直流自动控制系统B卷 薄涛

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东 北 大 学 继 续 教 育 学 院

直流自动控制系统 试 卷(作业考核 线上) B 卷

学习中心: 忻州奥鹏 院校学号:T07350011530163姓名 薄涛

(共 7页)

解:

先计算电动机电动势常数

220152Φ0.127 V min/r 1500nom nom a e nom U I R C n --?===? 开环系统的静态速降为

()15(21)354.33 r/min 0.127

nom nom a rec op e e I R I R R n C C ∑+?+?====ΦΦ

满足调速要求所允许的静态速降为

()0.11500

8.33 r/min 120(10.1)

nom cl S n n D S ???=

==--

第一题(15分) 有一V-M 调速系统,电动机参数为nom 2.5 kW P =,nom 220V U =,nom 15A I =,

nom

1500 r/min n =,a 2R =Ω;整流装置内阻rec 1R =Ω,触发整流装置的放大倍数s 30K =。要求调速范围D =20,静差率S ≤10%,试求

1. 计算开环系统的静态速降op n ?;(3分)

2. 计算调速要求所允许的静态速降cl n ?;(3分)

3. 采用负反馈组成闭环系统,试画出系统的静态结构图;(3分)

4. 调整该系统,使*n 20V U =时转速1000 r/min n =,此时转速反馈系数应为多少(可

认为*

n n U U ≈)?(3分) 5. 计算所需放大器的放大倍数。(3分) 220152Φ0.127 V min/r 1500

nom nom a e nom U I R C n --?===?()15(21)354.33 r/min 0.127nom nom a rec op e e I R I R R n C C ∑+?+?===

=ΦΦ)0.115008.33 r/min 120(10.1)nom cl S n n D S ???===--

采用转速负反馈系统的稳态结构图

1. 第二题(20分)

某调速系统如下图所示,已知数据为:电动机参数为

nom

30kW

P=,

nom

220V

U=,nom

157.8A

I=,

nom

1000 r/min

n=,

a

0.1

R=Ω;整流装置内阻

rec

0.3

R=Ω,触发整流装置

的放大倍数

s

40

K=;最大给定电压*

nm

12V

U=,当主电路电流最大时,整定

im

45V

U=。

系统的设计指标为:D=20,S=10%, 1.5

dbL nom

I I

=, 1.1

dcr nom

I I

=。

1. 画出系统的静态结构图;(4分)

2. 计算转速反馈系数;(3分)

3. 计算放大器放大倍数;(4分)

4. 计算电流反馈系数;(3分)

5. 当

20k

R=Ω时,求

1

R的数值;(

3分)

6. 计算稳压管的击穿电压

com

U。(3分)

解:

1.

2. 当*

nm 12V U =时,nom 1000r/min n n ==代入n U n α= 120.012V min/r 1000

n nom U n α*

≈=≈?

3. nom nom a 220157.80.1

0.204V min/r 1000

e nom U I R C n Φ--?=

=≈?

nom op (0.10.3)157.8309.41r/min Φ0.204e R I n C ∑?+??=

==

由nom

cl (1)

S n D n S ?=

?- ,得

nom cl 0.11000100

5.56r/min (1)20(10.1)18

S n n D S ???=

===-?-

op cl

309.41

1154.655.56

n K n ?=

-=

-=? p s e K K K C αΦ

??=

p s Φ54.650.204

23.23400.012

e K C K K α

??=

=≈??

4. 当45im U = V 时,则有 所以45

0.191.5 1.5157.8

im im dbL nom U U I I β≈

===? V/A 5. 1

100

23.2320464.6k p p R K R K R R =

?==?=Ω 6. 0.19 1.10.084 1.1157.832.98com dcr nom U I I β==?=??= V

T=T 2+T 3+T 4=0.1s ,则按典型Ⅰ型系统校正时系统的开环传递函数为,同样,取,则,调节时间t s ≈6T=6×0.1s=0.6s 。 c .用PID 调节器校正时,其传递函数为,取τ1=T 1=0.4s ,τ2=T 2=0.08s ,令T=T 3+T 4=0.015+0.005=0.02s ,则按典型Ⅰ型系统校正时系统的开环传递函数为

同样取,则τ=2K 1T=2×2×0.02s=0.08s ,调节时间t s ≈6T=6×0.02s=0.12s 。

比较采用不同调节器的t s ,可见用PID 调节器校正效果最好。$a .用PI 调节器校正时,由于控制对象传递函数中不含积分环节,故需作近似处理后才能校正成典型Ⅱ型系统。令,则校正后系统的开环传递函数为式中,T=T 2+T 3+T 4=0.1s 。

下面需要校验近似条件是否满足。 因式中,。

当h=4时,;当h=3时,ωc ==6.7s -1

,而,显然不满足近似条件,所以不能用PI 调节器将系统校正成典型Ⅱ型系统。

b .用PID 调节器校正时,系统的开环传递函数为 取τ2=T 2,令T=T 3+T 4=0.015s+0.005s=0.02s ,

则开环传递函数近似为 需校验近似条件。此时,当h=4时,,当h=10时,。 可见,满足近似条件,所以可以用PID 调节器将系统校正成典型Ⅱ型系统。

1. 电流环按二阶典型系统设计(取工程最佳参数

1

2

K

T

=),请计算电流调节器参数(不要求计算电阻电

容值);

为了让调节器零点与控制对象的大时间常数极点对消,选择τi =T l =0.06s 则电流环的动态结构图便成为

其中

i s I i K K K R βτ=

电枢回路电磁时间常数 T l =0.06s 。 检查对电源电压的抗扰性能:

22.160037

.006.0==∑i l T T ,因而各项指标都是可以接受的。 s T K i 1.1350037

.05

.05.0===

∑ ACR 的比例系数为33.1008

.03805

.006.01.135=???=

τS i i K R K K

检验近似条件

电流环截至频率:1

1.135-==s K w ci 机电时间常数s T m 08.0=

2. 转速环按对称三阶系统设计(取对称最佳参数4h =,/%88.5%m c Z ?=),请计算转速调节器参数

(不要求计算电阻电容值); 解:电流环等效闭环传递函数为

111

*

)

