电机与电力拖动(B卷)

1-1为什么PWM-电动机系统比晶闸管----电动机系统能够获得更好的动态性能?

答:PWM开关频率高,响应速度快,电流容易连续,系统频带宽,动态
响应快,动态抗扰能力强。

1-2试分析有制动通路的不可逆PWM变换器进行制动时,两个VT是如何工作的?

答:制动时,由于 的脉冲变窄而导致 反向时,Ug2 变正,于是VT2导通,
VT2导通,VT1关断。

1-3调速范围和静差率的定义是什么?调速范围,静态速降和最小静差之间有什么
关系?为什么脱离了调速范围,要满足给定的静差率也就容易得多了?

答:生产机械要求电动机提供的最高转速 和最低转速 之比叫做调速范围,
用字母D表示,即:
负载由理想空载增加到额定值时,所对应的转速降落 与理想空载转速 之比,称为系统的静差率S,即:
调速范围,静差速降和最小静差之间的关系为:

由于在一定的 下,D越大, 越小 又一定,则S变大。所以,如果不考虑D,则S的调节也就会容易,

1-4.某一调速系统,测得的最高转速特性为 ,最低转速特性为 ,带额定负载的速度降落 ,且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大?



1-5闭环调速系统的调速范围是1500----150r/min,要求系统的静差 S<=2%,那末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倍数应有多大?
1,
2,

1-6某闭环调速系统的开环放大倍数为15时,额定负载下电动机的速降为8 r/min,如果将开环放大倍数他提高到30,它的速降为多少?在同样静差率要求下,调速范围可以扩大多少倍?


同样静差率的条件下调速范围与开环放大倍数加1成正比

1-7某调速系统的调速范围D=20,额定转速 ,开环转速降落 ,若要求静差率由10%减少到5%则系统的开环增益将如何变化?
解:原系统在调速范围D=20,最小转速为: ,

原系统在范围D=20,静差率为10%时,开环增益为:

静差率10%时原系统的开环增益为:


1-8转速单环调速系统有那些特点?改变给定电压能否改变电动机的转速?为什么?如果给定电压不变,调节测速反馈电压的分压比是否能够改变转速?为什么?如果测速发电机的励磁发生了变化,系统有无克服这种干扰的能力?

答:1)闭环调速系统可以比开环调速系统硬得多的稳态特性,从而在保证一定静差率的要求下,能够提高调速范围。为此,所需付出的代价是需增设电压放大器以及检测与反馈装置。
2)能。因为 ,由公式可以看出,当其它量均不变化时, 随着 的变化而变化
3)能。因为转速和反馈电压比

有关。
4)不,因为反馈控制系统只对反馈环所包围的前向通道上的扰动起抑制作用 ,而测速机励磁不是。
1-9在转速负反馈调节系统中,当电网电压、负载转矩,电动机励磁电流,电枢电流、电枢电阻、测速发电机励磁各量发生变化时,都会引起转速的变化,问系统对于上述各量有无调节能力?为什么?
答:系统对于上述各量中电网电压、负载转矩,电动机励磁电流,电枢电流、电枢电阻、有调节能力。因为它们在闭环系统的前向通道中,对于测速发电机励磁各量发生变化,没有调节能力。因为它不在闭环系统的前向通道中。
1-10有一V-M调速系统,电动机参数为:

电枢电阻 ,整流装置内阻 ,触发整流环节的放大倍数 。要求系统满足调速范围D=20,静差率S≤10%。
(1) 计算开环系统的静态速降 和调速要求所允许的闭环静态速降 。
(2) 调整该系统能参数,使当 , , ,则转速负反馈系数 应该是多少?
(3) 计算放大器所需的放大倍数。

 解:(1)电动机的电动势系数
开环系统静态速降
闭环静态速降
闭环系统开环放大倍数
(2)因为
所以 =407.4288
= =0.00961
(3)
运算放大器的放大倍数

1-11 在题1-10的转速负反馈系统中增设电流截止环节,要求堵转电流 ,临界截止电流 ,应该选用多大的比较电压和电流反馈采样电阻?要求电流反馈采样电阻不超过主电路总阻的1/3,如果做不到,需要加电流反馈放大器,试画出系统的原理图和静态结构图,并计算电流反馈放大系数。这时电流反馈采样电阻和比较电压各为多少?

解:(1)

则 0

得:



系统的原理图和静态结构图 (给它画出图)


(2)显然采样电阻大于主电路2.7*1/3倍,所以增加电流反馈放大器后:
新的采样电阻: 可选0.5欧姆
电流反馈放大系数:
新的比较电压:
所以加上的电流反馈放大器的放大倍数为3




1-12 某调速系统原理图如图所示,已知数据如下:电动机 Pn=18KW,Un=220V,In=94A,整流装置内阻 ,触发整流环节的放大倍数 。最大给定电压 ,当主电路电达到最大值时,整定电流反馈电压 。
设计指标:要求系统满足调速范围D=20,静差率S≤10%, , 。试画出系统的静态结构框图,并计算:
(1) 转速反馈系数a。
(2) 调节器放大系数 。
(3) 电阻 的数值。(放大器的输入电阻 )
(4) 电阻 的数值和稳压管VS的击穿电压值。

解:(1)



同1-10可得a=0.0145
(2)

(3)
(4) A; A;
当主电路电流最大即为 时,
而当主电路电流为 时, 为:
V
此时电流反馈起作用,稳压管的击穿电压 可根据 确定取稍大值:
当主电路的电流增大到 时,为起到保护作用应使流过 的电流 等于流过 的电流,以使电机转速迅速降落。此时:
mA ; kΩ(取3.5kΩ)

系统的静态结构框图






1-13 在电压负反馈单闭环有静差调速系统中,当下列参数发生变化时,系统是否有调节作用,为什么?
(1)放大器的放大倍数Kp (2)供电电网电压 (3)电枢电阻Ra
(4)电动机励磁电流 (5)电压反馈系数a

