2009电力拖动自动控制试题A

在下列答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号内。 1. 三相异步电动机由转向改变可通过下面什么方法获得（ D ）。 A降低电压 B定子串电阻 C转子串电阻 D改变相序 2. 三相异步电动机串级调速是（ C ）

A在转子回路串电阻 B在定子回路串电阻 C在转子回路串电源 D在定子回路串电源

3．针对三相异步电动机变频调速，下面说法正确的是（ C ）

A属于恒转矩调速 B属于恒功率调速 C频率低时需电压补偿 D转速正比于频率 4. 在单闭环反馈控制系统中，不能抑制干扰是（ B ）。

A．放大器输出电压漂移 B．测速反馈系数变化 C．电动机励磁变化 D．主电路电阻增大 5. 在调速系统中为了获得挖土机特性，可以引入（ D ）。

A．电压负反馈 B．电压微分负反馈 C．电流正反馈 D．电流截止负反馈

6. 对于调速系统，最重要的动态性能是（ C ）性能。

A．稳定 B．快速 C．抗扰 D．跟踪 7. 某一控制系统的动态结构图如题8图所示

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题7图

其中T2=0.01s。要求超调量σ%≤40%（取h=5），那么K应为（ D ） A．1.0×102 B．1.2×102 C．1.0×103 D．1.2×103 8. 既没有直流平均环流，又没有瞬时脉动环流（ B ）。

Ur(s) —Ks1 s2T2s1A．采用α≥β配合控制的可逆系统 B．逻辑控制无环流可逆系统 C．两组晶闸管反并联的可逆V-M系统 D．采用α=β配合控制的可逆系统 9. 交流电动机带恒转矩负载作调压调速时，其转差功率与转差率（ ）

A．成正比 B．成反比 C．相等 D．没有关系 10. 在低频采用异步调制方式，高频切换到同步调制方式是（ D ）。

A．同步调制 B．异步调制 C．分段同步调制 D．混合调制 11. 异步电动机变压变频调速时，获得一线性机械特性，采用控制方式是(B )。 A. Us/ω1=恒值 B. Er/ω1=恒值 C. Eg/ω1=恒值 D. Eg/f1=恒值 12. 下面哪种情况不适合使用矢量控制方式( B )

A. 一台变频器控制一台电动机 B. 力矩电动机 C.电动机容量和变频器的配用容量之间最多只差一档 D.磁级数为2

二、填空题

1. 三相异步电动机的电磁制动状态分为（回馈制动）、（反接制动）和能耗制动

2. 根据异步电动机转子形式的不同，可分为鼠笼式异步电动机和（绕线）式异步电动机，其中（绕线）式异步电动机实现转子串电阻。

3. 异步电动机的转差功率是（电磁）功率与（总机械）功率之间的差值。 4. 一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需 静差率 的

转速可调范围。

5. 系统的精度依赖于 给定和反馈检测 的精度。

6. 为防止起动时产生电流冲击，在单闭环调速系统中须加电流截止负反馈环节，在转速、电流双闭环系统中，通过调节 速度调节器的限幅值 可最大电流。 7. 转速电流双闭环调速系统在起动的恒流升速阶段中，两个调节器的关系为ASR

饱和（饱和限幅输出），ACR不饱和。

8. 采用工程设计方法设计调节器时，如果系统主要要求有良好的抗扰性能，可按典型 Ⅱ 型系统设计。

9. 当脉宽调速系统减速时，电能通过PWM变换器回送给 直流侧 ，而使电源电压升高。

10. 在两组晶闸管反并联的可逆调速系统中，反转用 正 组晶闸管实现回馈制

动的。

11 异步电动机在变压调速工作时，其最大转矩随电机电压的降低而 降

低 。

三、名词解释

1.  = 配合控制

在采用两组相同晶闸管装置反并联的可逆V-M系统中，为防止产生产生直流平均环流，)在正组处于整流状态时，强迫让反组处于逆变状态，且使整流电压等于逆变电压，这时有正组的控制角αf等于反组的逆变组βr，这种消除直流平均环流的方法被称作 = 配合控制。