()(d +=

S K

U

I s i s β

其中电流环等效时间常数

s s T K

0074.00037.0221

i =?==∑ 则转速环节小时间常数

s T K

T on n

0124.0005.00074.01

=+=+=∑

(s )

选用PI 调节器,其传递函数为

s

s K W n n n S ASR ττ)1()

(+=

ASR 的超前时间常数为 τn = h n T ∑=4*0.0124=0.0496

转速开环增益

36.6500124

.0525212222=??=+=∑n N T h h K

r V n I R U C N N a N e min 252.0750

624

05.0220?=?-=-=

ASR 的比例系数

16.30124

.005.0013.04208

.0278.0008.052)1(2

=???????=+=∑n m e n RT h T C h K αβ

检验近似条件

转速环截止频率

11

25.3236.6500496.0-=?===s K w K w N n n

cn τ

1)电流环传递函数简化条件为

cn

i I w s T K 17.630037

.01

.1353131-==∑

满足简化条件。

2)转速环小时间常数近似处理条件为

cn on I w s T K 179.54005

.01

.1353131-==

满足简化条件。

交直流调速系统大作业部分习题答案提纲

1、写出直流电动机的转速表达式,说明它有哪3种调速方式?每种调速方式的优、缺点是什么? 答:转速表达式ΦK R I U ΦK E n e d d e -== ; 有三种调速的方法,即调节电枢电压0d U ;减弱励磁磁通Φ;改变电枢回路电阻R 。 (1)调0d U 可平滑地调节转速n ,机械特性将上下平移。但电压只能向小于额定电压的方向变化。 (2)弱磁调速是在额定转速以上调速,其调速范围不可能太大。但所需功率小。 (3)改变电枢电阻调速简单,但是损耗较大,只能进行有级调速。 2、画出直流电动机理想启动时的转速、电流与时间的关系曲线。采用理想启动的目的是什么?如何实现? , (∞) (a) (b) i n I 图1-30 调速系统启动过程的电流和转速波形 理想启动是使启动电流一直保持最大允许值,此时电动机以最大转矩启动,转速迅速以 直线规律上升,以缩短启动时间。 工程上常采用转速电流双闭环负反馈调速系统。启动时,让转速外环饱和不起作用,电流内环起主要作用,调节启动电流保持最大值,使转速线性变化,迅速达到给定值;稳态运行时,转速负反馈外环起主要作用。 3、分别画出单闭环转速负反馈调速系统和单闭环电压负反馈调速系统的静态结构图;标出静态结构图中各个环节的信号;再分别说明两种系统在电网电压降低后如何进行恒压调节?从而说明哪种系统对电网电压的扰动具有更强的抗扰能力? 答:(1)单闭环转速负反馈调速 静态结构图和信号标注 图1-11 转速负反馈单环调速系统稳态结构图 恒压调节过程: ↑↑→↑→-=?↓→↓→↓→↓→↓→0* 0)(d ct n n n n d d U U U U U U n I U 电网电压(2)单

电机习题练习..

直流电机原理及拖动 1.直流电动机的电磁转矩的大小与_________成正比。 A.电机转速B.主磁通和电枢电流 C.主磁通和转速D.电压和转速 2.图示的直流电动机机械特性曲线,是_________励磁方式的电动机。 A.串励 B.他励 C.并励 D.复励 3.直流电机换向极作用主要是_________。 A.增加电机气隙磁通B.改善换向,减少换向时火花 C.没有换向极,就成为交流电机D.稳定电枢电流 4.并励电动机出现轻载“飞车”的主要原因是_________。 A.电源电压过高B.电枢绕组流过的电流过大 C.电刷和换向器接触不良D.励磁绕组断线 5.直流电机换向极绕组与_________。 A.电枢绕组并联B.电枢绕组串联 C.并励绕组串联D.并励绕组并联 6.同交流异步电机比较,直流电机的最大优点是________。 A.造价低B.结构简单 C.维修工作量少D.调速性能好 7.直流电动机电枢导体中的电流是_______。 A.直流电B.交流电C.脉动电流D.以上均不对 8.下列调速法不适用于直流电机的是__。 A.在电枢回路的串联可调电阻B.改变励磁回路中的励磁电阻 C.改变电枢的电压D.改变定子磁极对数 9.下列励磁方式的直流电机不能空载运行的是___。P187 A.串励B.并励C.他励D.复励 10.一般说来,串励、并励、复励三种励磁方式的直流电动机中,机械特性最硬 和最软的分别是___。 A.串励/复励B.复励/并励C.并励/串励D.复励/串励 11.改变直流电动机的转向方法有________。 A.对调接电源的两根线 B.改变电源电压的极性

C.改变主磁通的方向并同时改变电枢中电流方向 D.改变主磁通的方向或改变电枢中电流方向 12.直流电动机起动时必须在电枢回路中串联起动电阻,原因是刚起动时 ________。 A.主磁通较弱B.反电动势为零 C.瞬间高压D.提高电磁转矩 13.直流电动机的调速方法种类与交流电动机________,而制动方法种类 ________。 A.相同/相同B.相同/不同 C.不同/相同D.不同/不同 14.直流发电机和直流电动机的铭牌上的额定容量是指电机在额定状态下的 ________。 A.电功率B.机械功率C.输入功率D.输出功率 15.直流电动机和交流绕线式电动机在结构上都具有________。 A.电刷、换向器B.电刷、滑环 C.电刷D.滑环 16.对于直流电机,下列部件不在定子上的是________。 A.主磁极B.换向极C.电枢绕组D.电刷 17.对于直流电机,下列部件不在转子上的是________。 A.换向器B.换向极 C.电枢铁心D.电枢绕组 18.一台他励直流电动机,起动前出现励磁回路断线。假设该电机未设失磁保护, 现空载起动,则会________。 A.堵转一致于烧毁电机绕组B.发生飞车事故 C.无起动转距,转子静止D.转子的转速大大降低 19.直流电机电枢绕组中的电动势与其转速大小成________,与主磁通大小成 ________。 A.正比/正比 B.反比/反比 C.视电机种类(是发电机还是电动机)而定 D.视电机容量而定 20.关于直流电动机的转动原理,下列说法正确的是________。 A.转子在定子的旋转磁场带动下,转动起来 B.通电导体在磁场中受到力的作用 C.导体切割磁力线产生感生电流,而该电流在磁场中受到力的作用 D.穿过闭合导体的磁感应强度变化引起电磁转矩

