调速系统各章习题(2015)

第一章一、简述题1. 为什么单闭环有差系统的静特性比开环系统的静特性硬?2. 单闭环无静差调速系统的机械特性在什么情况下会变软?3. 为什么采用PI调节器的单闭环无静差调速系统不准许加阶跃给定信号?说明原因。4. 单闭环无静差系统，当给定信号Uct调到最大时，如果出现电动机转速n达不到或超过规定的最高转速两种情况时，请你分别分析原因。5. 简述转速闭环直流调速系统中，静特性调试分哪几步进行?6. 直流调速系统有哪些主要性能指标?7. 试说明转速负反馈调速系统工作原理。8. 直流电动机有哪几种调速方法？ 各有哪些特点？9. 单闭环有静差调速系统可以抑制哪些扰动，对哪些扰动没有效果?10. 为什么PWM-电动机系统比晶闸管一电动机系统能够获得更好的动态性能？11. 试分析有制动回路的不可逆PWM变换器进行制动时，两个开关管是如何工作的。12. 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率之间有什么关系？为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了”？13. 转速单闭环调速系统有哪些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如果绐定电压不变，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？14. 在转速负反馈调速系统中，当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、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，问系统对上述各量有无调节能力？为什么？15. 转速单闭环调速系统有哪些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如果绐定电压不变，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？16. 在转速负反馈调速系统中，当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、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，问系统对上述各量有无调节能力？为什么？17. 为什么用积分控制的调速系统是无静差的？在转速单闭环调速系统中，当积分调节器的输入偏差电压Au =0时，调节器的输出电压是多少？它取决于哪些因素？18. 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。19. 采用比例，积分调节器控制的电压负反馈调速系统，稳态运行时的速度是否有静差？为什么？试说明理由。20. 在电压负反馈单闭环有静差调速系统中，当下列参数： 放大器的放大系数K。； 供电电网电压； 电枢电阻R。； 电动机励磁电流； 电压反馈系数。发生变化时系统是否有调节作用？为什么？二、计算题 1、某一调速系统，测得的最高转速特性为noma。=1500r/min，最低转速特性为n,um= 150r/min，带额定负载时的速度降落n。= 15r/nun，且在不同转速下额定速降n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？ 2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多少？如果开环系统的静态速降是lOOr/min，则闭环系统的开环放大倍数应有多大？ 3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8r/min，如果将开环放大倍数提高到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？ 4某调速系统的调速范围D= 20，额定转速n。=1500r/min，开环转速降落An,niOP= 240r/min，若要求系统的静差率由10 010减少到5%，则系统的开环增益将如何变化？ 5在V-M调速系统，电动机参数为：PN= 2.2kW，UN= 220V，。=12.5A，n。=1500r/min，电枢电阻R。=1. 20t0,，整流装置内阻R。=1.50fl，触发整流环节的放大倍数K。=35。要求系统满足调速范围D=20，静差率510% (1)计算开环系统的静态速降r7,op和调速要求所允许的闭环静态速降n。-。 (2)采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的原理图和静态结构框图。 (3)调整该系统参数，使当U:=15V、，。=，。、n=n。时，则转速负反馈系数a应该是多少？ (4)计算放大器所需的放大倍数。 6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，。，2/N，临界截止电流，。，7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电阻的1/3，如果做不到，需要增加电流反馈放大器，试画出系统的原理图和静态结构框图，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？ 8有一个V-M系统，已知：电动机PN=2.8kW，U.= 220V，N=15.6A，HN=1500r/min，R。=1.5fl，整流装置内阻R。=10Cl，触发整流环节的放大倍数K。=35。 系统开环工作时，试计算调速范围D= 30时的静差率s的值。 当D= 30，s=10%时，计算系统允许的稳态速降。 如组成转速负反馈有静差调速系统，要求D= 30，s=10%，在U。+=10V时，。=，。，n=n。，计算转速负反馈系数a和放大器放大系数K。 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U。+= 10V时，。=，。，n=n。，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。 9 1-14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GD2=1.6N.rr12，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？如要保证系统稳定运行，允许的最大开环放大系数K是多少？ 三、判断题1静差率与机械特性硬度以及理想空载转速有关，机械特性越硬，静差率越大。 ( ) 2当系统的机械特性硬度相同时，理想空载转速越低，静差率越小。 ( ) 3如系统低速时的静差率能满足要求，则高速时静差率肯定满足要求。 ( ) 4比例积分调节器的等效放大倍数在静态与动态过程是不相同的。 ( ) 5无静差调速系统在静态(稳态)与动态过程中都是无差。 ( ) 6.由于比例调节是依靠输入偏差来进行调节的，因此比例调节系统中必定存在静差。( )7.自动调速系统的静差率和机械特性两个概念没有区别，都是用系统转速降和理想空载转速的比值来定义的。( )8.在调速范围中规定的最高转速和最低转速，它们都必须满足静差率所允许的范围。若低速时静差率满足允许范围，则其余转速时静差率自然就一定满足。( )四、选择题1当理想空载转速no一定时，机械特性越硬，静差率S。 A越小 B越大 C不变 D可以任意确定2当系统的机械特性硬度一定时，如要求的静差率S越小，调速范围D。 A越大 B越小 C.不变 D可大可小3晶闸管一电动机系统的主回路电流断续时，开环机械特性。 A变软 B变硬 C不变 D变软或变硬4在转速负反馈系统中，闭环系统的静态转速降减为开环系统静态转速降的倍。 A1+K B。l+2K C1(1+2K) D1(1+K)5转速负反馈调速系统对检测反馈元件和给定电压造成的转速扰动补偿能力。 A没有 B有 C对前者有补偿能力，对后者无 D对前者无补偿能力，对后者有6调速系统的调速范围和静差率这两个指标。 A互不相关 B相互制约 C相互补充 D相互平等7. 调试时，若将比例积分(PI)调节器的反馈电容短接，则该调节器将成为( ) A.比例调节器 B.积分调节器 C.比例微分调节器 D.比例积分微分调节器8调速系统的静差率一般是指系统在（ ）时的静差率。A、 高速时 B、 低速时 C 、额定转速时9无静差调速系统中必须有（ ）。A、积分调节器 B、 比例调节器 C、微分调节器10.转速负反馈有静差调速系统中，当负载增加以后，转速要下降，系统自动调速以后，可以使电动机的转速（ ）。A、 等于原来的转速 B、低于原来的转速 C、 高于原来的转速 D、以恒转速旋转11.转速负反馈调速系统对检测反馈元件和给定电压所造成的转速降（ ） 。 A、 没有补偿能力 B、 有补偿能力 C、 对前者有补偿能力，对后者无补偿能力第二章一、简述题1转速、电流双闭环直流调速系统中的电流调节器、转速调节器，各有什么作用？2双闭环调速系统与单闭环调速系统比较有哪些优点?3. 双闭环调速系统速度调节器(ASR)和电流调节器(ACR)的输出限幅值如何确定。4转速电流双闭环系统中，转速调节器、电流调节器起什么作用?5双闭环系统在突加给定的起动过程中，ASR、ACR各起什么作用?6在双闭环系统的起动过程中，能不能允许电流调节器饱和?为什么?7在转速一电流双闭环调速系统中，如要改变电动机的转速，应调节什么参数？