國家開放大學2021年（202101-202107）《1387電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)》期末考試真題及答案完整版（共2套）

試卷代號：1387國家開放大學2020年秋季學期期末統(tǒng)一考試電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)試題2021年1月一、選擇題（10小題，每小題3分，共30分）1.當傳動系統(tǒng)做旋轉運動時，作用在電動機軸上的電磁轉矩T和負載轉矩TL之差，即T-TL=ΔT稱為動態(tài)轉矩，當ΔT=O，即dn/dt=O時，系統(tǒng)處于()運行狀態(tài)。 A.減速 B.靜止或勻速 C.加速 D.不確定2.如圖1所示的負載機械特性屬于()。圖1 A.反抗性恒轉矩負載機械特性 B.恒功率負載機械特性 C.位能性恒轉矩負載機械特性 D.直線型負載機械特性3.直流電機的主磁極是產(chǎn)生()的部件。 A.磁場 B.電流 C.電壓 D.電動勢4.直流電機中用于產(chǎn)生感應電勢和通過電流的電路部分是()。 A.勵磁繞組 B.主磁極 C.換向極 D.電樞繞組5.一臺8極三相異步電動機，定子電流頻率為50Hz，電機正常運行時，定子旋轉磁場的轉速為()。 A.375r/min B.600r/min C.750r/min D.lOOOr/min6.三相異步電動機的T型等效電路如圖2所示，m1表示電機的相效，則轉子繞組的銅耗可表示為()。圖2 A.Pcu2=m1Il2R1 B.Pcu2=m1I′22R′2 C.Pcu2=m1Il2Rm B.Pcu2=m1Il2R′27.當同步電動機的勵磁電流大于正常勵磁值時，同步電動機處于()運行狀態(tài)。 A.過勵 B.欠勵 C.正常勵磁 D.不確定8.晶閘管在觸發(fā)導通之后，通過以下()方式可以讓其關斷。 A.門極加電流 B.門極不加電流 C.陽極與陰極間加正壓 D.陽極與陰極間加反壓9.降壓DC/DC變換器體現(xiàn)了()的特性。 A.二極管耐壓為輸入電壓，開關器件耐壓為輸入電壓 B.二極管耐壓為輸入電壓，開關器件耐壓為輸出電壓 C.二極管耐壓為輸出電壓，開關器件耐壓為輸入電壓 D.二極管耐壓為輸出電壓，開關器件耐壓為輸出電壓10.異步電動機變頻調(diào)速時，減速時間設置過短會導致()。 A.輸入側過電壓 B.輸入側欠電壓 C.直流側過電壓 D.直流側欠電壓二、判斷題（將判斷結果填在括弧內(nèi)，正確打√號，錯誤打×號。6小題，每小題3分，共18分） 11.如圖3所示為他勵直流電動機的機械特性曲線族，表示的是減弱磁通的人為機械特性。()圖3 12.三相異步電動機正常運行時，轉子轉速為n，定子旋轉磁場的轉速為ns，則該電動機的轉差率s=ns- 13.隱極同步電動機的定子電壓方程為U=E0+IRa+jIXs。() 14.反應式微型同步電動機轉子在不同的方向具有不同的磁阻，直軸方向磁阻最大，交軸方向磁阻最小。() 15.IGBT器件導通后，必須在門極加電壓才能維持導通。() 16.規(guī)則采樣法實現(xiàn)SPWM時，采用載波負峰值采樣的方法更準確。()三、簡答題（4小題，每題7分，共28分） 17.他勵直流電動機的機槭特性指的是什么？其表達式是怎樣的？ 18.三相異步電動機的主要結構有哪些？其中運動的結構部件主要有哪些？ 19.三相異步電動機在額定頻率以下進行變頻調(diào)速時，定子側電壓和頻率間應該保持什么關系？為什么？ 20.典型的交-直-交無換向器電動機調(diào)速系統(tǒng)如何實現(xiàn)四象限運行？如何進行速度調(diào)節(jié)和正反轉運行的控制？四、綜合題（2大題，共24分） 21.(12分) 一臺6極三相鼠籠式異步電動機，定子繞組為Y接（星形連接）.額定電壓UN=380V，額定轉速nN=960r/min，電源頻率f1=50Hz。請問：(l)電動機的同步轉速和額定轉差率分別為多少？(2)電動機定子繞組的額定相電壓為多少？(3)電動機轉子電流的頻率為多少？ 22.(12分) 單相橋式全控整流電路帶阻感負載時，輸入交流電壓有效值為220V，如果負載電流恒定且波形近似為一條直線，請問：(1)每只晶閘管的導通角為多少？(2)觸發(fā)角α為60°時，直流側平均電壓為多少？(3)晶閘管的最大移相角為多少？試卷代號：1387國家開放大學2021年春季學期期末統(tǒng)一考試電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)試題2021年7月一、選擇題（10小題，每小題3分，共30分）1.