《电力拖动自动控制系统》参考答案

《电力拖动自动限制系统》参考答案:

第一章

一、填空题：

1.答案：静止可控整流器直流斩波器

2.答案：调速范围静差率.

3.答案：恒转矩、恒功率

4.答案：脉冲宽度调制

二、推断题：

答案：1.X、2.J、

三、问答题：

1.答案：生产机械的转速n与其对应的负载转矩TL的关系。1.阻转矩负载特

性；2.位转矩负载特性；3.转矩随转速变更而变更的负载特性，通风机型、恒功

率、转矩与转速成比例；4.转矩随位置变更的负载特性。

2.答案：放大器的放大系数Kp,供电电网电压，参数变更时系统有调整作用。

电压负反馈系统事实上只是一个自动调压系统，只有被反馈环包围部分参数变更

时有调整作用。

3.答案：Ud削减,转速n不变、Ud增加。

4.答案：生产机械要求电动机供应的最高转速和最低转速之比叫做调速范

围。当系统在某一转速下运行时，负载由志向空载增加到额定值时所对应的转速

着陆与志向空载转速之比，称作转差率。静态速降值肯定，假如对静差率要求越

严，值越小时，允许的调速范围就越小。

5.答案：反馈限制系统的作用是：反抗扰动，听从给定。系统能有效地抑制

一切被负反馈环所包围的前向通道上的扰动作用。但完全听从给定作用。反馈限

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。可见，测速发电机的

励磁量发生变更时，系统无能为力。

6.答案：采纳比例积分调整器的闭环调速系统是无静差调速系统。积分限制

可以使系统在无静差的状况下保持恒速运行，缘由是积分调整器的输出包含了输

入偏差量的全部历史。可以实现无静差调速。

四、计算题：

1.答案：开环系统的稳态速降：354.33r/min；满意调速要求所允许的稳态速

降：8.33r/min；闭环系统的开环放大系数:41.54

2.答案:42.5N・M,3.41N・M

3.答案：T=62.92N・M,n=920r/min,cos①=0.78

4.答案：Q=0时no=2119r/min,a=30时no=1824r/min,a=31.1',cos中=0.82,

s=0.0395o

5.答案；D=4.44,s=0.048»△n=5.3r/min<)

6.答案：系统允许的稳态速降：3.06r/min,开环放大系数：31.7

7.答案：系统的开环放大系数从4.7变为17.9

8.答案：s=0.86,^nj=5.56r/min,KP=27.8,a=0.0067V*min/ro

9.答案：调速范围D速0,允许静差率s=10%。

10.答案：允许的静态速降Anc尸3.06r/min,闭环系统的开环放大系数KW1.7。

其次章

一、填空题：

1.跟随抗扰内环ACR外环ASR

2.典型I型典型11型

二、推断题：

答案：1.J、2.X、

三、问答题：

1.答案：1.确定时间常数；2.选择ACR结构；3.选择ACR参数：4.校验近似

条件；

2.答案：

3.答案：1.确定时间常数，2.选择转速调整器结构，3.选择转速调整器参数,

4.校验近似条件。

4.答案：要变更转速，可调整给定电压或转速反馈系数；要变更堵转电流，

应调整转速调整器的限幅值或变更电流反馈系数。

5.答案：Un不变。

6.答案：平直段：ASR和ACR均工作在线形态态；下垂段：ACR工作在线

形态态，ASR工作在限幅状态。

7.答案：1.当固定时，只需调整电流反馈系数B即可实现Idm=20A;当

Un\己知时调整转速反馈系数a可实现n=1000r/mino2.发觉下垂段特性不畛陡

时，可增大ACR的稳态放大系数；如工作段特性不够硬时，可增大ASR的稳态

放大系数。

8.答案：ASR未饱和，增大B,Ui,跟着增大，各环节输出量都保持不变；

ASR饱和，增大B,则各量都将相应减小。

9.答案：Ui“从2V增加到3V；Uct略有增加；Uct值由转速n和负载电流确定。

10.答案：电网电压波动时，ACR起主要调整作用；负载扰动时，ASR起主

要抗绕调整作用。

12.答案：④③②①

13.答案：转速调整器的作用：1.是调速系统的主导调整潜；2.对负载变更起

抗扰作用；3.饰出限幅值确定电动机允许的最大电流。电流调整器的作用：1.跟

随作用；2.对电网电压波动刚好抗扰作用；3.可保证获得电动机允许的最大电流;

