電力拖動自動控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)題

電力拖動自動控制系統(tǒng)

復(fù)習(xí)題

標(biāo)準(zhǔn)化管理處編碼[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

電力拖動自動控制系統(tǒng)復(fù)習(xí)題

一、填空題

1.直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源有：旋轉(zhuǎn)變流機組（G7I系統(tǒng)）、靜止可控整流器

（V-M統(tǒng)）、直流斬波器和脈寬調(diào)制變換器（PWM）o

2.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動過程特點是飽和非線性控制、準(zhǔn)時間最優(yōu)控制

和轉(zhuǎn)速超調(diào)0

3.交流異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制方式有恒磁通控制、恒功率控制和恒電流

控制三種。

4.變頻器從結(jié)構(gòu)上看，可分為交交變頻、交直交變頻兩類,從變頻電源性質(zhì)看，可分

為電流型、電壓型兩類。

5.相異步電動機的數(shù)學(xué)模型包括：電壓方程、磁鏈方程、轉(zhuǎn)矩方程和運動方

造。

6.異步電動機動態(tài)數(shù)學(xué)模型是一個高階、非線性、塑耦性的多變量系統(tǒng)。

7.常見的調(diào)速系統(tǒng)中，在基速以下按恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，在基速以上按恒功率調(diào)速

方式。

8.調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)包括調(diào)速范圍和靜差率。

9.反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動，服從給定。

10.VVVF控制是指逆變器輸出電壓和頻率可變的控制

11、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)中，兩個調(diào)節(jié)器采用串級聯(lián)接,其中轉(zhuǎn)速反饋極性

為負反饋、電流反饋極性為負反饋。

12、直流斬波器的幾種常用的控制方法：①T不變，變一一脈沖寬度調(diào)制

(PNM)；②ton不變，變T——脈沖頻率調(diào)制(PFM)；③ton和T都可調(diào)，改變

占空比一一混合型。

13、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，采用PI調(diào)節(jié)器，穩(wěn)態(tài)運行時，轉(zhuǎn)速n取決于給定電

壓、ASR的輸出量取決于負載電流o

14.各種電力拖動自動控制系統(tǒng)都是通過控制電動機轉(zhuǎn)速來工作的。

15.V-M系統(tǒng)中，采用三相整流電路，為抑制電流脈動，可采用的主要措施是位置壬波

電抗器o

16、在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，為了限制全壓啟動和堵轉(zhuǎn)電流過大，通常采用電流截止負反

饋O

17、在Q=8配合控制的直流可逆調(diào)速系統(tǒng)中，存在的是直流平均環(huán)流,可用串接

環(huán)流電抗器抑制。

18、采用PI調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)啟動時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器經(jīng)歷不飽和、飽和、

退飽和三種狀態(tài)。

二、選擇題

1.帶有比例調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，如果轉(zhuǎn)速的反饋值與給定值相等，則調(diào)節(jié)器

的輸出為（A）

A、零；B、大于零的定值C、小于零的定值；

D、保持原先的值不變

2.無靜差調(diào)速系統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器中P部份的作用是（D）

A、消除穩(wěn)態(tài)誤差；B、不能消除穩(wěn)態(tài)誤差也不能加快動態(tài)響應(yīng)

C、既消除穩(wěn)態(tài)誤差又加快動態(tài)響應(yīng)；D、加快動態(tài)響應(yīng)

3.異步電動機變壓變頻調(diào)速時，采用（B）控制方式，可獲得一線性機械特性。

A、Ul/fl=常值；B、Eg/fl二常值；

C、Es/fl二常值；D、Er/fl二常值

4.一般的間接變頻器中，逆變器起（B）作用。

A、調(diào)壓；B、調(diào)頻；

C、調(diào)壓與逆變；D、調(diào)頻與逆變

5.轉(zhuǎn)差頻率控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本思想是控制（C）。

A、電機的調(diào)速精度；B、電機的動態(tài)轉(zhuǎn)矩；

C、電機的氣隙磁通;D、電機的定子電流

6.轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的兩個調(diào)速器通常采用的控制方式是（B）

A.PIDB.PIC.PD.PD

7.靜差率和機械特性的硬度有關(guān)，當(dāng)理想空載轉(zhuǎn)速一定時，特性越硬，則靜差率（A）

A.越小B.越大C.不變D.不確定

8.下列異步電動機調(diào)速方法屬于轉(zhuǎn)差功率消耗型的調(diào)速系統(tǒng)是（D）

A.降電壓調(diào)速B.串級調(diào)速C.變極調(diào)速D.變壓變頻調(diào)速

9.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，在恒流升速階段時，兩個調(diào)節(jié)器的狀態(tài)是（A）

