交直流调速控制系统A卷答案.doc

明达职业技术学院考试试卷20112012 学年 第一学期机电工程系 08电气自动化专业 交直流调速控制系统课程期 末 试卷A卷答案一、填空题（本大题15空，每空1分，共15分）1直流电动机有三种调速方法，分别是改变电枢供电电压U、改变励磁通器、改变电枢回路电阻R 2. 可控直流电源有三种形式：旋转变流机组、静止可控整流器、直流斩波器。 3. 直流调速系统采用改变电源电压调速，已知电动机的额定转速nN =900r/min，高速机械特性的理想空载转速n0= 1000r/min；低速机械特性的理想空载转速n0min=200r/min，在额定负载下低速机械特性的转速nmin=100r/min，电动机在额定负载下运行的调速范围D= 9 ，静差率= 0.5 。 4. 在直流调速系统中，常用的校正方法有 串联校正、并联校正 两种。 5. 双闭环直流调速系统在突加给定启动时，动态过程有三个阶段分别是_电流上升阶段、恒流升速阶段、转速调节阶段。 6. 直流调速系统的工程设计中,工程设计方法的基本指导思想是_预期特性典型化、典型系统性能指标与其参数的关系表格化。 二、名词解释（共4小题；每小题5分，共20分）7V-M系统答：直流调速系统中的可控变流装置广泛采用晶闸管变流器，这种系统称为晶闸管电动机直流调速系统，简称V-M系统。其功能是进行功率放大，能量转换和传递，取得和处理系统中有关变量的信息，并按预定的控制规律产生控制信号或作用。8ASR和ACR答：双闭环系统中由转速调节器（ASR）和电流调节器（ACR）两个调节器组成，采用串级调速的方式。即用ASR的输出去“驱动”ACR,再由ACR“驱动”晶闸管触发装置。 9调速范围D答：电动机在额定负载下运行的最高转速与最低转速之比，用D表示，即，D值越大，系统的调速范围越宽。10退饱和超调答：双闭环系统在突加给定时，ASR经历了不饱和、饱和、退饱和三个阶段，ASR在饱和时处于开环状态，起着饱和的非线性控制，只有当转速出现超调后，ASR才退出饱和参与调节，这一现象称为退饱和超调状态。三、简答题（共3小题，每题10分，共30分）11.在转速、电流双闭环调速系统中转速调节器有那些作用？其输出限幅值应按什么要求来整定？电流调节器有哪些作用？其输出限幅值又应如何整定？答：转速调节器的作用：使转速n跟随给定电压Un变化稳态进行无静差在负载变化或给定电压变化或产生扰动而出现转速偏差时，则靠ASR的调节起抗扰作用当转速出现较大偏差时，ASR的输出限幅值决定了允许的最大电流，作用于ACR以获得较快的动态响应。ASR的输出限幅为Um，主要用来限制最大电流。电流调节器的作用：对电网电压的波动起到及时的抗扰作用，几乎不对转速产生影响在起动时，由于ASR饱和，电流调节器获得允许的最大电流，使过渡过程加快，实现了快速起动在转速调节过程中，使电流跟随其给定电压U变化在电动机过载甚至堵转时，一方面限制了过大的电流起到快速的保护作用，另一方面使转速迅速下降实现了很陡的下垂特快。ACR的输出限幅值为，主要限制晶闸管触发装置的最大电压。12.为抑制零漂，通常在PI调节器的反馈回路中并联一个高阻值的电阻。试分析这对闭环调速系统的影响。答：有时为了避免运算放大器长期工作时的零点漂移，故意将其放大系数压低一些，在R1C1两端并接一个大电阻，其值一般为几M,这样调节器的稳态放大系数更低于无穷大，为, 系统也只是一个近似的无静差调速系统。如果需要的话，可以利用来计算系统的实际静差率。13. 在突加给定启动时，转速调节器退饱和超调的条件是什么？在给定积分器启动时，转速调节器是否存在退饱和超调现象?答：当电动机转速达到给定值时，则有，此时ASR的输入信号，由于ASR的积分作用，其输出仍保持限幅值，同时电流保持最大值，改变极性，则ASR退出饱和并参与调节作用，系统进入双闭环调节阶段。在给定积分器起动时转速调节器不存在退饱和超调现象，只有经过一定时间满足一定条件时才会出现腿饱和超调现象。四、计算题（共2题；第1小题15分，第2小题20分，共35分）14. 某典型型电流控制系统结构如图1所示，电流输出回路总电阻R=，电磁时间常数T1=0.3s，系统小时间常数T=0.01s，额定电流，该系统要求阶跃给定的电流超调量5%，试求直流扰动电压时的电流最大动态降落(以额定电流的百分数表示)和恢复时间tv(按基准值Cb的5%计算)。 解：查典型I型系统，跟随性能表3-1，要求，应选根据系统两个时间常数的比值T/T1=0.01/0.3=1/30，查表3-2，知最大动态降落为，恢复时间，由已知得基准值A=A电流最大降落则，=30.40.01S=0.304S15. 某个V-M调速系统，电动机：2.5 kW、220V、15A、1500r/min，电枢内阻为；晶闸管装置内阻，触发晶闸管装置电压放大系数为30。要求调速范围D = 20，静差率。(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)采用转速负反馈