华中科技大学武昌分校电机拖动复习题.pdf

一一单项选择题（每小题分，共分）单项选择题（每小题分，共分） 1.在直流电机调速控制系统中，系统无法抑制（）的扰动。 A电网电压；电机励磁电压变化；测速发电机励磁变 化；运算放大器参数变化。 2.在无静差双闭环直流调速系统的调节器中，部分的作用是 （） 。 A 消除稳态误差；B 加快动态响应； C 既加快动态响应又消除稳 态误差； D 没有作用。 3.无静差闭环调速系统，稳态时，转速的给定值与反馈值相同，此时 调节器的输出（D） A 为 0； B 正向逐渐增大； C 负向逐步增大；D 保持恒定终值 不变。 4.双闭环调速系统在稳态运行时，控制电压 Uc的大小取决于（C） AIdL;Bn;Cn 和 IdL；D 和。 5.转速、电流双闭环无静差直流调速系统在起动的转速调节阶段，两 个调节器的工作状态为(A) AASR、ACR 均不饱和； BASR、ACR 均饱和； CASR 饱和， ACR 不饱和； DASR 不饱和，ACR 饱和。 .在=配合控制中,当f=600时，r=(B) A600;B1200;C1800;D2400。 7.逻辑无环流可逆调速系统中,DLC 的转矩极性信号采样于(C) A 转速给定电压 Un*;B 转速反馈电压 Un;C 电流给定电压 Ui*; D 电流反馈电压 Ui。 8.SPWM 逆变器是利用正弦波和三角波比较后，产生（C）的脉冲波 形去驱动主电路的开关器件。 A 不等幅不等宽；B 等幅等宽； C 等幅不等宽； D 不等幅等宽； 9.异步电机在基频以下变频调速时，为获得和直流它励电机一样的机 械特性，应采用的控制方式是（D） A 恒 U1/1；B 恒 Eg/1；C 恒 Es/1； D 恒 Er/1。 10.PWM 变频器中， （D）控制方式可在异步电动机内部空间形成圆形 旋转磁场。 A SPWM;B CHBPWM;C CFPWM;D SVPWM。 二填空题（每空 1 分，共 20 分） 1.衡量直流调速系统常见的指标为 D 和 N n和S。三者的关系为 (1) N N n S n DS 。 2.直流调速系统采用 PI 调节器，I 部分的作用是：消除稳态误差或 实现无静差。 3.直流双闭环系统较之单闭环的优势为：起制动快、抗扰性能好等。 4.数字测速的方法有 M 法、T 法、M/T 法等。 5.数字 PI 调节器的位置式算法为( )( )(1) pisami k e kkTe ku k（第 K 拍表 达式） 。 6.在=配合控制的直流可逆调速系统中，可消除直流平均环流， 其中存在的瞬时环流可用环流电抗器抑制。 7.异步电机变频调速时，为了保证磁通或m恒定不变,应采用恒压频 比或（恒 Es/f1或恒 Eg/f1或恒 Er/f1）控制方式。变频调速基频以下可 采用 11 () s U c f ， 11 () g E c f ， 11 () r E c f 等控制方式。 8.基于稳态模型的变频调速系统有转速开环变压变频调速系统、 转速 闭环转差频率控制的变压变频调速系统两类。 9.交流电机得到三相平衡交流电流才能形成均匀的圆形磁场。 三分析题（每题 10 分，共 30 分） 1.如下图是一可逆 PWM 调速系统主电路，分析 (1)若希望采用双极性控制方式，器件驱动信号应该如何给？（3 分） (2)在双极性控制方式下电机正转，反转，停转的工作条件，并配以 相应正转、反转、停转的输出电压 Uab的波形。 （以 ab 方向为正方 向考虑） （4 分） (3)针对此系统解释动力润滑。 （3 分） 答： （1）Ub1= Ub4=- Ub2= -Ub3(+3 ) (2)设 VT1，VT4 占空比为，则 1/2电机正转（+0.5 ） 1/2电机饭转（+0.5 ） =1/2电机停转（+0.5 ） （3）电机停转时，虽然平均电压为零，但瞬时电压不为零，因此有 很小的微振电流，这些电流的存在会起到动力润滑的功效。 （+3 分） 2.如图为双闭环直流不可逆调速系统稳态结构图，在额定工作点稳定 运行，突然转速反馈断线，分析系统的运行状况。 （10 分） 答：原始状态为：, eLNNdN TTnnII,当转速反馈突然断线后，0, n U * () nnniiimdddm UUUUUUIII 而, deddicddm UC nI R nIUUIII 循环 直到： ccm UU，此时：, ddmedddN UUC nI R nIIIn不断上升， 系统重新达到稳定状态。最终：ASR、ACR 均饱和，n比原来的速度 有所增长，重新到达新的稳态。 （10 ） 3.对于交流变频调速系统，采用 SVPWM 控制方式，试分析： （1）SVPWM 控制目的是什么？控制方式是什么？（3 分） （2）若某一电压空间矢量需要采用 u2和 u3进行组合，请安排合理 的开关状态顺序，并说明顺序安排的理由并画出此时 B 相输出电压 波形。 （以虚拟中点为基准，假定逆变器输入电压为 Ud）(7 分) 解： （1）SVPWM 控制目的是：将磁链轨迹控制成圆形，以得到恒定 的转矩。 （+1 ） SVPWM 控制方式是：对定向电压矢量进行线性组合，将空间电 压矢量轨迹控制成圆形，从而得到圆形的磁链轨迹。 （+2 ） （2）开关顺序： 02377320 000010011111111011010000 uuuuuuuu （+3 ） 理由：按开关损耗最小的原则排列 B 相波形： 000010011111111011010000 （+4 ） 四计算与设计（每题 15 分，共 30 分） 1.某直流调速系统固有传递函数为： 18 ( ) (0.251)(0.0051) obj Ws ss 要求用调节器将其校正成典型型和型系统， 试设计调节器的结构 和参数。 （15 分） 解： （1）校正成型： 18 ( ),( ) (1)(0.251)(0.0051) Iobj K W sWs s Tsss (1) PI:( ),=0.25+ 18 ( ),0.5 (0.0051) 18 0.0050.5(0.25)1.39( 3) pi pi pi pi pi ks Ws s k WsKT ss k k 新 选调节器令，（ 3）则 选，则 （2）校正成型： 2 (1)18 ( ),( ) (1)(0.251)(0.0051) IIobj Ks WsWs s Tsss 2222 (1) PI:( ),+ 0.005 18(1)18 16 ( ), 0.25(0.0051)0.25 0.02522 25 0.005 1.39( 3) pi pi pipi pi ks Wsh sT ksk h WsK ssh T k 新 选调节器选=5=0.025，（ 3）则 = 近似条件校验： 33 4800 0.02512012 0.25 c WK T 成立 （+3 ） 2.现有 V-M 系统，已知2.2,220 ,12.5 ,1500 / min NNNN PKW UV IA nr， 电枢电阻1.5 , a R 电枢回路电抗器电阻0.8 , L R 整流装置内阻 1.0 , rec R触发整流环节的放大倍数35. s K 要求 D=20，s=10%。 （1）计算开环系统的静态速降 op n和调速系统要求的闭环静态速降 cl n。 （2 分） （2）若采用转速负反馈构成闭环控制系统，试画出系统的稳态结构 图。 （4 分） （3）调整该系统参数，使 * 15, ndNN UVIInn时，,则转速负反馈系数 应该为多少？（2 分） （4）计算放大器所需的放大倍数。 （3 分） （5）若增设电流截止环节，要求堵住电流2 dblN II,临界截止电流 1.2 dcrN II,应该选用多大的比较电压和电流反馈采样电阻？（4 分） 解： （1） 12.5 (1.50.8 1.0) 307.8 / min( 0.5 ) 0.134 N op e I R nr C 总 220 12.5 1.5 0.134( 0.5 ) 1500 NNa e N UI R C n 1500 10% 8.33 / min( 1) (1)20 (1 10%) N cl n s nr Ds （2） (+4) (3) * 15 0.01( 2 ) 1500 n N U n (4) 307