电力拖动自控系统复习题
考试内容及要求
第一章转速负反馈单闭环直流调速系统
1．反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析
（1）调速系统的转速控制要求及两个稳态指标
（2）晶闸管－电动机系统（V-M系统）的开环机械特性
（3）转速负反馈单闭环有静差调速系统的组成、稳态结构图及其静特性
（4）开环机械特性与闭环静特性的关系
（5）反馈控制规律（闭环系统的基本性质）和系统稳态抗扰性能分析
（6）转速负反馈单闭环调速系统的稳态参数计算
2．单闭环调速系统的动态结构图和动态抗扰性能分析
3．无静差调速系统
（1）系统无静差的实现方法
（2）无静差调速系统的组成及其特点
第二章转速、电流双闭环调速系统和调节器的工程设计方法
1．转速、电流双闭环调速系统
（1）双闭环调速系统的组成、稳态结构图及其静特性
（2）双闭环调速系统的稳态工作点及其稳态参数计算
（3）双闭环调速系统的动态结构图及其动态性能分析
2．调节器的工程设计方法
（1）典型I、II型系统的结构、特点及其性能指标与可调参数的关系
（2）系统结构（如小惯性和大惯性环节）的近似处理
（3）调节器校正及其参数选择
（4）利用实际系统的动态结构图，根据典型I、II型系统的结构、特点和性能，选择调节器的类型及其参数
《电力拖动自控系统》综合复习资料
一、填空题，占20
1、晶闸管—电动机系统中，抑制电流脉动可采取的措施是：、
和。
2、位置随动系统一般由五个部分组成，这五个部分分别是：位置传感器、电压比较放大器、、和减速器与负载。
3、可逆V—M系统存在环流的问题，环流可以分为静态环流和动态环流两种，静态环流由可分为和两种。
4、双闭环调速系统中引入转速微分负反馈的作用是。
5、转速、电流双闭环直流调速系统的起动过程有、和三个特点。
6、直流调速系统常用的可控直流电源有、
和。
7、双闭环直流调速系统中，电流调节器主要对产生的扰动起到抵抗作用。
8、调速系统转速控制的要求主要集中在三个方面，具体为、和。
9、直流调速系统的主要形式是晶闸管－电动机调速系统，简称为系统。
10、在闭环调速系统中，常优先考虑串联校正方案。用运算放大器实现的串联校正装置可有、和三类调节器。
11、常用的H型PWM变换器按控制方式分为、和等。
12、在闭环控制系统中，常优先考虑串联校正方案。由调节器可构成的超前校正，提高稳定裕度和改善快速性能；由调节器构成的滞后校正，可以保证系统的稳态精度；用调节器构成滞后－超前校正，兼具两者的优点。
13、电动机的“可逆运行”包括两种情况：一种是电动机既做正转运行又做反转运行，称为；另一种是电动机运行时，工作在电动状态，停车时，电磁转矩反向，电机工作在回馈制动状态，称为。
二、简答题，占50分
1、转速、电流双闭环直流调速系统的起动过程可分为哪几个阶段？其起动过程有什么特点？
2、两组晶闸管反并联的可逆V-M系统中，什么叫做环流？静态环流可分为哪几类？分别采用何种方法来抑制？
3、试分别画出采用比例放大器的转速单闭环直流调速系统的稳态结构图和动态结构图。
4、调速系统常用的动态性能指标分为那几类？并写出相应的性能指标。
5、双闭环直流调速系统中，两个调节器均采用PI调节器。当系统带额定负载运行时，转速反馈线突然断线，系统重新进入稳态后，电流调节器的输入偏差电压△U
i
是否为零？为什么？
6、双极式控制的桥式可逆PWM变换器的优点？
7、转速闭环调速系统能够减小稳态速降的实质是什么？
8、转速、电流双闭环调速系统中，电流调节器的作用？
9、位置随动系统和调速系统的区别？
10、试比较开环系统机械特性和闭环系统机械特性的静特性。
11、某双闭环调速系统，ASR、ACR均采用近似PI调节器，试问①调试中怎么才能做到
U im *=6V时，I
dm
=20A；如欲使U
nm
*=10V时，n=1000r/min，应调什么参数？②如发现下垂
特性不够陡或工作段特性不够硬，应调什么参数？
12、在转速电流双闭环调速系统的设计过程中，为什么通常将内环设计成典型I型系统，而将外环设计成典型II型系统？
13、试比较串联校正中常用的三种方法的优缺点。
14、在他励直流电动机调速系统中，何为“恒转矩调速方式”和“恒功率调速方式”？
15、直流斩波器有哪几种控制方式？
16、转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器的作用？
17、试画出双闭环直流调速系统的稳态结构图。
18、试画出桥式可逆PWM变换器的主电路图。
三、计算题，占30分
1、有一V－M调速系统，电动机参数为P
nom =2.5kw、U
nom
＝220V、I
nom
＝15A、n
nom
=1500r
／min 、R a =2Ω，整流装置内阻R rec =1Ω，触发整流环节的放大系数K s =30，要求调速范围D=20，转差率s=10%。试求：
（1）计算开环系统的稳态速降和调速要求所允许的稳态速降。
（2）调整该系统，使V U n 20*
=时转速n=1000r/min ，此时转速反馈系数应为多少？
（3）若改用电压负反馈，放大器的放大系数为8.79，最大给定电压为30V ，在静差率为s=30％时最多能够得到多大的调速范围？
2、转速、电流双闭环直流调速系统中， 两个调节器均采用PI 调节器。转速给定信号最大值U nm *=15V 时，n =n N =1500r/min ；电流给定信号最大值U im *=10V 时，允许最大电流I dm =35A ，电枢回路总电阻R=3Ω，晶闸管装置放大倍数K S =35，现系统在额定电流I dl =25A 运行。某时刻电机突然失磁，若系统能重新稳定，则稳定后n =？U i *=？I d =？U c =？
3、有一个V —M 调速系统，电机参数为：P n =10KW ，U n =220V ，I n =55A ，n n =1000r/min ，电枢电阻Ω=1.0a R 。若采用开环控制系统，只考虑电枢电阻引起的转速降。 （1）要使静差率S=0.1，求系统的调速范围D 。 （2）要使调速范围D=2，其允许的静差率S 为多少？
（3）若要求调速范围D=10，静差率S=0.05，则允许的转速降为多少？ 4、被控对象的传递函数为)
1s T )(1s T )(1s T )(1s T (K )s (W 43211
obj ++++=
式中，K 1＝2；T 1＝0.4s ；T 2＝0.08s ；T 3＝0.015s ；T 4＝0.005s 。要求阶跃输入时系统的超调量σ%<5%。
试分别用PI 和PID 调节器校正成典型Ⅰ系统，并设计各调节器参数并计算调节时间t s 。 5、有一个V —M 调速系统，电机参数为：P n =2.8kW ，U n =220V ，I n =15.6A ，n n =1500r/min ，电枢电阻R a =1.5Ω，电源内阻R n =1Ω，K s =37。 （1）开环工作时，试计算D=30时s 的值。
（2）当D=30、s=10%时，计算系统允许的稳态速降。
（3）如为转速负反馈有静差调速系统，要求D=30、s=10%，在Un*=10V 时，使电动机在额定点工作，计算放大器放大系数Kp 和转速反馈系数α。
6、已知R = 1.0 Ω，K s = 44，C e =0.1925V·min/r ，系统运动部分的飞轮惯量GD 2 = 10N·m 2。 根据稳态性能指标D =10，s ≤0.05计算，系统的开环放大系数应有K ≥53.3。试判别这个系统的稳定性。
参考答案： 一、 填空题
1、增加整流电路相数、采用多重化技术、设置平波电抗器。
2、电力电子变换器、伺服电机。
3、直流平均环流、瞬时脉动环流。
4、抑制转速超调。
5、饱和非线性控制、转速超调、准时间最优控制。
