2025年大学机电（电气自动化技术）试题及答案

2025年大学机电（电气自动化技术）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：本卷共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。1.以下哪种电机调速方法属于恒转矩调速（）A.改变定子电压调速B.改变极对数调速C.变频调速D.转子串电阻调速2.直流电动机的电枢电动势表达式为（）A.Ea=CeaΦnB.Ea=CemΦnC.Ea=CeaΦIaD.Ea=CemΦIa3.三相异步电动机的旋转磁场转速与（）有关。A.电源频率B.磁极对数C.转差率D.电源频率和磁极对数4.变压器的变比等于（）A.一次侧与二次侧电压之比B.一次侧与二次侧电流之比C.一次侧与二次侧匝数之比D.以上都不对5.晶闸管导通的条件是（）A.阳极加正向电压，门极加反向电压B.阳极加反向电压，门极加正向电压C.阳极和门极都加正向电压D.阳极和门极都加反向电压6.下列哪种电路可以实现直流斩波（）A.半波整流电路B.全波整流电路C.降压斩波电路D.升压斩波电路7.自动控制系统中，反馈检测元件的作用是（）A.检测被控量并将其转换为电信号B.检测输入信号并将其转换为电信号C.检测控制器输出信号并将其转换为电信号D.检测干扰信号并将其转换为电信号8.PID控制器中，积分环节的作用是（）A.消除系统的稳态误差B.加快系统的响应速度C.提高系统的稳定性D.抑制系统的干扰9.交流接触器的主要组成部分不包括（）A.电磁系统B.触头系统C.灭弧装置D.熔断器10.热继电器的作用是（）A.短路保护B.过载保护C.欠压保护D.过压保护11.以下哪种传感器不属于电量传感器（）A.电流传感器B.电压传感器C.温度传感器D.功率传感器12.可编程逻辑控制器（PLC）的编程语言不包括（）A.梯形图B.语句表C.功能块图D.C语言13.三相异步电动机能耗制动时，定子绕组通入（）A.直流电流B.单相交流电流C.三相交流电流D.脉冲电流14.直流电动机调速时，采用电枢回路串电阻调速，电动机的机械特性会（）A.变软B.变硬C.不变D.不确定15.变压器的空载损耗主要是（）A.铜损耗B.铁损耗C.磁滞损耗D.涡流损耗16.晶闸管的额定电流是用（）来表示的。A.有效值B.平均值C.最大值D.瞬时值17.以下哪种调速方法适用于直流电动机调速范围要求不高的场合（）A.电枢回路串电阻调速B.调压调速C.弱磁调速D.变频调速18.自动控制系统的性能指标不包括（）A.稳定性B.快速性C.准确性D.安全性19.继电器控制系统中，时间继电器的作用是（）A.实现时间控制B.判断信号状态C.执行控制动作D.放大信号20.以下哪种电机属于控制电机（）A.直流电动机B.三相异步电动机C.步进电动机D.同步电动机第II卷（非选择题共60分）（一）填空题（每题2分，共10分）1.三相异步电动机的定子绕组由______、______和______组成。2.直流电动机的调速方法有______、______和______。3.变压器的主要参数有______、______、______和______。4.晶闸管的导通条件是______，关断条件是______。5.自动控制系统按给定信号的特征可分为______、______和______。（二）简答题（每题5分，共20分）1.简述三相异步电动机的工作原理。2.简述直流电动机的调速方法及其特点。3.简述变压器的变比公式及其含义。4.简述晶闸管的导通和关断条件。（三）计算题（每题10分，共20分）1.一台三相异步电动机，额定功率Pn=10kW，额定电压Un=380V，额定电流In=20A，额定转速nN=1450r/min，求该电动机的额定效率ηN和功率因数cosφN。2.已知某直流电动机的电枢电阻Ra=0.5Ω，额定电压Un=220V，额定电流In=40A，额定转速nN=1000r/min，求该电动机的额定电磁转矩TN。（四）分析题（每题10分，共10分）材料：某自动控制系统采用PID控制器，在运行过程中发现系统响应速度较慢，超调量较大。问题：分析可能导致这些问题的原因，并提出改进措施。（五）设计题（10分）设计一个三相异步电动机的正反转控制电路，要求采用接触器联锁和按钮联锁，画出电路图并简述工作原理。答案：1.D2.A3.D4.C5.C6.C7.A8.A9.D10.B11.C12.D13.A14.A15.B16.B17.A18.D19.A20.C填空题答案：1.定子铁心、定子绕组、机座2.电枢回路串电阻调速、调压调速、弱磁调速3.额定容量、额定电压、额定电流、额定频率4.阳极加正向电压，门极加适当正向电压；阳极电流小于维持电流5.恒值控制系统、随动控制系统、程序控制系统简答题答案：1.三相异步电动机定子绕组通入三相交流电后，会产生旋转磁场。转子绕组在旋转磁场中会感应出电动势和电流，转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩，使转子转动。2.电枢回路串电阻调速：简单但效率低，调速范围有限，机械特性变软。调压调速：调速范围较宽，效率较高，机械特性较硬。弱磁调速：可实现高速调速，调速范围有限，机械特性变软。3.变比公式：k=N1/N2=U1/U2=I2/I1。含义：一次侧与二次侧匝数之比等于电压之比，也等于电流的反比。4.导通条件：阳极加正向电压，门极加适当正向电压。关断条件：阳极电流小于维持电流。计算题答案：1.ηN=Pn/(√3UnIn)=10000/(√3×380×20)≈77%，cosφN=Pn/(√3UnIn)=10000/(√3×380×20)≈0.77。2.Ea=Un-InRa=220-40×0.5=200V，TN=9.55EaIn/nN=9.55×200×40/1000=76.4N·m。分析题答案：可能原因：比例系数过小，积分时间常数