答:3)电枢电阻,4)电动机励磁电流,(5)电压反馈系数a
无调节作用。因为反馈控制系统所能抑制的只是被反馈包围的前向通道上的扰动。

1-14 有一个V-M系统,已知:电动机: (15分)
,Ra=1.5,整流装置内阻
,触发整流环节的放大倍数 。(15分)
(1) 系统开环工作时,试计算调速范围D=30时的静差率s值;
(2) 当D=30, 时,计算系统允许的稳态速降;
(3) 如组成转速负反馈有静差调速系统,要求D=30, ,在,
,计算转速负反馈系数a 和放大器放大系数Kp;
(4)如将上述调速系统改为电压负反馈有静差调速系统,仍要求在
,并保持系统原来的开环放大系数K不变,试求在D=30时的静差率。

解:(1) (原来多加了1)


(2)当 D=30,S=10% 时计算系统允许的稳态速降

(3)
求取 的方法同1-10
可得 =0.00652

(4)改为电压负反馈有静差调速系统
闭环转速降落为:
当调速D范围不变时静差率为:

显然比速度反馈系统在调速范围不变的情况下静差率大的多,但比无反馈系统静差率小了
1-15 在题1-10的系统中,若主电路电感L=50mH,系统运动部分的飞轮惯量 ,整流装置采用三相零式电路,试判断按题1-10要求设计的转速负反馈系统能否稳定运行?如果保证系统稳定运行,允许的最大开怀放大系数K是多少?

电磁时间常数
机电时间数 (查表全波为0.00167)

在1-10题中 如要系统稳定须保证 则系统不稳定。
如要系统稳定,允许的最大的开环放大系数为 但调速范围不满足了

16.为什么用积分控制的调速系统是无静差的?在转速负反馈调速系统中,当积分调节器的输入偏差电压 时,调节器的输出电压是多少?它取决于那些因素?
答: 使用积分控制时可以借助积分作用,使反馈电压 与给定电压 相等,即使 为零 一样有输出,不再需要 来维持 ,由此即可使输出稳定于给定值使调速系统无静差。
当 时调节器的输出为电压 ,是对之前时

刻的输入偏差的积累。
它取决于 的过去变化,当 为正 增加,当 为负 下降,当 为零时 不变。

17.在无静差转速单闭环调速系统中,转速的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响?试说明理由;
答: 在无静差转速单闭环调速系统中,转速的稳态精度同样受给定电源和测速发电机精度的影响。无静差转速单闭环调速系统只是消除了误差,使输出的转速基本稳定于给定的转速。但是,这种系统依然属于反馈控制系统,只能抑制被反馈环包围的前向通道上的扰动,对于其他环节上的精度影响无可奈何。
18.采用比例调节器控制的电压负反馈系统,稳态运行时的速度是否有静差?为什么?试说明理由;
答:有静差。电压负反馈系统中是在转速较高时,
忽略了转速的降落认为 电枢电压正比于转速,而实际上是电枢电压无静差,从公式中可以看出速度的降落是不能消除的。
因为调节器的输出是电力电子变换器的控制电压 。
所以只要电动机在运行,就必须有控制电压 因而也必须有转速偏差电压 。




第二章 习题答案

2-1在转速、电流双闭环调速系统中,若改变电动机的转速,应调节什么参数?改变转速调节器的放大倍数Kn行不行?改变电力电子变换器的放大倍数Ks行不行?改变转速反馈系数 行不行?若要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的什么参数?
答:改变转速,调节给定电压 ,改变转速调节器放大倍数 不行,改变 也不行,改变 行。改变堵转电流调节电流反馈系数 .
2-2转速、电流双闭环调速系统稳态运行时,两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是多少?为什么?
答:两个调节器的输入偏差电压均为0,如果不为0则 和 继续变化,就不是稳态。
转速调节器的输出电压为: 电流调节器的输出电压为:
2-3如果转速、电流双闭环调速系统中的转速调节器不是PI调节器,而改为P调节器,对系统的静、动态性能将会产生什么影响?
答:稳态精度变差,但跟随性和抗干扰能力都不会得到改善,使系统成为不稳定系统。
答:静特性 1)闭环系统的静特性变软 2)存在静差率相对较大。
动特性:跟随性和抗干扰能力不会得到改善,动态稳定性降低,而快速性却提高了。
2-4试从下述五个方面来比较转速、电流双闭环调速系统和带电流截止环节的转速单闭环调速系统:
(1) 调速系统的静态特性;
(2) 动态限流性能;
(3) 起动的快速性;
(4) 抗负载扰动的性能;
(5) 抗电源电压波动的性能;

答:(1)单闭环:在系统稳定时实现转速无静差。
双闭环:可实现转速无静差和电流无静差。
(2)

单闭环:只能在超过临界电流 后,限制电流冲击
双闭环:电流调节器通过电流反馈系数 随时调节控制电流
(3)单闭环:快、不平稳
双闭环:起动快、平稳
(4)单闭环:差
双闭环:强、靠ASR
单闭环:差
双闭环:由电流内环ACR及时调节
2-5在转速、电流双闭环调速系统中,两个调节器均采用PI调节。当系统带额定负载运行时,转速线突然断线,系统重新进入后,电流调节器的输入偏差电压 是否为零?为什么?
答:转速和电流调节器的输出达到饱和为止,电流调节器的输入偏差电压 不为零,因为稳定后电流反馈依然为 只能增加电动机的 转速达到新的平衡
2-6在转速、电流双闭环调速系统中,转速给定信号 未改变,若增大转速反馈系数 ,系统稳定后转速反馈电压 是增加、减少还是不变?为什么?
答: 不变。因为 增大,在达到新的稳定运行时,依然要是无静差系统,系统的转速下降,在达到同样的 时稳定运行。
2-7在转速、电流双闭环调速系统中,两个调节器ASR、ACR均采用PI调节器。已知参数:电动机: 电枢回路总电阻R=1.5 ,设 ,电枢回路最大电流 ,电力电子变换器的放大系数 。试求:
(1) 电流反馈系数 和转速反馈系数 ;
(2) 当电动机在最高转速发生堵转时的 、 、 、 值。
解:(1)电流反馈系数
转速反馈系数
(2)
(负反馈)
由于堵转电流 n=0

2-8在转速、电流比闭环调速系统中,调节器ASR,ACR 均采用PI调节器。当ASR输出达到 时,主电路电流达到最大电流80A。当负载电流由40A增加到70A时,试问:
(1) 应如何变化?
(2) 应如何变化?
(3) 值由哪些条件决定?
解:(1) 应增加。因为当负载电流由40A增加到70A时 增加, 是确定的。