改变转速调节器的放大倍数K。行不行？改变电力电子变换器的放大倍数K。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？ 8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 9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、动态性能会产生什么影响？ 10在转速一电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI调节器。当系统带额定负载运行时，转速反馈突然断线，系统重新进入稳态后，电流调节器的输入偏差电压U是否为零？为什么？ 11在转速一电流双闭环调速系统中，转速给定信号U:未改变，若增大转速反馈系数。，系统稳定后转速反馈电压U。是增加还是减少？12在转速一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，现因某种原因婕电动机励磁电源电压突然下降一半，系统工作情况如何变化？写出Ui、U。、U d0、及n在系统重新进入稳定后的表达式。13、试从下述5个方面来比较转速电流双闭环调速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)动态限流特性； (3)起动快速性； (4)抗负载忧动性能； (5)抗电源电压波动性能；二、计算题 2-7在转速，电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI调节器。已知电动机的参数：P。=3.7kW，U、= 220V，。=20A，n。=lOOOr/min；电枢回路总电阻R=1.5Q，设U二=U二=U。= 8V，电枢回路最大电流，。= 40A电力电子变换器的放大系数K。=40。试求： (1)电流反馈系数口和转速反馈系数a； (2)当电动机在最高转速发生堵转时U；。、U，、U。、U。的值。 三、判断题1双闭环调速系统在突然增加负载时，主要依靠电流调节器的调节作用消除转速差的偏差。 ( )2转速电流双闭环系统在突加负载时，转速调节器和电流调节器两者均参与调节作用，但转速调节器ASR处于主导作用。 ( )3双闭环调速系统包括电流环和速度环。电流环为外环，速度环为内环。 ( )4转速电流双闭环调速系统中，转速调节器的输出电压是系统转速给定电压。( )5转速电流双闭环调速系统调试时，一般是先调试电流环，再调试转速环。 ( )6双闭环调速系统启动过程中，电流调节器始终处于调节状态，而转速调节器在启动过程的初、后期处于调节状态，中期处于饱和状态。( F )7双闭环调速系统在突然增加负载时，主要依靠电流调节器的调节作用清除转速差的偏差。( T )四、选择题 1速度、电流双闭环调速系统，在突加给定电压起动过程中第1、2阶段，速度调节器处于状态。 A。调节 B零 C截止 D饱和 2双闭环调速系统包括电流环和速度环，其中两环之间关系是。 A电流环为内环，速度环为外环 B电流环为外环，速度环为内环 C电流环为内环，速度环也为内环 D.电流环为外环，速度环也为外环3在转速、电流双闭环调速系统调试中，当转速给定电压增加到额定给定值，而电动机转速低于所要求的额定值，此时应。A增加转速负反馈电压值 B减小转速负反馈电压值 C. 转速调节器输出电压限幅值 D减小转速调速器输出电压限幅值4在转速、电流双闭环调速系统中，如要使主回路允许最大电流值减小，应使_。A转速调节器输出电压限幅值增加B电流调节器输出电压限幅值增加C转速调节器输出电压限幅值减小D电流调节器输出电压限幅值减小5转速、电流双闭环调速系统中不加电流截止负反馈，是因为其主电路电流的限流 （ ）。A、由比例积分器保证 B、 由转速环保证 C、 由电流环保证 D、 由速度调节器的限幅保证6.双闭环调速系统中的电流环的输入信号有两个，即（ ）。A、 主电路反馈的转速信号及转速环的输出信号 B、 主电路反馈的电流信号及转速环的输出信号 C、 主电路反馈的电压信号及转速环的输出信号 7. 转速、电流双闭环调速系统，在负载变化时出现转速偏差，消除此偏差主要靠（ ）。A、 电流调节器 B、 转速调节器 C、 转速、电流两个调节器 8. 转速、电流双闭环调速系统，在系统过载或堵转时转速调节器处于（ ）。A、 饱和状态 B、 调节状态 C、 截止状态 第三章一、简述题一组晶闸管供电的直流调速系统需要快速回馈制动时，为什么必须采用可逆线路?有哪几种型式? 2两组晶闸管供电的可逆线路中有哪几种环流?是如何产生的?环流对系统有何利弊?3什么叫a = b 配合控制特性？电路中如何实现？4在a = b 配合控制下，为何有脉动环流产生？如何抑制脉动环流？