4.限制电枢电流最大值。

14.答案：下图，整流状态，电动运行，提升重物，«<90°,以0>£

由电网向电动机供应能量。上图，逆变状态，回馈发电，放下重物，。>90°,

口0<£〃<0,由电动机向电网回馈能量。

15.答案：适合于起重机类型的负载。

四、计算题：

1.答案：］=0.25V/A,a=0.01V-min/r；11加答案、U；=10V>U产TOV、Uct=lVo

第四章

一、问答题:

1.答案：两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而干脆在两组

晶闸管之间流通的短路电流，即环流。

静态环流；动态环流。

危害：环流对负载无益，徒然加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率，环流

太大时会导致晶闸管损坏。

利用：合理的对环流进行限制，保证晶闸管的平安工作，利用环流作为流过

晶闸管的基本负载电流，使电动机在空载或轻载时可工作在晶闸管装置的电流连

续区，以避开电流断续引起的非线性对系统性能的影响。

2.答案：有环流可逆系统具有反向快，过渡平滑等优点。设置几个环流电抗

器是个累赘。对于大容量的系统，常采纳无环流限制可逆系统，对系统正反转的

平滑过渡特性要求不很高。

3.答窠：

V-M系统的工作状态正向运行正向制动反向运行反向制动

—

由极端由压桶性++

——

由板由潘梯件++

——

由和旋转方向++

电机运行状态电动回馈发电电动回馈发电

晶闸管工作的组别和

状态正组整流反组逆变反组整流正组逆变

—•二

相辅痔忤所在经限四

4.答案：H型、T型和M型等结构型式。H型PWM变换器在限制方式上分

双极式、单极式和受限单极式。

5.答案:f^OOOHz

二、计算题：

1.答案：UVT=884〜1178V,Ip=43.1A可取50A。

2.答案：Id=38.47A；1/=31.39Ao

第五章

一、填空题：

1.答案：软、大

2.答案：电阻、电动势

3.答案：消耗型、回馈型、不变型

二、推断题：

答案：1.J、2.J、3.V

三、问答题：

1.答案：电力电子技术的发展，大规模集成电路和计算机限制的发展，采纳

变换器的高性能的沟通拖动系统得以实现。直流拖动被沟通取代，去除了直流电

动机的不足。

2.答案：fi；sfi；sfi；no；sno；sno；no；不会。

3.答案:效率n=0.87；转差率s=0.041；转速n=1439i7min。

4.答案：都适用

6.答案：节能调速；高性能沟通调速系统；特大容量、极高转速沟通调速系

统。

第八章

一、推断题：

答案：1.X、2.人3.J、

二、问答题：

1.答案：一般性能的节能调速和按工艺要求调速；高性能沟通调速系统和伺

服系统；特大容量、极高转速沟通调速系统。

2.答案：转差功率消耗型调速系统、转差功率馈送型调速系统、转差功率不

变型调速系统。

6.答案：电动势值较高时，恒压频比，低频时，补偿定子压降，通过变更

U/f函数发生器的特性来补偿。通用产品中称作“电压补偿”或“转矩补偿二

7.答案：请参见教材P160〜164异步电动机电压.频率协调限制时的机械特

性。

8.答案：电压源型采纳人电容滤波，电流源图采纳人电感滤波。

9.答案：参见教材P166〜167交-交变压变频器。也称作周波变换器。玦点

是输入功率因数较低，谐波电流大。输出频率不超过电网频率1/2的低转速调速

系统。

1().答案：参见教材P189-190转差频率限制的规律及转差频率限制的变压变

频调速系统。

11.答案：从总体限制结构上看，DTC系统与VC系统是一样的，都能获得

较高的静、动态性能。并参见教材P215DTC系统与VC系统不同的特点。

12.答案：请参考教材P216表6-1干脆转矩限制系统和矢量限制系统的特点

与性能的比较。

第七章

一、推断题：

答案：1.J、2.J

二、问答题：

1.答案：串级调速时，异步电动机转子回路虽然不须要串入调速电阻，但由

于其转子回路接入了串级调速装置.，事实上相当于在电动机转子回路中接入了肯

定数量的等效电阻和电抗，它的影响在任何转速下都存在。由于转子回路电阻的

影响，异步电动机串级调速时的机械特性比固有冷性要软得多。

2.答案：可以。请参见P221电机在次同步转速下做回馈制动运行。

3.答案：参见教材P220-221次同转速下做电动运行和回馈制动运行。

4.答案：参见教材P221电机在超同步转速下作回馈制动运行时。

5.答案：请参考教材P220〜222加以总结。

6.答案：在转子回路串入一个可变频、可变幅的电压。方法是将转子电压先

整流成直流电压，然后再加入一个附加的直流电动势。通过限制此直流附加电动

势的幅值，就可以调整异步电动机的转速。并请参见教材P224起动、调速、停

车三种状况的工作。

7.答案：机械特性变软，调速性能差。同步转速恒定，志向空载转速能够平

滑调整。

8.答案：总的原则是在起动时必需使逆变器先于电机接上电网，停车时必需

使逆变器比电机后脱离电网。请参见教材P238串级调速系统的起动方式。

9.答案:限制角a；极性限制Yo角；a>90>,Yo>90o

三、计算题：

L答案：整流二极管：(294-441)V,(13.2-17.6)A,选用ZP-20/400整流

二极管；逆变变压器：二次相电压有效值，69.IV,二次相电流有效值，19.5A,

容量为4.04kV•A；晶闸管:(339〜508)V,(13.2-17.6)A,可选用KP-20/5C0晶

闸管。

2.答案：整流二极管选用ZP-200/1200；晶闸管选用KP-200/1400；逆变变

压器容量WT=120kV•Ao

模拟试题一

一、填空题：

1.答案：静止可控整流器直流斩波器

2.答案：调速范围静差率.

