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1、1 弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。（）2 采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速， T 法适用于测低速。 （）3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。（）4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（）5静差率和机械特性硬度是一回事。 （ ）6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（ ）7电流转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U 的大小并非仅取决于速度定U*gk的大小。（）8双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。（ ）9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会
2、出现两组晶闸管同时封锁的情况。（）10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（）11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。（）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（ ）12 = 配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（）13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID 调节器时转速总有超调。 （）14电压闭环相当于电流变化率闭环。 （）15闭环系统可以改造控制对象。 （）16 闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。17 直流电动机弱
3、磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。（）18 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。（）19 电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。（）20 对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。（）二 选择题1直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时，（ A ）。A ACR 抑制电网电压波动，ASR抑制转矩波动B ACR抑制转矩波动， ASR抑制电压波动C ACR 放大转矩波动， ASR抑制电压波动D ACR 放大电网电压波动，ASR抑制转矩波动3与机组相比，相控整流方式的优点是（A、 B、 C、 D），缺点是（ E、 F）。A功率放大倍数小于1000 倍B可逆
4、运行容易实现C控制作用的快速性是毫秒级D占地面积小，噪音小E高次谐波丰富F高速时功率因数低4 系统的静态速降ned 一定时，静差率S 越小，则（ C）。A调速范围 D越小B额定转速 ned 越大C调速范围 D越大D额定转速 ned 越大5当理想空载转速 n 相同时，闭环系统的静差率sb 与开环下的 sk 之比为（ D）。0A 1B 0（ K 为开环放大倍数）C 1+KD 1/（ 1+K）6速度单闭环系统中，不能抑制（D）的扰动。A调节器放大倍数B电网电压波动C负载D测速机励磁电流7 转速电流双闭环不可逆系统正常稳定运转后，发现原定正向与机械要求的正方向相反，需改变电机运行方向。此时不应（C ）
5、。A调换磁场接线B调换电枢接线C同时调换磁埸和电枢接线D同时调换磁埸和测速发电机接线8 一个设计较好的双闭环调速系统在稳态工作时（C ）。A两个调节器都饱和B两个调节器都不饱和C ST 饱和， LT 不饱和D ST不饱和， LT 饱和9 配合控制有环流可逆调速系统的主回路中（D ）A 既有直流环流又有脉动环流B有直流环流但无脉动环流C既无直流环流又无脉动环流D无直流环流但有脉动环流10 普通逻辑无环流（既无推 又无准备）可逆调速系统中换向时待工作组投入工作时，电动机处于（B）状态。回馈制动反接制动 能耗制动自由停车11 双闭环直流调速系统电流环调试时，如果励磁电源合闸，电枢回路亦同时通电，给定
