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国 家 开 放 大 学 2 0 2 1 年 春 季 学 期 期 末 统 一 考 试
电气传动与调速系统 试题
2021年7月
一、选择题(10小题，每小题3分，共30分)
1. 旋转电机的角速度Ω与转速n 的关系为( )。
A
. 
C
2. 如图1所示的负载机械特性属于( )。
π
图 1
A. 反抗性恒转矩负载机械特性
B. 恒功率负载机械特性
C. 位能性恒转矩负载机械特性
D. 直线型负载机械特性
3. 如图2所示为他励直流电动机的机械特性曲线，表示的是( )的人为机械特性。
图 2
A. 降低电源电压
B. 增大磁通
C. 减弱磁通
D. 电枢回路串电阻
4. 直流电动机的转速大小与励磁电流大小、电枢回路电阻值以及( )有关。
A. 电枢电流的方向
B. 励磁电流的方向
C. 所加电源电压大小
D. 所加电源电压的极性
5. 三相异步电动机正常运行时，转子转速为n, 定子旋转磁场的转速为n,, 则该电动机的转差率 s 为( )。
C. 
6.三相异步电动机的人为机械特性如图3所示，该图表示的是( )的人为机械特性。
图 3
A. 降低电源电压
B. 转子回路串电阻
C. 改变频率(基频以上)
D. 改变频率(基频以下)
7. 一台12极三相同步电动机，定子电流频率为50Hz, 则电动机转子的转速是( )。
A. 1000r/min
B. 3000r/min
C. 500r/min
D. 1500r/min
8. 升压 DC/DC 变换器在开关管导通时，负载能量由以下哪种元件提供?( )
A. 输入电源
B. 储能电感
C. 续流二极管
D. 输出侧滤波电容
9. 电压源型通用变频器在直流侧采用( )对整流后的电压进行滤波。
A. 晶闸管
B. 电容
C. 二极管
D. 电感
10. 一台变频器驱动多台同步电动机进行变频调速时，应采用( )。
A. 反电势换流型无换向器电动机调速系统
B. 交-直-交无换向器电动机调速系统
C. 交-交无换向器电动机调速系统
D. 他控式变频调速系统
二、判断题(将判断结果填在括弧内，正确打 √号，错误打×号。6小 题，每小题3分，共18分)
11. 直流电机中用于产生感应电势和通过电流的电路部分是励磁绕组。( )
12. 三相异步电动机(极数为2p, 定子电流频率为 f) 正常运行时，定子旋转磁场的转速是同步转速 ns,且 n,=60f/p。( )
13. 一台同步电动机的矩角特性如图4所示，可知，该同步电动机为隐极同步电动机。( )
图4
14. 晶闸管-电动机双闭环直流调速系统在起动过程的恒流升速阶段，系统的转速环一直处于线性调节状态。( )
15. 规则采样法实现 SPWM 时，采用载波正峰值采样的方法更准确。( )
16. 交-交无换向器电动机调速系统在低速运行时通常采用电源换流的方法进行换流。( )
17. 简述直流电动机的结构和工作原理。
三、简答题(4小题，每题7分，共28分)
18. 什么是三相异步电动机的固有机械特性?
19. 为什么水泵采用调节转速进行流量控制会节能?
20. 直流测速电机的工作原理是什么?其负载电阻变小时输出电压如何变化?
四、综合题(2大题，共24分)
21. (12分)
一台六极三相鼠笼式异步电动机，定子绕组为 Y 接，额定电压Uv=380V, 额定频率为50Hz, 额定转速 ny=965r/min, 额定电磁转矩Ty=39.7Nm 。 定子漏抗x₁=3.08Ω, 转子漏抗折算值 x₂’=4.2Ω 。 试计算电动机额定运行时转子电流的频率 f₂2、定子绕组的额定相电压U₁、电动机的最大电磁转矩Tmx 及其过载能力 λm。
提示：最大电磁转矩计算公式： 
o
22. (12分)
通用变频器主电路原理示意图如下图所示，输入线电压有效值为380V/50Hz, 三相异步
电动机的极对数为2。试问：
(1)如果主电路中不加直流侧滤波电路，则直流侧电压的纹波频率为多少?
(2)如果逆变部分输出的基波频率为25Hz, 则电动机的同步转速为多少?
(3)逆变部分中哪些开关器件不能同时导通?
试卷代号：1387
国 家 开 放 大 学 2 0 2 1 年 春 季 学 期 期 末 统 一 考 试
电气传动与调速系统 试题答案及评分标准
( 供 参 考 )
2021年7月
一 、选择题(10小题，每小题3分，共30分)
1.C 2.B 3.D 4.C 5.B
6.A 7.C 8.D 9.B 10.D
二、判断题(将判断结果填在括弧内，正确打 √号，错误打×号。6小题，每小题3分，共18分)
11.X 12. √ 13. × 14. × 15. √16. √
三、简答题(4小题，每题7分，共28分)
17. 简述直流电动机的结构和工作原理。
答：直流电动机由静止的定子和旋转的转子(也称为电枢)构成，定子和转子之间有不均匀 的气隙。(3分)
直流电动机的工作原理是：在两个电刷端加上直流电压，(1分)经电刷和换向器作用将电 能引入电枢线圈中，(1分)并确保同一磁极下线圈边中的电流方向不变，使该磁极下线圈边所 受电磁力的方向亦不变，(1分)从而使电枢能连续旋转，将输入的电能转换成机械能输出，拖动生产机械。(1分)
18. 什么是三相异步电动机的固有机械特性?
答：三相异步电动机的固有机械特性是指：电动机在规定的接线方式下，(1分)外加额定频率的额定电压，(2分)定子、转子回路不串接任何电路元件时，(1分)电动机转速n (或转差率 s) 与电磁转矩T 之间的关系n =f(T) 或 s=f(T), 也称为自然机械特性。(3分)
19. 为什么水泵采用调节转速进行流量控制会节能?
答：转速控制法阀门开度通常为最大开度，通过改变水泵转速来调节流量(4分)。在所需 流量小于额定流量的情况下，转速降低后，水泵的扬程变小，因此供水功率变小(3分)。
20. 直流测速电机的工作原理是什么?其负载电阻变小时输出电压如何变化?
答：直流测速电机实质上是直流发电机，其输出电压与输入转速成正比关系(4分)。负载电阻变小后，其输出电压会变低(3分)。
四、综合题(2大题，共24分)
21. (12分)
答案：
(1)计算电动机转子电流的频率、定子绕组的额定相电压
由极数2p=6, 同步转速n,=60f₁/p=60×50/3=1000(r/min)(2分)
由额定转速965r/min, 异步电动机的额定转差率s=(n,-ny)/ n,=(1000-965)/1000=0.035(2 分)
所以，转子电流的频率f₂=sf₁=0.035×50=1.75(Hz)(2 分)
定子绕组的额定相电压U₁=Un/√3=380/√3=220(V)(2 分 )
(2)计算电动机的最大电磁转矩及其过载能力
最大电磁转 
(2分)
由额定电磁转矩Tx, 过载能力 λm=T /Tw=95.28/39.7=2.4(2 分)
22. (12分)
答案：
(1)没有直流侧滤波电容后，直流侧电压的纹波频率为50Hz×6=300Hz 。(3 分)
(2)电机的同步转速n=60f/p=60×25/2 =750(rpm)(3 分)
(3)VT1/VT4 不能同时导通，VT2/VT5 不能同时导通，VT3/VT6 不能同时导通。(每对开关管2分，共6分)
请先 ！