6、旋转变流机组（G-M 系统）、静止可控整流器（V-M 系统）、直流斩波器或脉宽调制变换器。
7、电网电压波动。
8、调速、稳速、加减速。
9、V －M 系统。10、比例微分、比例积分、比例积分微分。11、双极式、单极式、受限单极式。12、比例微分、比例积分、比例积分微分。13、转速可逆、状态可逆。 二、 简答题
1、①电流上升阶段、恒流升速阶段、转速调节阶段②饱和非线性控制、转速超调、准时间最优控制。
2、①不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流称为环流；②直流平均环流和瞬时脉动环流两种；③直流平均环流可通过α=β配合控制抑制；④瞬时脉动环流可通过串接环流电抗器抑制。
3、稳态结构图
动态结构图
4、①跟随性能指标：上升时间、超调量、调节时间；②抗扰性能指标：动态降落、恢复时间。
5、①nom im i i I U U U β-=?≠?*,0；②转速反馈断线，ASR 饱和，输出限幅值*im
U ；③系统再次稳定后，由于带额定负载，最终运行在nom I 上，所以电流调节器的输入偏差电压0≠?i U 。 6、①电流一定连续；②可使电动机在四象限中运行；③电机停止时有微振电流，能消除静摩擦死
区；④低速平稳性好，调速范围可达1：20000左右；⑤低速时，每个晶体管的驱动脉冲仍较宽，有利于保证晶体管可靠导通。
7、①自动调节作用；②随负载变化改变电枢电压以补偿回路电阻压降的变化。
8、①作为内环的调节器，在外环转速的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压（即外环调节器的输出量）变化。②对电网电压的波动起及时抗扰的作用。③在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程。④当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。
9、①位置随动系统要求输出跟随给定变化，强调快速跟随性能；②调速系统保证稳定和抵抗扰动，强调抗扰性。
10、①闭环系统静特性比开环系统机械特性硬得多。②如果比较同一n o 的开环和闭环系统，则闭环系统的静差率要小得多。③当要求的静差率一定时，闭环系统可以大大提高调速范围。④闭环调速系统要增加运算放大器。
11、①调节电流调节器和转速调节器中的反馈系数。②比例积分环节中的放大系数。
12、电流调节器整定成I 型系统，主要是考虑I 型系统的超调量小，跟随性能好，在一定的条件下其抗扰性能是可以容许的。转速调节器整定成II 型系统，主要是考虑抗扰性能。
13、①PD ，超前校正，提高稳定裕度，快速性好，稳态精度差；②PI ，滞后校正，保证稳态精度，限制快速性；③PID ，滞后-超前校正，集中PI 和PD 优点，但实现与调试复杂。
14、按照电力拖动原理，在不同转速下长期运行时，为了充分利用电机，都应使电枢电流达到其额定值①恒转矩调速方式：由于电磁转矩I K T m φ=，在调压调速范围内，因为励磁磁通不变，容许的转矩也不变。②恒功率调速方式：在弱磁调速范围内，转速越高，磁通越弱，容许的转矩不得不减少，转矩与转速的乘积则不变，即容许功率不变。 15、PWM 、PFM 和两点式控制。
16、①转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速n 很快地跟随给定电压变化，稳态时可减小转速误差，如果采用PI 调节器，则可实现无静差。②对负载变化起抗扰作用。③其输出限幅值决定电机允许的最大电流。 17、
18、
三、 计算题
1、解：（1）电动机的C e ：r min/V 127.01500
2
15220n R I U C nom a nom nom e ?=?-=-=
开环系统稳态压降min /r 33.354127
.0)12(15C )R R (I C R I n e rec a nom e nom op =+?=+==
? 调速要求允许的稳态压降min /r 33.8)
1.01(201
.01500)s 1(D s n n n nom nom cl =-??=-=
?=?
（2）V
20U *n =时n=1000r/min ，转速反馈系数r min/V 02.0r min/V 1000
20n
U n
U *
n n ?=?=≈=α
（3）电压负反馈调速系统稳态特性方程为nom e
a
nom e rec e *n
s p I C R I )K 1(C R )K 1(C U K K n -+-+=
式中：γ=s p K K K ，其中电压反馈系数1364.0220
30U U U U nom *n
nom n ==≈=γ
所以：97.351364.03079.8K =??= 采用负电压反馈后调速系统的稳态速降为
()min /r 42.239min /r 15127.0297.351127.01I C R )K 1(C R n nom
e a e rec =???
????++?=??????++=? 7.2)
3.01(42.2393
.01500)s 1(n s n D nom ≈-??=-?=
，即系统最多能达到的调速范围为2.7。
2、解：①n =0；②U i *
=10V ；③I d =35A ；④35
3
35?=
=
c d c K R I U V=3V 。 3、解：r V n R I U C n a n n e ??=?-=-=
min 2145.01000
1
.055220
min /6.252145
.01.055r C R I n e a n n =?==
? ⑴ 34.4)
1.01(6.251
.01000)1(=-?=-?=
s n s n D n n
⑵ 049.06
.25210006
.252)1(=?+?=??+??=?-?=
n n n n n n D n n D s s n s n D
⑶ 26.5)
05.01(1005
.01000)1(=-?=-=
?s D s n n n
4、①用PI 调节器校正时，调节器传递函数为 s
1
s K )s (W 11pi PI τ+τ= 取s 4.0T 11==τ，并将T 2、T 3、T 4看成小时间常数，令
s T T T T 1.0005.0015.008.0432=++=++=
则按典型I 型系统校正时系统开环传递函数为
)
1Ts (s K
1Ts K s K )s (W 11pi
+=
+τ=
同样，取T
21
K K 1
pi =
τ=，则11.0224.0T K 2K 11pi =??=τ=
调节时间：s 6.01.06T 6t s =?=≈ ②用PID 调节器校正时，其传递函数为s
)
1s )(1s ()s (W 21PID τ+τ+τ=
取s 4.0T 11==τ，s 08.0T 22==τ，令s 02.0005.0015.0T T T 43=+=+= 则按典型I 型系统校正时系统开环传递函数为
)
1T s (s K
1T s K s 1)s (W 1+=
+?τ=
同样，取T
21
K K 1=τ=
，则s 08.0s 02.022T K 21=??==τ 调节时间：s 12.002.06T 6t s =?=≈。 5、解：131.01500
5
.16.15220=?-=-=
n a n n n R I U Ce
7.297131
.05
.26.15)(=?=+=
?e n a n op C R R I n
⑴ 86.07
.2973015007
.29730)
1(=?+?=
??+??=
?-?=
nop
n nop nop nop n D n n D s s n s n D
⑵ min /56.5)
1.01(301
.01500)1(r s D s n n n cl =-?=-=
?
