电力拖动自动控制系统--运动控制系统_第四版_复习题_考试题目.doc

直流调速系统

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吋，（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U”等于

（B ）。

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，噪咅小

E 高次谐波丰富

F 高速时功率因数低 4系统的静态速降厶ned —定时，静差率S 越小，则（）。

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转速一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。此吋不应（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—个设计较好的双闭环调速系统在稳态工作时（C ）0

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 9a = [3配合控制有环流可逆调速系统的主回路中（D ）

A 调速范围D 越小

B 额定转速化〃越大

C 调速范围

D 越大 D 额定转速讥〃越大

5当理想空载转速n°相同时, 闭环系统的静差率*与开环下的》之比为 i+q (2f

B 5=屮-1 Us

\ 1 丿

2/

D U =^U

A既有直流坏流又有脉动环流B有直流坏流但无脉动坏流

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B 乂无准备）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，贝U ()。(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 a = P配合控制有坏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 P1D调节器

16下列电动机哪个环节是比例惯性环节

A U/s)

B 5(s) c I/s) D E(s)

'n(s) I(s) U d(s)-E(s) I d(s)-I fz(s)

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

填空题

［如图，埸效应管VT5的作用是零速封锁即在给泄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授小，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

路的电阻值壇

4脉宽调速系统中，开关频

率越高，电流脉动越尘，转

速波动越尘，动态开关损耗

越大。

5采用转速一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 型系统尘，抗扰动性能比典型II 型系统羞。

8下图为单闭环转速控制系统。

(1) 图中V 是晶闸管整流器；

(2)

图中J 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;

⑷此系统主电路由_^相交流电供电； ⑸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_1＜卩2_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、电流双闭坏调速系统中，八SR 、ACR 均采用PT 调节器。已知参数：电动机: P N =3：1KW , U N = 220K , I N = 20A , n N = lOOOr/min ,电枢回路总电阻 /? = 1.5Q ,设

电力电子变换器的放大系数心=40。

(1) 电流反馈系数“和转速反馈 系数

Q; (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5 ,电动机转速〃，较之负 载变化前是增加、减少，还是不变？

可调节什么参数?

(4) 若要改变系统起动电流应调节什

u 二二｛J ： = ior,电枢回路最大电流为i (htl = 30/,

(3)

如果速度给定口：不变时，要改变系统的转速,

么参数？此时，设u；为正电压信号，在右图

ASR中应调节中哪个电位器？当电动机在最高转速发

生堵转时的U d,U*,U i9U c值；（10 分）

a = — = = -^― = 0.0W / rpm

解：⑴:山1000

J3 = ^~ = — = O.33V/A

% 30

小 /小-=SJ L R=空务愛 J U d = K S U C ?

U； = c.n = c

⑶ 因为口： = U n =00^=^，所以调节a可以改变转速” 0 a

⑷因为U：=5=阻,起动时转速调节器ASR饱和，输出限幅值U；严叽,所以改变ASR 限幅值可以改变起动电流/伽，口；为正时，起动时ASR输出为负，所以应调节RP5來改变起动电流。不能改变电流反馈系数，因为它述影响电流环的动特性。

⑸

U；=Uyi

U：= 107Q” =07,|t/：冃41=107,

^/=U R=30X1.5=45V,

U =^=Q^=Z^=30X^=H3K

c K K K, 40

?> ?> ?>

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，匕=0, 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Q斷，转速达到最高值。

n = 6 - /凤 =5 cos% _,同样，正反馈时，也是一样。

Q Ce

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上収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,使品体三极管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校正为典世I 型系统的儿种调节器选择

!

I

/

I

心 K z 1

心

K2

对层i

（丁心1 ）（丁宀 1 ） 1 T$+ 1 s （c? 1） ]（r 15+ i ）（丁2$十））（5+ 1）

7 1 5-r 1 ?

丁3S+I

）

|

不多大，或八貉小!

调节器I

K P

1 （"+ 1 ）（r 2s+ 1 ）

1

5

1

TS

… !

:T 严?

T ￡ = l 八「3

校正为典型II 型系统的几种调节器选择

1

心

K.

?

r ? L Q t s （T^+ i ）

卩十1 ）（^25十

5（7\S + 1 ）（□$+ I ）

s （丁门 + 1）（7事十 1） 1）（7 2s+i ]

1 T “

Ti. 丁2和近

丁、、丁 2都较小

（Tj$ I ）

1 1 1 ! I

1

i 心心 1

X

（T 】s+ 1 ）（丫2$ 十 1 ）；

■

■ ■ ■ MM ?

k

T 】S+ 1

A p i —

— k

T2 i

3

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T 产巧

:

6=班八4儿丿

1

丁 或 h 八）

? i ?J . 1

参数記合

Ti=h （Tj 4 T 2

IX J

??

1 2十i

1

1

—1

"了2（或厂）

1 =? ?—

2已知控制对象开环传递函数G （s ）二

（加+ 1加 + 1）'

T 2>T ｝，试加入串联调节器NG ）将其

校正为开坏典型I型系统，并求调节器结构和参数（15分）

wg)叫f 冷严叭时爲”) K 叶+ 】)(& +「)= M

5(75 + 1) K 2 Pl

?

'：T 2 > A .?.空 +1 = T 2S + \,T = T 2

%

??Kpi - 2环2 2T {K 2

所以，调节器的结构为PI 调节器,

CS

U R RCS + 1 1 於 + 1 "於 + 1 _丄— _________ = ? __________ = _K ? _______

U c aRCSRX aR\ TS P

TS K P =—f T =RC

P

aR\

4计算电机空载时恒流升速到额定转速时间

375 T e 375导,炉2

交流调速系统

选择题

1带二极管整流器的SPWU 变频器是以正眩波为逆变器输11!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

必讥巧=(丁丄

1

、

5(715+1)

K.K pi K 2K pi

1 ??? KT= J 卩 T = 卩 T 、=-

2

375 t

GD 2 n N GD 2

R

eg

参数如上式。

电动势，而负载为恒转矩负载，则(B)

A OvSvl,输出功率低于输入功率

B SvO,输出功率高于输入功率

C OvSvl,输出功率高于输入功率

D SvO,输出功率低于输入功率

3普通串级调速系统中，逆变角0T,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,7

Cn>n

},输出功率高于输入功率 D n>n

}

,输出功率低于输入功率

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彫响大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4 /0）{控制B恒Eja）\控制

C恒Q./?控制D恒IJ（O X控制

7异步电动机WVF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WVF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

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yL, B二相静止坐标变成厂相静止坐标变换

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，请指出它们分別表示什么变换？（8分）这些变换的等效原则是什么（2分）？

解：A三相静止处标系变成二相静止处标变换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鯉场箋效或磁动势等效。

五简述题

下图为调速范围DW3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ySnin下等待工作。

2?然后依次接通接触器K1 ,接入起动电阻心再接通K0 ,把电机定子冋路与电网接通，电动机便以转子串电阻的方式起动。

3?待起动到所设计的/7min（5max）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mnin, 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。