2025年本科电气工程及其自动化（电气传动技术）试题及答案.doc

2025年本科电气工程及其自动化（电气传动技术）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30分）
本卷共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。

1. 以下哪种调速方法不属于电气传动中常见的调速方式？
A. 改变电枢电压调速
B. 改变磁极对数调速
C. 改变负载大小调速
D. 改变电枢回路电阻调速

2. 直流电动机调速时，在额定转速以上采用的调速方法通常是？
A. 电枢回路串电阻调速
B. 减弱磁通调速
C. 降低电枢电压调速
D. 以上都不对

3. 异步电动机转子绕组的感应电动势和电流的频率与以下哪个因素有关？
A. 电源频率
B. 转差率
C. 电机极对数
D. 以上都是

4. 对于绕线式异步电动机，转子串电阻调速属于哪种调速类型？
A. 恒转矩调速
B. 恒功率调速
C. 变转矩调速
D. 变功率调速

5. 以下关于变频器的说法，错误的是？
A. 可以改变电源频率
B. 能实现电机的软启动
C. 只能用于直流电机调速
D. 可提高电机的运行效率

6. 步进电动机的步距角大小取决于？
A. 电源脉冲频率
B. 电机相数
C. 通电方式
D. 以上都是

7. 直流电动机的电枢反应会使气隙磁场？
A. 畸变
B. 增强
C. 减弱
D. 不变

8. 异步电动机的最大转矩与以下哪个因素无关？
A. 电源电压
B. 电机转子电阻
C. 电机极对数
D. 转差率

9. 电气传动系统中，以下哪种制动方式能量损耗最大？
A. 能耗制动
B. 反接制动
C. 回馈制动
D. 机械制动

10. 一台三相异步电动机，额定功率为10kW，额定电压为380V，额定电流为20A，功率因数为0.8，则其额定视在功率为？
A. 10kVA
B. 12.5kVA
C. 15kVA
D. 20kVA

第II卷（非选择题 共70分）

11. （10分）简述直流电动机调速的方法及其特点。

12. （15分）分析异步电动机的工作原理，并说明其转速与哪些因素有关。

13. （15分）某三相异步电动机，额定功率P N = 15kW，额定电压U N = 380V，额定转速n N = 1460r/min，过载能力λ m = 2.2。求：
（1）该电机的极对数p；
（2）额定转差率s N；
（3）最大转矩T m。

14. （15分）材料：某工厂有一台直流电动机，其铭牌数据如下：P N = 22kW，U N = 220V，I N = 115A，n N = 1500r/min。现采用改变电枢电压调速，要求调速范围D = 20，最低转速n min = 100r/min。已知电机在额定转速时的电枢电阻R a = 0.1Ω，忽略电枢反应及空载转矩。
问题：计算调速过程中所需的电枢电压变化范围。

15. （15分）材料：某车间有一台三相异步电动机，经常需要频繁启动和制动，现计划采用变频器进行调速控制。已知电动机的额定功率P N = 7.5kW，额定电压U N = 380V，额定电流I N = 15.4A，额定转速n N = 1440r/min。
问题：
（1）简述变频器在该电机调速控制中的作用及优势。
（2）若要实现电机的平滑调速，变频器应如何设置参数？

答案：
1. C
2. B
3. D
4. A
5. C
6. D
7. A
8. C
9. B
10. B
11. 直流电动机调速方法主要有：改变电枢电压调速，特点是调速范围宽、平滑性好、能耗低，但设备成本高；改变电枢回路电阻调速，简单易行，但效率低、调速范围窄；减弱磁通调速，可实现额定转速以上调速，调速平滑，但受机械强度限制。
12. 异步电动机工作原理：定子绕组通入三相交流电，产生旋转磁场，转子绕组切割磁力线产生感应电动势和电流，转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩，使转子转动。转速与电源频率、电机极对数、转差率有关。
13. （1）p = 2；（2）s N = 0.027；（3）T m = 233.4N·m
14. 先计算额定转速时电枢电压U N = 220 - 115×0.1 = 208.5V。最低转速时电枢电压U min = 100×(208.5/1500) = 13.9V。所以电枢电压变化范围是13.9V到208.5V。
15. （1）变频器可改变电源频率实现电机平滑调速，能满足频繁启动和制动需求，提高电机运行效率和可靠性。（2）需设置基本频率、额定频率、上限频率、下限频率等参数，根据电机额定参数和实际运行要求进行合理设置，以确保电机稳定运行和调速性能。