3.答案：离散化、数字化

4.答案：软、大

5.答案：脉冲宽度调制

6.答案：消耗型、回馈型、小变型

二、推断题：

答案：1.X、2.J、3.J、4.X、5.J、6.J、7.J、8.J、9.J、

10.V

三、问答题：

1.答案：生产机械的转速n与其对应的负载转矩TL的关系。1.阻转矩负载特

性；2.位转矩负载特性；3.转矩随转速变更而变更的负载特性，通风机型、恒功

率、转矩与转速成比例；4.转矩随位置变更的负载特性。

2.答案：放大器的放大系数Kp,供电电网电压，参数变更时系统有调整作

用。电压负反馈系统事实上只是一个自动调压系统，只有被反馈环包围部分参数

变更时有调整作用。

3.答案：反馈限制系统的作用是：反抗扰动，听从给定。系统能有效地抑制

一切被负反馈环所包围的前向通道上的扰动作用。但完全听从给定作用。反馈限

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。可见，测速发电机的

励磁量发生变更时，系统无能为力。

4.答案：采纳比例积分调整器的闭环调速系统是无静差调速系统。积分限制

可以使系统在无静差的状况下保持恒速运行，缘由是积分调整器的输出包含了输

入偏差量的全部历史。可以实现无静差调速。

5.答案：1.确定时间常数，2.选择转速调整器结构，3.选择转速调整器参数,

4.校验近似条件。

6.答案：要变更转速，可调整给定电压或转速反馈系数；要变更堵转电流，

应调整转速调整器的限幅值或变更电流反馈系数。

7.答案：ASR未饱和，增大B,UJ跟着增大，各环节输出量都保持不变；ASR

饱和，增大B,则各量都将相应减小。

8.答案：U「从2v增加到3V；八略有增加；也值由转速n和负载电流确定。

9.答案：适合于起重机类型的负载。

10.答案：两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而干脆在两

组晶闸管之间流通的短路电流，即环流。

静态环流；动态环流。

危害：环流对负载无益，徒然加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率，环流

太大时会导致晶闸管损坏。

利用：合理的对环流进行限制，保证晶闸管的平安工作，利用环流作为流过

晶闸管的基本负载电流，使电动机在空载或轻载时可工作在晶闸管装置的电流连

续区，以避开电流断续引起的非线性对系统性能的影响。

11.答案：f2000Hz

12.答案：电力电子技术的发展，大规模集成电路和计算机限制的发展，采

纳变换器的高性能的沟通拖动系统得以实现。直流拖动被沟通取代，去除了直流

电动机的不足。

13.答案：fi；sfi；sfi；no：sno；sno：no；不会。

14.答案：一般性能的节能调速和按工艺要求调速；高性能沟通调速系统和

伺服系统；特大容量、极高转速沟通调速系统。

15.答案：转差功率消耗型调速系统、转差功率馈送型调速系统、转差功率

不变型调速系统。

16.答案：电动势值较高时，恒压频比，低频时，补偿定子压降，通过变更