由40A 增加到70A时, 由4V增加到7V
(2) 略有增加。因为 ; 的增加使 增加,使得 增加
(3) 由n和 决定。
2-9在转速、电流双闭环调速系统中,电动机拖动恒转矩负载在额定工作点正常运行,现因某种原因使电动机励磁电源电压突然下降一半,系统工作情况将会如何变化?写出 、 、 、 及n在系统重新进入稳定后的表达式。
答:当磁通下降一半时
但电动机拖动恒转矩负载运行所以






2-10某反馈控制系统已校正成典型I型系统。已知时间常数T=0.1S,要求阶跃响应超调量
(1) 求系统的开环增益;
(2) 计算过渡过程时间 和上升时间 ;
(3) 绘出开环对数幅频特性。如果上升时间 ,则K=?,
解:(1)系统开环增益 (参见表2-2)
(2)调节时间
上升时间
(3) KT=1 K=10
(4)用MATLAB 仿一个为好:


2-11 有一个系统,其控制对象的传递函数为 ,要设计一个无静差系统,在阶跃输入下系统超调量 (按线性系统考虑)。试对该系统进行动态校正,决定调节器结构,并选择其参数。
解:校正成典型I型系统,调节器传递函数为 校正后系统的开环传递函数为:

查表得:

2-12有一个闭环系统,其控制对象的传递函数为 ,要求校正为典型 型系统,在阶跃输入下系统超调量 (按线性系统考虑)。决定调节器结构,并选择其参数。
解: 选用PI型调节器
系统开环传函为
h=7

2-13调节对象的传递函数为 ,要求用调节器分别将其校正为典型 型和 型系统,求调节器的结构与参数。
解:校正成典型 型系统选择PI调节器:
校正后的开环传递函数为:

K=100

(2)校正成典 型系统,选择PI调节器:


h=5



2-14 在一个三相零式晶闸管整流装置供电的转速-----------
(1) 电流反馈系数
转速反馈系数
(2)设计电流调节器ACR
1. 确定时间常数
整流装置滞后时间常数
电流环小时间常数之和
2.选择电流调节器结构
按典型 型设计,电流环控制对象是双惯性型的可用PI型电流调节器。 检查对电源电压的抗扰性能: 各项指标可以接受。
3.计算电流调节器参数
电流调节器超前时间常数
电流开环增益:要求

4.校验近似条件
电流截止频率
(1)晶闸管装置传递函数的近似条件
满足近似条件
(2)忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件
满足近似条件
(4) 电流环小时间常数近似处理条件
满足近似条件
(5)计算调节器电阻和电容
动态性能跟随指标为 满足近似条件
(3)



3.ASR 1.确定时间常数
电流环等效时间常数
转速滤波时间常数
转速环小时间常数
2.选择转速调节器结构 :按典型Ⅱ型系统设计,选择PI调节器
3.计算转速调节器参数
取 h=3 ASR的超前时常数
转速开环增益
ASR例系数
4.校验近似条件

(1)电流环传递函数简化条件 满足近似条件
(2)转速环小时间常数 满足近似条件
5.计算调节器电阻电容

2-15 (1)选用PI调节器 h=5





(2)


(1) 电流环传递函数简化条件
满足近似条件

满足近似条件
2-16(1)





一、填空题:(每空1分,共计20分)
1.直流电机电枢绕组元件流过的电流是_交流电流,流过正负电刷的电流是_直流电流。
2.直流发电机中电枢绕组产生的电磁转矩是制动性质的转矩,直流电动机电枢绕组电势的方向与电枢电流的

方向 相反 。
3.直流电机的U>Ea时运行于_电动状态,U<Ea时运行在发电状态。
4.转矩折算的原则是_传递的功率不变,飞轮转矩折算的原则是_存储的动能不变。
5.变压器的正弦主磁通对应 尖顶波励磁电流,正弦励磁电流对应 平顶波 主磁通。(正弦波 平顶波 尖顶波)
6.对于工频为50Hz的供电电源,两极电机的同步速为3000r/min;四极电机的同步速为1500r/min。
7.当转差率s>1时,异步电机工作在 电磁制动 状态;当转差率s<0时,异步电机工作在 发电 状态。
8.变压器的损耗主要是:铜耗、铁耗。而交流电机的损耗主要有:铜耗、铁耗、机械损耗、散杂损耗。
二、选择(每空2分,共20分)
1. 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 。
(A)Ea下降30% (B)T下降30% (C)端电压下降30%
2. 并励直流电动机调速时,若允许的最大静差率不变,则电枢回路串电阻调速与降低电源电压调速相比,调速范围是 B 。
(A)前者比后者大 (B)前者比后者小 (C)两者相同
3. 直流电动机的额定功率指 B 。
(A)转轴吸收的机械功率 (B)转轴输出的机械功率 (C)电枢端口吸收的电功率
4. 一台三相电力变压器SN=560kVA,U1N/U2N =10000/400(v),Dy接法,负载时忽略励磁电流,低压边相电流为808.3A时,则高压边的相电流为 C 。
(A) 808.3A (B) 56A (C)18.67A
5. 三相变压器二次侧的额定电压是指原边加额定电压时二次侧的 A 电压。
(A)空载线 (B)空载相 (C)额定负载时的线
6. 升压变压器,一次绕组的每匝电势 C 二次绕组的每匝电势。
(A)等于 (B)大于 (C)小于
7. 三相感应电动机等效电路中的附加电阻(1-s)R’/s 上所消耗的电功率应等于 C 。
(A)输出功率P2 (B)电磁功率Pem (C)总机械功率Pm
8. 如果有一台三相感应电动机运行在转差率为s=0.25,此时通过气隙传递的功率有 C 。
(A)25%的转子铜耗 (B)75%是输出功率 (C)75%是全机械功率
9. 三相感应电动机电磁转矩的大小和 A 成正比
(A)电磁功率 (B)输出功率 (C)输入功率
10. 三相异步电动机的旋转方向决定于 C 。
(A)电源电压大小 (B)电源频率高低 (C)定子电流的相序
三、问答题(每小题4分,共20分)
1. 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的?
答:磁滞损耗由于B交变时铁磁物质磁化不可逆,磁畴之间反复摩擦,消耗能量而产生的。涡流损耗是由于通过铁心的磁通ф发生变化时,在铁心中产生感应电势,再由于这个感应

