2025年大学二年级（自动化）电力拖动自动控制系统试题及答案.doc

2025年大学二年级（自动化）电力拖动自动控制系统试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第 I 卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3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题后的括号内。

1. 电力拖动自动控制系统中，调速范围是指（ ）。
A. 电动机能够达到的最高转速与最低转速之比
B. 电动机额定转速与最低转速之比
C. 电动机最高转速与额定转速之比
D. 电动机允许的调速范围与实际调速范围之比
2. 直流电动机调速方法中，属于恒转矩调速方式的是（ ）。
A. 弱磁调速
B. 电枢回路串电阻调速
C. 降低电枢电压调速
D. B和C
3. 转速负反馈调速系统中，当负载增加以后，转速下降，系统自动调速以后，电动机电枢电压将（ ）。
A. 减小
B. 增大
C. 不变
D. 不确定
4. 电压负反馈调速系统，当负载变化时，其是依靠（ ）来调节电动机转速的。
A. 电枢电压
B. 电枢电流
C. 转速变化
D. 电枢电阻
5. 电流截止负反馈的作用是（ ）。
A. 过载保护
B. 限制电枢电流
C. 增大调速范围
D. A和B
6. 转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器ASR的输出限幅值决定了（ ）。
A. 电动机允许的最大电流
B. 电动机的最高转速
C. 系统的调速范围
D. 系统的静差率
7. 双闭环调速系统中，在启动过程中，速度调节器ASR处于（ ）状态。
A. 饱和
B. 不饱和
C. 截止
D. 放大
8. 异步电动机变频调速时，基频以下调速要保持（ ）不变。
A. 定子电压
B. 定子电流
C. 气隙磁通
D. 转子电流
9. 矢量控制系统的基本思想是通过（ ），将交流电动机等效为直流电动机进行控制。
A. 坐标变换
B. 磁场定向
C. 变频调速
D. A和B
10. 直接转矩控制系统中，转矩调节器的输出直接控制（ ）。
A. 逆变器的开关状态
B. 电动机的转速
C. 电动机的转矩
D. 电动机的磁通

第 II 卷（非选择题 共70分）
11. （10分）简述电力拖动自动控制系统的组成及各部分的作用。
12. （15分）分析转速负反馈调速系统的工作原理及调速性能。
13. （15分）阐述转速、电流双闭环调速系统的工作过程及优点。
14. （15分）材料：某生产线上的电动机需要调速运行，要求调速范围宽、调速精度高、动态响应快。现有一台笼型异步电动机，额定功率为10kW，额定转速为1460r/min。
问题：请设计一个适合该生产线的调速方案，并说明理由。
15. （15分）材料：在一个实际运行的电力拖动自动控制系统中，发现系统的调速性能变差，动态响应变慢。
问题：请分析可能出现的故障原因，并提出相应的解决措施。

答案
1. A 2. D 3. B 4. A 5. D 6. A 7. A 8. C 9. D 10. A
11. 电力拖动自动控制系统主要由电动机、控制器、功率变换器、传感器等组成。电动机是执行机构，用于驱动负载；控制器根据传感器反馈的信息对电动机进行控制；功率变换器将电能转换为适合电动机运行的形式；传感器检测电动机的运行状态参数，如转速、电流、电压等，并反馈给控制器。
12. 转速负反馈调速系统的工作原理是通过检测电动机的转速，并将其反馈到输入端与给定转速进行比较，得到转速偏差信号。控制器根据转速偏差信号调节电动机的电枢电压，从而改变电动机的转速。调速性能方面，该系统能够自动调节转速，减小转速偏差，具有较好的调速精度和稳定性。
13. 转速、电流双闭环调速系统的工作过程：启动时，转速调节器ASR饱和，电流调节器ACR起作用，使电动机电流迅速上升。随着转速上升，ASR逐渐退出饱和，ACR维持电流恒定，实现转速的稳定调节。优点：具有良好的静、动态性能，调速范围宽，调速精度高，动态响应快，能有效抑制负载扰动和电网电压波动。
14. 可采用变频调速方案。理由：笼型异步电动机变频调速范围宽，可实现无级调速，能满足生产线调速范围宽的要求。通过调节变频器输出频率，可精确控制电动机转速，满足调速精度高的要求。同时，变频调速动态响应快，能适应生产线的快速启停和加减速要求。
15. 可能的故障原因：转速反馈装置故障，导致反馈信号不准确；调节器参数设置不合理；功率变换器故障，影响电能转换；电动机故障，如绕组短路等。解决措施：检查转速反馈装置，修复或更换故障部件；重新调整调节器参数；检修功率变换器，排除故障；对电动机进行检修，如更换绕组等。