6、由ACR输入端加入且产生恒定的额定电流，则（ A ）。（假定电机不带机械负载） 电机会稳定运转 电机不会运转电机会加速到最高转速过流跳闸12 速度单闭环系统中，不能抑制（D）的扰动。A调节器放大倍数B电网电压波动C负载D测速机励磁电流13 配合控制有环流可逆调速系统的主回路采用反并联接线，除平波电抗器外，还需要（ ）个环流电抗器。A 2 B 3 C 4 D 114转速 PID 调节器的双闭环系统与转速PI 调节器的双闭环系统相比， （ C）A 抗负载干扰能力弱B动态速降增大C 恢复时间延长D抗电网电压扰动能力增强15输入为零时输出也为零的调节器是(A)A P 调节器 B I调节器 C PI 调
7、节器 D PID调节器16下列电动机哪个环节是比例惯性环节(B)AU d ( s )U d ( s )BCI d ( s )E( s )Dn( s )I ( s )U d ( s ) E( s )I d ( s ) I fz ( s )17 直流电动反并联晶闸管整流电源供电的可逆调速系统给定为零时，主要停车过程是(C)A 本桥逆变，回馈制动B它桥整流，反接制动C它桥逆变，回馈制动D自由停车18 直流电动一组晶闸管整流电源供电的不可逆调速系统给定为零时，主要停车过程是(D)A 本桥逆变，回馈制动B它桥整流，反接制动C它桥逆变，回馈制动D自由停车三 填空题1 如图，埸效应管VT5 的作用是零速封锁
8、即在给定为零且反馈为零使调节器输出为零，以防止由于PI 中由于积分作用输出不为零，使得移相控制角可能处于最小，出现全压启动导致过电流故障。电位器RP1 可调整输出正限幅值，RP2 可调整输出负限幅。C11 是积分电容， C5 和 R9 接入速度反馈构成微分调节器。C6、 C7 是输入滤波电容。2 电流断续时KZ D系统的机械特性变软， 相当于电枢回路的电阻值增大。4脉宽调速系统中，开关频率越高， 电流脉动越小，转速波动越小， 动态开关损耗越大。5采用转速电流双闭环系统能使电动机按允许的最大加速度起动，缩短起动时间。7典型 I 型系统的超调量比典型II 型系统小，抗扰动性能比典型四 分析与计算题
9、1 如下图，转速、电流双闭环调速系统中，ASR、ACR均采用 PIII 型系统差。调节器。已知参数：电动机：PN3.7KW， U N220V，I N20A，n N1000r / min，电枢回路总电阻R1.5，设U nm*U im*10V，电枢回路最大电流为I dm30 A，电力电子变换器的放大系数K s40 。试求：（1）电流反馈系数和转速反馈系数；（ 5 分）（2）突增负载后又进入稳定运行状态，则ACR 的输出电压U c 、变流装置输出电压 U d ，电动机转速n ，较之负载变化前是增加、 减少，还是不变？为什么？（5 分）（3）如果速度给定U n* 不变时，要改变系统的转速，可调节什么参
10、数？（5 分）（ 4） 若要改变系统起动电流应调节什么参数？此时，设 U n* 为正电压信号，在右图 ASR中应调节中哪个电位器？（5 分）（ 5） 当电动机在最高转速发生堵转时的 U d ,U i* ,U i ,U c 值；（ 10 分）U n*U nm*100.01V / rpmnnm1000解： (1)U im*100.33V / AI dm30评分标准：各 2.5分，公式对数值结果错扣1 分，量纲错扣0.5 分，公式错不给分。CnILRC U*IdLRTLI dLU ceenU dK sU c(2)K sK sU n*c, nc(3)因为*,U n*,U nU n所以调节可以改变转速n
11、。n n(4)因为 U i*U iI d ，起动时转速调节器ASR饱和，输出限幅值 U im*I dm ，所以改变 ASR限幅值可以改变起动电流I dm ， U n* 为正时，起动时ASR输出为负，所以应调节RP5来改变起动电流。不能改变电流反馈系数，因为它还影响电流环的动特性。(5)U n*U nnU n*10V ,U n0V ,|U i*| |U i |10V ,U dI dm R301.5 45V,UcU dCen I d R I dl R 30 1.5K sK sK s1.13V40评分标准：分析出起动ASR饱和，结果全对，满分；没有分析出起动ASR饱和，没写公式扣3 分，其它扣4-5
12、 分。2 双闭环调速系统中如反馈断线会出现什么情况，正反馈会出什么情况？答：反馈断线后， U n 0 ，ASR 饱和，输出为限幅值，转速环开环，相当于堵转，电流给定为 ASR 的输出最大值，电流闭环，按最大电流值恒流加速，转速上升，但由于转速反馈断线，触发移相控制电压增大到极限，触发角最小移至min ，转速达到最高值。nU d I dl RU d 0 cos minI dl R ，同样，正反馈时，也是一样。C eC e五（ 10 分）下图所示为控制系统实验装置中的过流保护单元电路原理图，试简述其工作原理。解： 当主电路电流超过某一数值后 (2A 左右 ) ，由 9R3，9R2 上取得的过流信号
