2025年高职第二学年（电气自动化）专业核心综合测试卷.doc

2025年高职第二学年（电气自动化）专业核心综合测试卷

（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。请将正确答案的序号填在括号内。

1. 以下哪种电机调速方法不属于电气调速（ ）
A. 变极调速 B. 变频调速 C. 改变转差率调速 D. 机械调速
2. 直流电动机的电磁转矩是由（ ）相互作用产生的。
A. 电枢磁场与定子磁场 B. 电枢电流与定子磁场
C. 电枢磁场与转子磁场 D. 电枢电流与转子磁场
3. 变压器的变比是指（ ）之比。
A. 一、二次侧电压 B. 一、二次侧电流
C. 一、二次侧匝数 D. 一、二次侧功率
4. 三相异步电动机的旋转磁场的转速与（ ）有关。
A. 电源频率 B. 磁极对数 C. 转差率 D. A和B
5. 以下哪种电器不能实现短路保护（ ）
A. 熔断器 B. 热继电器 C. 空气开关 D. 过电流继电器
6. 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
7. 以下哪种电力电子器件属于全控型器件（ ）
A. 晶闸管 B. 二极管 C. 绝缘栅双极型晶体管（IGBT） D. 电力二极管
8. 直流斩波器中，将直流电源的恒定电压变换成可调直流电压的装置是（ ）
A. 整流器 B. 逆变器 C. 斩波器 D. 变频器
9. 自动控制系统中，反馈环节的作用是（ ）
A. 消除干扰 B. 提高系统稳定性
C. 使系统输出量与输入量保持一致 D. 以上都是
10. 以下哪种控制方式不属于直流调速系统的控制方式（ ）
A. 转速负反馈控制 B. 电流正反馈控制
C. 电压负反馈控制 D. 位置控制
11. 交流伺服电动机的控制方式有（ ）
A. 幅值控制 B. 相位控制 C. 幅相控制 D. 以上都是
12. 步进电动机的步距角与（ ）有关。
A. 电源频率 B. 通电方式 C. 电机相数 D. 以上都是
13. 以下哪种传感器不属于电量传感器（ ）
A. 电流互感器 B. 电压互感器 C. 温度传感器 D. 霍尔传感器
14. 可编程控制器（PLC）的编程语言不包括（ ）
A. 梯形图 B. 语句表 C. 流程图 D. 汇编语言
15. 以下哪种电路不属于数字电路（ ）
A. 与门电路 B. 放大电路 C. 触发器 D. 计数器
16. 数字信号的特点是（ ）
A. 时间和幅值上都是离散的 B. 时间离散，幅值连续
C. 时间连续，幅值离散 D. 时间和幅值上都是连续的
17. 以下哪种逻辑门电路的输出与输入逻辑关系是“有0出1，全1出’0”（ ）
A. 与门 B. 或门 C. 非门 D. 与非门
18. 以下哪种通信方式不属于串行通信（ ）
A. RS-232 B. USB C. I2C D. SPI
19. 电力系统的中性点运行方式不包括（ ）
A. 中性点直接接地 B. 中性点不接地
C. 中性点经消弧线圈接地 D. 中性点经电阻接地
20. 以下哪种电器属于高压电器（ ）
A. 接触器 B. 断路器 C. 继电器 D. 熔断器

第II卷（非选择题，共60分）

一、填空题（每题2分，共10分）
1. 三相异步电动机的调速方法有______、______、______。
2. 变压器的损耗包括______和______。
3. 直流电动机的调速方法有______、______、______。
4. 电力电子技术主要包括______、______、______三个部分。
5. 自动控制系统的性能指标主要有______、______、______。

二、简答题（每题分，共20分）
1. 简述直流电动机的调速方法及其特点。
2. 简述变压器的工作原理。
3. 简述三相异步电动机的启动方法及其特点。
4. 简述晶闸管的导通和关断条件。
5. 简述自动控制系统的组成及各部分的作用。

三、分析题（每题10分，共20分）
1. 分析下图所示的直流调速系统原理图，说明其调速原理和各部分的作用。
[此处可简单描述一下原理图的大致样子，比如有直流电源、电机、调速装置等部分]
2. 分析下图所示的三相异步电动机正反转控制电路原理图，说明其工作原理和互锁环节的作用。
[此处可简单描述一下原理图的大致样子，比如有电源、接触器、按钮等部分]

四、综合应用题（10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，额定电流为Ie，额定转速为nN，功率因数为cosφ。现需要对该电动机进行调速控制，以满足不同生产工艺的要求。
问题：请设计一种调速方案，并说明该方案的调速原理、调速范围、调速精度以及优缺点。
[在下方留出3行空白作答区域]

五、设计题（10分）
材料：某自动化生产线需要一个自动控制系统来实现物料的输送和加工过程的控制。要求系统能够根据物料的位置和状态进行自动控制，并且能够与其他设备进行通信。
问题：请设计一个基于可编程控制器（PLC）的自动控制系统，画出系统的硬件接线图和PLC的梯形图程序，并说明系统的工作原理。
[在下方留出3行空白作答区域]

答案：1. D 2. B 3. A（变比通常指一、二次侧电压之比，匝数比也可体现变比，但这里强调电压） 4. D 5. B 6. C 7. C 8. C 9. D 10. D 11. D 12. D 13. C 14. D 15. B 16. A 17. D 18. B 19. 电力系统中性点运行方式不包括中性点经电容接地（这里答案不唯一，只要是不属于常见的几种运行方式即可） 20. B
一、1. 变极调速、变频调速、改变转差率调速 2. 铁损耗、铜损耗 3. 调压调速、调磁调速、电枢回路串电阻调速 4. 电力电子器件、电力电子电路、电力电子系统 5. 稳定性、准确性、快速性
二、1. 直流电动机调速方法有调压调速，特点是调速范围较窄，平滑性好；调磁调速，调速范围较宽，但机械特性变软；电枢回路串电阻调速，调速范围窄，能耗大，平滑性差。 2. 变压器工作原理是基于电磁感应定律，交变的一次侧电流产生交变磁通，通过铁芯耦合到二次侧，在二次侧绕组中感应出电动势，实现电压变换。 3. 三相异步电动机启动方法有直接启动，特点是简单，启动电流大；降压启动，启动电流小，但启动转矩也减小。 4. 晶闸管导通条件是阳极加正向电压且门极加正向触发电压；关断条件是阳极电流小于维持电流。 5. 自动控制系统由控制器、被控对象、检测装置、执行机构等组成控制器根据检测装置反馈信号控制执行机构，使被控对象输出量符合要求值。
三、1. 直流调速系统通过调节电枢电压、励磁电流等来调速。原理图中电源提供电能，调速装置改变电压或电流，电机实现运转。调速原理基于直流电动机转速公式。各部分作用：电源供电，调速装置调节参数，电机实现机械能输出。 2. 三相异步电动机正反转控制电路通过改变相序实现正反转。工作原理是按正转或反转按钮，相应接触器吸合改变相序。互锁环节防止正反转接触器同时吸合造成短路。
四、调速方案可采用变频调速。原理是改变电源频率实现调速。调速范围宽，可在0到额定转速间灵活调节。调速精度高。优点是节能、调速性能好；缺点是设备成本较高。
五、硬件接线图：PLC输入接传感器信号，输出接执行机构。梯形图程序：根据物料位置和状态编写逻辑控制程序。工作原理：传感器检测物料信息传至PLC，PLC按程序控制执行机构动作，实现物料输送和加工过程自动控制，并与其他设备通信交互。