⑶ r V min/0067.0150010
?==α ，开环放大系数为5.521=-??=cl
op n n K 另 9.2737
0067.0131
.05.52=??==
?=
s e p e
s
p K KC K C K K K αα 6、解：①首先应确定主电路的电感值，用以计算电磁时间常数
min
d 2693
.0I U L =V 8.1323
230
322===
l U U mH
73.16%
10558
.132693.0=??
=L
取 L= 17mH = 0.017H ②电磁时间常数
③机电时间常数
④三相桥式整流电路，滞后时间常数
T s = 0.00167 s
⑤稳定条件
稳态调速性能指标要求K ≥53.3 ，因此闭环系统不稳定。
s 017.00
.1017.0===
R L T l s
075.01925.0π
301925.03750
.110375m e 2m =????==C C R GD T 4
.4900167
.0017.000167.0)00167.0017.0(075.0)(2
s 2s s m =?++?=++ 《电力拖动控制线路与技能训练》教学大纲及复习习题库 版本：中国电力出版社 主编：程建龙 定价：29.80元 适用班级：13电大二 代课人：田芳于长超 出题人：田芳于长超 制定时间：2014年 审核人： 电力拖动》教学大纲 第一章异步电动机的基本控制线路及常用低压电器 掌握：低压电器的使用维护、型号命名、选择、安装。掌握手动、点动、连续等常规电路的原理、分析方法。 重难点：低压电器的范围及应用、低压电器的分类、常用低压配电电器及其使用注意事项、常用低压控制电器及其使用注意事项，电路原理分析。 第二章直流、同步电动机基本控制线路及控制线路设计方法了解：直流电动机的结构与原理 重难点：他励直流电动机的基本控制线路 删除：并励直流电动机的基本控制线路、串励直流电动机的基本控制线路第三章常用机械的电气控制线路 了解：常用控制线路电路分析、生产机械电器控制设备的维护及检修方法。重难点：生产机械电器控制设备的原理分析。 第四章电动机的自动调速及其调试与维修概述（删除） 电力拖动试题库 重点部分 绪论 一、填空 1、电源分交流电源和（）。 二、名词解释 2、电力拖动 三、简答 3、电力拖动装置一般由哪几部分组成？ 4、电力拖动装置中电动机的作用是什么？ 5、按电动机的组合数量来分，电力拖动的发展经历了哪几个阶段？ 第一章异步电动机的基本控制线路及常用低压电器 第一节三相异步电动机的手动正转控制线路 一、填空 6、低压断路器类型品种很多，常用的有（）、框架式、（）、漏电保护式。 7、低压熔断器广泛用于低压配电系统和控制系统中，主要用作（）保护。 8、低压熔断器在使用时（）联在被保护的电路中。 9、负荷开关分为（）负荷开关和封闭式负荷开关两种。 10、负荷开关一般在照明电路和功率小于（） KW的电动控制线路中。 11、低压断路器又称（）。 13、低压控制电器依靠人力操作的控制电器称为 ( ) 。 14、低压控制电器根据信号能自动完成动作的称为 ( ) 。 15、断路器的文字符号是 ( ) 。 17、熔断器文字符号是（）。 18、负荷开关分为（）负荷开关和封闭式负荷开关两种。 19、开启式负荷开关文字符号是（）。 20、封闭式负荷开关文字符号是（）。 21、组合开关文字符号是（）。 一、基础题 1、反馈控制系统的作用是：，。 2、带比例放大器的反馈控制闭环调速系统是的调速系统，采用比例积分（PI）调节器的闭环调速系统是的调速系统。 3、实际上运算放大器的开环放大系数并不是无穷大，特别是为了避免零点飘移而采用。 4、对于调速系统，最重要的动态性能是抗扰性能，主要是和 的性能。 5、调速系统的动态指标以为主，而随动系统的动态指标则以 为主。 6、超调量的表达式为：。 7、在基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于性质，而在基频以上，转速升高时转矩降低，属于。 8、当电动机由三相平衡正弦电压供电时，磁链幅值一定时，u S的大小 与成正比，其方向则与正交。 9、调速系统的动态性能就是的能力。 10、是反馈控制系统最突出的特征之一。 11、转速反馈闭环调速系统的精度信赖于和。 12、比例调节器的输出只取决于输入偏差量的；而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的。 13、在起动过程中转速调节器ASR经历了、、、三种情况。 14、自动控制系统的动态性能指标包括：指标和指标。 15、动态降落的表达式为：。 16、基频以上变频调速属于。 17、异步电机的动态数学模型是一个、、的多变量系统。 18、两种最基本的直流调速方式为：调速方式和调速方式。 19、在典型II型系统性能指标和参数的关系分析中，引入了h，h 是斜率为–20dB/dec的中频段的宽度，称作。 20、是转差频率控制系统突出的特点或优点。 21、异步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、和组成。 22、转速电流双闭环调速系统在起动的恒流升速阶段中，转速调节器是，电流调节器是。 23、异步电动机变压变频调速时，采用控制方式，可获得线性机械特性。 24、在直流电机单闭环调速控制系统中，对于的扰动，系统是无能为力的。 25、在单闭环调速成系统中，为了实施限流保护，可以引进环节。 26、转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制。 27、异步电机的动态数学模型是一个、、的多变量系统。 28、按转子磁链定向和矢量控制变频调速成系统中，在条件下，有电动机转矩与定子电流转矩分量成正比的关系。 29、直接转矩控制系统，在它的转速环里面，利用直接控制电机的电磁转矩。 30、不同电机模型彼此等效的原则是：在不同坐标下所产生的完全一致。 31、按转子磁链定向的矢量控制的意义是定子电流的励磁分量与转矩分量是。 华山技校《电力拖动》试题库 一、填空题 1、位置开关就是一种将机械信号转换为电气信号,以控制运动部件位置或行程得自动控制电器。 2、除照明与电加热电路外,熔断器一般不宜用作过载保护电气,主要用于短路保护。。 3、安装线槽时,应做到横平竖直、排列整齐均匀、安装牢固与便于走线等。 4、要求几台电动机得启动或停止必须按一定得先后顺序来完成得控制方式,叫电动机得顺序控制。 5、能够在两地或多地控制同一台电动机得控制方式叫电动机得多地控制。对多地控制,只要把各地得启动按钮并联、停止按钮串联就可以实现。 6、通常规定:电源容量在180KVA以上,电动机容量在7KW以下得三相异步电动机可以采用直接启动。 7、常见得降压启动方法有四种分别就是:定子绕组串电阻降压启动、自耦变压器降压启动、Y-△降压启动、延边三角形降压启动。 8、所谓制动,就就是给电动机一个与转动方向相反得转矩使它迅速停转或限制其转速。制动方法一般有两类:机械制动与电力制动。 9、改变异步电动机得磁极对数调速称为变极调速,它就是有级调速,且只适用于笼型异步电动机。 10、继电器主要由感测机构、中间机构与执行机构三部分组成。 11、利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转得方法叫机械制动。机械制动常用得方法有电磁抱闸制动器制动与电磁离合器制动。 12、布线时,严禁损伤导线线芯与绝缘。 13、时间继电器就是一种利用电磁原理或机械动作原理来实现触头延时闭合或分断得自动控制电器。 14、通电试车完毕,停转,切断电源。先拆除三相电源线,再拆除电动机线。 15、使电动机在切断电源停转得过程中,产生一个与电动机实际旋转方向相反得电磁力矩(制动力矩),迫使电动机迅速制动停转得方法叫做电力制动。 16、电力制动常用得方法有反接制动、能耗制动、电容制动与再生发电制动等。 17、热继电器得复位方式有自动与手动两种。 18、当电动机切断交流电源后,立即在定子绕组得任意两相中通人直流电迫使电动机迅速停转得方法叫能耗制动,又称动能制动。 19、当电动机切断交流电源后,立即在电动机定子绕组得出线端接入电容器来迫使电动机迅速停转得方法叫电容制动。 20、再生发电制动就是一种比较经济得制动方法,制动时不需要改变线路即可从电动运行状态自动地转入发电制动状态,把机械能转换成电能,再回馈到电网。 21、电动机在运行得过程中,常用得保护措施有短路保护、过载保护过电流保护、过压保护、失压保护、断相保护等。 