13、电压超过运算放大器的反向输入端， 使 D 触发器的输出为高电平， 使晶体三极管 V 由截止变为导通，结果使继电器 K 的线圈得电， 继电器 K 由释放变为吸引， 它的常闭触点接在主回路接触器的线圈回路中，使接触器释放，断开主电路。并使发光二极管亮，作为过流信号指示，告诉操作者已经过流跳闸。SA为解除记忆的复位按钮，当过流动作后，如过流故障已经排除，则须按下以解除记忆，恢复正常工作。六 设计题1 校正为典型I 型系统的几种调节器选择校正为典型II型系统的几种调节器选择2 已知控制对象开环传递函数G( s)K 2, T2T1 ，试加入串联调节器Wc (s) 将其1)(T2 s 1)(T1s校 正
14、为 开 环 典 型IKWc (s)G(s)Wob (s)s(Ts1)型 系 统 ， 并 求 调 节 器 结 构 和 参 数（ 15分 ）K 2Wc (s)(T1 s1)(T2 s1)Wc (s)K(T1 s1)(T2 s1)s 1s(Ts1)K 2K pisT2T1s 1 T2s 1,T2Wob( s)1K 2K pis(T1s1)KTK 2 K piK2 K pi1TT12K piT22T1 K 22T1 K 2所以，调节器的结构为PI 调节器，参数如上式。评分标准写出结构为PI ，并计算参数, K pi 给全分；如只计算，而没有计算 K pi 扣 5 分；如将T1写错者，扣2 分；没写出结
15、构，扣 5 分。4 计算电机空载时恒流升速到额定转速时间TeGD 2 nN375ttGD 2 nNGD 2 Rce nNC e nN375 Te375cecm2I NTm / RI N五证明题（ 10 分）定义 调速范围 Dnmax ，静差率 SnN ，而最nminn0高转速 nmaxn N （额定转速）试证明 （ 1） Dn N s（ 5 分）n N (1s)（ 2）单转速闭环系统稳态结构如左图所示，如所要求的开环靜差率sk 与闭环靜差率 sp 相等，即 sksp ，而闭环调速范围为DCL ，开环调速范围为DOP 。试证明DCL ( 1K )DOP ，式中 KK p K s（ 5 分）C e
16、证： 1 SnNnNn0nminnNn minn NnN(1S)n NSSDnmaxn Nn N Snminn minnN (1 S)证毕。n kRI dDknN SkSpSkC enk (1 Sk )Dkn p12nknN S pD pnk1 Kn pD p1 Kn p (1 S p ) D p(1 K )D p证毕。nkRI dD knN SkS pSkCenk (1 Sk )D kn p1n pnkD pnN SpD pnk1 K1 Kn p (1 Sp ) D p(1 K ) D p试证明 （ 1） SnN D（ 5 分）nNnN D（ 2）单转速闭环系统稳态结构如左图所示，假定开环理
17、想空载转速n0 k 与闭环理想空载转速 n0 p 相等，即 n0kn0 p ，试证明 开环静差率 Sk (1K p K s（ 5 分）K )Sp （ Sp 为开环静差率） ，式中 KC e证： 1 SnNnNn0nminnNn minn N(1S)SnNn NSnmaxnNnN SDnminnN ( 1S )nminSnN DnN DnN证毕。n kRI dnk, Spn pC e2n0 k n0 pSknopnkn0kn pSk (1K )Sp1K1 交交变频器的输出频率低于输入频率。（）2 普通 VVVF变频器可以直接突加转速给定起动。（）3 转差频率控制的转速闭环异步电动机变频调速系统实
18、际动静态性能达到直流双闭环调速系统的水平。（）4 SVPWM控制方法的直流电压利用率比一般SPWM提高了 15%。（）5串级调速系统的容量随着调速范围的增大而下降。（）6交流调压调速系统属于转差功率回馈型交流调速系统。（）7 普通串级调速系统是一类高功率因数低效率的仅具有限调速范围的转子变频调速系统。（）8 永磁同步电动机自控变频调速中，需增设位置检测装置保证转子转速与供电频率同步。（）9 交流调压调速系统属于转差功率不变型交流调速系统。（）10同步电动机只需改变定子频率就可调节转速，不必采用VVVF控制。（）11SVPWM以圆形旋转磁场为控制目标，而SPWM以正弦电压为控制目标。 （）12S
19、VPWM 输出电压比 SPWM 高出 15%，即直流电压的利用率高。（）串级调速系统能够实现电气制动。 （）13转差频率矢量控制系统没有转子磁链闭环。（）14异步电动机的状态方程至少是一个5 阶系统。（）15异步电动机 VVVF调速系统中速度给定信号可以是阶跃信号。（）16气隙磁链是定子、转子通过气隙相互交链的那部分磁链。（）计算转子磁链的电压模型更适合于中、高速范围，而电流模型能适应低速。17在串级调速系统故障时，可短接转子在额定转速下运行，可靠高。（）1. 气隙磁链 是定子、转子通过气隙相互交链的那部分磁链 Lmi sLm i r2. 定子磁链 s s 是气隙磁链 与定子漏磁链 s 之和。
