2025年高职电气自动化技术（直流调速系统）试题及答案

2025年高职电气自动化技术（直流调速系统）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共8题，每题5分)1.直流调速系统中，改变电枢电压调速时，电动机的机械特性（）。A.变软B.变硬C.不变D.不确定2.直流电动机调速方法中，属于恒转矩调速的是（）。A.弱磁调速B.电枢串电阻调速C.改变电枢电压调速D.B和C3.直流调速系统中，静差率与调速范围的关系是（）。A.静差率越大，调速范围越大B.静差率越小，调速范围越大C.两者无关D.不确定4.直流电动机采用降压调速时，其转速（）。A.只能上调B.只能下调C.可上调可下调D.不确定5.直流调速系统中，电流截止负反馈环节的作用是（）。A.限制电枢电流的最大值B.提高系统的调速范围C.改善系统的动态性能D.以上都不对6.直流电动机调速时，若要求调速范围大，平滑性好，能耗小，则应采用（）。A.电枢串电阻调速B.弱磁调速C.改变电枢电压调速D.以上都可以7.直流调速系统中，转速负反馈调速系统的调速精度取决于（）。A.给定电压的精度B.反馈检测的精度C.放大器的放大倍数D.以上都是8.直流电动机在额定负载下运行时，若降低电枢电压调速，则电动机的转速（）。A.升高B.降低C.不变D.不确定第II卷（非选择题，共60分）9.简答题：简述直流调速系统中转速负反馈调速系统的工作原理。(10分)10.简答题：直流电动机有哪几种调速方法？各有什么特点？(15分)11.计算题：一台他励直流电动机，额定功率PN=10kW，额定电压UN=220V，额定电流IN=53.8A，额定转速nN=1500r/min，电枢电阻Ra=0.4Ω。试求：（1）电动机的额定输出转矩TN；（2）电动机的理想空载转速n0；（3）电动机在额定负载下运行时的转速降Δn。(15分)12.分析题：材料：某直流调速系统采用转速负反馈调速，当负载转矩增大时，系统的转速出现了下降。问题：请分析出现这种现象的原因，并说明如何解决。(10分)13.设计题：设计一个直流调速系统，要求调速范围D=10，静差率s≤5%，电动机参数为：PN=2.2kW，UN=220V，IN=12.5A，nN=1500r/min，Ra=1.5Ω。(20分)答案：1.B2.D3.B4.B5.A6.C7.D8.B9.转速负反馈调速系统的工作原理是：将电动机的转速检测出来，通过反馈电路与给定转速进行比较，得到转速偏差信号。该偏差信号经过放大器放大后，控制晶闸管整流器的输出电压，从而改变电动机的电枢电压，实现对电动机转速的自动调节。当电动机转速下降时，反馈电压减小，偏差信号增大，整流器输出电压升高，电动机转速回升；反之，当电动机转速升高时，反馈电压增大，偏差信号减小，整流器输出电压降低，电动机转速下降。10.直流电动机的调速方法有：电枢串电阻调速、弱磁调速、改变电枢电压调速。电枢串电阻调速特点：设备简单，操作方便，但调速电阻上消耗电能大，调速范围小，机械特性变软。弱磁调速特点：调速范围较大，能平滑调速，但只能上调转速，最高转速受换向条件等限制。改变电枢电压调速特点：调速范围大，平滑性好，能耗小，是性能较好的调速方法。11.（1）TN=9550PN/nN=9550×10/1500=63.7N·m（2）n0=UN/CeΦ，Ce=UN/(nN+ΔnN)，ΔnN=INRa/Ce，联立可得n0=1607r/min（3）Δn=INRa/Ce=53.8×0.4/0.144=150r/min12.原因：负载转矩增大时，电枢电流增大，电枢电阻上的压降增大，导致电动机转速下降。解决方法：可以通过增加转速负反馈的增益来提高系统的调速精度，或者采用电流截止负反馈等措施来限制电枢电流的过大增加，从而减小转速降，稳定转速。13.首先计算电动机的额定电枢电动势：EaN=UN-INRa=220-12.5×1.5=2(1)V。然后根据调速范围和静差率要求计算调速系统的开环放大倍数K。再选择合适的调节器和反馈电路等组成调速系统。具体设计过程如下：根据调速范围D=10，静差率s≤5%，计算出系统