电势引起电流(涡流)而产生的电损耗。

2. 直流电机空载和负载运行时,气隙磁场各由什么磁动势建立?负载后电枢电动势应该用什么磁通进行计算?
答:空载时的气隙磁场由励磁磁动势建立,负载时气隙磁场由励磁磁动势和电枢磁动势共同建立。负载后电枢绕组的感应电动势应该用合成气隙磁场对应的主磁通进行计算。


3. 画出变压器的T型等效电路图,并标明正方向。


4. 一台笼型感应电动机,原来转子是插铜条的,后因损坏改为铸铝的。如输出同样转矩,电动机运行性能有什么变化?
答 转子由铜条改为铝条后,相当于转子回路电阻增大,使得电动机起动电流减小、起动转矩增大,最大转矩不变,临界转差率 增大。在负载转矩不变的情况下, 增大,转速下降,效率降低。
5. 为什么采用短矩和分布绕组能削弱谐波电势?为削弱5次谐波和7 次谐波电势,节距选多大比较合适?
答:从绕组系数公式 可知,采用短矩和分布绕组能削弱谐波电势,这是因为每槽电势随着谐波次数的增加,相邻槽的电势相位差增大v倍,所以采用它们可以削弱谐波电势。从 知,要削弱5次和7次谐波电势,选y1= 比较合适,此时, , ,使它们削弱都比较大。
四、计算题(20分)
1. 一台他励直流电动机 , , , , ,电动机原工作在额定电动状态下,已知最大允许电枢电流为 ,试求:(1)采用能耗制动停车,电枢中应串入多大电阻?(2)采用电压反接制动停车,电枢中应串入多大电阻?(3)两种制动方法在制动到 时,电磁转矩各是多大?(10分)
解:(1) ,

(2)反接制动时:
(3)采用能耗制动方法在制动到 时,电磁转矩 。
采用电压反接制动方法在制动到 时:
2. 已知交流电机定子槽内分别放置了空间互差90°电角度、且匝数彼此相等的两相对称绕组AX、BY,分别对其通以两相对称电流: 和 。则两相对称绕组所产生的合成基波磁势的性质、转速与转向如何?(10分)
解:将A相绕组的轴线定义为空间坐标轴的原点,则两相对称绕组各自产生的基波磁势分别为


式中, 为一相绕组所产生的基波磁势的幅值。
两相绕组所产生的基波合成磁势为

则基波合成磁势的性质为:圆形旋转磁势;转速为同步速 ,其中, ;转向为由A相轴线转向B相轴线。
五、综合题(20分)
1. 一台三相异步电动机,额定电压380伏,定子三角形接法,频率50Hz,额定功率7.5kw,额定转速960r/m,额定负载时 ,定子铜耗474W,铁耗231W,机械损耗45w,附加损耗37.5w,试计算额定负载时,(1)转差率;(2)转子电流的频率;(3)转子铜耗;(4)效率;(5)定子电流


解:(1)n1=
(4分)
(2) (4分)
(3)
w(4分)
(4)

(4分)
(5) (4分)

一、填空题(每空2分,总计20分)
1. 三种常用的可控直流电源是 旋转变流机组 、静止整流装置和直流斩波器或脉宽调制变换器。
2. 反馈闭环控制系统的精度依赖于系统中 给定 精度和 检测 精度。
3. 直流调速系统中可以通过设置 环流 电抗器来抑制电流脉动。
4. 多个小惯性环节是进行近似处理是将它们近似地看成是 一个惯性 环节。
5. 采用工程设计法的双闭环直流调速系统中, 电流 环设计主要考虑跟随性能,为此引入的电流调节器为 PI 调节器。
6. V-M反并联有环流可逆调速系统,当电动机工作状态处于机械特性的第二象限时,正组桥处于 待整流 状态,反组桥处于 逆变 状态。
7. 逻辑控制的无环流可逆调速系统在实现上采用 封锁 延时和开放延时来确保系统的可靠工作
二、选择题(每题2分,总计10分)
1. 下列说法不正确的是( D )
A 调速范围和静差率两个指标必须同时提出才有意义;
B 截流反馈可以抑制V-M直流调速系统的电流冲击;
C 积分调节器控制可使系统无静差;
D 双闭环调速系统完成起动时,能够实现最大电流起动过程。
2. 转速、电流双闭环调速系统中,电流调节器的输出限幅决定了( B )
A 电动机额定电压;
B 整流装置最小控制角;
C 电动机最大电流;
D 电动机最大转速。
3. 反并联可逆调速系统中用了( D )个环流电抗器。
A 1 B 2 C 3 D 4
4. 属于H型双极式PWM变换器缺点( C )。
A电流不连续; B单象限运行 C开关损耗大 D低速不平稳
5. 有环流可逆调速系统的制动过程的本组逆变阶段为( D )。
A电流由正向负载电流到零 B电流由正向负载电流到最大电流
C电流由零到负的最大电流 D电流由最大电流到零
三、简答题(每题6分,总计30分)
1. 请比较比例调节器和积分调节器在控制规律上有何不同,并说明其根本区别在哪方面?
答:积分调节器控制可使系统无静差,比例调节器控制必需要有静差;(3分)
积分调节器的输出取决于输入量的全部历史过程,比例调节器的输出取决于输入量的现状;这一点是两种调节器控制规律的根本区别。(3分)

2. 双闭环调速系统中,转速调节器的作用是什么?
答:转速调节器的作用:(1)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分)(2)对负载变化起抗扰作用;(2分)(3)其输出限幅值决定电机允许的最大电流。(2分)
3. 采用励磁反接的可逆调速系统中,要进行

正转向反转的过渡,需要调节励磁下降,此时会出现什么问题,如何解决这一问题?
答:由于励磁绕组的电感大,励磁反向的过程较慢;方法:强迫励磁。(3分)
电动机不允许在失磁的情况下运行,可能飞车;方法:电枢电流截止。(3分)
4. 简述逻辑控制无环流可逆调速系统的原理。
答:逻辑控制的无环流可逆系统:当一组晶闸管工作时,用逻辑电路(硬件)或逻辑算法(软件)去封锁另一组晶闸管的触发脉冲,使它完全处于阻断状态,以确保两组晶闸管不同时工作,从根本上切断了环流的通路,这就是逻辑控制的无环流可逆系统。
5. 采用双极型PWM变换器的调速系统,当电动机停止时,电枢电流是否等于零,为什么?
答:当电机停止时电枢电压并不等于零,而是正负脉宽相等的交变脉冲电压,因而电流也是交变的。这个交变电流的平均值为零,不产生平均转矩,但是电枢电流的瞬时值却不等于0。

