电气传动及控制参考资料.docx

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一、单项选择题（本大题共0分，共120小题，每小题0分）

1.在转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中，突减负载后又进入稳定运行状态，此时晶闸管整流装置的输出电压Ud较负载变化前是（减少）了。

2.如下关于转速开环恒压频比控制调速系统（通用变频器-异步电动机调速系统）论述正确的是（通用变频器一般用电阻来吸收制动能量）。

3.比例微分的英文缩写是（PD）。

4.转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常方式是（PI）。

5.双闭环无静差V-M调速系统中，增加UPE的增益，系统稳定后转速反馈电压（不变）。

6.下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是（变压变频调速）。

7.SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的（正弦波）。

8.生产机械的负载转矩特性是（恒功率转矩负载）。

9.转速、电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是（ASR）。

10.可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是（积分控制）。

11.限止电流冲击的最简单方法是采用（电流截止负反馈）。

12.电动机在调速过程中，保持电枢电流不变情况下，输出转矩不变的调速称为（恒转矩调速）。

13.下列不属于交流异步电动机动态数学模型特点的是（线性）。

14.SPWM技术中，调制波是频率和明望波相同的（正玄波）。

15.在定性的分析闭环系统时，截止频率越低．则系统的稳定精度（越低）。

16.在直流电动机调速方法中弱磁调速是（恒功率调速）调速。

17.在转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中，突减给定电压后又进入稳定运行状态，此时晶闸管整流装置的输出电压Ud较给定电压变化前是（减小）了。

18.某单闭环直流调速系统的开环放大系数为19时，额定负载下电动机转速降落为8r/min，如果开环速降不变，要使闭环速降降为4r/min，则开环放大系数应为（39）。

19.调速系统的稳态性能指标包括调速范围和（静差率）。

20.某单闭环直流调速系统，额定负载下电动机转速降落为8r/min，如果负载转矩降为额定负载的一半，那么它的闭环速降为（4r/min）。

21.双闭环无静差V-M系统中，改变（转速反馈系数）能够改变稳态转速。

22.在转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中，当（测速发电机励磁）变化时，系统没有抗扰作用。

23.在转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中，当（转速反馈系数）变化时，系统没有抗扰作用。

24.恒Eg/ω1调速系统，最大电磁转矩（与ω1无关）。

25.转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时，ASR的输出量取决于（负载电流）。

26.双闭环无静差V-M调速系统，若起动过程中ASR未达到饱和，则会发生（起动过程变慢）。

27.双闭环无静差V-M调速系统中，增加反馈系数α，系统稳定后转速反馈电压（不变）。

28.转速、电流双闭环调速系统当中，两个调节器采用（串联）联接。

29.某单闭环直流调速系统的开环放大系数为19时，额定负载下电动机转速降落为8r/min，如果将开环放大系数提高到39，开环速降不变，那么它的闭环速降为（4r/min）。