直流自动控制系统B卷 薄涛

东 北 大 学 继 续 教 育 学 院 直流自动控制系统 试 卷(作业考核 线上) B 卷 学习中心: 忻州奥鹏 院校学号:T030163姓名 薄涛 (共 7页) 解: 先计算电动机电动势常数 220152 Φ0.127 V min/r 1500 nom nom a e nom U I R C n --?= ==? 开环系统的静态速降为 ()15(21)354.33 r/min 0.127 nom nom a rec op e e I R I R R n C C ∑+?+?= ===ΦΦ 满足调速要求所允许的静态速降为 ()0.11500 8.33 r/min 120(10.1) nom cl S n n D S ???= ==-- 第一题(15分) 有一V-M 调速系统,电动机参数为nom 2.5 kW P =,nom 220V U =,nom 15A I =, nom 1500 r/min n =,a 2R =Ω;整流装置内阻rec 1R =Ω,触发整流装置的放大倍数s 30K =。要求调速范围D =20,静差率S 10%,试求 1. 计算开环系统的静态速降op n ?;(3分) 2. 计算调速要求所允许的静态速降cl n ?;(3分) 3. 采用负反馈组成闭环系统,试画出系统的静态结构图;(3分)

采用转速负反馈系统的稳态结构图 1. 第二题(20分) 某调速系统如下图所示,已知数据为:电动机参数为 nom 30kW P=, nom 220V U=,nom 157.8A I=, nom 1000 r/min n=, a 0.1 R=Ω;整流装置内阻 rec 0.3 R=Ω,触发整流装置 的放大倍数 s 40 K=;最大给定电压* nm 12V U=,当主电路电流最大时,整定 im 45V U=。 系统的设计指标为:D=20,S=10%, 1.5 dbL nom I I =, 1.1 dcr nom I I =。 1. 画出系统的静态结构图;(4分) 2. 计算转速反馈系数;(3分) 3. 计算放大器放大倍数;(4分) 4. 计算电流反馈系数;(3分) 5. 当 20k R=Ω时,求 1 R的数值;(3分) 6. 计算稳压管的击穿电压 com U。(3分)

自动控制原理试卷有参考答案

一、填空题(每空1分,共15分) 1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式:即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为 ()G s ,则G(s)为G 1(s)+G 2(s)(用G 1(s)与G 2(s)表示)。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示, 则无阻尼自然频率=n ω 1.414, 阻尼比=ξ0.707, 该系统的特征方程为2220s s ++=, 该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+, 则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s + ++。 6、根轨迹起始于开环极点,终止于开环零点。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--,则该系统的开环传递函数为 (1) (1) K s s Ts τ++。 1、在水箱水温控制系统中,受控对象为水箱,被控量为水温。 2、自动控制系统有两种基本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为开环控制系统;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为闭环控制系统;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于闭环控制系统。 3、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳斯判据;在频域分析中采用奈奎斯特判据。 4、传递函数是指在 零初始条件下、线性定常控制系统的 输出拉氏变换与 输入拉氏变换之比。 5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++,则其开环幅频特性为222221 1 K T τωωω++; 相频特性为arctan 180arctan T τωω--(或:2 180arctan 1T T τωω τω---+)。 6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系,开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标调整时间s t ,它们反映了系统动态过程的快速性 .

交直流调速系统期末试卷A

A 1. V-M系统主电路的电机输入端电源是( C ) A.不可控的直流电源B.不可控的交流电源 C.可控的直流电源D.可控的交流电源 2. 转速闭环直流调速系统与转速开环的直流调速系统相比,当要求的静差率不变时,其 调速范围将( A) A.增大B.减小C.不变D.等于0 3. 转速、电流双闭环直流调速系统,保持电机以恒定的加速度起动的阶段是( B ) A.电流上升阶段B.恒流升速阶段C.转速调节阶段D.稳态阶段 4. 采用H型桥式斩波电路的PWM直流调速系统,当电机停止时,主开关元件导通的 占空比(B) A.大于0.5 B.等于0.5 C.小于0.5 D.等于1 5. 闭环调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用,在于它能随着负载的 变化而相应地改变(D) A.电网电压B.电网电流 C.给定电压D.电枢电压 6.只适用于高速段的数字测速方法是(A ) A.M法B.T法 C. M法和T法D.M/T法 7.异步电动机的动态数学模型是一个(B) A.线性系统B.多变量系统C.2阶系统D.单输入单输出系统8.异步电机变频调速,(B) A.任何情况下变频一定变压 B.在大于额定转速区域,变频不变压 C. 在大于额定转速区域,变频也要变压 D. 在小于额定转速区域,变频不变压 8. 自动控制的直流调速系统主要的调速方法是(B)

A.减弱励磁磁通 B.改变电枢电压 C.改变电枢电流 D.改变电枢回路电阻9. 转速、电流双闭环直流调速系统,能够抑制负载扰动的是(A ) A.转速环 B.电流环 C.电流环和转速环D.电压环 10.异步电动机的动态数学模型是一个(B) A.线性系统B.多变量系统C.2阶系统D.单输入单输出系统1、画出V-M系统的主电路;画出V-M系统主电路的等效电路。 2、直流电动机双闭环调速系统实验中,电机的额定转速为1450转/分、电机允许的最大电流为50A。如何使电压反馈为负反馈且转速反馈系数为0.02。如何使系统工作时不过流。