22、在电动机控制线路中,实现短路保护得电器就是熔断器与低压断路器。 23、在电动机控制线路中,实现过载保护得电器就是热继电器 24、在电动机控制线路中,实现欠压保护得电器就是接触器与电磁式电压继电器 25、在电动机控制线路中,实现失压保护得电器就是接触器与中间继电器 26、在电动机控制线路中,实现过流保护常用得电器就是电磁式过电流继电器 27、选择与设置保护装置得目得不仅使电动机免受损伤,而且还应使电动机得到充分得利用 28、电动机按其安装方式不同可分为卧式与立式两种。在一般情况下应选用卧式电动机。 29、电动机按轴伸个数分为单轴伸与双轴伸两种。 30、电动机按防护形式分为开启式、防护式、封闭式与防爆式四种 31、根据工作电压得高低,电器可分为高压电器与低压电器。 32、工作在额定电压交流1200Ｖ及以下或直流 1500Ｖ及以下得电器称为低压电器。 一、填空题 1. 直流调速系统用的可控直流电源有：旋转变流机组（G-M系统）、静止可控整流器（V-M 统）、直流斩波器和脉宽调制变换器（PWM）。 2. 转速、电流双闭环调速系统的起动过程特点是饱和非线性控制、准时间最优控制 和转速超调。 3. 交流异步电动机变频调速系统的控制方式有恒磁通控制、恒功率控制和恒电流控 制三种。 4. 变频器从结构上看，可分为交交变频、交直交变频两类，从变频电源性质看，可分为 电流型、电压型两类。 5. 相异步电动机的数学模型包括：电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 6. 异步电动机动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 7. 常见的调速系统中，在基速以下按恒转矩调速方式，在基速以上按恒功率调速方 式。 8. 调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。 9. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。 10. VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制 11、转速、电流双闭环调速系统当中，两个调节器采用串级联接，其中转速反馈极性为负 反馈、电流反馈极性为负反馈。 12、直流斩波器的几种常用的控制方法：①T不变，变ton——脉冲宽度调制（PWM）； ②ton不变，变T——脉冲频率调制（PFM）；③ton和T 都可调，改变占空比——混合型。 13、转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时，转速n取决于给定电压、 ASR的输出量取决于负载电流。 14. 各种电力拖动自动控制系统都是通过控制电动机转速来工作的。 15. V-M系统中，采用三相整流电路，为抑制电流脉动，可采用的主要措施是设置平波电 抗器。 16、在单闭环调速系统中，为了限制全压启动和堵转电流过大，通常采用电流截止负反馈。 17、在α＝β配合控制的直流可逆调速系统中，存在的是直流平均环流，可用串接环 流电抗器抑制。 18、采用PI调节器的转速、电流双闭环系统启动时，转速调节器经历不饱和、饱和、退 饱和三种状态。 二、选择题 1. 带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ） A、零； B、大于零的定值 C、小于零的定值； D、保持原先的值不变 2. 无静差调速系统的PI调节器中P部份的作用是（D ） 第二章 1、数字控制系统的被测转速由 n变为2n时，引起测量计数值改变了 1 一个字，则测速装置的分辩率定义为Q = n-2n。要使系统控制精度越 1 高，则（ B ）2 。 A.Q越大 B.Q越小 C. n越大 D.1n越小 1 2、根据 Shannon 采样定理，采样频率 f应不小于信号最高频率 sam f的( B )倍。2 m ax A. 0.1 B. 2 C. 5 D. 10 3、采样后得到的离散信号本质上是( A ) 信号，还须经过数字量化，即用一组数码（如二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将它转换成数字信号，称为数字化。2 A. 模拟 B. 数字 C. 开关 D. 采样 4、PI调节器是拖动控制系统中最常用的一种控制器，在微机数字控制系统中，当采样频率足够高时，可以先按模拟系统的设计方法设计调节器，然后再离散化，就可以得到数字控制器的算法，这就是（ D ）调节器的数字化。2 A.数字 B.自动 C.离散 D.模拟 5、在微机控制系统中，当采样频率足够高时，先按模拟系统的设计方法设计调节器，然后再离散化，得到数字控制器的算法，这就是( 模拟调节器) 的数字化。2 6、图2-1绘出了比例积分调节器的输入输出动态过程，PI调节器的输出电压U c有快速响应性能和消除调速系统的 ( 静差 )。2 图2-1 7、数字PI调节器有位置式和增量式两种算法，下式表述的是差分方程为（位置式）算法。2 ()()()1)(-++=k k e k e k u u T K K i sam i p 8、 图2-1为转速反馈控制直流调速系统的动态结构框图，请在上面 圈画出直流电机的模型 2 图2-1 9、比例控制的闭环直流调速系统具有被调量有静差、抵抗扰动、服从给定以及精度依赖于给定和反馈检测精度的三个基本特征。----------------------------------------（ ）2-P31 10、图3-3表示的是额定励磁下交（ 直 ）流电动机的动态结构图。（ ） 2-P28 图3-3 11、调速系统的两个动态 （ 稳态 ）性能指标是“调速范围”和“静差率”。----------------------------------------（ F ）2-P21 12、由下式可知，一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需要静差率的转速可调范围()s S D n n N N -=??1 。 （ T ）2-P23 第三章 1、 直流电机的转矩与电枢电流（ Ｂ ），控制电流就能控制转矩，因此，把直流双闭环调速系统转速调节器的输出信号当作电流给定信号，也就是转矩给定信号。3 A.成反比 B.成正比 C. 相关 D.相等 2、 在双闭环直流调速系统，当ASR 不饱和时，转速环( A )， 《电力拖动》复习题 1-1、低压电器 1、在交流额定电压以下工作得电器称为低压电器。 2 3、低压电器得电压等级就是多少伏？ 1-2、低压熔断器 4 5、低压熔断器在低压配电设备中,。 6、熔断器在电路中既可作短路保护,又可作过载保护(×) 1-3、低压开关 7 8、 HK系列刀开关可以垂直安装,也可以水平安装。( × ) 9、刀开关安装时,,,(上、下) 10 11、断路器得热脱扣器用作。 12、低压断路器就是开关电器,不具备过载、短路、失压保护功能。(×) 1-4、主令电器 13 14、下列电器属于主令电器得就是( )。 A、断路器 B、接触器 C、继电器 D、位置 开关 15、按下复合按钮时( )。 A、常开触头先闭合 B、常闭触头先断开 C、常开、常闭触头同时动作 D、常开触头先断开 16、为了便于识别与避免误操作,通常用不同得颜色来区分各按钮得作用。含义就是“异常情况” 得颜色就是(黄色 );停止按钮应优先选用(黑色)。 1-5、接触器 17、 18、下面( )不就是接触器得组成部分 A、电磁机构 B、触点系统 C、灭弧装置 D、脱扣机构 19、接触器按主触点通过电流得种类分为直流与交流两种(√) 20、接触器得型号为CJ20-160,其额定电流就是( ) A、20A B、160A C、20-160A 21、接触器得额定电流指得就是线圈得电流(×) 22、交流接触器得铁芯一般用硅钢片叠压铆成,其目得就是。 23、交流接触器为减小振动一般都装有短路环( )。 24、交流接触器铁芯端面装有短路环得目得就是。 25、(铁芯)就是交流接触器发热得主要部件。 26、接触器主触点用以通断(主电路) 27、接触器除用通断大电流电路外,还具有欠电压保护功能。 ( ) 《电力拖动控制线路与技能训练》 教学大纲及复习习题库 版本：中国电力出版社 主编：程建龙 定价：29.80元 适用班级：13电大二 代课人：田芳于长超 出题人：田芳于长超 制定时间：2014年 审核人： 电力拖动》教学大纲 第一章异步电动机的基本控制线路及常用低压电器 掌握：低压电器的使用维护、型号命名、选择、安装。