电力拖动控制系统考试辅导

1、电力拖动控制系统电力拖动控制系统考考 试辅导试辅导 华东理工大学信息学院自动化系 郭丙君一、填空题一、填空题 二、选择题二、选择题 三、简答题三、简答题 四、计算题、计算题 考查的知识范围与要求考查的知识范围与要求 n1、掌握转速控制的要求和调速指标，会应用 调速指标概念进行计算。 n2、理解闭环调速系统的组成及其静特性。 n3、掌握反馈控制规律，掌握系统稳态参数的 计算。 n4、掌握电流截止负反馈概念及其计算。 n5、掌握直流电动机动态数学模型；掌握反馈 控制闭环直流调速系统的稳定条件；掌握反馈 控制闭环直流调速系统动态校正。 n6、掌握比例积分控制规律；掌握无静

2、差调速系统的稳态 计算。 n7、理解电压负反馈规律；理解电流补偿控制的规律。 n8、掌握双闭环直流调速系统静特性，掌握双闭环直流调 速系统稳态结构图，掌握各变量的稳态工作点和稳态参数 计算。 n9、掌握双闭环直流调速系统的动态数学模型，掌握双闭 环直流调速系统的启动过程，了解双闭环直流调速系统的 动态抗扰性能，理解转速和电流调节器的作用。 n 10、理解工程设计方法的基本思路，掌握典型系统的结 构。 n11了解动态性能指标的构成。 n12、掌握动态性能指标和参数的关系。 n13、掌握非典型系统的典型化。 n14、掌握按工程设计方法设计双闭环系统的调节器。 n15、了解离散化和数字化概念，了解采

3、用频率的 选择。 n16、了解数字控制系统的硬件和软件结构。 n17、了解旋转编码器的结构，了解数字滤波机理。 n18、了解数字PI调节器原理。 n19、了解数字控制器的设计。 n20、掌握变压变频调速的基本控制方式。 n21、掌握V/f、Eg/f、Er/f控制的机械特性。 n22、掌握泵升电压保护电路、掌握预充电电路、掌握两电平 逆变器拓扑。 n23、掌握SVPWM原理、基本电压矢量概念、空间电压矢量 合成方法及计算。 n24、了解闭环转差频率控制原理、条件。 n25、了解异步电动机在三相坐标系下动态数学模型，了解异 步电动机在两相旋转坐标系下动态数学模型，掌握异步电动机矢 量控制思想，了解

4、矢量控制系统基本结构。 n26、了解矢量控制系统中转子磁链的计算方法. 一、填空题一、填空题 n1. 异步电动机的转速表达式为： ； n2. 晶闸管电动机反并联可逆调速系统当处于 反向制动状态时，电机处于 回馈发电 状 态。 n3. 异步电动机在基频以上调速时，属于恒功率 调速。 n4. 在交直交变压变频器中，按照中间环节 直流电源性质的不同，逆变器可以分为电压源 型和电流源型两类。 P sf n )1 (60 1 n5、闭环调速系统稳态分析和设计中常用的调速指标有 _调速范围 以及_静差率 _，并且两者必须同 时提及才有意义。 n6、晶闸管整流器的最大失控时间是两个相邻自然换相 点之间的时间

5、，它与_交流电源频率 和_整流 电路类型 _有关。 n7、采用比例调节器的直流调速系统，在同样额定转速 情况下，闭环调速范围Dcl与开环调速范围Dop的关系为 Dcl=_（1+K）Dop _。 n8、对于典型型系统，开环放大倍数K越大，截止频率 就越_大 _，系统响应就越_快 _，稳定性就 越_差 _。 二、选择题二、选择题 n1. 属于功率不变型的调速方法有： BF （多重选择） n（A）降压调速 （B）变极调速 （C）转子串电阻调速 n（D）同步电机调速 （E）转差离合器调速 （F）变压变频 n(G) 绕线转子电机串级调速 n2. 在直流双闭环调速系统中，电流环可以抑制 C 扰动。 n（A

6、）负载变化 （B）测速机干扰 （C）电网电压波动 n（D）给定电源波动 （E）速度调节器漂移 （F） 电机参数变化。 n3. 速度电流双闭环系统稳定运行时，速度调节器的输出值取决于 ，BC n（A）速度给定 （B）负载大小 （C）电流环反馈系数 n（D）速度环的反馈系数 （E）电流调节的限幅值 （F）速度调节器的限 幅值 n4. 直流双闭环调速系统中，出现速度超调的原因是 C 。 n（A）电机惯性 （B）电流调节器退饱和 n（C）速度调节器退饱和 （D）速度调节器参数和结构不合适 三、简答题三、简答题 n1、比例控制转速闭环直流调速系统具有哪些特点？ 改变给定电压能否改变电动机转速？如果给定电

7、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？ n（1）转速单闭环调速系统有以下三个基本特征： n 只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有 静差的。 n 抵抗扰动，服从给定。 n 系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。 n（2）改变给定电压会改变电动机的转速，因为反馈 控制系统完全服从给定作用。 n（3）如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压 比会改变转速，因为反馈信号与给定信号的比较值发 生了变化，破坏了原先的平衡，调速系统就要继续动 作，使反馈信号与给定信号达到新的平衡为止。 n（4）如果测速发电机的励磁