直流电机练习题

直流电机练习题 填空题: 1.改变一直流并励电动机的转向,可采用的方法是电枢电压和励磁电压。 2.当电动机的转速超过理想空载转速时,出现回馈制动。 3.直流电机电枢导体中的电势和电流是( 交变 )性质的。 4.直流电机电枢绕组的感应电势与电机的转速成( 正比 )。 5.他励直流发电机,当转速升高20%时,电势( 升高20% )。 6.直流电机的电磁转矩与电枢电流成( 正比 )。 7.直流电动机一般采用( 串电阻)和(降压)的方法起动,起动时应保证电动机的磁通达到额 定值。 8.在电枢回路中串电阻调速,理想空载转速不变,特性的斜率增大。 9.直流电动机降压调速,理想空载转速( 变小 ),特性的( 斜率 )不变。 10.直流电动机弱磁调速,理想空载转速( 变大 ),特性的( 硬度 )变软。 11.当直流电机带恒转矩负载时,若为他励电动机,当电枢电压下降时,其转速(下降 ),电枢 电流( 不变 )。 12.运行中的并励直流电动机,其( 励磁 )不能突然短路或断开。 13.可用下列关系来判断直流电机的运行状态:当 nn0 Ea>U时为发电机状态。 14.直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向相反,电动机电磁转矩的方向和电枢旋转 方向相同。 15.直流电机的电磁转矩是由电枢绕组中的电流和磁场共同作用产生的。 16.直流电机按主磁极励磁绕组的接法不同,可分为他励、并励、串励和复励 四种。 17.直流电动机的调速方法有:改变电枢电阻调速、改变电源电压调速和改变 磁通调速等三种。 18.直流电动机常用的电气制动方法有:能耗制动、反接制动和回馈制动。 19.额定功率对直流电动机来说,指的是电动机轴上输出的机械功率 功率。 20.在直流电动机中,电枢绕组的受力方向与运动方向相同,是一拖动性质的电磁 力。 21.直流电机的电枢电动势公式,电磁转矩公式。 二.判断题 1.F直流电机电枢元件中的电势和电流都是直流的。 2.T直流电机的换向极主要是改善电机的换向。 3.T直流电机的电枢绕组是电机进行机电能量转换的主要部件。 4.T若直流电机运行在发电机状态,则感应电势大于其端电压。 5.T一台直流电机可以运行在发电机状态,也可以运行在电动机状态。 6.T直流电机的电磁转矩与电枢电流成正比,与每极合成磁通成反比。 7.F起动时的电磁转矩可以小于负载转矩。 8.T直流电动机降压调速适用于恒转矩负载。 9.F直流电动机在负载运行时,可以将励磁回路断开。 10.T直流电动机调节励磁回路中的电阻值,电动机的转速将升高。

自动控制原理试题库(含答案)

一、填空题(每空 1 分,共15分) 1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式:即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()G s ,则G(s)为G1(s)+G2(s)(用G 1(s)与G 2(s) 表示)。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示, 则无阻尼自然频率=n ω2, 阻尼比=ξ,20.7072 = 该系统的特征方程为2220s s ++= , 该系统的单位阶跃响应曲线为衰减振荡。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+, 则该系统的传递函数G(s)为1050.20.5s s s s +++。 6、根轨迹起始于开环极点,终止于开环零点。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--,则该系统的开环传递函数为(1) (1)K s s Ts τ++。 8、PI 控制器的输入-输出关系的时域表达式是 1()[()()]p u t K e t e t dt T =+?, 其相应的传递函数为1[1]p K Ts +,由于积分环节的引入,可以改善系统的稳态性 能。 1、在水箱水温控制系统中,受控对象为水箱,被控量为水温。 2、自动控制系统有两种基本控制方式,当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为开环控制系统;当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时,称为闭环控制系统;含有测速发电机的电动机速度控制系统,属于闭环控制系统。 3、稳定是对控制系统最基本的要求,若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡,则该系统稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定,在时域分析中采用劳斯判据;在频域分析中采用奈奎斯特判据。 4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉

《交直流调速系统系统课程设计》

《交直流调速系统》课程设计 一、性质和目的 自动化专业、电气工程及其自动化专业的专业课,在学完本课程理论部分之后,通过课程设计使学生巩固本课程所学的理论知识,提高学生的综合运用所学知识,获取工程设计技能的能力;综合计算及编写报告的能力。 二、设计内容 1.根据指导教师所下达的《课程设计任务书》课程设计。 2.主要内容包括: (1)根据任务书要求确定总体设计方案 (2)主电路设计:主电路结构设计(结构选择、器件选型、考虑器件的保护)、变压器的选型设计; (3)控制回路设计:控制方案的选择、控制器设计 (4)保护电路的选择和设计 (5)调速系统的设计原理图,调速性能分析、调速特点 3.编写详细的课程设计说明书一份。 三、设计内容与要求 1.熟练掌握主电路结构选择方法、主电路元器件的选型计算方法。 2.熟练掌握保护方式的配置及其整定计算。 3.掌握触发控制电路的设计选型方法。。 4.掌握速度调节器、电流调节器的典型设计方法。 5.掌握绘制系统电路图绘制方法。 6.掌握说明书的书写方法。 四、对设计成品的要求 1.图纸的要求: 1)图纸要符合国家电气工程制图标准; 2)图纸大小规格化(例如:1#图,2#图); 3)布局合理、美观。 2.对设计说明书的要求 1)说明书中应包括如下内容

①目录 ②课题设计任务书; ③调速方案的论证分析(至少有两种方案,从经济性能和技术性能方面进行分析论证)和选择; ④所要完成的设计内容 ⑤变压器的接线方式确定和选型; ⑥主电路元器件的选型计算过程及结果; ⑦控制电路、保护电路的选型和设计; ⑧调速系统的总结线图 系统电路设计及结果。 2)说明书的书写要求 ①文字简明扼要,理论正确,程序功能完备,框图清楚明了。 ②字迹工整;书写整齐,使用统一规定的说明书用纸。 ③图和表格不能徒手绘制。 ④附参考资料说明。