A.ASR飽和、ACR不飽和B.ACR飽和、ASR不飽和

C.ASR和ACR都飽和D.ACR和ASR都不飽和

10.在微機數(shù)字控制系統(tǒng)的故障保護中斷服務(wù)子程序中，工作程序正確的是（C）

A.顯示故障原因并報警一一分析判斷故障一一封鎖PW輸出一一系統(tǒng)復(fù)位

B.顯示故障原因并報警一一封鎖PWM輸出一一分析判斷故障一一系統(tǒng)復(fù)位

C.封鎖PWM輸出一一分析判斷故障一一顯示故障原因并報警一一系統(tǒng)復(fù)位

D.分析判斷故障一一顯示故障原因并報警一一封鎖PWM輸出一一系統(tǒng)復(fù)位

IkSPWM技術(shù)中，調(diào)制波是頻率和期望波相同的（A）。

A、正弦波B、方波C、等腰三角波D、鋸齒波

12、無靜差單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)時，轉(zhuǎn)速的給定值與反饋值相同，此時調(diào)節(jié)器的輸出

（D）o

A、為0B、正向逐漸增大

C、負向逐漸增大D、保持恒定終值不變

13、下列交流異步電動機的調(diào)速方法中，應(yīng)用最廣的是（C）。

A、降電壓調(diào)速B、變極對數(shù)調(diào)速

C、變壓變頻調(diào)速D、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速

14、在交一直一交變頻裝置中，若采用不控整流，則PWN逆變器的作用是（C）。

A、調(diào)壓R、調(diào)頻C、調(diào)壓調(diào)頻D、調(diào)頻與逆變

15、控制系統(tǒng)能夠正常運行的首要條件是（B）。

A、抗擾性B、穩(wěn)定性C、快速性D、準(zhǔn)確性

16、常用的數(shù)字濾波方法不包括（D）。

A、算術(shù)平均值濾波B、中值濾波C、中值平均濾波D、幾何平均值濾波

17、在電機調(diào)速控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)無法抑制（B）的擾動。

A、電網(wǎng)電壓B、電機勵磁電壓變化C、給定電源變化D、運算放大器參數(shù)變化

18、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)定運行時，控制電壓Uct的大小取決于（C）

A、IdlB、nC、n和IdlD、a和B

三、判斷題

1、反饋控制系統(tǒng)所能抑制的只是被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動。（V）

2、改變電流相序可以改變?nèi)嘈D(zhuǎn)磁通勢的轉(zhuǎn)向。（V）

3、當(dāng)閉環(huán)系統(tǒng)開環(huán)放大系數(shù)大于系統(tǒng)的臨界放大系數(shù)時，系統(tǒng)將穩(wěn)定。（X）

4、調(diào)速系統(tǒng)的靜差率指標(biāo)應(yīng)以最低速時所能達到的數(shù)值為準(zhǔn)。（V）

5、在電機調(diào)速控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)無法抑制電機勵磁電壓變化的擾動。（V）

6、控制系統(tǒng)能夠正常運行的首要條件是準(zhǔn)確性。（X）

7、開環(huán)系統(tǒng)的靜特性可以匕閉環(huán)系統(tǒng)硬得多。（X）

8、微機數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)中，采樣頻率應(yīng)不小于信號最高頻率的2倍。（V）

9、一般的間接變頻器中，逆變器起調(diào)頻與逆變作用。（X）

10、無靜差調(diào)速系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器一般采用PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器。（V）

四、問答題

1、調(diào)速范圍和靜差率的定義是什么？

答：生產(chǎn)機械要求電動機提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比叫做調(diào)速范圍，用字母D表示,

即：

當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運行時，負載由理想空載增加到額定值時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落△nN

與理想空載轉(zhuǎn)速nO之比，稱作靜差率s,即

2、簡述恒壓頻比控制方式

答：繞組中的感應(yīng)電動勢是難以直接控制的，當(dāng)電動勢值較高時，可以忽略定子繞組

的漏磁阻抗壓降，而認為定子相電壓Us弋Eg,則得

這是恒壓頻比的控制方式。但是，在低頻時Us和Eg都較小，定子阻抗壓降所占的

份量就比較顯著，不再能忽略。這時，需要人為地把電壓Us抬高一些，以便近似地補

償定子壓降。

3、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時，兩個調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是

多少為什么

答：當(dāng)兩個調(diào)節(jié)器都不飽和時，它們的輸入偏差電壓和輸出電壓都是零，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器

ASR的輸出限幅電壓Uim決定了電流給定電壓的最大值；電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電

壓限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm.