四、计算题(总计20分)
1.(本题10分)双闭环调速系统中已知数据为:电动机:Unom = 220V,Inom = 20A,nnom = 1000r/min,电枢回路总电阻R = 1?。设 ,电枢回路最大电流Idm = 40A,Ks = 40,ASR与ACR均采用PI调节器。试求:(1)电流反馈系数?和转速反馈系数?。(2)当电动机在最高转速发生堵转时的Ud0、 、Ui和Uct值。
解:(1) (2分)
(2分)
(2) 堵转时:


2.(本题10分)已知:

试用PI调节器分别将其校正成典型Ⅱ型,并求调节器参数。
解:选用PI调节器







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五、画图题(总计20分)
分别画出转速单闭环调速系统和转速、电流双闭环调速系统的动态结构图。注意电机动态模型。
答:(各占10分)




一、(1×30=30分)填空题
1、电力拖动系统由电动机 、传动装置 、 生产机械 和 控制设备
等部分组成的机械电气系统。
2、生产机械的机械特性是指 生产机械的转速 和 转矩 之间的函数关系。
3、电动机的电磁转矩 方向与电动机 旋转方向 方向相反的运行状态称为制动运行状态,简称制动。
4、电动机的电磁转矩 方向与电动机 旋转方向 方向相同的运行状态称为电动运行
状态。
5、电动机电动运行时,电动机是把 电能 转化成 机械能 ,为生产机械提供原动力。
6、他励直流电动机调速方法有 电枢回路串电阻 调速 、 降低电源电压 调速和
减弱磁通 调速三种。
7、串励直流电动机理想空载转速为无穷大,实际上由于剩磁磁通存在,no一般可达(5~6)nN,空载运转时会出现“飞车”现象。因此,串励直流电动机是不允许
空载 运行或用 皮带 传

动的。
8、三相交流异步电动机Y?△降压启动适用于电动机轻载启动,而且仅限于正常运行
为 △ 接法的电动机。
9、三相交流异步电动机有 能耗 制动、 反接 制动和 回馈 制动三种
制动。
10、三相交流异步电动机调速方法有 变频 调速、 变极 调速和
变转差率 调速三种。
11、低压控制电器按动作方式分类有: 自动切换 电器和 非自动 电器。
12、熔断器对被保护线路实现 短路 保护或 严重过载 保护。
13、继电器是一种根据 电量 或 非电量 的变化自动接通和断开控制电路,以完成控制或保护任务的电器。
二、(2×10=20分) 单项选择题
1、通电导体在磁场中受到电磁力作用,电磁力方向由( B )定则判定。
A.、右手 B、左手
2、三相鼠笼式异步电动机的转速与下列量关系正确的是( C )
A、转速与轴上的负载成正比 B、转速与电源电压成正比
C、转速与电源频率成正比 D、转速与三相励磁电流成正比
3、直流电动机的机械特性描述了( D )的对应关系。
A、速度与电压 B、速度和电流
C、转矩和电压 D、速度和转矩
4、异步电动机工作时,转子的转速n与旋转磁场转速n0的关系是( A )。
A、 nn0
C、n=n0 D、 n≤n0
5、三相异步电动机起动瞬时,转差率为( C )
A、S=0 B、S=SN
C、S=1 D、S>1
6、在正反转和行程控制电路中,把正、反转接触器的一对辅助动断触头分别串接在对方的控制回路中,其目的是为了( C )。
A、起自锁作用 B、保证两个接触器能同时动作
C、保证两个接触器不能同时动作 D、能灵活控制电机正反转
7、三相异步电动机的旋转方向由( C )决定 。
A.电源电压大小 B.电源频率的高低
C.定子电流的相序 D.转子电流的频率
8、在继电器接触器控制电路中,自锁环节的功能是( B )
A、保证可靠停车 B、保证起动后持续运行
C、兼有点动功能 D、保证正反转不会同时作用
9、交流电动机铁心采用硅钢片的目的是( C )。
A、减小磁阻和铜耗 B、减小磁滞损耗和涡流损耗
C、减小涡流 D、减小磁滞和矫顽力
10、电动机正反转控制电路中的联锁保护环节( B )
A、仅保护电机 B、 仅保护电源
C、电动机,电源均保护 D、 均无保护作用
三、(1×10=10分)判断题(正确的打√ 错误的打×)
1、三相异步电动机的额定功率指输入功率。 ( × )
2、热继电器在电动

机线路中作用是保护电动机不过负荷。 ( √ )
3、在继电器接触器电动机控制电路中,自锁环节的功能是保证起动后电动机持续运行。(√ )
4、三相异步电动机星? 三角降压启动方法,适用于正常运行三角形接法的电动机。(√ )
5、三相异步电动机制动状态时机械特性在第二、四象限。 ( √ )
6、根据电压值的大小而动作的继电器称为电压继电器。 ( √ )
7、降压启动是利用启动设备降低加到电动机定子绕组上的电压,以减少启动电流。( √ )
8、当线路电压低于额定值时所采取的保护措施称为欠压保护。 ( √ )
9、使电动机按照单一方向旋转的控制称为单向控制。 ( √ )
10、直流串励电动机可以空载运行。 ( × )
四、( 5×4=20分 )回答下列问题 
1、下图中电动机处于什么状态?简述实现的过程。

答:图中三相异步电动机处于定子电源反接的反接制动状态。
在三相异步电动机需要制动时,改变三相交流电源的相序 , 使得电动机
的电磁转矩转向与电动机的旋转方向相反,实现制动,电动机转数迅速下降,
直到转速为零,电动机停转,从而实现了快速制动停车。
2、直流电动机为什么不能直接启动?
答:直流电动机启动时,由于n=0、Ea=0,起动电流Ist=U/Ra ,
可达(10~20)IN ,使电动机损坏,所以一般不能直接启动。