掌握手动、点动、连续等常规电路的原理、分析方法。 重难点：低压电器的范围及应用、低压电器的分类、常用低压配电电器及其使用注意事项、常用低压控制电器及其使用注意事项，电路原理分析。 第二章直流、同步电动机基本控制线路及控制线路设计方法了解：直流电动机的结构与原理 重难点：他励直流电动机的基本控制线路 删除：并励直流电动机的基本控制线路、串励直流电动机的基本控制线路第三章常用机械的电气控制线路 了解：常用控制线路电路分析、生产机械电器控制设备的维护及检修方法。重难点：生产机械电器控制设备的原理分析。 第四章电动机的自动调速及其调试与维修概述（删除） 电力拖动试题库 重点部分 绪论 一、填空 1、电源分交流电源和（）。 二、名词解释 2、电力拖动 三、简答 3、电力拖动装置一般由哪几部分组成？ 4、电力拖动装置中电动机的作用是什么？ 5、按电动机的组合数量来分，电力拖动的发展经历了哪几个阶段？ 第一章异步电动机的基本控制线路及常用低压电器 第一节三相异步电动机的手动正转控制线路 一、填空 6、低压断路器类型品种很多，常用的有（）、框架式、（）、漏电保护式。 7、低压熔断器广泛用于低压配电系统和控制系统中，主要用作（）保护。 8、低压熔断器在使用时（）联在被保护的电路中。 9、负荷开关分为（）负荷开关和封闭式负荷开关两种。 10、负荷开关一般在照明电路和功率小于（）KW的电动控制线路中。 11、低压断路器又称（）。 13、低压控制电器依靠人力操作的控制电器称为( ) 。 14、低压控制电器根据信号能自动完成动作的称为( ) 。 15、断路器的文字符号是( ) 。 17、熔断器文字符号是（）。 18、负荷开关分为（）负荷开关和封闭式负荷开关两种。 19、开启式负荷开关文字符号是（）。 20、封闭式负荷开关文字符号是（）。 21、组合开关文字符号是（）。 东华大学研究生课程论文封面 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的课程论文，是本人独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人 亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：洪豪 注：本表格作为课程论文的首页递交，请用水笔或钢笔填写。 步 电 机 的 矢 量 控 制 理 论 本章首先阐述异步电动机的三相坐标系下的数学模型，然后根据坐标变换理论，得 到了它在两相静止坐标系下和两相同步坐标系下的数学方程，在此基础之上介绍了异步 电机的矢量控制原理【14 】。 1.1异步电机的数学模型 由于异步电机矢量控制调速系统的控制方式比较复杂，要确定最佳的方式，必须对 系统动静态特性进行充分的研究。异步电机本质上是一个高阶、非线性、强耦合的多变 量系统，为了便于研究，一般进行如下假设： (1) 三相定子绕组和转子绕组在空间均分布， 即在空间互差1200 所产生的磁动势沿 气隙圆周按正弦分布，并忽略空间谐波； (2) 各相绕组的自感和互感都是线性的，即忽略磁路饱和的影响 ； (3) 不考虑频率和温度变化对电阻的影响； (4) 忽略铁耗的影响。 无论三相异步电动机转子绕组为绕线型还是笼型，均将它等效为绕线转子，并将转 子参数换算到定子侧，换算后的每相绕组匝数都相等。这样异步电机数模型等效电路如 图1.1所示。 图1.1异步电机的物理模型 图1.1中，定子三相对称绕组轴线 A 、B, C 在空间上固定并且互差1200 ，转子对 称绕组的轴线 a 、 b 、 c 随转子一起旋转。我们把定子 A 相绕组的轴线作为空间参考坐标 轴，转子a 轴和定子A 轴间的角度，作为空间角位移变量。规定各绕组相电压、电流及 磁链的正方向符合电动机惯例和右手螺旋定则。这样，我们可以得到异步电机在三相静 止坐标系下的电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 1.1.1异步电机在三相静止坐标系下的数学模型 1、三相定子绕组的电压平衡方程为 (1-1) 式中以微分算子P 代替微分符号 相应地，三相转子绕组折算到定子侧的电压方程 (1-2) 式中：U A ,U B ,U C ,U a ，U b ,U c 为定子和转子相电压的瞬时值； iA ，iB ，i C ，ia ，ib ，ic 为定子和转子相电流的瞬时值； 屮 屮 屮 屮 屮 屮 A, B, C, a, b, c 为定子和转子相磁链的瞬时值； Rs,Rr 为定子和转子电阻。 将定子和转子电压方程写成矩阵形式： 电力拖动自动控制系统复习（14电气工程本） 一．题型 填空（20）、选择（10）、简答（30）、计算（40） 二．各章节内容提要 （一）绪论——基本概念 1.运动控制系统的组成（电动机、功率放大与变换装置、控制器、相应的传感器）【P1】【填空】 2.直流电机的数学模型简单，转矩易于控制。交流电机具有结构简单等优点，但其动态数学模 型具有非线性多变量强耦合的性质。【P3】【填空】 3.转矩控制是运动控制的根本问题，磁链控制与转矩控制同样重要。【P5】【填空】 4.典型的生产机械负载转矩特性主要包含恒转矩负载特性、恒功率负载特性、风机与泵类负载 特性。【P5】【填空】 （二）第2章 1．基本概念 （1）直流调速转速公式、方法。【P7】【填空】 公式：方法：1）调节电枢供电电压U； 2）减弱励磁磁通； 3）改变电枢回路电阻R （2）可控直流电源（G-M系统、V-M系统、PWM变换器）【P9】【填空】 （3）增设平波电抗器来抑制电流脉动，总电感量的计算。【P12】【选择题】 三相桥式 三相半波 单相桥式 （4）失控时间的选择【p15】【选择题】 整流电路形式最大失控时间 单相半波20 10 单相桥式（全波）10 5 三相半波 6.67 3.33 三相桥式 3.33 1.67 ★★★★（5）PWM调速系统的优越性表现【p16】【简答题】 ○1主电路简单，需要的电力电子器件少； ○2开关频率高，电路容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较小； ○3低速性能好，稳速精度高，调速范围宽； ○4若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强； ○5电力电子器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高； ○6直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高 （6）不可逆PWM系统中，γ与ρ的关系。【P17】 γ=ρ （7）泵升电压【P20】【填空题】 对滤波电容充电的结果造成直流侧电压升高 （8）调速系统的稳态性能指标S与D及相互之间的关系。【P21-22】【填空题】 ○1——额定负载时的最高和最低转速 => ○2最低速 => 空载转速 ○3例： ★★★★（9）开环系统与闭环系统比较（4点结论）【P29-30】【简答题】 ○1闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多。 ○2闭环系统的静差率要比开环系统小得多。 ○3当要求的静差率一定时，闭环系统可以大大提高调速范围。 ○4要取得上述三项优势，闭环系统必须设置放大器。 ★★★★（10）闭环系统能减少稳态转速降的实质问题是什么？结合图形分析【P31】【简答题】闭环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电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降。 （11）反馈控制规律（3点）【P31】【简答题】 ○1比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统 ○2反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定 ○3系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度 《电力拖动自动控制系统》复习题 一、简答题： 1、为什么直流电动机在电力拖动领域中得到了广泛的应用？答：直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。 