4、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本特征

答：(1)具有比例放大器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是有靜差的；

(2)閉環(huán)系統(tǒng)具有較強的抗干擾性能反饋閉環(huán)系統(tǒng)具有很好的抗擾性能，對于作

用在被負反饋所包圍的前向通道上的一切擾動都能有效地抑制；

（3）閉環(huán)系統(tǒng)對給定信號和檢測裝置中的擾動無能為力。

5、在無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測速發(fā)電機精

度的影響？并說明理由。

答：系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測的精度。因此轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度還受給定電源和

測速發(fā)電機精度的影響。

6、晶閘管-電動機系統(tǒng)需要快速回饋制動時，為什么必須采用可逆線路

答：當(dāng)電動機需要回饋制動時，由于反電動勢的極性未變，要回饋電能必須產(chǎn)生反向

電流，而反向電流是不可能通過VF流通的，這時，可以通過控制電路切換到反組晶閘管

裝置VR,并使它工作在逆變狀態(tài)，產(chǎn)生逆變電壓，電機輸出電能實現(xiàn)回饋制動。

7、解釋待正組逆變和反組逆變，并說明這兩種狀態(tài)各出現(xiàn)在何種場合下。

答：正組逆變電樞端電區(qū)為負，電樞電流為正，電動機逆向運轉(zhuǎn)，回饋發(fā)電，機械特

性在第四象限。

反組逆變電樞端電壓為正，電樞電流為負，電動機正向運轉(zhuǎn)，回饋發(fā)電，機械特

性在第二象限。

8、有靜差系統(tǒng)與無差系統(tǒng)的區(qū)別。

答：根本區(qū)別在于結(jié)構(gòu)上（控制器中）有無積分控制作用，PI控制器可消除階躍輸入和

階躍擾動作用下的靜差，稱為無靜差系統(tǒng)，P控制器只能降低靜差，卻不能消除靜差，故

稱有靜差系統(tǒng)。

9、簡述泵升電壓產(chǎn)生的原因及其抑制措施。

答：泵升電壓產(chǎn)生的原因：采用二極管整流獲得直流電源時，電機制動時不能回饋電

能，只好對濾波電容充電，使電容兩端電壓升高，產(chǎn)生泵升電壓。

泵升電壓抑制措施：電容器吸收動能；鎮(zhèn)流電阻消耗動能；并接逆變器。

10、什么叫環(huán)流

并說明有環(huán)流可逆系統(tǒng)的適用場合。

答：只限于兩組晶閘管之間流通的短路電流稱為環(huán)流。適用于中小容量系統(tǒng)，有較

高快速性能要求的系統(tǒng)。

H、在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，出現(xiàn)電網(wǎng)電壓波動與負載擾動時，哪個調(diào)節(jié)器起主

要調(diào)節(jié)作用？

答：電網(wǎng)電壓波動時，ACR起主要調(diào)節(jié)作用；負載擾動時，ASR起主要抗擾調(diào)節(jié)作用。

五、計算題

1、某直流調(diào)速系統(tǒng)的電動機額定轉(zhuǎn)速為nN=1430r/min，額定速降=115r/min,

當(dāng)要求靜差率sW30%時，允許多大的調(diào)速范圍？如果要求靜差率sW20%,試求最低運

行速度及調(diào)速范圍。

解：要求sW30%時，調(diào)速范圍為

若要求sW20%時，最低空載轉(zhuǎn)速為

最低運行轉(zhuǎn)速為

調(diào)速范圍為

2、某一調(diào)速系統(tǒng)，測得的最高轉(zhuǎn)速特性為n0max=1500r/min,最低轉(zhuǎn)速特性為

FLmin=150r/min,帶額定負載時的速度降落An、=15r/min,且在不同轉(zhuǎn)速

下額定速降A(chǔ)ns不變，試問系統(tǒng)能夠達到的調(diào)速范圍有多大系統(tǒng)允許的靜差率是多少

解：思路一：

系統(tǒng)能夠達到的調(diào)速范圍為：

3.在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)中，兩個調(diào)節(jié)器ASR、ACR均采用PI調(diào)節(jié)器。已知參數(shù)：

電動機：Pnom=3.7kW,Unom=220V,Tnom=20A,nnom=1000r/min,電樞PI路總電阻

R=l.5Q,設(shè)Unm*=Uim*二Ucm=8V,電樞回路最大電流Idin二40A,電力電子變換器的放大

系數(shù)Ks=40.試求：

（1）電流反饋系數(shù)B和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)Q;

(2)當(dāng)電動機在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時的UdO、Ui、Uc值。

解：(1)0=Uim*/Idm=8/40=0.2

a=Unm*/nnom=8/1000=0.008

(2)Ud0=IdmR=40X1.5=60V

Ui=Uim*=8V(極性相反)