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：本大题共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请将正确答案的序号填在括号内。1.直流调速系统中，改变电枢电压调速属于（）调速方式。A.恒转矩B.恒功率C.通风机负载D.恒电流2.直流电动机调速方法中，能实现无级调速的是（）。A.改变电枢回路电阻B.改变励磁磁通C.改变电枢电压D.以上都不是3.调速范围是指电动机在额定负载下所能达到的（）与最低转速之比。A.最高转速B.平均转速C.稳定转速D.理想转速4.静差率是指电动机由理想空载到额定负载时的转速降与（）之比。A.额定转速B.最高转速C.最低转速D.平均转速5.直流调速系统中，采用比例积分调节器可以（）。A.消除稳态误差B.加快响应速度C.提高系统稳定性D.以上都是6.直流电动机的调速特性是指在一定负载转矩下，电动机的转速与（）之间的关系。A.电枢电流B.电枢电压C.励磁电流D.负载电阻7.调速系统的动态性能指标不包括（）。A.上升时间B.超调量C.调速范围D.调节时间8.直流调速系统中，采用转速负反馈调速可以（）。A.提高调速精度B.扩大调速范围C.改善系统稳定性D.以上都是9.转速负反馈调速系统中，转速反馈系数增大时，系统的调速范围（）。A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小10.直流调速系统中，采用电压负反馈调速可以（）。A.提高调速精度B.扩大调速范围C.改善系统稳定性D.补偿电枢电阻压降11.在直流调速系统中，PI调节器的积分时间常数Ti增大时，系统的（）。A.稳定性提高B.响应速度加快C.稳态误差增大D.超调量增大12.直流调速系统中，采用电流截止负反馈可以（）。A.限制电枢电流最大值B.提高系统稳定性C.扩大调速范围D.以上都是13.电流截止负反馈调速系统中，截止电流的大小（）。A.固定不变B.随负载变化C.随转速变化D.随电枢电压变化14.直流调速系统中，采用双闭环调速系统可以（）。A.提高调速精度B.扩大调速范围C.改善系统动态性能D.以上都是15.双闭环调速系统中，内环是（）。A.转速环B.电流环C.电压环D.功率环16.直流调速系统中，晶闸管整流器的触发电路应满足（）要求。A.触发脉冲的宽度足够B.触发脉冲的前沿陡峭C.触发脉冲的幅值足够D.以上都是17.晶闸管直流电动机调速系统中，晶闸管的导通角越大，输出电压（）。A.越高B.越低C.不变D.先高后低18.直流调速系统中，采用脉宽调制（PWM）调速时，占空比越大，电枢电压（）。A.越高B.越低C.不变D.先高后低19.PWM调速系统中，开关频率越高，（）。A.调速性能越好B.电机损耗越小C.系统成本越低D.以上都不对20.直流调速系统中，测速发电机的作用是（）。A.测量电动机转速B.提供转速反馈信号C.稳定电动机转速D.以上都是第II卷（非选择题，共60分）21.（8分）简述直流调速系统中改变电枢电压调速的特点。22.（10分）画出转速负反馈调速系统的原理图，并简述其工作原理。23.（12分）分析双闭环调速系统中电流环和转速环的作用。24.（15分）材料：某直流调速系统采用晶闸管整流器供电，电动机额定功率为10kW，额定电压为220V，额定电流为55A，额定转速为1500r/min。调速范围要求为D=10，静差率要求为s≤5%。已知电动机的电枢电阻Ra=0.5Ω，Ce=0.132V/(r/min)。问题：（1）计算该系统的额定速降ΔnN。（2）计算满足调速范围和静差率要求时的最低转速nmin。（3）若采用转速负反馈调速系统，计算转速反馈系数α。25.（15分）材料：某直流调速系统采用双闭环调速系统，已知电动机参数为：额定功率Pn=5.5kW，额定电压Un=220V，额定电流In=30A，额定转速nN=1500r/min，电枢电阻Ra=0.5Ω，Ce=0.132V/(r/min)。速度调节器ASR和电流调节器ACR均采用PI调节器，ASR的参数为：Kp1=20，Ti1=0.02s；ACR的参数为：Kp2=40，Ti2=0.001s。问题：（1）计算电流环的截止频率ωci和转速环的截止频率ωcn。（2）分析该双闭环调速系统的动态性能。（3）若系统受到阶跃扰动，画出转速和电流的响应曲线，并分析其动态过程。答案：1.A2.C3.A4.A5.D6.B7.C8.D9.A10.D11.A12.A13.B14.D15.B16.D17.A18.A19.A20.D21.改变电枢电压调速具有调速范围宽、调速平滑性好、能实现无级调速、效率高、稳定性好等特点。22.原理图略。工作原理：通过测速发电机检测电动机转速，将转速信号反馈到输入端与给定信号比较，得到偏差信号，经放大器放大后控制晶闸管整流器的输出电压，从而调节电动机转速，使转速跟随给定值变化。23.电流环的作用是限制电枢电流最大值，保证系统安全运行，并快速响应负载变化；转速环的作用是实现转速的精确控制，提高调速精度和系统稳定性。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/（