直流电机试题及参考答案

第七章直流电机 一、填空(每空1分) 1. 直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是。 答:交流的。 2. ★★一台四极直流发电机采用单叠绕组,若取下一支或相邻的两支电刷,其电流和功率,而电 刷电压。 答:减小,不变。 3. ★一台并励直流电动机,如果电源电压和励磁电流I f不变,当加上一恒定转矩的负载后,发现电枢电流 超过额定值,有人试在电枢回路中接一电阻来限制电流,此方法。串入电阻后,电动机的输入功率R 将,电枢电流l a,转速n将,电动机的效率n将。 答:不行,不变,不变,下降,下降。 4. ★一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩,做额定运行时,如果将电源电压降低了20%,则稳定后电 机的电流为倍的额定电流(假设磁路不饱和)。 答:1.25倍。 5. 并励直流电动机,当电源反接时,其中l a的方向,转速方向。 答:反向,不变。 6. 直流发电机的电磁转矩是转矩,直流电动机的电磁转矩是转矩。 答:制动,驱动。 7. 一台串励直流电动机与一台并励直流电动机,都在满载下运行,它们的额定功率和额定电流都相等,若 它们的负载转矩同样增加0.5,则可知:电动机转速下降得多,而电动机的电流增加得多。 答:串励,并励。 8. ★电枢反应对并励电动机转速特性和转矩特性有一定的影响,当电枢电流l a增加时,转速n将, 转矩T e将。 答:下降,增加。 9. 直流电动机电刷放置的原则是:。 答:空载时正、负电刷之间获得最大的电动势,这时被电刷短路的元件的电动势为零。 10. 直流电动机调速时,在励磁回路中增加调节电阻,可使转速,而在电枢回路中增加调节电阻,可使转 速。 答:升高,降低。 11. 电磁功率与输入功率之差,对于直流发电机包括损耗;对于直流电动机包括损耗。 答:空载损耗功率,绕组铜损耗。 12. ★串励直流电动机在负载较小时,l a ;当负载增加时,T e,l a ;n随着负载增加下降程度比并励电动机 要。 答:小,增加,增加,严重。 13. ★一台P对磁极的直流发电机采用单迭绕组,其电枢电阻为r a,电枢电流为l a,可知此单迭绕组有条并联 支路,其每条支路电阻为;若为单波绕组其每条支路电阻为 ,电枢电阻为。 答: 2P,2pr a,2p2r a, p2r a 14. 并励直流电动机改变转向的方法有,。

最新自动控制系统试卷资料教学文案

一、填空题(本题30分,每空1.5分) 1.在直流电机调压调速系统中,电动机的最高转速为n N,调速范围、静差率和额定转速降之间应满足的关系是:。 2.闭环系统可以获得比开环系统硬得多的稳态特性,从而在保证一定的要求下,能够提高调速范围,为此所付出的代价是,须增设装置和电压放大器。 3. 综合了比例控制和积分控制两种规律的优点,比例部分能迅速响应 ,积分部分在最终消除。 4.转速、电流双闭环调速系统的静特性在时表现为转速无静差,这时,起主要调节作用。 5.工程设计方法的基本思路是,把调节器的设计方法分作两步:第一步,先选择调节器的结构,以确保系统稳定,同时满足所需的;第二步,再选择调节器的参数,以满足。 6. 有环流可逆直流调速系统的典型控制方式是,即 工作制。 7.当一组晶闸管整流工作时,让另一组晶闸管处在,但两组触发脉冲的错开得比较远,彻底杜绝了瞬时的产生,这就是错位控制的无环流可逆系统。 8.脉宽调制器是一个装置,由电流调节器ACR输出的控制电压进行控制。

9. 串级调速系统可以实现异步电机的调速,而且具有高效率的调速性能,但所付出的代价是,增设。 10.在s值很小的范围内,只要能够保持不变,异步电动机的转矩就近似与成正比,这就是转差频率控制系统的基本概念。 二、判断题(本题10分,每小题1分) 1. 自动控制的直流调速系统,往往以调节电枢供电电压为主。() 2.在V-M系统中,设置平波电抗器可以抑制电流脉动。() 3. 在电流断续时,V-M系统机械特性很软,理想空载转速翘得很高。() 4.与晶闸管-电动机调速系统相比,直流脉宽调速系统开关频率高,电流容易连续,谐波少,电机损耗及发热都小。() 5.转速、电流双闭环直流调速系统中,当电动机过载甚至堵转时,转速调节器可以限制电枢电流最大值,其快速自动保护作用。() 6. 按照典型II型系统设计转速调节器时,中频宽h可以任意选择。() 7.按照典型II型系统设计转速调节器时,由典型II型系统的开环传递函数可知,K、T、τ都是待定符号。() 8. 转速、电流双闭环直流调速系统中,对负载变化起抗扰作用的是转速调节器。() 9.积分控制可以使直流调速系统在无静差的情况下保持恒速运行,实现无静差调速。() 10. 闭环调速系统的静特性表示闭环系统电动机转速与负载电流或转矩间的稳定关系。() 三、简答题(本题24分,每小题8分) 1. 试述转速反馈闭环调速系统的三个基本特征。 2. 试述双闭环直流调速系统起动过程的三个阶段和三个特点,以及动态性能。 3. 试回答三相异步电机应如何通过坐标变换等效成直流电机? 试题参考答案 一、填空题(本题30分,每空1.5分) 1. 2. 静差率检测与反馈3. 比例积分控制控制作用稳态偏差 4.负载 电流小于I d 转速负反馈 5. 稳态精度动态性能指标 6.配he控制α=β7. 待逆变状态零位脉动环流8. 电压-脉冲变换9. 平滑无级串级调速装置 10. 气隙磁通转差角频率 二、判断题(本题10分,每小题1分) 1. √ 2. √ 3. √ 4. √ 5. ╳ 6. ╳ 7. ╳ 8. √ 9. √ 10√ 三、简答题(本题24分,每小题8分) 1. 试述转速反馈闭环调速系统的三个基本特征。 (1)具有比例放大器的反馈中系统其被调量总是有静差的; (2)抵抗扰动与服从给定; (3)系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。 2. 试述双闭环直流调速系统起动过程的三个阶段和三个特点,以及动态性能。 (1)三个阶段:第1阶段为电流上升阶段,第2阶段为恒流升速阶段,第3阶段为转速调节阶段。 (2)三个特点:饱和非线性控制,准时间最优控制,转速超调。 (3)动态性能:动态跟随性能;动态抗扰性能。 3. 试回答三相异步电机应如何通过坐标变换等效成直流电机? 三相电机的电流i A,i B,i C,通过三相-二相变换,可以等效成两相静止坐标系下的交流iα1,iβ1;

交直流调速系统期末考试(运动控制系统)