2、在《电机拖动自动控制系统》课程体系内，为什么非常重视直流拖动控制系统部分？答：直流拖动控制系统在理论和实践上都比较成熟，而且从反馈闭环控制的角度来讲，又是交流拖动系统的基础。 3、直流电动机调速的基本方法有几种？答：调节励磁电压、调节励磁磁通、改变电枢回路电阻 4、直流调速系统用的可控直流电源有哪些种类？答：旋转变流机组、静止可控整流器、直流斩波器和 脉宽调制变换器 5、在直流调速系统内，晶闸管有何缺陷？ 答：（1）晶闸管的单向导电性不允许电流反向，给系统的可逆运行造成困难。 （2）晶闸管对过电压过电流和过高的du/dt 和di/dt 都十分敏感，任意指标超过允许值都可能使原件快速损坏。 （3）系统在深度调速状态时，晶闸管的导通角很小，使得系统的功率因数很低，产生较大谐波，引起电网电压畸变，使附近用电设备损坏。 （4）晶闸管依靠反向偏置电压关断，强迫关断电路中电容易失效，从而无法通过充放电提供反压，造成电路失控使晶闸管无法关断。 6、牵引传动系统的基本控制方式有几种类型？ 答：（没找到） 7、V-M 直流调速系统中，晶闸管整流桥的触发角在何范围时系统电功率处于何种状态？答：触发角为 0°- 90°时，晶闸管整流桥处于整流状态，系统输出电功率。 触发角为90°- 180°时，晶闸管整流桥处于逆变状态，系统吸收电功率。 8、V-M直流调速系统中，可能会出现电流断续现象，有何种危害，又有哪些抑制措施？ 答： 危害：电流断续使得系统空载转速很高，机械特性变软；使电动机产生转矩断续，对生产机械不利。 抑制措施：增加整流电路相数、设置平波电抗器、采用反并联可逆线路，形成环流，使电流连续。 9、调速系统的稳态性能指标包括哪些？ 答：调速范围、静差率 10、反馈控制系统的有何作用？答：同开环控制系统相比，闭环反馈控制系统的机械特性硬度提供， 转速平稳；静差率 更小；调速范围更大。 11、为何需要可逆调速系统？ 答：单组晶闸管装置供电的调速系统中，电动机都只是朝着一个方向旋转的，因此只能获得单象限运行，然而许多的生产机械却要求电动机正反转和快速制动，需要四象限运行的 特性，此时必须采用可逆调速系统。 第2章 三、思考题 2-1 直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？ 答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。特点略。 2-2 简述直流PWM 变换器电路的基本结构。 答：直流PWM 变换器基本结构如图，包括IGBT 和续流二极管。三相交流电经过整流滤波后送往直流PWM 变换器，通过改变直流PWM 变换器中IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。 2-3 直流PWM 变换器输出电压的特征是什么？ 答：脉动直流电压。 2-4 为什么直流PWM 变换器-电动机系统比V-M 系统能够获得更好的动态性能？ 答：直流PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流PWM 变换器的时间常数Ts 等于其IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。因fc 通常为kHz 级，而f 通常为工频（50 或60Hz为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过20，故直流PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。 2-5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什么？ 答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流PWM 变换器的输出。电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。 2-6 直流PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断路会产生什么后果？ 答：为电动机提供续流通道。若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。 2-7 直流PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？ 答：不是。因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负载电流，电机无法运转。 2=8 泵升电压是怎样产生的？对系统有何影响？如何抑制？ 答：泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时，由于二极管整流器的单向导电 1. 运动控制系统是由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成，交流调速系统取代直流调速系 统已成为不争的事实。 2. V-M系统：晶闸管整流器一电动机调速系统；SPVWM :电压空间矢量PWM控制 3. 直流PWM调速系统：脉宽调整变换器一直流电动机调速系统； 脉宽调制变换器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可 变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电动机转速 4. 泵升电压：当系统工作在逆变状态时，会对滤波电路中滤波电容进行充电，使电容两端电压升高 5. 静特性：表示闭环系统电动机转速与负载电流(转矩)间的稳态关系 6. 有静差调速系统：在比例控制调速系统中，存在扰动引起的稳态误差； 7. 无静差调速系统：对于积分控制和比例积分控制系统，由阶跃扰动引起的稳态误差为0； 8. 电流截止负反馈：当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流，而电流正常时仅有转速负反馈起作用控 制转速。 9. 准时间最优控制：在设备物理上的允许条件下，实现最短时间的控制； 10. 双闭环调速系统：在电流、转速反馈控制系统中，从闭环结构上看，由电流环在里面构成的内环和由__________ 转速环在外面构成的外环，两个闭环构成的控制系统称作双闭环调速系统; 11. 可逆调速系统：可以实现电机正反转，具有四象限运行功能的调速系统称为可逆调速系统; __________ 12. 环流的定义：采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果两组装置的整流电压同时岀现，便会产生 不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流 (1 )静态环流一一两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流，其中又有两类：直流平均环流一一由晶闸 管装置输出的直流平均电压所产生的环流称作直流平均环流。 瞬时脉动环流一一两组晶闸管输出的直流平均电压差为零，但因电压波形不同，瞬时电压差仍会产生脉动的环流，称作瞬时脉动环流。 (2)动态环流一一仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流。 两种抑制环流方法：(1)只要实行> 配合控制就能保证消除直流平均环流。 (2)可在环流回路中串入环流(均衡)电抗器，抑制瞬时脉动环流 13. 双极式控制的桥式可逆PWM变换器有下列优点： (1 )电流一定连续；(2)可使电动机在四象限运行；(3)电动机停止时有微振电流，能消除静磨擦死区； (4)低速平稳性好，系统的调速范围大；(5)低速时，每个开关器件的驱动脉冲仍较宽，有利于保证器件 的可靠导通。 14. 转差频率控制系统调速：在转差率S很小的范围内，只要能够维持气隙磁通$ m不变异步电机的转矩 就近似与转差角频率3 S成正比，即在异步电机中，控制转差率就代表了控制转矩。 15. 脉冲宽度调制(PWM )：利用电力电子开关的导通与关断，将直流电压变成连续可变的电压，并通过控制脉冲宽 度或周期达到变压变频的目的 16. SPWM控制方式：SPWM即以正弦波作为调制信号对载波信号进行调制后，产生一组等幅而脉冲宽 度正比干正弦波的矩形脉冲。