电力拖动自动控制系统--运动控制系统 第四版 复习题 考试题目
考试题型及分数分配
1 判断题（20分，10~20小题）范围广，
2 选择题（20分，10~20小题）内容深，细节区分
3 填空题（10分，10小题）
4 设计题（10分，2小题）
5 简述题（10分，2小题）
6 无传感器算法：磁链、转矩的计算算法
异步电动机转子磁链和定子磁链的估算、转矩的估算
7 分析计算题（20分，3小题）
直流调速系统
一判断题
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。（Ⅹ）
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。（Ⅹ）
6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（Ⅹ）
的大小并非仅取决于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
k
*的大小。（√）
速度定 U
g
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。（Ⅹ）9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。（Ⅹ）
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。（Ⅹ）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（Ⅹ）
12α=β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。（Ⅹ）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。（Ⅹ）
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
2桥式可逆PWM 变换器给直流电动机供电时采用双极性控制方式，其输出平均电压d U 等于（B ）。
A s on d U T t U ??? ??-=1
B s on d U T t U ???
??-=12 C s on d U T t U = D s on d U T
t
U 2=
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（ ）。
A 调速范围D 越小
B 额定转速ed n 越大
C 调速范围
D 越大 D 额定转速ed n 越大
5当理想空载转速n 0相同时，闭环系统的静差率b s 与开环下的k s 之比为（ D ）。 A 1 B 0 （K 为开环放大倍数）
C 1+K
D 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 ）。
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 9α＝β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β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。
Ａ 回馈制动 Ｂ 反接制动 Ｃ 能耗制动 Ｄ 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 由ACR 输入端加入且产生恒定的额定电流，则 （ ）。（假定电机不带机械负载）
Ａ 电机会稳定运转 Ｂ 电机不会运转 Ｃ 电机会加速到最高转速 Ｄ过流跳闸
12速度单闭环系统中，不能抑制（ ）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 α＝β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 1
14 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 P 调节器
B I 调节器
C PI 调节器
D PID 调节器 16 下列电动机哪个环节是比例惯性环节 A
)s (n )s (U d B )
s (I )s (U d C )s (E )s (U )s (I d d - D )s (I )s (I )
s (E fz d -
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
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
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II型系统差。
8下图为单闭环转速控制系统。
(1)图中V是；
(2)图中L d是，它的作用是；
(3)图中采用的是调节器，它的主要作用
是 ；
(4)此系统主电路由 相交流电供电； (5)此系统具有 负反馈环节； (6)改变转速，应调节___________电位器；
(7)整定额定转速1500转/分，对应8V ，应调节___________电位器； (8)系统的输出量(或被控制量)是___________。 解：
(1)图中V 是 晶闸管整流器；
(2)图中L d 是平波电抗器 ，它的作用是 抑制电流脉动和保证最小续流电流 ；
(3)图中采用的是PI 即比例积分调节器，它的主要作用是 保证动静态性能满足系统要求； (4)此系统主电路由 三 相交流电供电； (5)此系统具有 转速（速度） 负反馈环节； (6)改变转速，应调节___RP1__电位器；
(7)整定额定转速1500转/分，对应8V ，应调节_RP2_电位器； (8)系统的输出量(或被控制量)是_转速_。
四 分析与计算题
1如下图，转速、电流双闭环调速系统中，ASR 、ACR 均采用PI 调节器。已知参数：电动机：KW P N 7.3=，V U N 220=，A I N 20=，min /1000r n N =，电枢回路总电
阻Ω=5.1R ，设V U U im nm
10*
*==，电枢回路最大电流为A I dm 30=，电力电子变换器的放大系数40=s K 。 试求：
（1） 电流反馈系数β和转速反馈系数α；（5分）
（2） 突增负载后又进入稳定
运行状态，则ACR 的输出
电压c U 、变流装置输
出电压d U ，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*
n U 不变时，要改变系统的转速，可调节什么参数？（5分）
（4） 若要改变系统起动电流应调节什
么参数？此时，设*
n U 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c i i d U U U U ,,,*值；（10分）
解：(1)1000110001003330
**
n nm m *im dm U U .V /rpm
n n U .V /A
I αβ=======
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。 (2)
c
n c U U K U K R
I U C K R I n C U I T n c s d s dL n e s L e c dL
L ==↑
=↑→+=+=↑→↑→,*
*
(3) 因为
,,**
α
αn
n n
U n n U U =
==所以调节α可以改变转速n 。
(4)因为d i i I U U β==*，起动时转速调节器ASR 饱和，输出限幅值dm im
I U β=*
，所以改变ASR 限幅值可以改变起动电流dm I ，*
n U 为正时，起动时ASR 输出为负，所以
应调节5RP 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)
dm c 10010I R 30 1.545V,3015
U 11340
*n n **n n i i d d e d dl s s s U U n
U V ,U V ,|U ||U |V ,
U U C n I R I R ..V K K K α========?=+?=
====
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，0=n U ，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
m in α，转速达到最高值。
e
dl d e dl d C R I U C R I U n ∑
∑-=-=
min 0cos α，同样，正反馈时，也是一样。
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12212
,)
1)(1()(T T s T s T K s G >++=
，
试加入串联调节器)(s W c 将其校正为开环典型I 型系统，并求调节器结构和参数 （15分）
2
212221212,111
)1)(1()1()()
1)(1()
()1()()()(T s T s T T s
s K K s T s T Ts s K s W s T s T K s W Ts s K
s W s G s W pi
c c ob c =+=+∴>+=+++=
++=+==ττττ
τ
pi ob K K s T s s W 21)1(1
)(+=
2
12
21122222
1K T T K T K T K K T K K KT pi
pi
pi
=
=∴=
=
=∴τ
τ
τ
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pi K ,τ给全分；如只计算τ，而没有计算pi K 扣5分；如将1T =τ写错者，扣2分；没写出结构，扣5分。 3写出下图电路的传递函数。
RC ，T R K TS TS K TS TS R RCSR RCS U U U RCS CS
CS
R U R U P P C R R
R c ==
+?
