2026年直流调速测试题及答案

2026年直流调速测试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在直流电动机调压调速系统中，若保持励磁磁通恒定，电枢电压升高10%，则理想空载转速约A.降低10%B.升高10%C.升高5%D.不变2.采用H型双极式PWM变换器时，电机端电压瞬时值为+Us、–Us、0，其占空比ρ=0.7，则电枢平均电压为A.0.7UsB.0.3UsC.–0.7UsD.03.直流调速系统机械特性斜率大小主要取决于A.电枢电阻B.励磁电流C.电源频率D.转动惯量4.在带电流截止负反馈的转速单闭环系统中，截止电流整定值通常选为额定电流的A.0.5倍B.1.0倍C.1.2~1.5倍D.2.5倍5.双闭环直流调速系统外环PI调节器输出限幅值直接决定A.最大电枢电压B.最大电枢电流C.最大励磁磁通D.最大机械功率6.可逆直流调速系统采用逻辑无环流控制时，切换延时主要防止A.机械冲击B.逆变颠覆C.励磁失步D.电枢过热7.数字式直流调速器中，速度反馈通道常采用A.测速发电机+ADCB.霍尔电压传感器C.热敏电阻D.光电编码器+脉冲计数8.在弱磁调速区，若磁通减小20%，则同一电枢电流下电磁转矩约A.减小20%B.减小40%C.不变D.增大20%9.直流电动机回馈制动时，能量流动方向为A.电源→电机B.电机→电源C.电机→负载D.负载→电源10.若系统开环放大倍数为K，闭环后静差率降为原来的1/(1+K)，则该系统为A.有静差调速B.无静差调速C.开环调速D.恒功率调速二、填空题（每题2分，共20分）11.直流电动机调压调速的转速公式为n=(U－IR)/________。12.在不可逆PWM变换器中，开关频率升高会使电枢电流纹波________。13.双闭环系统电流环按典型Ⅰ型系统设计时，其开环截止频率ωci一般取电流对象转折频率的________倍。14.测速发电机输出电压纹波主要引起系统________分量，导致低速爬行。15.逻辑无环流切换过程中，________信号封锁原工作组触发脉冲。16.弱磁升速时，若保持电枢电压不变，则电磁功率近似________。17.数字PI调节器抗积分饱和常采用________算法。18.直流调速系统静差率s与机械特性硬度成________关系。19.可逆系统采用α=β配合控制时，整流角与逆变角满足________。20.在磁场反向可逆方案中，必须先断________，后切换励磁极性。三、判断题（每题2分，共20分，正确打“√”，错误打“×”）21.电枢串电阻调速属于恒功率调速方式。22.双极式PWM变换器电流连续时，电机可在四象限运行。23.电流截止负反馈可以提高系统静特性硬度。24.测速发电机比编码器更适合极低转速稳速控制。25.弱磁调速时，若负载转矩恒定，电枢电流将随转速升高而增大。26.逻辑无环流控制中，零电流检测环节必须采用硬件比较器，不可软件实现。27.双闭环系统转速调节器输出限幅值决定了系统最大允许电流。28.直流电动机电动与回馈制动状态切换瞬间，电枢电流方向不变。29.采用PI调节器的系统，若积分时间常数过大，则动态响应变慢。30.磁场反向可逆方案比电枢反向方案切换速度快。四、简答题（每题5分，共20分）31.说明直流电动机调压调速时，电枢电阻压降对机械特性硬度有何影响，并给出改善措施。32.画出双闭环直流调速系统稳态结构框图，并指出电流环、速度环的输入输出量。33.简述逻辑无环流可逆系统“零电流—延时—切换”三步流程的必要性。34.说明数字式直流调速器中，测速编码器信号采用M/T法测速的原理及其优点。五、讨论题（每题5分，共20分）35.讨论在轧机可逆直流调速中，为何常采用“电枢反向+弱磁升速”组合方案，而非单纯磁场反向。36.分析当电网电压突降15%时，双闭环系统与单闭环系统在转速跌落和恢复时间上的差异，并解释原因。37.比较双极式PWM与单极受限式PWM在器件损耗、电流纹波、四象限能力三方面的优劣。38.探讨在新能源储能系统中，直流调速技术如何用于双向DC—DC变换器控制，并给出转速—功率类比关系。答案与解析一、单项选择1.B2.A3.A4.C5.B6.B7.D8.A9.B10.A二、填空11.CeΦ12.减小13.0.2~0.514.谐波/交流15.逻辑切换16.恒定17.积分分离或抗饱和18.反比19.α=β20.电枢电流三、判断21×22√23×24√25√26×27√28×29√30×四、简答题答案31.电枢电阻使机械特性斜率增大、硬度变软，转速随负载增加而显著下降。改善办法：采用电压负反馈或转速闭环，提高系统开环增益；或减小电枢回路总电阻，如加大电机截面积、采用多并联支路。32.框图：给定速度n与反馈n比较得Δn→ASR（速度PI）→电流给定I，与电流反馈I比较得ΔI→ACR（电流PI）→触发装置→整流器→电枢→电机→测速→n反馈。电流环输入I、输出Uc；速度环输入n、输出I。33.零电流检测确保原工作组晶闸管电流真正过零，避免反向电压下误导通；延时40~50ms让器件恢复阻断能力；切换时再开放另一组，从而杜绝环流与逆变颠覆。34.M/T法：定时窗口T内记录编码器脉冲M1与高频时钟脉冲M2，速度n=60M1/(PTM2)，P为每转脉冲数。优点：高低速兼顾，分辨率随转速自适应，硬件简单，数字实现方便。五、讨论题答案35.轧机要求快速正反转，电枢反向靠改变晶闸管触发顺序即可10ms级完成；磁场反向因励磁绕组大电感，时间常数达数百毫秒，无法满足动态指标。弱磁升速使基速以上恒功率运行，扩大调速范围，提高效率，故采用组合方案。36.双闭环含电流内环，电网突降瞬间电流环立即减小触发角，限制电流下跌，转速环迅速上调给定，转速跌落<2%，恢复时间0.2s；单闭环无电流限制，电流随电压比例下降，转速跌落>8%，恢复时间0.8s，动态性能明显劣化。37.双极式：四管全开关，电流纹波小，器件损耗大，四象限能力好；单极受限式：两管高频、两管工频，纹波