2025年高職電氣自動化技術（直流調速系統(tǒng)）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的，請將正確答案的序號填在括號內。1.直流調速系統(tǒng)中，改變電樞電壓調速屬于（）調速方式。A.恒轉矩B.恒功率C.通風機負載D.恒電流2.直流電動機調速方法中，能實現(xiàn)無級調速的是（）。A.改變電樞回路電阻B.改變勵磁磁通C.改變電樞電壓D.以上都不是3.調速范圍是指電動機在額定負載下所能達到的（）與最低轉速之比。A.最高轉速B.平均轉速C.穩(wěn)定轉速D.理想轉速4.靜差率是指電動機由理想空載到額定負載時的轉速降與（）之比。A.額定轉速B.最高轉速C.最低轉速D.平均轉速5.直流調速系統(tǒng)中，采用比例積分調節(jié)器可以（）。A.消除穩(wěn)態(tài)誤差B.加快響應速度C.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性D.以上都是6.直流電動機的調速特性是指在一定負載轉矩下，電動機的轉速與（）之間的關系。A.電樞電流B.電樞電壓C.勵磁電流D.負載電阻7.調速系統(tǒng)的動態(tài)性能指標不包括（）。A.上升時間B.超調量C.調速范圍D.調節(jié)時間8.直流調速系統(tǒng)中，采用轉速負反饋調速可以（）。A.提高調速精度B.擴大調速范圍C.改善系統(tǒng)穩(wěn)定性D.以上都是9.轉速負反饋調速系統(tǒng)中，轉速反饋系數(shù)增大時，系統(tǒng)的調速范圍（）。A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小10.直流調速系統(tǒng)中，采用電壓負反饋調速可以（）。A.提高調速精度B.擴大調速范圍C.改善系統(tǒng)穩(wěn)定性D.補償電樞電阻壓降11.在直流調速系統(tǒng)中，PI調節(jié)器的積分時間常數(shù)Ti增大時，系統(tǒng)的（）。A.穩(wěn)定性提高B.響應速度加快C.穩(wěn)態(tài)誤差增大D.超調量增大12.直流調速系統(tǒng)中，采用電流截止負反饋可以（）。A.限制電樞電流最大值B.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性C.擴大調速范圍D.以上都是13.電流截止負反饋調速系統(tǒng)中，截止電流的大?。ǎ.固定不變B.隨負載變化C.隨轉速變化D.隨電樞電壓變化14.直流調速系統(tǒng)中，采用雙閉環(huán)調速系統(tǒng)可以（）。A.提高調速精度B.擴大調速范圍C.改善系統(tǒng)動態(tài)性能D.以上都是15.雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中，內環(huán)是（）。A.轉速環(huán)B.電流環(huán)C.電壓環(huán)D.功率環(huán)16.直流調速系統(tǒng)中，晶閘管整流器的觸發(fā)電路應滿足（）要求。A.觸發(fā)脈沖的寬度足夠B.觸發(fā)脈沖的前沿陡峭C.觸發(fā)脈沖的幅值足夠D.以上都是17.晶閘管直流電動機調速系統(tǒng)中，晶閘管的導通角越大，輸出電壓（）。A.越高B.越低C.不變D.先高后低18.直流調速系統(tǒng)中，采用脈寬調制（PWM）調速時，占空比越大，電樞電壓（）。A.越高B.越低C.不變D.先高后低19.PWM調速系統(tǒng)中，開關頻率越高，（）。A.調速性能越好B.電機損耗越小C.系統(tǒng)成本越低D.以上都不對20.直流調速系統(tǒng)中，測速發(fā)電機的作用是（）。A.測量電動機轉速B.提供轉速反饋信號C.穩(wěn)定電動機轉速D.以上都是第II卷（非選擇題，共60分）21.（8分）簡述直流調速系統(tǒng)中改變電樞電壓調速的特點。22.（10分）畫出轉速負反饋調速系統(tǒng)的原理圖，并簡述其工作原理。23.（12分）分析雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中電流環(huán)和轉速環(huán)的作用。24.（15分）材料：某直流調速系統(tǒng)采用晶閘管整流器供電，電動機額定功率為10kW，額定電壓為220V，額定電流為55A，額定轉速為1500r/min。調速范圍要求為D=10，靜差率要求為s≤5%。已知電動機的電樞電阻Ra=0.5Ω，Ce=0.132V/(r/min)。問題：（1）計算該系統(tǒng)的額定速降ΔnN。（2）計算滿足調速范圍和靜差率要求時的最低轉速nmin。（3）若采用轉速負反饋調速系統(tǒng)，計算轉速反饋系數(shù)α。25.（15分）材料：某直流調速系統(tǒng)采用雙閉環(huán)調速系統(tǒng)，已知電動機參數(shù)為：額定功率Pn=5.5kW，額定電壓Un=220V，額定電流In=30A，額定轉速nN=1500r/min，電樞電阻Ra=0.5Ω，Ce=0.132V/(r/min)。速度調節(jié)器ASR和電流調節(jié)器ACR均采用PI調節(jié)器，ASR的參數(shù)為：Kp1=20，Ti1=0.02s；ACR的參數(shù)為：Kp2=40，Ti2=0.001s。問題：（1）計算電流環(huán)的截止頻率ωci和轉速環(huán)的截止頻率ωcn。（2）分析該雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的動態(tài)性能。（3）若系統(tǒng)受到階躍擾動，畫出轉速和電流的響應曲線，并分析其動態(tài)過程。答案：1.A2.C3.A4.A5.D6.B7.C8.D9.A10.D11.A12.A13.B14.D15.B16.D17.A18.A19.A20.D21.改變電樞電壓調速具有調速范圍寬、調速平滑性好、能實現(xiàn)無級調速、效率高、穩(wěn)定性好等特點。22.原理圖略。工作原理：通過測速發(fā)電機檢測電動機轉速，將轉速信號反饋到輸入端與給定信號比較，得到偏差信號，經放大器放大后控制晶閘管整流器的輸出電壓，從而調節(jié)電動機轉速，使轉速跟隨給定值變化。23.電流環(huán)的作用是限制電樞電流最大值，保證系統(tǒng)安全運行，并快速響應負載變化；轉速環(huán)的作用是實現(xiàn)轉速的精確控制，提高調速精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。24.（1）ΔnN=INRa/Ce=55×0.5/0.132=208.33r/min。（2）nmin=nN/D(1-s)/s=1500/10×(1-0.05)/0.05=285r/min。（3）α=Ce/ΔnN=0.132/208.33=0.000634V/(r/min)。25.（1）ωci=1/Ti2=1/0.001=1000rad/s，ωcn=Kp1Kp2β/（