将该组脉冲作为逆变器开关元件的控制信号，从而在逆变器负载上(多为异步电动机)得到与控制信号波形相同，等效于正弦波的驱动电压。 17. 电压空间矢量PWM (SVPWM )的基本思想：按空间矢量的平行四边形合成法则，用相邻的两个有效工作矢量合 成期望的输出矢量。 18. 电流截止负前反馈的作用：(1)限流保护(过载自动保护)；(2)加速起动过程。 载流环节的物理实现方法：(1)比较电压法；(2)稳压管法;(3)封锁运放法 19. PID控制器各环节的作用是： (1) 比例环节P :成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一日出现，控制器立即产生控制作用，以便 减少偏差，保证系统的快速性。 (2) 积分环节I :主要用于消除静差，提高系统的控制精度和无差度。 电力拖动自动控制系统复习题 电力拖动自动控制系统复习题 一、填空题 1. 直流调速系统用的可控直流电源有：旋转变流机组（G-M系统）、静止可控整流器（V-M统）、直流斩波器和脉宽调制变换器（PWM）。 2. 转速、电流双闭环调速系统的起动过程特点是饱和非线性控制、准时间最优控制和转速超调。 3. 交流异步电动机变频调速系统的控制方式有恒磁通控制、恒功率控制和恒电流控制三种。 4. 变频器从结构上看，可分为交交变频、交直交变频两类，从变频电源性质看，可分为电流型、电压型两类。 5. 相异步电动机的数学模型包括：电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 6. 异步电动机动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 7. 常见的调速系统中，在基速以下按恒转矩调速方式，在基速以上按恒功率调速方式。 8. 调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。 9. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。 10. VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制 11、转速、电流双闭环调速系统当中，两个调节器采用串级联接，其中转速反馈极 性为负反馈、电流反馈极性为负反馈。 12、直流斩波器的几种常见的控制方法：①T不变，变ton——脉冲宽度调制（PWM）；②ton不变，变 T——脉冲频率调制（PFM）；③ton和T都可调，改变占空比——混合型。 13、转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时，转速n取决于给定电压、ASR的输出量取决于负载电流。 14. 各种电力拖动自动控制系统都是经过控制电动机转速来工作的。 15. V-M系统中，采用三相整流电路，为抑制电流脉动，可采用的主要措施是设置平波电抗器。 16、在单闭环调速系统中，为了限制全压启动和堵转电流过大，一般采用电流截止负反馈。 17、在α＝β配合控制的直流可逆调速系统中，存在的是直流平均环流，可用串接环流电抗器抑制。 18、采用PI调节器的转速、电流双闭环系统启动时，转速调节器经历不饱和、饱和、退饱和三种状态。 二、选择题 1. 带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ） A、零； B、大于零的定值 一、判断题 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，起快速自动保护作用。（X） 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。（X） 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。（X） 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。（√）1、弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。（Ⅹ） 2、采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。（√） 3、只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。（√） 4、直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（√） 5、静差率和机械特性硬度是一回事。（Ⅹ） 6、带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（Ⅹ） 7、电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U k的大小并非仅取决于速度定 U g*的大小。（√） 8、双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。（Ⅹ） 9、逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。（Ⅹ） 10、可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（√） 11、双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。（Ⅹ） 与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（Ⅹ） 12、α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（√） 13、转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。（Ⅹ） 14、电压闭环相当于电流变化率闭环。（√） 15、闭环系统可以改造控制对象。（√） 16、闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。 17、直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。（√） 18、直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。（Ⅹ） 19、电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。（√） 20、对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。（√） 21、交—交变频器的输出频率低于输入频率。（√） 22、普通VVVF变频器可以直接突加转速给定起动。（Ⅹ） 23、转差频率控制的转速闭环异步电动机变频调速系统实际动静态性能达到直流双闭环调速系统的水平。（Ⅹ） 24、SVPWM控制方法的直流电压利用率比一般SPWM提高了15%。（√） 25、串级调速系统的容量随着调速范围的增大而下降。（Ⅹ） 习题解答（供参考） 习题二 2.2 系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？ 解：10000.02(100.98) 2.04(1) n n s n rpm D s ?= =??=- 系统允许的静态速降为2.04rpm 。 2.3 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为0max 1500min n r =，最低转速特性为 0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落15min N n r ?=，且在不同转速下额定速降 不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？ 解：1）调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下） max 0max 1500151485N n n n =-?=-= min 0min 15015135N n n n =-?=-= max min 148513511D n n === 2) 静差率 01515010%N s n n =?