2. 转差频率控制

在交流异步电动机中，按照恒Eg/ω1控制，在转差率值很小的稳态运行范围内，如果能能够保持气隙磁通不变，异步电动机的转矩就近似与转差角频率成正比。控制转差频率就代表转矩，这就是转差频率控制。

3. 交-交变压变频器

只有一个变换环节，把恒压恒频的交流电源直接变换成变压变频输出的变压变频器。

4. 磁链跟踪控制

针对在电动机空间形成圆形磁场以产生恒定的电磁转矩的目标，把逆变器和直流电动机视为一体，按照跟踪圆形旋转磁场来控制逆变器的工作，磁链的轨迹是交替使用不同的电压空间矢量得到的，这种工作方式称作磁链跟踪控制。

四、分析题

1. 调节直流电动机的转速有几种方法？分别适用于哪种场合？

调节电枢供电电压 U；减弱励磁磁通 ；改变电枢回路电阻 R。调节电枢供电电压：在一定范围内无级平滑调速的系统；改变电阻：只能有级调速；减弱磁通：虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。

2. 在转速、电流双闭环直流调速系统中，转速调节器的作用是什么？

(1)转速调节器是调速系统的主导调节器，转速跟踪给定电压变化，稳态时可减小转速误差，如果采用PI调节器，则可实现无静差；

(2)对负载变化起抗扰作用；

(3)其输出限幅值决定电动机允许的最大电流。

3. 通用变频器—异步电动机系统在低频时或负载的性质和大小不同时，

需进行电压补偿，实现的方法有哪些？

实现补偿的方法有两种：

（1）在微机中存储多条不同斜率和折线段的U/f函数，由用户根据需要选择最佳特性；

（2）采用霍尔电流传感器检测定子电流或直流回路电流，按电流大小自动补偿定子电压。

4. 异步电动机拖动额定负载运行时，若电源电压下降过多，会产生什么后果？为什么？

答：电磁转矩正比于电源电压的平方，电源电压下降，电磁转矩下降，负载转矩不变，则转速降低，转子感应电动势增大，转子电流上升，定子电流上升，由于异步电动机拖动额定负载，电流将大于额定电流。

5. 题5 图为基于动态模型按定子磁链控制的直接转矩控制系统的系统，分析其控制特点。

题5 图

（1）转矩和磁链的控制采用双位式砰-砰控制器，并在PWM逆变器中直接用这两个控制信号产生电压的SVPWM 波形，避开了将定子电流分解成转矩和磁链分量，

*s* ASR *Id开关状态选择逆变器异 步电动机  sTc磁链模型 转矩模型 省去了旋转变换和电流控制，简化了控制器的结构。

（2）选择定子磁链作为被控量，不象VC系统中那样选择转子磁链，这样计算磁链的模型可以不受转子参数变化的影响，提高了控制系统的鲁棒性。

（3）在加减速或负载变化的动态过程中，可以获得快速的转矩响应，但必须注意过大的冲击电流，以免损坏功率开关器件，因此实际的转矩响应是有限的。

四、计算题

1. 某机床的主轴控制系统采用直流调速系统，直流电动机为Z2—71型，主要技术

数据为PN＝10kW，UN＝220V，IN=55A，nN＝1000r／min，Ra=0.5Ω,整流装置内阻Rrec＝0.5Ω。若采用开环控制系统，试求： （1）要求静差率s<10％时，其调速范围D为多少?

（2）若调速范围D＝10，静差率S<5％，则其允许闭环调速系统的转速降落为多少?

（3）要求调速范围D＝2时，其允许的静差率s为多少?

解：（1）求开环控制系统调速范围D，先计算电动机的电动势系数

CeUNINR= 0.1925V·min/r

nNINR551.0= 285.7r/min

Ce0.1925 则开环系统额定速降为

（2）为满足调速系统的稳态性能指标，额定负载时的稳态速降应为

nopD=nNs/ΔnN(1-s)=(1000×0.1)/(285.7×(1-0.1))=0.39

nNnNs10000.055.26r/min

D1s1010.05（3）要求调速范围D＝2时，其允许的静差率s：

sDnN2285.70.336.4%

nNDn10002285.7