5逻辑无环流可逆调速系统的优点是什么?6无环流可逆系统对逻辑装置有哪些要求?7. 无环流可逆系统有几种?它们消除环流的出发点是什么?8逻辑无环流可逆调速系统中为何须设置电流死区?电流死区对系统性能有何影响?9逻辑无环流可逆调速系统都有哪些环节组成?各环节的作用是什么?10. 试分析自然环流系统正向制动过程中各阶段的能量转换关系，以及正、反组晶闸管所处的状态。11 在自然环流可逆系统中，为什么要严格控制最小逆变角min最小整流角min?系统中如何实现?12为了解保证两组脉冲不能同时开放，本系统设置了什么保护?13在自然环流可逆系统中，为什么要严格控制最小逆变角min最小整流角min?系统中如何实现?14可逆系统中环流的基本控制方法是什么?触发脉冲的零位调整与环流是什么关系?15无环流逻辑控制器中为什么必须设置封锁延时和开放延时?延时过大或过小对系统运行有何影响?16传统的模拟式直流调速系统有何缺点？数字式直流调速系统有何优点？17简述数字式直流调速系统的基本组成。18简述欧陆590数字式直流调速系统的主要功能。3-1 V-M系统需要快速回馈制动时，为什么必须采用可逆线路？3-2试画出采用单组晶闸管装置供电的V-M系统在整流和逆变状态下的机械特性，并分析这种机械特生适合于何种性质的负载。3-3 可逆电路中环流有几种？是怎样产生的？有何益处和害处？3-4 两组晶闸管的可逆电路中，有哪几种环流？它们是怎样产生的？3-5分析配合控制的有环流可逆系统反向起动和制动过程，画出各参变量的动态波形，并说明在每个喻段中ASR和ACR各起什么作用，VF和VR各处于什么状态。3-6试分析工作于下述几种系统时，a与间的大小关系。 (1)配合控制的有环流可逆系统。 (2)可控环流的可逆系统，当负载较轻时和负载增大到一定值时。3-7解释待逆变、正组逆变和反组逆变，并说明这三种状态常出现在何种场合。3-9试分析图3-16的逻辑控制的无环流可逆调速系统在停止状态时（U。4=0，但控制电源都已给上，随时准备起动），无环流逻辑装置DLC的输入、输出信号UT、U：、Ub。，、Uh。，（图3-22）各处于什么状态？两组晶闸管的触发脉冲中哪一组是被封锁的？该系统正向起动时，逻辑装置各处电位有什么变化？反向起动时，逻辑装置各处电位有什么变化？正向制动时，逻辑装置各处电位又有什么变化？3-10有环流系统和无环流系统相比较各有何优缺点？各在什么场合下应用？3-11 为什么开关管PWM-M系统比晶闸管VM系统具有更高的动态性能？3-12何谓H形PWM变换器的双极式、单极式和受限单极式控制方式？在这几种控制方式中会不会出现电流断续现象？为什么？ 3-13在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压，电路中是否还有电流？为什么？ 3-14直流PWM-M系统通常要采取哪些保护措施？3-15 “泵升电压”是怎样形成的？对系统有何影响，如何抑制？1采用计算机控制电力传动系统的优越性有哪些?2如何把模拟的连续信号转换为计算机能识别的数字信号?3如何确定反馈信号的采样频率?5画出数字P1调节器的程序框图。二、判断题1. 反并联或交叉连接的可逆线路应用最为广泛，但这种接线方式会使可逆系统中出现特有的环流问题。 ( )自然环流可逆系统是一种快速可逆系统，当然环流的存在加大了系统的容量与成本。( )3. 环流可逆系统中，当转矩极性信号改变极性时，若零电流检测器发出零电流信号可以立即封锁原工作组，开放另一组。 ( )4在两组晶闸管变流器反并联可逆电路中，必须严格控制正反组晶闸管变流器的工作状态，否则就可能产生环流。 ( T )三、选择题1电枢反并联可逆调速系统中，当电动机正向制动时，反向组晶闸管变流器处于。A整流工作状态，控制角90C整流工作状态，控制角90D有源逆变工作状态，控制角60)或双脉冲。 ( )3在串级调速系统中可出现整流元件的强迫延迟导通现象，此现象的发生使电动机在串凋工作时的最大电磁转矩减小，最大静差率增大，串级调速系统的机械特性更软。（ ）4对交流电动机进行调压调速时，电动机不能长期运行于低速状态。 （ ）三、选择题晶闸管交流调压电路输出的电压波形是非正弦波，导通角（ ），波形与正弦波差别越大。 A、越小 B、越大 C、等于90 三相三线交流调压电路同向不同相的晶闸管VTl，VT3，VT5的触发脉冲相位依次相差（ ）。 A60 B90 C120 D180第五章一、简述题1. 试述绕线式异步电动机串级调速的基本原理。2. 简述次同步串级调速系统的优缺点和适用场合。3. 简述由晶闸管-绕线式异步电动机组成的串级调速系统的主电路构成。 4. 在串级调速系统中为什么要在转子回路中串入一个外加电势，这外加电势与电动机转速的关系是怎么在实际系统中实现的?5. 次同步串级调速系统能否实现快速启动和制动，为什么?6. 