一.判断题(正确的打√,错误的打×,答案填在题号的前面) 1. (dui )交 - 直 - 交电压型变频器采用电容滤波,输出交流电压波形是规则矩形波。 2. (错)变频调速效率高,调速范围大,但转速不能平滑调节,是有级调速。 3. (对)有静差调速系统是依靠偏差进行调节的,而无静差调速系统则是依靠偏差对作用时间的积累进行调节的 4. (错)电动机的机械特性愈硬,则静差度愈大,转速的相对稳定性就愈高。 5. (dui )转速负反馈调速系统能够有效抑制一切被包围在负反馈环内的扰动作用。 6. ( dui)SPWM 即正弦脉宽调制波形,是指与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲列。 7. (cuo )在一些交流供电的场合,可以采用斩波器来实现交流电动机的调压调速。 8. (错)转速负反馈单闭环无静差调速系统采用比例调节器。 9. (dui ) PWM 型变频器中的逆变器件采用高频、大功率的半控器件。 10. (对)矢量变换控制的实质是利用数学变换把三相交流电动机的定子电流分解成两个分量,一个是用来产生旋转磁动势的励磁电流分量,一个是用来产生电磁转矩的转矩分量。 二.填空题 1. 根据公式,交流异步电动机有三种调速方法: ① _调压 __ 调速、②__ 串电阻 __ 调速、③ ___变励磁磁通 _ 调速。

3. IGBT 全称为 __绝缘栅双极晶闸管__ ,GTO 全称为 _门极可关断晶体管__ , GTR 全称为 _电力晶体管______________ 。 4. 异步电动机的变频调速装置,其功能是将电网的恒压恒频交流电变换成变压变频的交流电,对交流电动机供电,实现交流无级调速。 三、选择题 1、变频调速中的变频电源是(C )之间的接口。 (A)市电电源(B)交流电机(C)市电电源与交流电机 (D)市电电源与交流电源 2、调速系统的调速范围和静差率这两个指标( B )。 (A)互不相关(B)相互制约(C)相互补充(D)相互平等 3、电压型逆变器的直流端( D )。 (A)串联大感器(B)串联大电容 (C)并联大感器(D)并联大电容 4、变频器主电路中逆变器的任务是把( B )。 (A)交流电变成直流电(B)直流电变成交流电 (C)交流电变成交流电(D)直流电变成直流电 5、在转速负反馈系统中,闭环系统的转速降减为开环转速降的( D )倍。 (A)1+K(B)1+2K(C)1/(1+2K)(D)1/(1+K) 6、无静差调速系统中,积分环节的作用使输出量( D )上升,直到输入信号消失。 (A)曲线(B)抛物线(C)双曲线(D)直线

直流电机测试题

直流电机习题课 1、直流发电机的电磁转矩是转矩,直流电动机的电磁转矩是转矩。 2、一台直流发电机,由额定运行状态转速下降为原来的30℅,而励磁电流及电枢电流不变,则。A:E a下降30℅B:T下降30℅C:E a和T都下降30℅ D:端电压下降30℅。 3、一台并励直流发电机希望改变电枢两端正负极性,采用的方法是。 A:改变原动机的转向B:改变励磁绕组的接法C:既改变原动机的转向又改变励磁绕组的接法4、若并励直流发电机转速上升20%,则空载时发电机的端电压U0将。 A:升高20%B:升高大于20%C:升高小于20%D:不变 5、他励直流发电机由空载到额定负载,端电压为什么会下降并励发电机与他励发电机相比,哪个电压变化率大 6、并励发电机正转能自励,反转能否自励 7、励磁电流不变的情况下,发电机负载时电枢感应电动势与空载时电动势大小相同吗为什么 8、一台并励发电机,在额定转速下,将磁场调节电阻放在某位置时,电机能自励。后来原动机转速降低了磁场调节电阻不变,电机不能自励,为什么 9、直流电动机的额定功率指。 A:转轴上吸收的机械功率B:转轴上输出的机械功率 C:电枢端口吸收的电功率D:电枢端口输出的电功率 10、某直流电动机P N=15kW,U N=110V,n N=1500r/min,ηN=85%,则额定运行时的额定电流I N为()A,输入功率为P1N=( )kW。 11、直流电机实质是一台()的交流电机。直流电动机的换向器装置的作用是(),而直流发电机的换向器装置的作用是()。 12、直流电机空载时主磁场的磁密分布波形为(),电枢磁动势波形为(),电枢磁密波形为()。电枢反应指()。 13、直流电动机的电势Ea比端电压U(),T与n(),Ia与Ea()。 14、直流发电机电刷在与位于几何中心线上的导体相接触的位置,若磁场不饱和,这时电枢反应是() (1) 增磁;(2)去磁;(3)不增磁也不去磁;(4)前极端去磁后极端不变。 15、某台直流单叠绕组的他励电动机,额定运行时的I N=120A,并知该电机为6极,则此时该电机绕组中每条支路电流为()A。 (1) 20 (2)60 (3)10 (4) 40 16、某并励直流电动机空载运行时,若不慎将励磁回路断开,电机转速将() (1)升到某一高度后稳定运行;(2)减速后停转; (3)增到不允许的值即“飞车”;(4)原速运行。 17、某他励直流发电机空载运行,调节励磁电流If为2.0A时能建立额定电压220V,若原动机使n=nN不变;将励磁电流上升到4.0A,则能建立的电压U0值为:() (1)等于440V(2)大于220V但小于220V (3)仍为220V(4)大于440V 18、说明并励直流发电机外特性曲线随负载电流增大而下降的原因。 19、说明直流电动机最初起动电流很大的原因应如何起动 20、画出直流发电机的功率流程图。 21、某并励直流电动机,P N=17kw,U N=220V,n N=3000r/min,I N=88.9A,电枢回路总电阻Ra=Ω励磁回路总电阻R f=Ω,忽略电枢反应影响,求:(1)电动机额定输出转矩;(2)额定负载时的电磁转矩;(3)额定负载时的效率。