U/f函数发生器的特性来补偿。通用产品中称作“电压补偿”或“转矩补偿”。

17.答案：请参见教材P160-164异步电动机电压-频率协调限制时的机械特

性。

18.答案：请参考教材P216表6-1干脆转矩限制系统和矢量限制系统的特点

与性能的比较。

19.答案：串级调速时，异步电动机转子回路虽然不须要串入调速电阻，但

由于其转子回路接入了串级调速装置.，事实上相当于在电动机转子回路中接入了

肯定数量的等效电阻和电抗，它的影响在任何转速下都存在。由于转子回路电阻

的影响，异步电动机串级调速时的机械特性比固有特性要软得多。

20.答案：限制角。；极性限制Yo角;a>90',丫。>90、

四、计算题：

1.答案：开环系统的稳态速降：354.33r/min；满意调速要求所允许的稳态

速降：8.33r/min；闭环系统的开环放大系数：41.54

2.答案：a=0*no=2119r/min,a=30时no=1824r/min,a=31.1,,cos中

=0.82,s=0.0395©

3.答案：系统的开环放大系数从4.7变为17.9

4.答案：允许的静态速降06r/min,闭环系统的开环放大系数

K=31.7o

5.答案：B=0.25V/A,Q=0.01V-min/r；Ud0=40V.U>10V.U尸—10V、U,产IV。

6.答案：整流二极管选用ZP-200/1200；晶闸管选用KP-200/1400；逆变变

压器容量M=120kV・A。

模拟试题二

一、填空题：

1.答案：静止可控整流器直流斩波器

2.答案：调速范围静差率.

3.答案：离散化、数字化

4.答案：软、大

5.答案：电阻、电动势

6.答案：恒转矩、恒功率

7.答案：脉冲宽度调制

8.答案：消耗型、回馈型、不变型

二、推断题：

答案：、1.义、2.J、3.X、4.J、5.，、6.，、7.J、8.J

三、问答题：

1.答案：Ud削减，转速n不变、Ud增加。

2.答案：生产机械要求电动机供应的最高转速和最低转速之比叫做调速范

围。当系统在某一转速下运行时，负载由志向空载增加到额定值时所对应的转速

着陆与志向空载转速之比，称作转差率。静态速降值肯定，假如对静差率要求越

严，值越小时，允许的调速范围就越小。

3.答案：1.确定时间常数；2.选择ACR结构；3.选择ACR参数；4.校验近似

条件；5.计算ACR的电阻电容值。

4.答案：

5.答案：U小变。

6.答案：平直段：ASR和ACR均工作在线形态态；下垂段：ACR工作在线形

态态，ASR工作在限幅状态。

7.答案：1.当U工固定时,只需调整电流反馈系数B即可实现I产20A；当L

•0已知时调整转速反馈系数a可实现n=1000r/mino2.发觉下垂段特性不够陡

时，可增大ACR的稳态放大系数；如工作段特性不够硬时，可增大ASR的稳态放

大系数。

8.答案：电网电压波动时，ACR起主要调整作用；负载扰动时，ASR起主要

抗绕调整作用。

9.答案：④③②①

10.答案：转速调整器的作用：1.是调速系统的主导调整器；2.对负载变更

起抗扰作用；3.输出限幅值确定电动机允许的最大电流。电流调整器的作用：1.