旋轉電機的角速度n與轉速咒的關系為()。 A.Ω=πn60 C.Ω=2πn602.如圖1所示的負載機械特性屬于()。 A.反抗性恒轉矩負載機械特性 B.恒功率負載機械特性 C.位能性恒轉矩負載機械特性 D.直線型負載機械特性3.如圖2所示為他勵直流電動機的機械特性曲線，表示的是()的人為機械特性。 A.降低電源電壓 B.增大磁通 C.減弱磁通 D.電樞回路串電阻4.直流電動機的轉速大小與勵磁電流大小、電樞回路電阻值以及()有關。 A.電樞電流的方向 B.勵磁電流的方向 C.所加電源電壓大小 D.所加電源電壓的極性5.三相異步電動機正常運行時，轉子轉速為n，定子旋轉磁場的轉速為n。，則該電動機的轉差率s為()。 A.s=n C.s=n6.三相異步電動機的人為機械特性如圖3所示，該圖表示的是()的人為機械特性。 A.降低電源電壓 B.轉子回路串電阻 C.改變頻率（基頻以上） D.改變頻率（基頻以下）7.一臺12極三相同步電動機，定子電流頻率為50Hz，則電動機轉子的轉速是()。 A.1OOOr/min B.3000r/min C.500r/min D.1500r/min8.升壓DC/DC變換器在開關管導通時，負載能量由以下哪種元件提供？() A.輸入電源 B.儲能電感 C.續(xù)流二極管 D.輸出側濾波電容9.電壓源型通用變頻器在直流側采用()對整流后的電壓進行濾波。 A.晶閘管 B.電容 C.二極管 D.電感10.一臺變頻器驅動多臺同步電動機進行變頻調(diào)速時，應采用()。 A.反電勢換流型無換向器電動機調(diào)速系統(tǒng) B.交一直一交無換向器電動機調(diào)速系統(tǒng) C.交一交無換向器電動機調(diào)速系統(tǒng) D.他控式變頻調(diào)速系統(tǒng)二、判斷題（將判斷結果填在括弧內(nèi)，正確打√號，錯誤打×號。6小題，每小題3分，共18分）11.直流電機中用于產(chǎn)生感應電勢和通過電流的電路部分是勵磁繞組。()12.三相異步電動機(極數(shù)為2p，定子電流頻率為f)正常運行時，定子旋轉磁場的轉速是同步轉速ns，且ns13.一臺同步電動機的矩角特性如圖4所示，可知，該同步電動機為隱極同步電動機。()14.晶閘管一電動機雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)在起動過程的恒流升速階段，系統(tǒng)的轉速環(huán)一直處于線性調(diào)節(jié)狀態(tài)。()15.規(guī)則采樣法實現(xiàn)SPWM時，采用載波正峰值采樣的方法更準確。()16.交一交無換向器電動機調(diào)速系統(tǒng)在低速運行時通常采用電源換流的方法進行換流。()三、簡答題（4小題，每題7分，共28分）17.簡述直流電動機的結構和工作原理。19.為什么水泵采用調(diào)節(jié)轉速進行流量控制會節(jié)能？20.直流測速電機的工作原理是什么？其負載電阻變小時輸出電壓如何變化？四、綜合題（2大題，共24分）21.(12分)一臺六極三相鼠籠式異步電動機，定子繞組為Y接，額定電壓UN=380V，額定頻率為50Hz，額定轉速nN=965r/min，額定電磁轉矩TN=39.7Nm。定子漏抗X1=3.08Ω 提示：最大電磁轉矩計算公式：Tmax22.(12分)通用變頻器主電路原理示意圖如下圖所示，輸入線電壓有效值為380V/50Hz，三相異步電動機的極對數(shù)為2。試問： (1)如果主電路中不加直流側濾波電路，則直流側電壓的紋波頻率為多少？ (2)如果逆變部分輸出的基波頻率為25Hz，則電動機的同步轉速為多少？ (3)逆變部分中哪些開關器件不能同時導通？試卷代號:1387國家開放大學2020年秋季學期期末統(tǒng)一考試電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)試題答案及評分標準(供參考)2021年1月一、選擇題(10小題,每小題3分,共30分) 1.B 2.C 3.A 4.D 5.C 6.B 7.A 8.D 9.A 10.C二、判斷題(將判斷結果填在括弧內(nèi),正確打√號,錯誤打×號。6小題,每小題3分,共18分) 11.× 12.× 13.√ 14.× 15.√ 16.√三、簡答題(4小題,每題7分,共28分) 17.他勵直流電動機的機械特性指的是什么?其表達式是怎樣的? 答:他勵直流電動機的機械特性是電動機的轉速n與電磁轉矩T之間的關系n=f(T)。