20、 s sLm isLm irLsi sLsisLm ir3转子磁链 r r 是气隙磁链 与转子漏磁磁链 s 之和 r sLm i sLm i rLr i rLm isLr i r、 s 、 r 均以同步速 S旋转， 三者的差距为漏磁链。二 选择题1 带二极管整流器的SPWM变频器是以正弦波为逆变器输出波形，是一系列的（ A）矩形波。A 幅值不变，宽度可变B幅值可变，宽度不变C 幅值不变，宽度不变D幅值可变，宽度可变2 绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（B）A 0S1，输出功率低于输入功率BS0，输出功率高于输
21、入功率C 0S1，输出功率高于输入功率DS0，输出功率低于输入功率3 普通串级调速系统中，逆变角，则（ C）。A 转速上升，功率因数下降B转速下降，功率因数上升C 转速上升，功率因数上升D转速下降，功率因数下降4 绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（C）n n1 ，输出功率低于输入功率Bn n1 ，输出功率高于输入功率Cnn1 ，输出功率高于输入功率Dnn1 ，输出功率低于输入功率（注： n 为电动机实际转速，n1 为电动机同步转速）5 与矢量控制相比，直接转矩控制（D）A 调速范围宽 B 控制性能受转子参数影
22、响大C 计算复杂 D 控制结构简单6 异步电动机 VVVF调速系统的机械特性最好的是（C）A 恒 U 11 控制B 恒 E g1 控制C恒 Er1 控制D 恒 I 11 控制7 异步电动机 VVVF调速系统中低频电压补偿的目的是(A)A 补偿定子电阻压降B补偿定子电阻和漏抗压降C 补偿转子电阻压降D补偿转子电阻和漏抗压降8 异步电动机 VVVF调速系统的机械特性最好的是（D）A 恒压频比控制 B 恒定子磁通控制C恒气隙磁通控制D 恒转子磁通控制9 电流跟踪 PWM控制时，当环宽选得较大时，A 开关频率高， B 电流波形失真小C 电流谐波分量高D 电流跟踪精度高三填空题（ 10 分）下图为异步电
23、动机矢量控制原理结构图，A，B， C， D 分别为坐标变换模块，请指出它们分别表示什么变换？（ 8 分）这些变换的等效原则是什么（2 分）？给 定信号i* mi*i* Ai Aii m等效直流电i*i* B 电流控制i B控制器ABC i Di* C变频器iC动机模型+i* t异步电动机it1反馈信号解： A 矢量旋转逆变换VR 1 ，B 二相静止坐标变成三相静止坐标变换C 三相静止坐标系变成二相静止坐标变换D 矢量旋转变换 VR，将二相静止坐标下的互相垂直的交流信号变换成二相旋转的互相垂直的直流信号。 等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效下图为异步电动机矢量变换与电流解耦数学模型， A，
24、B分别表示什么变换？（ 8 分）这些变换的等效原则是什么（分别为坐标变换模块，请指出它们2 分）？iAisismL mriBTr p 1ABTLiCisi stL mTen pn pL rJp解： A 三相静止坐标系变成二相静止坐标变换B 矢量旋转变换VR 将二相静止坐标下的互相垂直的交流信号变换成二相旋转的互相垂直的直流信号。其等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效。四设计题间接检测s 的方法有两种，即电流模型法与电压模型法。计算转子磁链的电流模型1 在 坐标系上计算转子磁链的电流模型dr1rrLm isdtTrTrdr1Lm isdtrrTrTr在 mt 坐标系上计算转子磁链的电流模型d
25、 r1rLm ismdtTrTr1 Lm i st Tr r2. 在 坐标系上计算转子磁链的电压模型rLr (usRsis )dtLsi s LmrLr (uR i)dtL isLmss ss3 定子磁链计算模型右图为异步电动机直接转矩控制的原理框图。usRsi spusRsi spsds，式中 pdt假定已经检测到的三相电压u A , uB ,uc 和三相电流 i A ,i B ,i C ，试根据上式画出计算定子磁链s（即右图中的1 ）的模型方框图。解：4 定子转矩计算模型Tn p (i ssi ss)五 简述题下图为调速范围D 3 的串级调速系统主回路单线原理框图，试说明起动时各电器开关正
26、确的合闸顺序和停机时的分闸顺序，并说明理由。（ 15 分）间接起动操作顺序1.先合上装置电源总开关S，使逆变器在min 下等待工作。2.然后依次接通接触器 K 1 ，接入起动电阻 R , 再接通 K0 ，把电机定子回路与电网接通，电动机便以转子串电阻的方式起动。3.待起动到所设计的nmin （smax）时接通 K2 ，使电动机转子接到串级调速装置，然后断开 K 1 , 切断起动电阻，此后电动机就可以串级调速方式继续加速到所需的转速运行。停车操作顺序1.由于串级调速没有制动能力， 应先将转速降至 nmin , 再合上 K1 ，然后断开 K 2 ，使电动机转子回路与串级调速装置脱离；2.最后断开K 0 ，以防止当K 0 断开时在转子侧感生断闸高电压而损坏整流器与逆变器。