2025年大学大四（机械设计制造及其自动化）机电传动控制基础试题及答案.doc

2025年大学大四（机械设计制造及其自动化）机电传动控制基础试题及答案

（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. 机电传动系统中，电动机的输出转矩与负载转矩（ ）。
A. 大小相等
B. 方向相反
C. 大小和方向都可能不同
D. 在稳定运行时相等

2. 直流电动机的调速方法中，（ ）调速可以实现无级调速。
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. 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. 一台三相异步电动机，其额定转速为1470r/min，则该电动机的磁极对数为（ ）。
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4

5. 异步电动机的转差率s的计算公式为（ ）。
A. s=(n0 - n)/n0
B. s=(n - n0)/n0
C. s=n/n0
D. s=n0/n

6. 三相异步电动机的制动方法中，能耗制动是在（ ）时进行的。
A. 切断电源后
B. 运行过程中
C. 启动过程中
D. 任何时候

7. 直流电动机的电枢绕组中，电流是（ ）。
A. 直流
B. 交流
C. 脉动直流D. 不确定

8. 他励直流电动机的机械特性是（ ）。
A. 硬特性
B. 软特性
C. 直线特性
D. 抛物线特性

9. 三相异步电动机的定子绕组通入三相交流电后，会产生（ ）。
A. 恒定磁场
B. 旋转磁场
C. 脉动磁场
D. 不确定

10. 异步电动机启动时，启动电流很大，其原因是（ ）。
A. 启动时电动机的转差率s=1
B. 启动时电动机的转速n=0
C. 启动时电动机的感应电动势最大
D. 以上都是

11. 直流电动机的调速范围是指（ ）。
A. 最高转速与最低转速之比
B. 最低转速与最高转速之比
C. 额定转速与最高转速之比
D. 额定转速与最低转速之比

12. 三相异步电动机的过载能力是指（ ）。
A. 最大转矩与额定转矩之比
B. 启动转矩与额定转矩之比
C. 最大转矩与启动转矩之比
D. 额定转矩与最大转矩之比

13. 直流电动机的换向极的作用是（ ）。
A. 改善换向性能
B. 增加电动机的转速
C. 提高电动机的效率
D. 降低电动机的温度

14. 异步电动机的转子绕组中，感应电流的频率与（ ）有关。
A. 电源频率
B. 转差率
C. 磁极对数
D. 以上都是

15. 一台三相异步电动机，若要改变其旋转方向，可采取的方法是（ ）。
A. 改变电源相序
B. 改变励磁磁通
C. 改变电枢电压
D. 以上都不是

16. 直流电动机的调速方法中，改变电枢回路电阻调速适用于（ ）。
A. 恒转矩负载
B. 恒功率负载
C. 通风机负载
D. 以上都不是

17. 三相异步电动机的启动转矩与（ ）有关。
A. 电源电压
B. 电动机的参数
C. 启动时的转差率
D. 以上都是

18. 直流电动机的励磁方式有（ ）。
A. 他励
B. 并励
C.. 串励
D. 以上都是

19. 异步电动机的效率是指（ ）。
A. 输出功率与输入功率之比
B. 输入功率与输出功率之比
C. 额定功率与输出功率之比
D. 额定功率与输入功率之比

20. 三相异步电动机的同步转速是指（ ）。
A. 旋转磁场的转速
B. 电动机的额定转速
C. 电动机的最高转速
D. 电动机的最低转速

第II卷（非选择题，共60分）
21. （10分）简述直流电动机的调速方法及其特点。

22. （10分）分析三相异步电动机的启动性能，说明如何改善其启动性能。

23. （10分）什么是机电传动系统的稳定运行？简述其条件。

24. （15分）材料：某工厂有一台三相异步电动机，额定功率为10kW，额定电压为380V，额定转速为1470r/min，功率因数为0.85。现需要对该电动机进行启动控制，要求启动电流不超过额定电流的2倍。已知电动机的启动转矩倍数为1.8，过载能力为2.2。
问题：
（1）计算该电动机的额定电流。
（2）选择一种合适的启动方法，并说明理由。
（3）计算所选启动方法的启动电流和启动转矩。

25. （15分）材料：有一台他励直流电动机，额定功率为5.5kW，额定电压为220V，额定电流为28A，额定转速为1500r/min。已知电动机的电枢电阻为0.8Ω，励磁绕组电阻为110Ω。
问题：
（1）计算该电动机的额定转矩。
（2）当电动机在额定负载下运行时，求电动机的输入功率、输出功率和效率。
（3）若要使电动机的转速降低到1000r/min，采用电枢回路串电阻调速，计算所需串入的电阻值。

答案：
1. C
2. C
3. D
4. B
5. A
6. A
7. C
8. A
9. B
10. D
11. A
12. A
13. A
14. D
15. A
16. A
17. D
18. D
19. A
20. A

21. 直流电动机的调速方法有：改变电枢回路电阻调速（特点：简单、但调速范围小、能耗大）；改变励磁磁通调速（特点：调速范围较大、但机械特性变软）；改变电枢电压调速（特点：调速范围宽、平滑性好、能耗小）。

22. 三相异步电动机启动时电流大、转矩小。改善启动性能的方法有：采用降压启动（如星 - 三角启动、自耦变压器启动等），可降低启动电流；增大转子电阻（如绕线式异步电动机转子串电阻启动），可增大启动转矩。

23. 机电传动系统的稳定运行是指系统在给定的负载下，以某一转速匀速运转，且当外界干扰使转速稍有变化时，系统能自动恢复到原来的转速。稳定运行条件：电动机的机械特性与负载特性有交点，且在交点处满足dT/dn < dTL/dn。

24. （计算过程略）（1）额定电流约为19.9A。（2）可采用星三角启动，理由是启动电流较小，能满足要求。（3）启动电流约为39.8A，启动转矩约为18.36N·m。

25. （计算过程略）（1）额定转矩约为35.03N·m。（2）输入功率6160W，输出功率5500W，效率约为89.3%。（3）所需串入电阻约为2.6Ω。