自动控制原理模拟试卷四及答案

《自动控制原理》模拟试卷四 一、填空题(每空 1 分,共20分) 1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面,即: 、快速性和 。 2、控制系统的 称为传递函数。一阶系统传函标准形式是 ,二阶系统传函标准形式是 。 3、在经典控制理论中,可采用 、根轨迹法或 等方法判断线性控制系统稳定性。 4、控制系统的数学模型,取决于系统 和 , 与外作用及初始条件无关。 5、线性系统的对数幅频特性,纵坐标取值为 ,横坐标为 。 6、奈奎斯特稳定判据中,Z = P - R ,其中P 是指 ,Z 是指 ,R 指 。 7、在二阶系统的单位阶跃响应图中,s t 定义为 。%σ是 。 8、PI 控制规律的时域表达式是 。P I D 控制规律的传递函数表达 式是 。 9、设系统的开环传递函数为 12(1)(1) K s T s T s ++,则其开环幅频特性为 ,相频特 性为 。 二、判断选择题(每题2分,共 16分) 1、关于线性系统稳态误差,正确的说法是:( ) A 、 一型系统在跟踪斜坡输入信号时无误差 ; B 、 稳态误差计算的通用公式是20() lim 1()() ss s s R s e G s H s →=+; C 、 增大系统开环增益K 可以减小稳态误差; D 、 增加积分环节可以消除稳态误差,而且不会影响系统稳定性。 2、适合应用传递函数描述的系统是 ( )。 A 、单输入,单输出的线性定常系统; B 、单输入,单输出的线性时变系统; C 、单输入,单输出的定常系统; D 、非线性系统。 3、若某负反馈控制系统的开环传递函数为 5 (1) s s +,则该系统的闭环特征方程为 ( )。 A 、(1)0s s += B 、 (1)50s s ++= C 、(1)10s s ++= D 、与是否为单位反馈系统有关

交直流调速系统比较

一、直流调速方案: 1、直流电机及控制系统的优缺点: ◇调速性能好、调速范围广,易于平滑调节 ◇起动、制动转矩大,易于快速起动、停车 ◇过载能力强、能承受较频繁的冲击负荷 ◇线路简单、控制方便、 ◇电控系统总体造价(包括直流电机及其配套的直流调速装置)相对较低,设计、制造、调试周期短 ◇国内外控制方案成熟、工程应用广泛 虽然直流传动有以上诸多优点,但仍有不足之处,主要表现在: ◆由于采用相控整流技术,在晶闸管换向时会产生谐波,污染电网,须对谐波进行治理 ◆在低速启动时,因为晶闸管导通角α,导致功率因数较低,无功分量较大,须对功率因数进行补偿 ◆与同容量、转速的交流电机相比,直流电机的造价高、体积大、重量重、转动惯量大 ◆日常维护量大,须定期检查、更换炭刷,整流子表面保养 ◆由于换向的限制,在结构发展上欲制造大容量、高电压及高转速的直流电机工艺上比较困难。现阶段直流电机单机容量最大只能达到11000kw左右,电压也只能做到1200V左右,这样一些大容量的不得不做成双电机、三电机甚至四电机结构,直接影响了直流电机的广泛应用,发展交流变频势在必行

3、直流调速方案所需的配套设备: 1)谐波治理: 由于直流调速控制原理采用的是相控整流技术,避免不了对电网产生谐波污染,高次谐波不仅对电网质量造成影响。最直接的表现可能使变压器、电缆、电动机发热、破坏绝缘,更有甚者可能会影响电气设备的使用寿命,造成不安全隐患。 2)功率因数补偿设备: 因直流电机在低速启动时,要求的晶闸管导通角α较大,导致功率因数较低(cosα),无功分量较大,须对功率因数进行补偿,否则当 地供电部门将进行罚款! 2)变压器: 为了解决直流电机在咬钢时的负荷冲击、及其自身控制方面的要求,相对应的变压器容量要求是电动机容量的1.5-1.6倍进行选定(较交流变频方案大20-30%左右),造成此部分投资的增加。 另外直流电机的日常维护量较大,需定期对电机清扫、更换碳刷,运行、维护和人工成本较高。 二、交流调速方案: 1、交流变频电机及控制系统的优缺点: 同时随着自动控制理论的发展,特别是矢量控制技术在工程上的成熟应用,为改善交流传动系统的性能提供了一种新的、有效的控制方法,采用矢量控制的交流调速装置,其控制性能可与晶闸管直流调速系统相媲美。

直流电机练习题

直流电机练习题 一、填空 1、根据直流电动机用途的不同,可以把直流电动机分为两类,一类是进行能量传递和转换的,称为动力电机,另外一类是进行信号传递和转换的,称为控制电机,包括步进电机、伺服电机等。 2、直流电动机将电能转换为机械能输出; 直流发电机将机械能转换为电能输出。 3、直流电机的可逆性是指同一台直流电机,即可作直流发电机使用,又可作直流电动机使用。 4、写出图示标号标明的直流电机的结构名称。(P4) 5、电刷和换向器在直流电动机中的作用为:将刷间的直流电逆变为绕组中交变的电流;在直流发电机中的作用为:将绕组中交变的电流整流成刷间的直流电输出。 6、所谓直流电动机的启动,是指电源接通以后,直流电动机的转速从零上升到稳定转速的过程。启动时,应让启动/电磁转矩足够大,而启动电流不可太大。常用的启动方法有:全压启动、电枢回路串电阻启动和降压启动。

7、改变一直流并励电动机的转向,可采用的方法是单独改变励磁电流的方向和单独改变电枢电流的方向。 8、当电动机的转速超过理想空载转速n0 时,出现回馈制动。 9、直流电机的电磁转矩与电枢电流成正比。(正比/反比) 10、运行中的并励直流电动机,其励磁回路不能突然短路或断开,否则容易出现飞车事故。 11、直流电机按主磁极励磁绕组的接法不同,可分为他励和自励两大类。其中,他励直流电动机由于励磁电源可调,应用范围更广泛。 12、直流电动机常用的电气制动方法有:能耗制动、反接制动和回馈制动。 13、额定功率对直流电动机来说,指的是电动机转轴上输出的功率。 14、直流电动机在排除故障的过程中要遵循由外到内的原则。 二、判断 1、直流电机电枢元件中的电势和电流都是直流的。(×) 2、直流电机的换向极主要是改善直流电机的换向。(√) 3、直流电机的电枢绕组是电机进行能量转换的主要部件。(√) 4、启动时的电磁转矩可以小于负载转矩。(×) 5、一台直流电机运行在发电机状态,则感应电势大于其端电压。(√) 6、他励直流电动机在电枢回路中串电阻调速属于有级调速。(√) 7、直流电动机调节励磁回路中的电阻值,电动机的转速将降低。(×)