(3分) 根據(jù)他勵直流電動機的電壓方程和轉矩公式UN=Ea 可得機械特性表達式為n=UNCeΦ 18.三相異步電動機的主要結構有哪些?其中運動的結構部件主要有哪些? 答:三相異步電動機的主要結構包括:靜止的定子、旋轉的轉子(也稱為電樞),以及定子和轉子之間的氣隙。(4分) 其中運動的結構部件主要有:轉子鐵心、轉子繞組、軸、風扇等。(3分) 注:運動的結構部件只要答出任意3種對的即可給滿分3分。 19.三相異步電動機在額定頻率以下進行變頻調(diào)速時,定子側電壓和頻率間應該保持什么關系?為什么? 答:定子側電壓應該與頻率成正比變化,維持其比值基本恒定(4分)。 電機轉速與定子側頻率基本成正比變化(1分)。但是如果只改變頻率會導致定子磁通發(fā)生變化,出現(xiàn)鐵芯飽和或勵磁不足(1分)。因此需要定子側電壓應該與頻率成正比變化,維持磁通在調(diào)速過程保持不變(1分)。 20.典型的交-直-交無換向器電動機調(diào)速系統(tǒng)如何實現(xiàn)四象限運行?如何進行速度調(diào)節(jié)和正反轉運行的控制? 答:通過協(xié)調(diào)控制整流側觸發(fā)角和換流超前角來實現(xiàn)四象限運行(3分);通過調(diào)節(jié)整流側的觸發(fā)角α實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)(2分),通過調(diào)節(jié)換流超前角γ實現(xiàn)正反轉控制(2分)。四、綜合題(2大題,共24分) 21.(12分) 答案: (1)由于異步電動機的極數(shù)2p=6,所以,電動機的同步轉速為: ns 由于異步電動機的額定轉速為960r/min,所以,異步電動機的額定轉差率為: s=(n (2)由于定子繞組為星形連接,所以定子繞組的額定相電壓為:U1=UN (3)轉子電流的頻率為:f2=sf1 22.(12分) 答案: (1)每只晶閘管的導通角度為180°。(4分) (2)U (3)單相全控整流電路的最大移相角為90°。(4分)試卷代號：1387國家開放大學2021年春季學期期末統(tǒng)一考試電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)試題答案及評分標準（供參考）2021年7月一、選擇題（10小題，每小題3分，共30分）1．C2．B3．D4．C5．B6．A7．C8．D9．B10．D二、判斷題（將判斷結果填在括弧內(nèi)，正確打√號，錯誤打×號。6小題，每小題3分，共18分）11．×12．√13.×14.×15.√16.√三、簡答題（4小題，每題7分，共28分）17.簡述直流電動機的結構和工作原理。答：直流電動機由靜止的定子和旋轉的轉子（也稱為電樞）構成，定子和轉子之間有不均勻的氣隙。（3分）直流電動機的工作原理是：在兩個電刷端加上直流電壓，（1分）經(jīng)電刷和換向器作用將電能引入電樞線圈中，（1分）并確保同一磁極下線圈邊中的電流方向不變，使該磁極下線圈邊所受電磁力的方向亦不變，（1分）從而使電樞能連續(xù)旋轉，將輸入的電能轉換成機械能輸出，拖動生產(chǎn)機械。（1分）18.什么是三相異步電動機的固有機械特性？答：三相異步電動機的固有機械特性是指：電動機在規(guī)定的接線方式下，（1分）外加額定頻率的額定電壓，（2分）定子、轉子回路不串接任何電路元件時，（1分）電動機轉速n（或轉差率s）與電磁轉矩T之間的關系n=f(T)或s=f(T)，也稱為自然機械特性。(3分)19．為什么水泵采用調(diào)節(jié)轉速進行流量控制會節(jié)能？答：轉速控制法閥門開度通常為最大開度，通過改變水泵轉速來調(diào)節(jié)流量（4分）。在所需流量小于額定流量的情況下，轉速降低后，水泵的揚程變小，因此供水功率變?。?分）。20.直流測速電機的工作原理是什么？其負載電阻變小時輸出電壓如何變化？答：直流測速電機實質(zhì)上是直流發(fā)電機，其輸出電壓與輸入轉速成正比關系（4分）。負載電阻變小后，其輸出電壓會變低（3分）。四、綜合題（2大題，共24分）21．(12分)答案：(1)計算電動機轉子電流的頻率、定子繞組的額定相電壓由極數(shù)2p=6，同步轉速ns=60f1/p=60×50/3=1000(r/min)（2分）由額定轉速965r/min，異步電動機的額定轉差率s=(ns-nN)/ns=(1000-965)/1000=0.035(2分)所以，轉子電流的頻率f2=sf1=0.035×50=1.75(Hz)(2分)定子繞組的額定相電壓U1=UN/3=