与异步电动机运行在自然接线时的情况相比，运行在串级调速时的机械特性有什么不同?7、串级调速适用于哪一类电动机?串级调速系统的调速性能怎样?为什么串级调速系统能提高电源的利用率?二、判断题1 串级调速系统机械特性比其固有特性要硬。 ( )2. 次同步串级调速系统总功率因数低。 ( )3. 串级调速系统是通过在转子回路串入不同的电动势来回收转差功率实现调速的，它可以克服串电阻调速系统效率低与不能平滑调速的缺点。 ( ). 在低速时串级调速系统的效率较之绕线式异步电动机转子串电阻调速系统明显提高，但功率因数较低。 （ ）5线绕式异步电动机串级调速电路中定子绕组与转子绕组要串联在起使用。 ( )6在低速时串级调速系统的效率较之绕线式异步电动机转子串电阻调速系统明显提高，且功率因数较高。( ) 7串级调速在转子回路中串入附加电势来改变转差率，实现调速，其效率高。( )8在转子回路中串入附加直流电动势的串级调速系统中，只能实现低于同步转速以下的调速。( )9开环串级调速系统的机械特性比异步电动机自然接线时的机械特性要软。( )三、选择题1、线绕式异步电动机串级调速的特点是( )。A、机械特性软 B、调速不平滑C、功率损耗大 D、可在一定范围内调速2、晶闸管低同步串级调速系统是通过改变（ ）进行调速。 A、 转子回路的串接电阻 B、 转子整流器的导通角 C、 有源逆变器的触发超前角第六章一、简述题1、变频器有哪些种类?2变频调速时，为什么常用恒压频比（即保持U1/f1为常数）的控制方式？3保持m为常数的恒磁通控制系统，在低速空载时会发生什么问题，采用何种控制的变频系统可以克服这个问题?4Vf控制曲线分为哪些种类，分别适用于何种类型的负载?5何谓直流制动?在何种情况下选用直流制动功能?6简述异步电动机矢量变换控制的基本思路，并分析矢量变换控制方法的优缺点。7变频器所采用的制动方式有哪几种?8简述交一直一交PWM变压变频器的优点。9简要说明采用SPWM技术的变频器的工作原理10. 筒述变频调速技术在节能方面的作用。11、变频调速具有哪些优点？12、异步电动机变频调速时，采用Uf=常数的控制方式，在低频时会出现什么现象？通常采用什么方法克服？13、异步电动机变频调速时，常用的频率给定方法有哪几种？14、简述矢量控制和直接转矩控制的基本思想，并比较其各自的特点。15、转差频率控制的基本原理是什么?16、为什么可以利用转差角频率来控制异步电动机的转矩?其先决条件是什么?17、转差频率控制系统是如何维持电动机气隙磁通恒定的?18、说明转差频率控制的转速闭环变频调速系统的工作原理。二、判断题1.异步电动机的变频调速属转差功率不变型调速，是异步电动机各种调速方案中效率最高和性能最好的一种调速方法。 ( )2交-交变频是把工频交流电整流为直流电，然后再由直流电逆变为所需频率的交流电( )3变频调速性能优异、调速范围大、平滑性好、低速特性较硬，是笼型转子异步电动机的一种理想调速方法。( )4异步电动机的变频调速装置，其功能是将电网的恒压恒频交流电变换为变压变频交流电，对交流电动机供电，实现交流无级调速( )。5变频调速时，若保持电动机定子供电电压不变，仅改变其频率进行变频调速，将引起磁通的变化，出现励磁不足或励磁过强的现象.( )6变频调速的基本控制方式是在额定频率以下的恒磁通变频调速，而额定频率以上的弱磁调速。( )7逆变器是一种将直流电能变换为交流电能的装置。( )8电流型逆变器抑制过电流能力比电压型逆变器强，适用于经常要求起动、制动与反转的拖动装置。( )9. 在SPWM逆变器中主电路开关器件较多采用普通晶闸管。 （ ）10在采用同步调制时，整个变频范围内载波比N不变，能严格保证输出三相波形间相位差为120，但低频时由于谐波增加，故使负载电动机产生较大脉动转矩与噪声。（ ）11采用异步调制时，一般在改变正弦参考信号频率时保持三角载波频率不变，故整个变频范围载波比N是变化的。这种调制方式可提高低频时的载波比，有利于改善低频工作特性。 （ ）12正弦波脉宽调制（SPWM）是指参考信号为正弦波的脉冲宽度调制方式。( )13在双极性的SPWM调制方式中，参考信号和载波信号均为双极性信号。( )14在SPWM调制方式的逆变器中，只要改变参考信号正弦波的幅值，就可以调节逆变器输出交流电压的大小。( )15.采用转速闭环矢量变换控制的变频调速系统，基本上能达到直流双闭环调速系统的动态性能，因而可以取代直流调速系统。( )三、选择题 1交流一直流一交流变频器主电路中的滤波电抗器的功能是（ ） A将充电电流限制在允许范围内 B当负载变化时使直流电压保持平稳 C滤平全波整流后的电压纹波 D当负载变化时使直流电流保持平稳 2在VVVF调速系统中，调频时须同时调节定子电源的（ ），以使电机输出电磁转矩不变。 A电抗 B电流 C电压 D转矩 3变频调速系统在基速以下一般采用（ ）的控制方式。 A恒磁