30.双闭环无静差V-M调速系统中，如下关于转速调节器ASR和电流调节器ACR的作用论述正确的是（ACR在转速动态过程中有加快动态过程的作用）。

31.正弦波脉宽调制的英文缩写是（SPWM）

32.三相半波整流电路近似的一阶惯性环节的时间常数为（3.33ms）。

33.在转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中，当（转速反馈系数

）变化时，系统没有抗扰作用。

34.双闭环无静差V-M调速系统中，如下关于转速调节器ASR和电流调节器ACR的作用论述正确的是（ACR对电网电压的波动起及时抗扰的作用）。

35.双闭环无静差V-M系统中，改变（整流环节放大系数）不能改变稳态转速。

36.与矢量控制相比，直接转矩控制（控制结构简单）。

37.正弦波脉宽调制的英文缩写是（SPWM）。

38.转速、电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是（ACR）。

39.调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准（最低速）。

40.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）。

41.双闭环无静差V-M调速系统，起动过程的恒流升速阶段中，UPE的输出电压（逐渐增加）。

42.下列各项指标中，反应系统抗干扰性能指标的是（D（Tx））。

43.在PWM技术中，改变占空比ρ值，可以实现调压的目的，试选择：

保持一定，使在0~∞范围内变化，属于（B）；保持一定，使在0~∞范围内变化，属于（C）；+=T保持一定，使在0~∞范围内变化，属于（调宽调频法）。

44.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（输出功率高于输入功率）。

45.在加速度输入下的Ⅱ型系统稳态时的误差为（恒值）。

46.下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是（低阶）。

47.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（幅值不变，宽度可变）的矩形波。

48.下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是（降电压调速）。

49.双闭环无静差V-M调速系统中，如下关于转速调节器ASR和电流调节器ACR的作用论述正确的是（ASR对负载变化起抗扰作用

）。

50.三相桥式整流电路近似的一阶惯性环节的时间常数为（1.67ms

）。

51.在典型I型系统中，当时间常数T已知时，随着放大系数K增大，系统快速性（变好）。

52.控制系统能够正常运行的首要条件是（稳定性）。

53.在桥式可逆直流脉宽调速系统当中，分流电阻的作用是（抑制泵升电得多）。

54.双闭环无静差V-M系统中，改变（电流反馈系数）不能改变稳态转速。

55.静差率和机械特性的硬度有关，当理想空载转速一定时，特性越硬，则静差率（越小）。

56.双闭环无静差V-M调速系统，起动过程的恒流升速阶段中，ACR的输出电压（逐渐增加）。

57.双闭环调速系统在稳定运行时，控制电压Uct的大小取決于（n和Id1）。

58.单相桥式整流电路近似的一阶惯性环节的时间常数为（5ms）。

59.磁通控制基本方程式表明转子磁链与定子电流的励磁分量之间的传递函数是一个（一阶惯性环节）。

60.交流电动机变频变压调速系统属于（转差功率不变型调速系统）。

61.在典型I型系统中，当时间常数T已知时，随着放大系数K减小，超调量（减小）。

62.为了增加系统响应的快速性，我们应该在系统中引入（比例）环节进行调节。

63.转速、电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是（PI）。

64.恒Us/ω1调速系统，最大电磁转矩（随ω1增大而增大）。

65.如果要改变双闭环无静差V-M系统的转速，可调节（C（U*a））。

66.不属于跟随性能指标为（动态降落）。

67.SPWM技术中，载波是频率比期望波高得多的（等腰三角波）

68.在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的稳定精度（越低）

69.静差率和机械特性的硬度有关，当理想空载转速一定时，特性越硬，则静差率（越小）。

70.双闭环无静差V-M调速系统中，增加反馈系数β，系统稳定后转速反馈电压（不变）。

71.转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制（电机的气隙磁通）。

72.异步电动机数学模型的组成不包括（外部扰动）。

73.对于调速系统，最重要的动态性能是（抗扰性能）

74.异步电动机VVVF调速系统的机械特性最好的是（恒[P_2D7A675F7BFB8880FB8835C062E561F7]控制）

75.下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是（变压变频调速）

76.I型系统的随动系统，不能用于输入为（D（0.1t*2））

77.异步电动机VVVF调速系统的机械特性最好的是（恒转子磁通控制）

78.下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是（饱和线性控制）

79.在转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中，突增负载后又进入稳定运行状态，此时晶闸管整流装置的输出电压Ud较负载变化前是（增加）了。

80.可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是（积分控制）

81.双闭环调速系统在稳定运行时，控制电压Uct的大小取决于（n和Idl）。

82.在交—直—交变频装置中，若采用不控整流，则PWM逆变器的作用是（调压调频）。

83.转速、电流双闭环调速系统在稳态工作点上时，给定电压决定的是（转速）

84.异步电动机变压变频调速时，采用（Eg/f1=常值）控制方式，可获得一线性机械特性。

85.普通串级调速系统中，逆变角，则（转速上升，功率因数上升）。

86.在单闭环反馈控制系统中，不能被抑制变化是（测速反馈系数变化）

87.速度单闭环系统中，不能抑制（测速机励磁电流）的扰动。

88.某闭环调速系统的调速范围是1500～150r/min，要求系统的静差率s2%，那么系统允许的静态速降是（3.06r/min）。

89.不属于双闭环直流调速系统的起动过程中阶段为（全压起动）

90.在转速开环的交-直-交电流源变频调速系统中,GFC的作用是（加快频率环节的变化）

91.下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中，错误的是（反馈控制系统可以抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动）。

