）、積分（I）、微分（D）環(huán)節(jié)的作用。答案：（1）比例環(huán)節(jié)：輸出與偏差成正比，快速反應(yīng)誤差，減小穩(wěn)態(tài)誤差，但過(guò)大易引起超調(diào)；（2）積分環(huán)節(jié)：消除穩(wěn)態(tài)誤差，積分作用隨時(shí)間累積，解決比例控制的余差問(wèn)題，但積分過(guò)強(qiáng)會(huì)使系統(tǒng)響應(yīng)變慢；（3）微分環(huán)節(jié)：預(yù)測(cè)誤差變化趨勢(shì)，提前引入修正，抑制超調(diào)，改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，適用于慣性較大的系統(tǒng)。6.分析三相異步電動(dòng)機(jī)“堵轉(zhuǎn)”時(shí)的電流、轉(zhuǎn)矩特點(diǎn)及危害。答案：堵轉(zhuǎn)（n=0，s=1）時(shí)，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大（E2s=E20），轉(zhuǎn)子電流I2=E20/√(r22+x202)很大，定子電流也隨之急劇增大（約5-7倍額定電流）；此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩（Tst=CTΦmI2cosφ2），若轉(zhuǎn)子電阻適當(dāng)，Tst可達(dá)1.5-2.5倍額定轉(zhuǎn)矩。危害：長(zhǎng)時(shí)間堵轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致繞組過(guò)熱，絕緣損壞，甚至燒毀電機(jī)；同時(shí)大電流可能引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)，影響其他設(shè)備運(yùn)行。四、綜合分析題（每題10分，共20分）1.設(shè)計(jì)一個(gè)帶過(guò)載保護(hù)和互鎖的三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路（要求畫(huà)出主電路和控制電路示意圖，并說(shuō)明工作原理）。答案：主電路：三相電源經(jīng)斷路器QF、熔斷器FU1接入接觸器KM1（正轉(zhuǎn)）和KM2（反轉(zhuǎn)）的主觸點(diǎn)，再連接到電動(dòng)機(jī)M。熱繼電器FR的熱元件串聯(lián)在主電路中?？刂齐娐罚弘娫唇?jīng)FU2、FR的常閉觸點(diǎn)后，并聯(lián)兩條支路：（1）正轉(zhuǎn)支路：SB2（常開(kāi)）串聯(lián)KM1的輔助常閉觸點(diǎn)（與KM2互鎖）、KM1線圈，并聯(lián)KM1的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)（自鎖）；（2）反轉(zhuǎn)支路：SB3（常開(kāi)）串聯(lián)KM2的輔助常閉觸點(diǎn)（與KM1互鎖）、KM2線圈，并聯(lián)KM2的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)（自鎖）。停止按鈕SB1（常閉）串聯(lián)在控制電路總線上。工作原理：（1）正轉(zhuǎn)啟動(dòng)：按下SB2，KM1線圈通電，主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)正轉(zhuǎn)；KM1輔助常開(kāi)觸點(diǎn)自鎖，輔助常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)KM2線圈回路（互鎖），防止兩相短路。（2）反轉(zhuǎn)啟動(dòng)：需先按SB1停止，再按SB3，KM2線圈通電，主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)反轉(zhuǎn)；KM2輔助常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)KM1線圈回路（互鎖）。（3）過(guò)載保護(hù)：當(dāng)電機(jī)過(guò)載時(shí)，F(xiàn)R熱元件發(fā)熱，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷控制電路，KM1或KM2線圈失電，電機(jī)停止。2.某恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)“轉(zhuǎn)速波動(dòng)大”的故障，試分析可能原因及排查步驟。答案：可能原因：（1）機(jī)械部分：負(fù)載轉(zhuǎn)矩波動(dòng)（如傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡滯、負(fù)載突變）、軸承磨損導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變化；（2）電氣部分：電源電壓不穩(wěn)（三相不平衡或頻率波動(dòng)）、變頻器輸出諧波過(guò)大、電機(jī)繞組局部短路（導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)）；（3）控制部分：速度反饋裝置故障（如編碼器信號(hào)丟失或干擾）、PID參數(shù)設(shè)置不當(dāng)（比例過(guò)大或積分時(shí)間過(guò)短）、控制板元件老化（信號(hào)處理延遲）。排查步驟：（1）檢查機(jī)械部分：手動(dòng)盤(pán)車(chē)觀察是否順暢，測(cè)量負(fù)