-=+?-=+-=+-=+
-=1
1
1
11111111ααααα 4计算电机空载时恒流升速到额定转速时间
N
N e m
N N
e m e e N N
e I n C R /T I n c c c R GD T n GD t t
n GD T λλΦΦ====
22
22375375375 五 证明题（10分）
定义 调速范围m in m ax
n n D =
，静差率0
n n S N ?=，而最高转速N n n =max （额定转速）
试证明 （1）)
1(s n s
n D N N -?=
（5分）
（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k s 与闭环靜差率p s 相等，即k p s s =，而闭环调速范围为CL D ，开环调速范围为OP D 。 试证明 1CL OP D (K )D =+，式中e
s p C K K K α=（5分）
证：1N
N
N n n n n n S ?+?=
?=
min 0 N N N n S
S n S n n ?-=?-?=
)1(min )
1(min min max S n S
n n n n n D N N N -?=
==
证毕。
2
K
n n C RI
n k
p e
d
k +?=
?=?1)1()1(p p p N p k k k
N k S n S n D S n S n D -?=-?=
p p k p p k k p D K D K n n D D S S )1(11
+=+=??=∴=
证毕。
K
n n C RI
n k
p e
d
k +?=
?=?1)1()1(p p p N p k k k
N k S n S n D S n S n D -?=-?=
p p k p p k k p D K D K n n D D S S )1(11
+=+=
??=∴=
试证明 （1）N N N n D
S n n D
??=
+（5分）
（2）单转速闭环系统稳态结构如左图所示，假定开环理想空载转速k n 0与闭环理想空载转速p n 0相等，即p k n n 00=，
试证明 开环静差率p k S K S )1(+=（p S 为开环静差率），式中e
s p C K K K α=（5分）
证：1N
N
N n n n n n S ?+?=
?=
min 0 N N N n S
S n S n n ?-=?-?=
)1(min 1max N N min min N N N N n n n S D n n n (S )
n D
S n n D
???=
==
-∴=
+
证毕。 2 K
n n C RI n k
p e
d k +?=
?=
?1p
k n n 00=p
k op
p p k k
k S K S n n S n n S )1(,0+=∴?=?=
交流调速系统
一 判断题
1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。（Ⅹ）
3转差频率控制的转速闭环异步电动机变频调速系统实际动静态性能达到直流双闭环调速系统的水平。（Ⅹ）
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。（Ⅹ） 6交流调压调速系统属于转差功率回馈型交流调速系统。（Ⅹ）
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。（Ⅹ）
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。（Ⅹ） 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。（√） 12SVPWM 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。（Ⅹ）
13 转差频率矢量控制系统没有转子磁链闭环。（Ⅹ） 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。（Ⅹ） 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α
Ψ
αΨ是定子、转子通过气隙相互交链的那部分磁链
r s αi Ψm m L L +=i
2. 定子磁链s
Ψ
s Ψ
是气隙磁链α
Ψ与定子漏磁链s σΨ之和。
r
s
s
r s αs i
i i i i ΨΨΨm m m s
L L L L L s s +=++=+=σσ
3．转子磁链r Ψ
r Ψ是气隙磁链αΨ与转子漏磁磁链s
σ
Ψ之和 r
r m r
r m m αr i
i i i i ΨΨΨL L L L L s
s +=++=+=σr σs
αΨ、s Ψ、r Ψ均以同步速ωS 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 10<
B 0
C 10<
D 0
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 ） Ａ1n n <，输出功率低于输入功率 B 1n n <，输出功率高于输入功率 C 1n n >，输出功率高于输入功率 D 1n n >，输出功率低于输入功率 （注：n 为电动机实际转速，1n 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11ωU 控制 B 恒1ωg
E 控制 C 恒1ωr E 控制 D 恒11ωI 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 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）？
解：A 矢量旋转逆变换 1-VR ，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 ，B 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）？
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αβ坐标系上计算转子磁链的电流模型
1
1
r m r r s r r r m r r s r r
d L i dt T T d L i dt T T ααβαβ
βαβψψωψψψωψ=--+=-++
在mt 坐标系上计算转子磁链的电流模型
11
m r r sm r r
m
st
r r
L d i dt T T L i T ψψωωψ=-+=+
2.在αβ坐标系上计算转子磁链的电压模型
[()][()]r r s s s s s m r r s s s s s m
L u R i dt L i L L u R i dt L i L ααααβ
βββψσψσ=--=--??