92.在转速电流双闭环调速系统中，选用了典型Ⅱ型系统，因为转速环性能是以（抗扰为主）

93.闭环系统的静特性表示闭环系统电动机的稳态关系是（转速与负载电流间的）。

94.一个设计较好的双闭环调速系统在稳态工作时（两个调节器都不饱和）。

95.中频段越宽，则系统的（稳定性越好）

96.异步电动机VVVF调速系统中低频电压补偿的目的是（补偿定子电阻压降）

97.下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是（变压变频调速）。

98.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Ud等于（BUd={（2t/T）-1}Us）。

99.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）。

100.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（输出功率高于输入功率）

101.静差率和机械特性的硬度有关，当理想空载转速一定时，特性越硬，则静差率（越小）。

102.转速、电流双闭环调速系统在稳态工作点上时，ASR的输出是由（负载电流决定）

103.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（零）

104.当理想空载转速[P_D168403133873DC2ED76A033E0168959]相同时，闭环系统的静差率[P_4E2234F0DF974F44C1F23E3DF9F9A48D]与开环下的[P_921C2933F779182978CCE99048B758B2]之比为（1/（1+K））。

105.在加速度输入下的I型系统稳态时的误差为（无穷大）

106.系统开环传递函数为，此系统为（Ⅰ型系统）

107.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，（ACR抑制电网电压波动，ASR抑制转矩波动）。

108.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，（恢复时间延长）

109.截止频率越高，则系统的（快速性越好）

110.在速度负反馈单闭环调速系统中，当下列（转速反馈系数）参数变化时系统无调节能力。

111.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（同时调换磁场和电枢接线）。

112.在闭环转速有差系统稳定运行中，突加负载后又进入稳定运行，可控硅整流装置的输出电压Ud将：

（增加）

113.在线饶转子异步电动机串级调速系统中，转子绕组：

（既能向电机输入功率，又能向电网回馈功率）

114.无静差单闭环调速系统，稳态时，转速的给定值与反馈值相同，此时调节器的输出（保持恒定值不变）。

115.某转速负反馈单闭环直流调速系统的静特性如图，其转差率和调速范围分别为：

（s=20%，D=6）

116.在无静差调速系统中，调节对象里含有积分环节，突加给定后PI调节器没有饱和，系统到达稳态前被调量会出现超调吗？

（一定超调）

117.在无静差调速系统中，如果突加负载，到稳态时转速会恢复原值，可控硅整流装置的输出电压Ud将：

（增加）

118.在转速、电流双闭环调速系统中，速度给定Ugn未变，转速反馈系数增加，系统稳定后速度反馈电压Ufn变化情况是：

（Ufn不变）

119.无静差调速系统的PI调节器中P部份的作用是（加快动态响应）

120.一般的间接变频器中，逆变器起（调频）作用。

二、填空题（本大题共0分，共20小题，每小题0分）

1.双闭环直流调速系统在稳态工作中，两个调节器都不饱和，转速给定电压为12V，转速反馈系数α=__0.01____V.min/r，则电动机的转速为1200r/min。

2.变压变频器，又称___VVVF___装置。

3.放大器的电压放大系数用符号_Kp_____表示。

4.调速系统转向允许正、反向运转的称为__可逆系统____，只能单向运转则为__不可逆系统____。

5.电压频率变换器是将电压信号变换为相应_频率_____的脉冲信号。

6.双闭环调速系统，在启动过程的大部分时间内，转速调节器处于___饱和状态___状态。

7.不可逆PWM变换器根据其特点可分为有制动作用和____无制动作用__两种。

8.可逆PWM变换器H型变换器由____4__个电力晶体管和___4___个续流二极管组成桥式电路。

9.转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统基本上具备了直流电动机双闭环控制系统的优点，控制系统不算复杂，静、动态性能都较好，且能在第____四__象限运行。

