2025年大二（机械电子工程）机电传动控制阶段测试卷.doc

2025年大二（机械电子工程）机电传动控制阶段测试卷

（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。

1. 机电传动系统中，电动机的输出功率与负载功率之间的关系是（ ）
A. 电动机输出功率恒大于负载功率
B. 电动机输出功率恒小于负载功率
C. 电动机输出功率应等于负载功率
D. 视具体情况而定

2. 直流电动机的调速方法中，能实现无级调速且调速平滑性最好的是（ ）
A. 改变电枢回路电阻调速
B. 改变励磁磁通调速
C. 改变电枢电压调速
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. 电源电压
D. A和B

4. 机电传动系统稳定运行的充分必要条件是（ ）
A. 电动机的机械特性与负载特性有交点
B. 电动机的机械特性硬度大于负载特性硬度
C. 电动机的机械特性与负载特性有交点，且在交点处电动机的机械特性硬度大于负载特性硬度
D. 以上都不对

5. 对于恒转矩负载，异步电动机调压调速适合的负载类型是（ ）
A. 通风机类负载
B. 恒转矩型负载
C. 恒功率型负载
D. 以上都不适合

6. 步进电动机的步距角取决于（ ）
A. 电源脉冲频率
B. 通电方式
C. 电机相数和转子齿数
D. 以上都是

7. 直流电动机的电枢绕组中通过的是（ ）
A. 直流电流
B. 交流电流
C. 脉动电流
D. 不确定

8. 三相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

9. 机电传动系统中，飞轮矩GD²反映了系统的（ ）
A. 惯性大小
B. 负载大小
C. 转速高低
D. 功率大小

10. 交流伺服电动机的控制方式不包括（ ）
A. 幅值控制
B. 相位控制
C. 频率控制
D. 幅相控制

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分。把答案填在题中的横线上。

1. 机电传动系统由______、______、______和______组成。
2. 直流电动机的调速方法有______、______和______。
3. 三相异步电动机的调速方法有______、______和______。
4. 步进电动机的运行方式有______、______和______。
5. 机电传动系统稳定运行的条件是电动机的机械特性与负载特性______，且在交点处电动机的机械特性硬度______负载特性硬度。

三、判断题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分。判断下列各题的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

1. 直流电动机的电枢电动势与转速成正比。（ ）
2. 三相异步电动机的转子转速总是低于旋转磁场转速。（ ）
3. 改变三相异步电动机的电源相序可以改变其转向。（ ）
4. 步进电动机的步距角越小，控制精度越高。（ ）
5. 机电传动系统中，负载转矩总是阻碍电动机的转动。（ ）

四、简答题（共20分）
答题要求：本大题共2小题，每小题10分。

1. 简述直流电动机的调速方法及其优缺点。

2. 说明三相异步电动机的工作原理。

五、综合应用题（共30分）
答题要求：本大题共2小题，每小题15分。

1. 有一台三相异步电动机，其额定数据如下：PN = 10kW，UN = 380V，nN = 1460r/min，ηN =
0.88，cosφN = 0.85。试求：
（1）电动机的额定电流IN；
（2）电动机的额定转矩TN。

2. 某机电传动系统，电动机的机械特性为Tem = 30 - 0.1n，负载转矩TL = 20N·m。试求：
（1）系统的稳定平衡点转速；
（2）若负载转矩增加到TL = 25N·m，系统的稳定平衡点转速变为多少？

答案：
一、选择题
1. C
2. C
3. D
4. C
5. A
6. C
7. B
8. A
9. A
10. C

二、填空题
1. 电动机、传动机构、工作机构、控制设备
2. 改变电枢回路电阻调速、改变励磁磁通调速、改变电枢电压调速
3. 变极调速、变频调速、改变转差率调速
4. 单拍运行、双拍运行、单双拍运行
5. 有交点、大于

三、判断题
1. √
2. √
3. √
4. √
5. √

四、简答题
1. 直流电动机的调速方法及其优缺点：
- 改变电枢回路电阻调速：优点是设备简单、初投资少；缺点是调速范围小、效率低、稳定性差。
- 改变励磁磁通调速：优点是调速范围较大、能耗小；缺点是只能上调速、调速平滑性较差。
- 改变电枢电压调速：优点是调速范围宽、调速平滑性好、效率高；缺点是设备成本高。
2. 三相异步电动机的工作原理：当三相异步电动机的定子绕组通入三相交流电后，便产生旋转磁场。旋转磁场切割转子导体，在转子导体中产生感应电动势和感应电流。根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力的作用，形成电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场的方向旋转。

五、综合应用题
1.
（1）根据公式\(P = \sqrt{3}U_{N}I_{N}\cos\varphi_{N}\eta_{N}\)，可得：
\(I_{N}=\frac{P_{N}}{\sqrt{3}U_{N}\cos\varphi_{N}\eta_{N}}=\frac{10\times10^{3}}{\sqrt{3}\times380\times0.85\times0.88}\approx20.9A\)
（2）根据公式\(T_{N}=9550\frac{P_{N}}{n_{N}}\)，可得：
\(T_{N}=9550\times\frac{10}{1460}\approx65.4N\cdot m\)
2.
（1）系统稳定运行时，\(T_{em}=T_{L}\)，即\(30 - 0.1n = 20\)，解得\(n = 100r/min\)。
（2）当\(T_{L}=25N\cdot m\)时，\(30 - 0.1n = 25\)，解得\(n = 50r/min\)。