跟随作用；2.对电网电压波动刚好抗扰作用；3.可保证获得电动机允许的最大电

流；4.限制电枢电流最大值。

11.答案：有环流可逆系统具有反向快、过渡平滑等优点。设置几个环流电

抗器是个累赘。对于大容量的系统，常采纳无环流限制可逆系统，对系统正反转

的平滑过渡特性要求不很高。

12.答案：H型，T型和M型等结构型式。H型PWM变换器在限制方式上

分双极式、单极式和受限单极式。

13.答案：效率n=0.87；转差率s=0.041；转速n=l439”min。

14.答案：都适用

15.答案：电压源号采纳大电容滤波，电流源型采纳大电感滤波。

16.答案：参见教材P166〜167交.交变压变频器。也称作周波变换器。玦点

是输入功率因数较低，谐波电流大。输出频率不超过电网频率1/2的低转速调速

系统。

17.答案：参见教材P189-190转差频率限制的规律及转差频率限制的变压变

频调速系统。

18.答案：从总体限制结构上看，DTC系统与VC系统是一样的，都能获得

较高的静、动态性能。并参见教材P215DTC系统与VC系统不同的特点。

19.答案：可以。请参见P221电机在次同步转速下做回馈制动运行。

20.答案：参见教材P220-221次同转速下做电动运行和回馈制动运行。

21.答案：参见教材P221电机在超同步转速下作回馈制动运行时。

22.答案：请参考教材P220〜222加以总结。

四、计算题：

1.答案：42.5N-M,3.41N・M

2.答案：T=62.92N-M,n=920r/min,cos①二0.78

3.答案:D=4.44,s=0.048,An=5.3r/mino

4.答案：系统允许的稳态速降：3.06r/min,开环放大系数：31.7

5.答案:s=0.86,Anci=5.56r/min,Kp=27.8,a=0.0067V*min/ro

6.答案：调速范围D=10,允许静差率s=10%,

7.答案:U后884〜1178V,I『43.1A可取50A。

8.答案:Id=38.47A；1/=31.39Ao

9.答案:整流二极管:(294-441)V,(13.2-17.6)A,选用ZP-20/400整流

二极管；逆变变压器：二次相电压有效值，69.IV,二次相电流有效值，19.5A,

容量为4.04kV-A；晶闸管:(339〜508)V,(13.2-17.6)A,可选用KP-20/500晶

闸管。

模拟试题三

一、填空题:

1.答案：静止可控整流器直流斩波器

2.答案：调速范围静差率.

3.答案：离散化、数字化

4.答案：软、大

5.答案：电阻、电动势

6.答案：恒转矩、恒功率

7.答案：脉冲宽度调制

8.答案：消耗型、回馈型、不变型

二、推断题：

答案：1.X、2.J、3.J、4.X、5.J、6.X、7.J、8.J、9.J、

10.J、11.人12.J

三、问答题：

1.答案：生产机械的转速n与其对应的负载转矩TL的关系。1.阻转矩负载特

性；2.位转矩负载特性；3.转矩随转速变更而变更的负载特性，通风机型、恒功

率、转矩与转速成比例；4.转矩随位置变更的负载特性。

2.答案：生产机械要求电动机供应的最高转速和最低转速之比叫做调速范

围。当系统在某一转速下运行时，负载由志向空载增加到额定值时所对应的转速

着陆与志向空载转速之比，称作转差率。静态速降值肯定，假如对静差率要求越

严，值越小时，允许的调速范围就越小。

3.答案：反馈限制系统的作用是：反抗扰动，听从给定。系统能有效地抑制

一切被负反馈环所包围的前向通道上的扰动作用。但完全听从给定作用。反馈限

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。可见，测速发电机的

励磁量发生变更时，系统无能为力。

4.答案：1.确定时间常数，2.选择转速调整器结构，3.选择转速调整器参数,

4.校验近似条件。

5.答案：要变更转速，可调整给定电压或转速反馈系数；要变更堵转电流，

应调整转速调整器的限幅值或变更电流反馈系数。

6.答案：U不变。

7.答案：从2V增加到3V；L略有增加；L值由转速n和负载电流确定。

8.答案：电网电压波动时，ACR起主要调整作用；负载扰动时，ASR起主要

抗绕调整作用。

10.答案：两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而干脆在两

组晶闸管之间流通的短路电流，即环流。

静态环流；动态环流。

危害：环流对负载无益，徒然加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率，环流

太大时会导致晶闸管损坏。

利用：合理的对环流进行限制，保证晶闸管的平安工作，利用环流作