3、写出直流它励电动机的转速公式,说明有哪些调速方法?
答:直流他励电动机的转速公式为:

从公式可以看出调速方法有:
(1)电枢回路串电阻Rc 调速;
(2)降低电源电压的U调速;
(3)减弱主极磁通的Φ调速。

4、在交流异步电动机正反转控制电路中,为什么要实现互锁?
答:正转接触器和反转接触器的主触头决不允许同时闭合,否则造成两相短路事故,
为了保证一个接触器的电动作时,另一个接触器不能得电动作,就在正转控制电路中
串接了反转接触器的常闭触点,在反转控制电路中串接了正转接触器的常闭触点,
实现互锁。

五、(10×2=20分)分析并回答下列各题
1、写出三相交流异步电动机的机械特性的实用表达式 ? 说出式中各量表达的含义。
答:三相交流异步电动机的机械特性的实用表达式为:

式中:T —— 电磁转矩
Tm—— 最大电磁转矩
S —— 转差率
S m—— 最大电磁转矩对应的转差率
2、下图为某人画出的三相交流异步电动机正反转控制线路,检查图中哪些地方画错了,试在下面改画出正确的图。

. 答:图中画错地方 :

1、主回路KM2主触头画错;
2、控制回路没有串入热继电器的常闭触点 FR;
3、正转启动按钮,反转启动按钮用错;
4、自保触点用错;
5、互锁触点用错。
正确的图如下示:
一 判断题
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Uk的大小并非仅取决于速度定 Ug* 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 )
12α=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。(√)

二 选择题
1直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时,( A)。
A ACR抑制电网电压波动,ASR抑制转矩波动
B ACR抑制转矩波动,ASR抑制电压波动
C ACR 放大转矩波动,ASR抑制电压波动
D ACR放大电网电压波动,ASR抑制转矩波动
2桥式可逆PWM变换器给直流电动机供电时采用双极性控制方式,其输出平均电压 等于(B)。

A B
C D



3与机组相比,相控整流方式的优点是(A、B、C、D ),缺点是( E、F )。

A 功率放大倍数小于1000倍 B 可逆运行容易实现
C 控制作用的快速性是毫秒级 D 占地面积小,噪音小
E 高次谐波丰富 F 高速时功率因数低
4系统的静态速降△ned一定时,静差率S越小,则( )。
A 调速范围D越小 B 额定转速 越大
C 调速范围D越大 D 额定转速 越大
5当理想空载转速n0相同时,闭环系统的静差率 与开环下的 之比为( D )。
A 1 B 0 (K为开环放大倍数)
C 1+K D 1/(1+K)
6速度单闭环系统中,不能抑制( D )的扰动。
A 调节器放大倍数 B 电网电压波动
C 负载 D 测速机励磁电流
7转速—电流双闭环不可逆系统正常稳定运转后,发现原定正向与机械要求的正方向相反,需改变电机运行方向。此时不应( C )。
A 调换磁场接线 B 调换电枢接线
C 同时调换磁埸和电枢接线 D 同时调换磁埸和测速发电机接线
8一个设计较好的双闭环调速系统在稳态工作时( C )。
A 两个调节器都饱和 B 两个调节器都不饱和
C ST饱和,LT不饱和 D ST不饱和,LT饱和
9α=β配合控制有环流可逆调速系统的主回路中(D )
A既有直流环流又有脉动环流 B有直流环流但无脉动环流
C既无直流环流又无脉动环流 D 无直流环流但有脉动环流
10普通逻辑无环流(既无推β又无准备)可逆调速系统中换向时待工作组投入工作时,电动机处于( B )状态。
A 回馈制动 B 反接制动 C 能耗制动 D 自由停车
11双闭环直流调速系统电流环调试时,如果励磁电源合闸,电枢回路亦同时通电,给定 由ACR输入端加入且产生恒定的额定电流,则 ( )。(假定电机不带机械负载)
A 电机会稳定运转 B 电机不会运转 C 电机会加速到最高转速 D过流跳闸
12速度单闭环系统中,不能抑制( )的扰动。
A 调节器放大倍数 B 电网电压波动
C 负载 D 测速机励磁电流
13 α=β配合控制有环流可逆调速系统的主回路采用反并联接线,除平波电抗器外,还需要( )个环流电抗器。
A 2 B 3 C 4 D 1
14 转速PID调节器的双闭环系统与转速PI调节器的双闭环系统相比,(C)
A 抗负载干扰能力弱 B 动态速降增大
C 恢复时间延长 D 抗电网电压扰动能力增强
15 输入为零时输出也为零的调节器是
A P调节器 B I调节器 C PI调节器 D PID 调节器
16 下列电动机哪个环节是比例惯性环节
A B C D
17 直流电动反并联晶闸管整流电源供电的可逆调速系统给定为零时,主要停车过程是
A本桥逆变,

回馈制动 B 它桥整流,反接制动
C它桥逆变,回馈制动 D 自由停车
18直流电动一组晶闸管整流电源供电的不可逆调速系统给定为零时,主要停车过程是
A本桥逆变,回馈制动 B 它桥整流,反接制动
C它桥逆变,回馈制动 D 自由停车

三 填空题
1如图,埸效应管VT5的作用是零速封锁即在给定为零且反馈为零使调节器输出为零,以防止由于PI中由于积分作用输出不为零,使得移相控制角可能处于最小,出现全压启动导致过电流故障。电位器RP1可调整输出正限幅值,RP2可调整输出负限幅。C11是积分电容,C5和R9接入速度反馈构成微分调节器。C6、C7是输入滤波电容。
2电流断续时KZ—D系统的机械特性变软,相当于电枢回路的电阻值增大。
4 脉宽调速系统中,开关频率越高,电流脉动越小,转速波动越小,动态开关损耗越大。
5 采用转速—电流双闭环系统能使电动机按允许的最大加速度起动,缩短起动时间。
7 典型I型系统的超调量比典型II型系统小,抗扰动性能比典型II型系统差。
8下图为单闭环转速控制系统。