10.单闭环直流调速系统是指只有一个转速负反馈构成的__闭环控制系统____。

11.要使矢量变换控制系统具有和直流电动机调速系统一样的动态性能，转子磁通在动态过程中是否__恒定____是一个重要条件。

12.转速、电流双闭环直流调速系统正常运行时，_电流调节器_____调节器不会达到预先设计的饱和程度。

13.典型I型系统在阶跃响应过程中，最大值为____11V___，稳态值为10V，则系统的超调量为10%。

14.电压型逆变器异步电动机调速系统采用__电压频率协调控制___时，即使负载有较大的变化，它都能稳定运行。

15.PWM变换器中的开关频率越高，电枢电流的脉动就___越小___。

16.用___直流电动机___作为原动机的传动方式称为直流调速

17.电流幅值恒定是通过带_PI_____调节器的电流闭环控制实现的，这种系统不仅安全可靠而且具有良好的动静态性能。

18.SPWM控制技术包括单极性控制和_双极性控制_____两种方式。

19.ASR的作用是保持系统稳态运行时__无静差____,从而实现转速和电流两种负反馈分别在不同阶段各自起的调节作用。

20.如果电机在不同转速时所带的负载都能使电流达到额定值，即都能在允许温升下长期运行，则转矩基本上随磁场变化，按照电力拖动原理，在基频以上，转速升高时转矩降低，基本上属于___恒功率调速___性质。

三、作图题（本大题共0分，共2小题，每小题0分）

1.

2.请画出交一直一交变频器和交一交变频器的示意图

四、计算题（本大题共0分，共25小题，每小题0分）

1.系统的调速范围是1000~100[P_D96D64597E70CE2EDD236D434D707189]，要

求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？

2.04rpm

2.某一调速系统，在额定负载下，最低转速特性为，最高转速特性为，带额定负载时的速度降落，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？

3.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？

（1）主电路线路简单，需用的功率器件少。

（2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电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，可达1：

10000左右。

（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）功率开关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。

4.有一V-M系统：

电动机PN＝2．5kw，UN＝220V，IN＝15A，nN＝1500r／min，Rs＝2，RRec＝1，Ks＝90，要求调速范国D＝20，静差率S＝20%。

求：

（1）计算开环系统的速降和允许的静态速降；

（2）采用转速负反溃，当给定电压为20V、转速为1000r／min时，计算放大器的放大倍数。

（1）开环系统的速降为Δnop=15X（2+1）/0.127=354.3允许的静态速降为Δncl=8.33（r/min）其中Ce=0.127

（2）放大器的放大倍数K=（354.3/8.33）-1=44.54,

=20/1000=0.02

Kp=8.79

5.

90度

6.某闭环调速系统，测得的最高转速为nmax＝1500r/min最低转速为nmin=150r/min。

要求系统的静差率s＜2％，试计算：

（1）该系统的调速范围D；D=nmax/nmin=10

（2）系统允许的静态速降△nN；

7.当转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差是多少？

写出它们各自的输出电压值。

8.有一闭环系统，其控制对象传递函数为：

其中T1>T2,K2为控制对象的放大系数。

设计任务为校正成典型I型系统。

试：

（1）写出典型I型系统开环传递函数；

（2）选择调节器结构并写出校正后系统的开环传递函数；

（3）选择合适的参数配合形式。

9.

10.在转速、电流双闭环调速系统中，调节器ASR，ACR均采用PI调节器。

当ASR输出达到Uim=8V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）Ui应如何变化？

（2）Uc应如何变化？

（3）Uc值由哪些条件决定？

11.设控制对象的传递函数为

，式中K1=2；T1=0.4s；T2=0.08s；T3=0.015s；T4=0.005s。

要求阶跃输入时系统超调量。

用PI调节器将系统设计成典型I型系统，试设计调节器参数并计算调节时间ts。

12.采用电压空间矢量PWM调制方法，若直流电压恒定，如何协调输出电压与输出频率的关系。

13.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S<=5%，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倍数应有多大？

14.系统的开环传递函数为：

试画出开环对数幅频特性的渐进线（伯德图），要求标出截止频率、转折频率和斜率。

15.在转速、电流双闭环调速系统中，调节器ASR，ACR均采用PI调节器。

当ASR输出达到U*im=8V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）Ui应如何变化？

（2）Uc应如何变化？

（3）Uc值由哪些条件决定？

16.某调速系统额定转速Ned=1430r/min，额定速降为

。

当要求静差率S<=30%、S<=20%时，试求允许的调速范围。

17.

