2025年大學(xué)本科三年級（自動化）電氣傳動技術(shù)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：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填入括號內(nèi)。(總共8題，每題5分)1.直流電動機的調(diào)速方法中，能實現(xiàn)無級調(diào)速且調(diào)速范圍寬的是（）A.改變電樞回路電阻調(diào)速B.改變勵磁磁通調(diào)速C.改變電樞電壓調(diào)速D.串級調(diào)速2.三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速由（）決定。A.電源電壓B.磁極對數(shù)和電源頻率C.負(fù)載大小D.電機的效率3.對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)要獲得實際應(yīng)用，電動機應(yīng)采用（）。A.普通籠型異步電動機B.深槽籠型異步電動機C.雙籠型異步電動機D.繞線轉(zhuǎn)子異步電動機4.直流電動機調(diào)速系統(tǒng)中，采用晶閘管整流器供電時，會產(chǎn)生（）。A.直流環(huán)流B.脈動環(huán)流C.交叉環(huán)流D.無環(huán)流5.交流異步電動機的矢量控制理論的核心是通過（），將異步電動機等效為直流電動機進行控制。A.坐標(biāo)變換B.磁場定向C.轉(zhuǎn)速檢測D.電流控制6.步進電動機的步距角精度主要取決于（）。A.控制繞組的通電方式B.電機的制造精度C.負(fù)載的大小D.驅(qū)動電源的性能7.直流斬波器中，保持開關(guān)周期不變，調(diào)節(jié)導(dǎo)通時間來改變輸出電壓的控制方式稱為（）。A.定頻調(diào)寬控制B.定寬調(diào)頻控制C.調(diào)頻調(diào)寬控制D.以上都不對8.感應(yīng)電動機變頻調(diào)速時，基頻以下調(diào)速應(yīng)采用（）控制方式。A.恒壓頻比B.恒功率C.恒轉(zhuǎn)矩D.弱磁第II卷（非選擇題共60分）9.簡答題：簡述直流電動機調(diào)速的三種基本方法及其特點。(10分)10.簡答題：說明三相異步電動機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中，為什么要采用閉環(huán)控制？(10分)11.計算題：一臺他勵直流電動機，額定功率$P_N=10kW$，額定電壓$U_N=220V$，額定電流$I_N=53.8A$，額定轉(zhuǎn)速$n_N=1500r/min$，電樞電阻$R_a=0.4\Omega$。求：(1)電動機的額定電磁轉(zhuǎn)矩$T_N$；(2)當(dāng)電樞電壓降為$180V$，負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時，電動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速$n$。(15分)12.分析題：閱讀以下材料，回答問題。材料：某工業(yè)生產(chǎn)線上采用一臺三相異步電動機拖動，原來運行在額定轉(zhuǎn)速附近?，F(xiàn)由于生產(chǎn)工藝要求，需要將電動機的轉(zhuǎn)速降低20%。已知電動機的額定功率為$P_N$，額定電壓為$U_N$，額定頻率為$f_N$，極對數(shù)為$p$。問題：(1)若采用變頻調(diào)速，應(yīng)如何調(diào)整變頻器的輸出頻率$f$？(2)若采用變極調(diào)速，應(yīng)如何改變電動機的極對數(shù)$p$？(3)比較兩種調(diào)速方法的優(yōu)缺點。(15分)13.設(shè)計題：設(shè)計一個直流電動機調(diào)速系統(tǒng)，要求實現(xiàn)調(diào)速范圍$D=10$，靜差率$s\leq5\%$，電動機的額定數(shù)據(jù)為：$P_N=5.5kW$，$U_N=220V$，$I_N=28A$，$n_N=1500r/min$，電樞電阻$R_a=0.5\Omega$。請說明調(diào)速方案，并計算所需的調(diào)速裝置參數(shù)。(20分)答案：1.C2.B3.A4.A5.A6.B7.A8.A9.直流電動機調(diào)速的三種基本方法及其特點：(1)改變電樞回路電阻調(diào)速：方法簡單，但調(diào)速范圍窄，效率低，穩(wěn)定性差。(2)改變勵磁磁通調(diào)速：調(diào)速范圍較寬，可實現(xiàn)無級調(diào)速，但勵磁電流不能過大，否則會影響電機性能。(3)改變電樞電壓調(diào)速：調(diào)速范圍寬，效率高，穩(wěn)定性好，是直流電動機調(diào)速的主要方法。10.三相異步電動機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中采用閉環(huán)控制的原因：開環(huán)調(diào)壓調(diào)速時，電動機的機械特性較軟，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化較大。采用閉環(huán)控制，通過檢測電動機的轉(zhuǎn)速，與給定轉(zhuǎn)速比較后，調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角，從而自動維持電動機轉(zhuǎn)速基本不變，提高了調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性和調(diào)速精度。11.(1)額定電磁轉(zhuǎn)矩$T_N=9550\frac{P_N}{n_N}=9550\times\frac{10}{1500}=63.67N\cdotm$。(2)當(dāng)電樞電壓降為$180V$時，$E=U-I_aR_a=180-53.8\times0.4=158.48V$。由$T=C_T\PhiI_a$，負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，即$T=T_N$，可得$I_a=I_N=53.8A$。又$E=C_e\Phin$，則$n=\frac{E}{C_e\Phi}=\frac{158.48}{C_e\Phi}$。$C_e\Phi=\frac{U_N-I_NR_a}{n_N}=\frac{220-53.8\times0.4}{1500}=0.1347$。所以$n=\frac{158.48}{0.1347}=1177r/min$。12.(1)采用變頻調(diào)速時，根據(jù)轉(zhuǎn)速公式$n=\frac{60f}{p}(1-s)$，轉(zhuǎn)速降低20%，則頻率$f=0.8f_N$。(2)采用變極調(diào)速時，若原來極對數(shù)為$p$，要使轉(zhuǎn)速降低20%，則應(yīng)將極對數(shù)變?yōu)?1.25p$。(3)變頻調(diào)速優(yōu)點：調(diào)速范圍寬，可實現(xiàn)無級調(diào)速，效率高；缺點：設(shè)備成本高。變極調(diào)速優(yōu)點：設(shè)備簡單，成本低；缺點：調(diào)速范圍有限，不能連續(xù)調(diào)速。13.調(diào)速方案：采用晶閘管直流電動機調(diào)速系統(tǒng)，采用改變電樞電壓調(diào)速。計算調(diào)速裝置參數(shù)：調(diào)速范圍$D=10$，靜差率$s\leq5\%$，則調(diào)速系統(tǒng)的額定速降$\Deltan_N=\frac{n_Ns}{D(1-s)}=\frac{1500\times0.05}{10\times(1-0.05)}=7.89r/min$。由$\Deltan_N=\frac{R_aI_N}{C_e\Phi}$，可得$C_e\Phi=\frac{R_aI_N}{\Deltan_N}=