(1)图中V是 ;
(2)图中Ld是 ,它的作用是 ;
(3)图中采用的是 调节器,它的主要作用
是 ;
(4)此系统主电路由 相交流电供电;
(5)此系统具有 负反馈环节;
(6)改变转速,应调节___________电位器;
(7)整定额定转速1500转/分,对应8V,应调节___________电位器;
(8)系统的输出量(或被控制量)是___________。
解:
(1)图中V是 晶闸管整流器;
(2)图中Ld是平波电抗器 ,它的作用是 抑制电流脉动和保证最小续流电流 ;
(3)图中采用的是PI即比例积分调节器,它的主要作用是 保证动静态性能满足系统要求;
(4)此系统主电路由 三 相交流电供电;
(5)此系统具有 转速(速度) 负反馈环节;
(6)改变转速,应调节___RP1__电位器;
(7)整定额定转速1500转/分,对应8V,应调节_RP2_电位器;
(8)系统的输出量(或被控制量)是_转速_。

四 分析与计算题
1如下图,转速、电流双闭环调速系统中,ASR、ACR均采用PI调节器。已知参数:电动机: , , , ,电枢回路总电阻 ,设 ,电枢回路最大电流为 ,电力电子变换器的放大系数 。
试求:
(1) 电流反馈系数 和转速反馈系数 ;(5分)
(2) 突增负载后又进入稳定运行状态,则ACR的输出电压 、变流装置输
出电压 ,电动机转速 ,较之负载变化前是增加、减少,还是不变?为什么?(5分)
(3) 如果速度给定 不变时,要改变系统的转速,可调节什么参数?(5分)
(4) 若要改变系统

起动电流应调节什
么参数?此时,设 为正电压信号,在右图ASR中应调节中哪个电位器?(5分)
(5) 当电动机在最高转速发生堵转时
的 值;(10分)
解:(1)
评分标准:各2.5分,公式对数值结果错扣1分,量纲错扣0.5分,公式错不给分。
(2)
(3) 因为 所以调节 可以改变转速 。
(4)因为 ,起动时转速调节器ASR饱和,输出限幅值 ,所以改变ASR限幅值可以改变起动电流 , 为正时,起动时ASR输出为负,所以应调节 来改变起动电流。不能改变电流反馈系数,因为它还影响电流环的动特性。
(5)

评分标准:分析出起动ASR饱和,结果全对,满分;没有分析出起动ASR饱和,没写公式扣3分,其它扣4-5分。
2双闭环调速系统中如反馈断线会出现什么情况,正反馈会出什么情况?
答:反馈断线后, ,ASR 饱和,输出为限幅值,转速环开环,相当于堵转,电流给定为ASR的输出最大值,电流闭环,按最大电流值恒流加速,转速上升,但由于转速反馈断线,触发移相控制电压增大到极限,触发角最小移至 ,转速达到最高值。
,同样,正反馈时,也是一样。
五(10分)
下图所示为控制系统实验装置中的过流保护单元电路原理图,试简述其工作原理。
解: 当主电路电流超过某一数值后(2A左右),由9R3,9R2上取得的过流信号电压超过运算放大器的反向输入端,使D触发器的输出为高电平,使晶体三极管V由截止变为导通,结果使继电器K的线圈得电,继电器K由释放变为吸引,它的常闭触点接在主回路接触器的线圈回路中,使接触器释放,断开主电路。并使发光二极管亮,作为过流信号指示,告诉操作者已经过流跳闸。
SA为解除记忆的复位按钮,当过流动作后,如过流故障已经排除,则须按下以解除记忆,恢复正常工作。

六 设计题
1校正为典型I型系统的几种调节器选择

校正为典型II型系统的几种调节器选择

2已知控制对象开环传递函数 ,试加入串联调节器 将其校正为开环典型I型系统,并求调节器结构和参数 (15分)


所以,调节器的结构为PI调节器,参数如上式。
评分标准 写出结构为PI,并计算参数 给全分;如只计算 ,而没有计算 扣5分;如将 写错者,扣2分;没写出结构,扣5分。
3写出下图电路的传递函数。


4计算电机空载时恒流升速到额定转速时间

五 证明题(10分)

定义 调速范围 ,静差率 ,而最高转速 (额定转速)
交流调速系统
一 判断题
1交—交变频器的输出频率低于输入频率。(√)
2普通VVVF变频器可以直接突加转速给定起动。(Ⅹ)
3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)
4 SVPWM控制方法的直流电压利用率比一般SPWM提高了15%。(√)
5串级调速系统的容量随着调速范围的增大而下降。(Ⅹ)
6交流调压调速系统属于转差功率回馈型交流调速系统。(Ⅹ)
7普通串级调速系统是一类高功率因数低效率的仅具有限调速范围的转子变频调速系统。(√)
8永磁同步电动机自控变频调速中,需增设位置检测装置保证转子转速与供电频率同步。(√)
9交流调压调速系统属于转差功率不变型交流调速系统。(Ⅹ)
10同步电动机只需改变定子频率就可调节转速,不必采用VVVF控制。(Ⅹ)
11SVPWM以圆形旋转磁场为控制目标,而SPWM以正弦电压为控制目标。(√)
12SVPWM输出电压比SPWM高出15%,即直流电压的利用率高。(√)
串级调速系统能够实现电气制动。(Ⅹ)
13 转差频率矢量控制系统没有转子磁链闭环。(Ⅹ)
14异步电动机的状态方程至少是一个5阶系统。(√)
15 异步电动机VVVF调速系统中速度给定信号可以是阶跃信号。(Ⅹ)
16气隙磁链是定子、转子通过气隙相互交链的那部分磁链。(√)
计算转子磁链的电压模型更适合于中、高速范围,而电流模型能适应低速。
17 在串级调速系统故障时,可短接转子在额定转速下运行,可靠高。(√)
1. 气隙磁链
是定子、转子通过气隙相互交链的那部分磁链

2. 定子磁链
是气隙磁链 与定子漏磁链 之和。

3.转子磁链
是气隙磁链 与转子漏磁磁链 之和

、 、 均以同步速ωS旋转,三者的差距为漏磁链。

二 选择题
1带二极管整流器的SPWM变频器是以正弦波为逆变器输出波形,是一系列 的 (A)矩形波。
A 幅值不变,宽度可变 B 幅值可变,宽度不变
C 幅值不变,宽度不变 D 幅值可变,宽度可变
2绕线式异步电动机双馈调速,如原处于低同步电动运行,在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势,而负载为恒转矩负载,则(B)
A ,输出功率低于输入功率 B ,输出功率高于输入功率
C ,输出功率高于输入功率 D ,输出功率低于输入功率
3普通串级调速系统中,逆变角 ,则(C)。
A 转速上升,功率因数下降 B 转速下降,功率因数上升
C 转速上升,功率因数上升 D 转速下降,功率因数下降
4绕线式异步电动机双馈调速,如原处于低同步电动运行,在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势,而负载为恒转矩负载,则(C)
A ,输出功率低于输入功率 B ,输出功率高于输入功率
C ,输出功率高于输入功率