18.某龙门刨床工作台采用V-M调速系统。

已知直流电动机

，主电路总电阻

求：

（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落

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Sn多少？

19.异步电动机在恒压恒频时的机械特性曲线及其表达式为：

试推导异步电动机在如下电压频率协调控制下的表达式。

（1）恒压频比控制U1/ω1=恒值

（2）恒Eg/ω1控制（3）恒Er/ω1控制

20.试推导两相静止到两相旋转坐标下（C=2s/2r）的坐标变换矩阵，已知坐标系如图所示。

21.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

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。

22.一台直流他励直流电动机PN=2.2KW、UN=110V、IN=25A、nN=1500r/min、Ra=0.4Ω求：

nO、TN、ΔnN为多大？

23.某直流调速系统的电动机额定转速为nN=1430r/min,额定速降△nN=115r/min，当要求静差率s≤30％时，允许多大的调速范围？

如果要求静差率s≤20％，试求最低运行速度及调速范围。

24.笼型异步电动机铭牌数据为：

额定功率

，额定电压

，额定电流

，额定转速

，额定频率

，定子绕组Y联接。

由实验测得定子电阻

，转子电阻

，定子自感

，转子自感

，定、转子互感

，转子参数已折合到定子侧，系统的转动惯量

，电机稳定运行在额定工作状态，试求：

转子磁链

和按转子磁链定向的定子电流两个分量

。

25.某双闭环直流调速系统的电流环ACR已经设计完成，转速环的动态结构图如图所示，试选h=5，按典型Ⅱ型系统设计转速环ASR。

五、简答题（本大题共0分，共30小题，每小题0分）

1.什么是SPWM脉宽调制？

答案：

根据采样定理，冲量相等而形状不同的窄脉冲，加在惯性环节上时，其效果相同的的理论，用一系列的宽度按正弦规律变化的矩形脉冲序列，当正弦波的幅值发生变化时，各矩形脉冲的幅值在不变的条件下，其宽度随之发生变化这种脉冲的宽度按正弦规律变化并和正弦波等效的矩形脉冲序列叫SPWM波形，采用此方式的控制叫SPWM脉宽调治。

2.交流调速技术引起人们广泛重视的原因是什么?

答案：

交流电动机优点，20世纪30年代，交流调速系统存在问题，70年代电子技术发展，高性能交流调速技术的不断涌现：

矢量变换控制、直接转矩控制、无速度传感器控制系统、数字化技术等，非线性解耦控制、人工神经网络自适应控制、模糊控制等新的控制策略不断推进。

3.异步电动机动态数学模型的特点是什么？

答案：

是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统

4.单闭环调速系统的基本特征

答案：

（1）具有比例放大器的单闭环调速系统是有静差的。

（2）闭环系统具有较過的抗干性能反馈闭环养玩具有很好的抗扰性能，对于作用在被员反所包国的前向通道上的一切动能有效地却制。

（3）闭环系统对给定信号和检网装置中的抗动无能为力。

5.在转速、电流双闭环调速系统中，出现电网电压波动与负載扰动时，哪个调节器起主要节作用？

答案：

电网电压波动时，ACR起王要调节作用员抗动时，ASR起王要抗抗调节作用。

6.单极式和双极式脉宽调制变换器的主要区别是什么？

答案：

在一个周期内，电枢两端UAB只有正或负一种极性，为单极式脉宽调制变换器；若在一个周期内，电枢两端UAB有正有负两种极性，为双极式脉宽调制变换器。

7.恒压频比控制时，补偿定子压降所追求的目标是什么？

答案：

恒压频比控制补偿定子压降时的最大电磁转矩不会随角速度的减小而下降，它克服了恒压频比控制的不足，稳态性能优于恒压频比控制，这正是恒压频比控制时，补偿定子压降所追求的目标。

8.在转速、电流双闭环调速系统中，出现电网电压波动与负载扰动时，哪个调节器起主要调节作用？