直流自动控制系统

自动控制系统 第一题 带有电流截止负反馈的单闭环调速系统,电动机参数为:U nom =220V ,I nom =32A ,n nom =1350rpm ,电枢电阻R a =0.66Ω,整流装置K s =30,电枢回路总电阻R ∑=0.8Ω,生产机械要求:调速范围D =30,静差率S ≤0.1 1. 画出系统静态结构图; 2. 求开环系统静态速降?n op ,调速要求所允许的静态速降?n cl ; 3. 当给定电压U n *=10V 时,n =n nom ,求闭环系统开环放大倍数K ,调节器的放大倍数K P ,速度反馈系数α; 4. 若截止电压U com =9V ,堵转电流I dbL =2.2I nom ,求电流反馈系数β,截止电流 I dcr 。 1) 2) 3) 当时,代入 nom nom a 220320.66 0.147V min/r 1350 e nom U I R C n Φ--?= =≈?nom op 320.8 174.15r/min 0.147e R I n C Φ∑???===nom cl (1) S n D n S ?= ?-nom cl 0.11350135 5r/min (1)30(10.1)27 S n n D S ??∴?= ===--* n 10V U =nom 1350rpm n n ==n U n α=100.0074V min/r 1350 n nom U n α*≈=≈?op cl 174.15 1133.835 n K n ?= -= -=?p s e K K K C αΦ ??=

4) 当电动机堵转时 或忽略R ∑ 第二题 转速、电流双闭环无静差调速系统,电动机nom 220V U =,nom 20A I =,nom 1000rpm n =,整流装置内阻rec 0.5R =Ω,电动机电枢电阻a 0.5R =Ω,电动机过载倍数2λ=,整流装置放大倍数s 24K =,系统最大给定电压、速度调节器的 限幅值与电流调节器的输出限幅值** nm im ctm 10V U U U ===。 1.求以下各量 (1)α= (2)β= (3)e C Φ= 2.当电动机在额定负载、额定转速下稳定运行时, 求如下各量: (1)*i U = (2)ct U = (3)n U = 3.电动机在额定状态下运行时,转速反馈线突然断开,求稳态时各量: (1)*i U = (2)i U = (3)ct U = (4)n = 4.当电动机发生堵转时,求系统稳态时如下各量: (1)*i U = (2)i U = p s 33.830.147 22.4300.0074 e K C K K Φα??∴= =≈??0n =*p s n com dbL p s () K K U U I R K K β ∑??+= +??1090.8 2.23222.4300.27/n com dbL p S R U U I K K V A β* ∑ +∴=-+= - ??≈nom dbr 9 33.330.27 U I A β = = =com dbL ()1090.27/2.232 n U U V A I β*++≈=≈?

自动控制原理试卷及答案

自动控制原理试题及答案 一、填空题(每空 1 分,共15分) 1、反馈控制又称偏差控制,其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式:即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节,以并联方式连接,其等效传递函数为()G s ,则G(s)为 (用G 1(s)与G 2(s) 表示)。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示, 则无阻尼自然频率=n ω , 阻尼比=ξ , 该系统的特征方程为 , 该系统的单位阶跃响应曲线为 。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+, 则该系统的传递函数G(s)为 。 6、根轨迹起始于 ,终止于 。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--,则该系统的开环传递函 数为 。 8、PI 控制器的输入-输出关系的时域表达式是 , 其相应的传递函数为 ,由于积分环节的引入,可以改善系统的 性能。 二、选择题(每题 2 分,共20分) 1、采用负反馈形式连接后,则 ( ) A 、一定能使闭环系统稳定; B 、系统动态性能一定会提高; C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小,最后完全消除; D 、需要调整系统的结构参数,才能改善系统性能。 2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A 、增加开环极点; B 、在积分环节外加单位负反馈; C 、增加开环零点; D 、引入串联超前校正装置。 3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ,则系统 ( ) A 、稳定; B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升; C 、临界稳定; D 、右半平面闭环极点数2=Z 。 4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ,说明 ( ) A 、 型别2

交直流调速系统比较

论交流调速与直流调速 丁山传(s2*******) 研电子1班

本文主要阐述了当今正在使用和不断发展的直流调速系统和交流调速系统,并具体分析了调速系统发展和现状,并对他们的调速方式进行了简单说明,最后对直流调速系统与交流调速系统的一些性能进行了对比。 关键词直流调速交流调速

直流电动机拖动和交流电动机拖动先后诞生与19世纪,距今已有100多年的历史,并已成为动力机械的主要驱动装置。但是,由于技术上的原因,在很长一段时期内,占整个电力拖动系统80%左右的不变速拖动系统中采用的是交流电动机(包括异步电动机和同步电动机),而在需要进行调速控制的拖动系统中则基本上采用的直流电动机。这一格局应用至今并将持续一段时间。

第一章直流调速系统 第一节直流调速系统的现状和发展 直流电动机是最早出现的电动机,也是最早能实现调速的电动机。长期以来,直流电动机一直占据着调速控制的统治地位。由于它具有良好的线性调速特性,简单的控制性能,高的效率,优异的动态特性;尽管近年来不断受到其他电动机(如交流变频电机、步进电机等)的挑战,但到目前为止,它仍然是大多数调速控制电动机的优先选择。 五十多年来,直流电气传动经历了重大的变革。首先,实现了整流器件的更新换代,从50年代的使用已久的直流发电机—电动机组(简称G.M系统)及水银整流装置,到60年代的晶闸管—电动机调速系统(简称V-M系统),使得变流技术产生了根本的变革。再到脉宽调制(PWM)变换器的产生,不仅在经济性和可靠性上有所提高,而且在技术性能上也显示了很大的优越性,使电气传动完成了一次大的飞跃。另外,集成运算放大器和众多的电子模块的出现,不断促进了控制系统结构的变化。随着计算机技术和通信技术的发展,数字信号处理器DSP应用于控制系统,控制电路已实现高集成化,小型化,高可靠性及低成本。以上技术的应用,使系统的性能指标大幅度提高,应用范围不断扩大。由于系统的调速精度高,调速范围广,所以,在对调速性能要求较高的场合,一般都采用直流电气传动。技术迅速发展,走向成熟化、完善化、系统化、标准化,在可逆、宽调速、高精度的电气传动领域中一

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