== 2.4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=0.023Ω。相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？？ 解：()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-?= 378(0.0230.022)0.1478115N n I R C e r p m ?==?+= [(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =?-=??-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33 N D n S n s =?-=??-= 2.5 某龙门刨床工作台采用 V-M 调速系统。已知直流电动机 60,220,305,1000min N N N N P kW U V I A n r ====，主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2V ?min/r,求： （1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落N n ?为多少？ （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率N S 多少？ （3）若要满足D=20,s ≤5%的要求，额定负载下的转速降落N n ?又为多少? 解：(1)3050.180.2274.5/min N N n I R Ce r ?=?=?= (2) 0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =?=+= (3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ?=-=??= 2.6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构图如图所示，已知给定电压* 8.8u U V =、比例调节器 放大系数2P K =、晶闸管装置放大系数15S K =、反馈系数γ=0.7。求：（1）输出电压d U ；（2）若把反馈线断开，d U 为何值？开环时的输出电压是闭环是的多少倍？（3）若把反馈 系数减至γ=0.35，当保持同样的输出电压时，给定电压*u U 应为多少？ 解：（1）* (1)2158.8(12150.7)12d p s u p s U K K U K K V γ=+=??+??= (2) 8.8215264d U V =??=,开环输出电压是闭环的22倍 (3) * (1)12(12150.35)(215) 4.6u d p s p s U U K K K K V γ=+=?+???= 2.7 某闭环调速系统的调速范围是1500r/min~150r/min ，要求系统的静差率5%s ≤，那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100r/min ，则闭环系统的开环放大 判断题 采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。（√）只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。（√）直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（√） 静差率和机械特性硬度是一回事。（×） 使用PI调节器构成的无静差调速系统稳态精度不受反馈检测装置的影响。 电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压的大小并非仅取决于速度给定的大小。（√） 转速、电流反馈控制无静差可逆调速系统稳态时电力电子装置控制电压的大小取决于电流调节器输入信号的大小。（×） 反馈控制系统的精度只取决于给定的精度。（×） 双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。（×） 对于有环流可逆V-M系统，在一般情况下允许两组晶闸管同时处于整流状态。（×）逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。（×） 可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（√） 双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。（×） 与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（×） α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（√） α=β配合工作制的有环流可逆调速系统的正向制动过程中，转速调节器饱和，电流调节器不饱和。（×） 转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。（×） 电压闭环相当于电流变化率闭环。（√） 闭环系统可以改造控制对象。（√） 闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。 V-M系统中平波电抗器的电感量一般按照额定负载时保证电流连续的条件来选择。（×）直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。（√） 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。（×） 电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。（√） 一.填空 电力拖动考试题 1.闭环调速系统稳态分析和设计中长常用的调速指标有 以及 并且两者必须同时提及才有意义。 2.双闭环调速系统采用串级结构，内环为 ，外环为 。 3.在晶闸管——电动机可逆调速系统中，“可逆”指的是电动机的 方向改变。 4.H 型变换器在控制方式上分 、 和受限单极式三种。 5.SPWM 技术中以频率比期望波高的 作为载波，并以频率和期望波相同的 作 为调制波。 6.按照交流异步电动机原理，从定子传入转子的电磁功率可以分为两部分：一部分是拖动负载的有功功率，另一部分是 。 三.选择 1.看静态调速部分 2.双闭环调速，两个均采用PI 调节器，PN= 3.7KW ，Un=220V ,Idn=20A,n N=6000r/min, 设Unm*=Uim*=8V ，电枢回路最大电流为Idm=40A ，求电流反馈系数? A 0.008 B 0.2 C 0.4 D 0.5 3.抑制瞬时脉动环流的办法是 A 正组控制角等于反组逆变角 B 串入环流电抗器 C 设置DLC D 错位控制 4.在有环流可逆调速系统的制动过程中 属于最重要的制动阶段。 5.有一个闭环系统，其控制对象的传递函数为10/s （0.01s+1），要求校正为典型Ⅱ型系统，则调节器的结构为 A P 型 B I 型 C PI 调节器 D PD 调节器 6.直接将角相位信号转换成数字信号的是 。 7.下列交流调速系统中，不属于转差功率消耗型的是 A 降电压调速 B 串级调速 C 电磁转差离合器调速 D 串电阻调速 四.简答 1.列出三种改变直流电压和三种交流电压的方法。 2.转速负反馈单闭环直流调速系统的稳态结构图并给出它的三个反馈控制基本规律。 3.简述在双闭环调速系统中，转速调节和电流调节器各自的作用。 4.环流的概念和分类并给出直流平均环流与瞬时脉动环流的各自定义。 五.V ——M 系统反并联可逆线路的四中工作状态。 2．关于双闭环直流调速系统，下列说法错误的是（ ） A ：稳定运行时，当调节器节器均不饱和时，有n u n 0α=* I u dl i β=* B ：是一种准时间最优控制方式 C ：对典型I 型系统；无特殊要求时，可取KT=0.5 D:当负载过重时,会呈现挖土机特性 三,简答与作图 1.简述反馈控制基本规律 P25 2.试画出双闭环直流调速系统结构框图电力拖动试题库带答案
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