8、发生了变化，系统没有 克服这种干扰的能力。因为反馈控制系统所能抑制的 只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。 n2、在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动 机转速，应调节什么参数？改变转速调节器的放大倍 数行不行？改变电力电子变换器的放大倍数行不行？ 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？ n答：改变电机的转速需要调节转速给定信号Un*或者 转速反馈系数。 n改变转速调节器的放大倍数不行。 n改变电力电子变换器的放大倍数不行。 n若要改变电机的堵转电流需要改变ASR的限幅值或者 电流反馈系数。 n3、在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器有 哪些作用？

9、，其输出限幅值应按什么要求来整定？ n答：转速调节器作用： n转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速很快 地跟随给定电压变化, 如果采用PI调节器，则可实现 无静差。 n对负载变化起抗扰作用。 n其输出限幅值决定电动机允许的最大电流。 n转速调节器的限幅值应按电枢回路允许的最大电流来 进行整定。 n4、在双闭环直流调速系统中，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 因电动机励磁下降一半，系统工作情况将会如 何变化？ n答：Un不变。 n因为PI调节器在稳态时无静差。Un=0， Un=Un* n 5、绘出直流单闭环调速系统静特性。说明为 什么速度闭环可以提高调速精度？ n答：

10、直流单闭环调速系统静特性 n从静特性曲线可以看出，当电机速度闭环后， 如果负载增加，电机速度就下降，由于反馈的 作用，速度偏差就增加，速度调节器的输出就 增加。电机速度升高，补偿速度的降落。 n6. 什么是环流？有哪些类型的环流？ n环流是不流过电机仅在电源之间流动的电流。 环流有静态环流和动态环流。 n7. 试说明M/T 法测速的原理，并说明其适用条 件。 n答：M/T 法测速结合了M 法和T 法测速的优点， 检测Tc 时间内的脉冲数和同一个时间间隔内 高速脉冲的个数，来计算电机的速度。该方法 适用于电机低速和高速情况。 n8、常用的位置检测元件有哪些？ n答：常用的位置检测元件有增量式编码

11、器和绝 对值编码器。 n9. 从转差功率来分，异步电动机的调速方法有 哪些类型？ n答：从转差功率来分，异步电动机的调速方法 有转差功率消耗型、转差功率不变型、和转差 功率馈送型。 n10、试绘出恒压频比控制时变频调速的机械特性。 n答：恒压频比控制时变频调速的机械特性 n11、 试说明PWM 变压变频器的优点。 n答：PWM 变压变频器的优点 n（1）结构简单，只有逆变单元是可控的； n（2）输出转矩脉动小，提高了调速范围和稳 态性能； n（3）逆变器同时实现调压和调频； n（4）采用不可控整流，电源侧功率因数高。 四、四、 论述题论述题 n1. 在转速电流双闭环直流调速系统中，速度环应该设

12、 计成什么样的典型系统？为什么？ n 答：转速电流双闭环直流调速系统中，速度环应该设 计成典型II 型系统。在速度环中，为了实现转速无静 差，在负载扰动作用点前必须有一个积分环节，它应 该包含在速度调节器中，在负载扰动作用点已经有一 个积分环节，所以，速度环应该设计成典型II 型系统。 n2双闭环调速系统中，转速超调有何作用？ n 答：双闭环调速系统中，转速出现超调后速度调节器 的输入变为负，迫使速度调节器退出饱和。 五、五、 计算题计算题 n1、有一个晶闸管-电动机调速系统，已知： 电动机 ， ， ， n ， ，整流装置内阻 ， 电枢回路电抗器电阻 ，触发整流 环节的放大倍数 。 n（1）系

13、统开环工作时，试计算调速范围 时的静差率s n（2）如组成转速负反馈有静差调速系统，要 求 ， ，在 时， ， ，计算转速反馈系数， 和放大倍数Kp ， ， kWPN8 . 2 VU N 220AI N 6 .15 min/1500rnN5 . 1 a R1 rec R 8 . 0 L R 35 s K 30D 30D %10sVU n 10 * Nd II N nn n2、解：1） rV n RIU C N aNN e min/131. 0 1500 5 . 1.615220 min/393 131. 0 )0 . 18 . 05 . 1 (.615 r C RI n e N op %7 .

14、88 303931500 30393 )1 ( Dnn Dn s sn sn D NN N N N n2）解：满足 ， ,则有： n在时 ， ， ，则有： 30D %10s %5 . 5 ) 1 . 01 (30 1 . 01500 )1 ( sD sn n N cl 701 .55 393 1 cl op n n K VU n 10 * Nd II N nn 0066. 0 4035 131. 070 40 1035 3 . 36 .1571131. 01500)1 ( )1 ( * * ps e ns NeN p e Nnsp N KK KC UK RIKCn K KC RIUKK n n2、双闭环直流调速系统的ASR和ACR均为PI调节 器，设 n ， ，电流过载倍数为2，电 枢回路总电阻 ， ， n 。求： n（1）画出双闭环系统稳态结构图 n（2）系统稳定运行在 ， 时，系统 的各是多少？ n（3）当电动机负载过大而堵转时， 各为 多少？ VUU imnm 15 * min/1500rnN AI N 20 2R20 s K rVCemin/.127. 0 ci UU 、 * VU n 10 *