D ,输出功率低于输入功率
(注: 为电动机实际转速, 为电动机同步转速)
5与矢量控制相比,直接转矩控制(D)
A 调速范围宽 B 控制性能受转子参数影响大 C 计算复杂 D 控制结构简单
6异步电动机VVVF调速系统的机械特性最好的是(C)
A恒 控制 B恒 控制
C恒 控制 D 恒 控制
7异步电动机VVVF调速系统中低频电压补偿的目的是
A 补偿定子电阻压降 B 补偿定子电阻和漏抗压降
C 补偿转子电阻压降 D 补偿转子电阻和漏抗压降
8异步电动机VVVF调速系统的机械特性最好的是(D)
A恒压频比控制B恒定子磁通控制C恒气隙磁通控制D恒转子磁通控制
9电流跟踪PWM控制时,当环宽选得较大时,
A开关频率高,B电流波形失真小 C电流谐波分量高 D电流跟踪精度高

三 填空题(10分)
下图为异步电动机矢量控制原理结构图,A,B,C,D分别为坐标变换模块,请指出它们分别表示什么变换?(8分)这些变换的等效原则是什么(2分)?


解:A 矢量旋转逆变换 ,B 二相静止坐标变成三相静止坐标变换
C 三相静止坐标系变成二相静止坐标变换
D 矢量旋转变换 VR,将二相静止坐标下的互相垂直的交流信号变换成二相旋转的互相垂直的直流信号。 等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效
下图为异步电动机矢量变换与电流解耦数学模型,A,B分别为坐标变换模块,请指出它们分别表示什么变换?(8分)这些变换的等效原则是什么(2分)?
解: A三相静止坐标系变成二相静止坐标变换 B矢量旋转变换 VR将二相静止坐标下的互相垂直的交流信号变换成二相旋转的互相垂直的直流信号。其等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效。

四设计题
间接检测 的方法有两种,即电流模型法与电压模型法。
计算转子磁链的电流模型
1在αβ坐标系上计算转子磁链的电流模型
五 简述题
下图为调速范围D≤3的串级调速系统主回路单线原理框图,试说明起动时各电器开关正确的合闸顺序和停机时的分闸顺序,并说明理由。(15分)
间接起动操作顺序
1.先合上装置电源总开关S,使逆变器在 bmin 下等待工作。
2.然后依次接通接触器K1 ,接入起动电阻R , 再接通K0 ,把电机定子回路与电网接通,电动机便以转子串电阻的方式起动。
3.待起动到所设计的nmin(smax)时接通K2 ,使电动机转子接到串级调速装置,然后断开K1 , 切断起动电阻,此后电动机就可以串级调速方式继续加速到所需的转速运行。
停车操作顺序
1.由于串级调速没有制动能力,应先将转速降至nmin , 再合上K1 ,然后断开K2 ,使电动机转子回路与

串级调速装置脱离;
2.最后断开K0 ,以防止当K0断开时在转子侧感生断闸高电压而损坏整流器与逆变器。

一、简答题(每小题6分,共42分)
1、调速系统的静态性能指标有哪些?它们是怎么定义的?它们之间有什么关系?

2、在转速、电流双闭环调速系统中,若电流调节器采用PI调节器,其作用是什么?其输出限幅值应如何整定?

3、典型I型系统和典型Ⅱ型系统在稳态误差和动态性能上有什么区别?

4、双闭环系统的起动过程有何特点?为什么一定会出现转速超调?

5、在逻辑控制的无环流可逆调速系统中,实现无环流的原理是什么?

6、异步电动机串级调速机械特性的特征是什么?

7、交流异步电动机数学模型具有哪些性质?

二、选择题(每小题3分,共18分)
8、关于变压与弱磁配合控制的直流调速系统中,下面说法正确的是( )。
A 当电动机转速低于额定转速时,变压调速,属于恒转矩性质调速。
B 当电动机转速高于额定转速时,变压调速,属于恒功率性质调速。
C 当电动机转速高于额定转速时,弱磁调速,属于恒转矩性质调速。
D 当电动机转速低于额定转速时,弱磁调速,属于恒功率性质调速。

9、在晶闸管反并联可逆调速系统中, 配合控制可以消除( )。
A 直流平均环流 B 静态环流 C 瞬时脉动环流 D 动态环流

10、在三相桥式反并联可逆调速电路和三相零式反并联可逆调速电路中,为了限制环流,需要配置环流电抗器的数量分别是( )。
A 1个和2个 B 2个和1个 C 2个和4个 D 4个和2个

11、交流异步电动机采用调压调速,从高速变到低速,其转差功率( )。
A不变 B全部以热能的形式消耗掉了 C大部分回馈到电网中

12、异步电动机串级调速系统中,串级调速装置的容量( )。
A 随调速范围的增大而增大 B 随调速范围的增大而减小
C 与调速范围无关 D 与调速范围有关,但关系不确定

13、在恒压频比控制(即 =常数)的变频调速系统中,在基频以下变频调速时进行定子电压补偿,其目的是( )。
A 维持转速恒定 B 维持定子全磁通恒定
C 维持气隙磁通恒定 D 维持转子全磁通恒定

三、计算题(共40分)
14(20分)、某转速负反馈单闭环直流调速系统的开环放大系数K=20;电动机参数为:UN=220V、IN=68.6A、Ra=0.23Ω、nN=1500 r/min、GD2 =10 N?m2;电枢回路总电阻RΣ=0.5Ω(包括Ra), 电枢回路总电感L∑=30 mH ;晶闸管整流装置采用三相桥式电路。试求:
(1)满足静差率S≤5%的调速范围有多大?
(2)电动机带额定负载运行的最低速是多少?
(3)画出转速单闭环调速系统的动态

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