3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。
β
ββαααψψs s s s s s s s p i R u p i R u +=+=，式中dt
d p =
假定已经检测到的三相电压c B A u u u ,,和三相电流C B A i i i ,,，试根据上式画出计算定子磁链s ψ（即右图中的1ψ）的模型方框图。 解：
4定子转矩计算模型
)
i (i n T s s p βααβψψs s -=
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K1 ，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n min（s max）时接通K2 ，使电动机转子接到串级调速装置，然后断开K1 , 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n min , 再合上K1 ，然后断开K2 ，使电动机转子回路与串级调速装置脱离；
2.最后断开K0 ，以防止当K0断开时在转子侧感生断闸高电压而损坏整流器与
逆变器。
电力拖动期末试卷
一：填空题（共25分,除6题和10题以外，每空0.5分） 1.异步电动机负载增大时，转速将,转子电流将，转子旋转磁场切割定子绕组的速度会。（增大、减少、不变) 2. 绕线式异步电动机转子回路串入电阻与不串电阻比较，带额定负载时，起动电流Ist ,起动转Tst ,最大电磁转矩Ｔm ，临界转差率Sm ，转子转速（增大、减少、不变）。 3．异步电动机的转差率为0．0３，则传递到转子的电磁功率P eｍ有百分之为转子铜耗,有百分之转变为机械功率。 4. 异步电动机的制动方法有: 、、。 ５．某三相异步电动机的转子转速为1450ｒ/miｎ,则气隙旋转磁场相对定子的转速 ｒ/ｍin，相对转子导体的转速为r／ｍｉn。 ６.三相异步电动机的“异步”是指。(1分) 7. 额定运行的异步电动机，电源电压下降时，电磁转矩，转差率，转速,定子电流。(增大、减小、不变) ８. 电动机分为三种工作制：、、 。 10. 三相异步电动机过载能力T的定义是。(1分) 1１.对于电力拖动系统有无反馈可分为系统和系统,对于电源种类又可分为拖动系统和拖动系统。 1２. 直流电机的励磁方式有、、和四种形式。 1３.他励直流电动机的主要人为特性有、、三种。 14.他励直流电动机的启动方式有, 两种。 15. 直流电动机一般采用和的起动方法，起动电流限制为额定电流的倍。 １6. 在电枢回路中串电阻调速，理想空载转速,特性的斜率。 17．直流电动机降压调速,理想空载转速（增大、减小、不变） １8. 当直流电机带恒转矩负载时,若为他励电动机，当电枢电压下降时,其转速,电枢电流。(增大、减小、不变） 19.他励直流电动机的串电阻调速、降压调速和弱磁调速的调速方向分别是、、。(向上、向下)
电力传动控制系统——运动控制系统
电力传动控制系统——运动控制系统 （习题解答） 第 1 章电力传动控制系统的基本结构与组成.......... 第 2 章电力传动系统的模型................. 第 3 章直流传动控制系统................... 第 4 章交流传动控制系统................... 第 5 章电力传动控制系统的分析与设计* ............ 错误!未定义书签错误!未定义书签错误!未定义书签错误!未定义书签错误!未定义书签
第1章电力传动控制系统的基本结构与组成 1.根据电力传动控制系统的基本结构，简述电力传动控制系统的基本原理和共性问题。 答：电力传动是以电动机作为原动机拖动生产机械运动的一种传动方式，由于电力传输和变换的便利，使电力传动成为现代生产机械的主要动力装置。电力传动控制系统的基本结构如图1-1所示，一般由电源、变流器、电动机、控制器、传感器和生产机械（负载）组成。 控制指令 图1-1电力传动控制系统的基本结构 电力传动控制系统的基本工作原理是，根据输入的控制指令（比如：速度或位置指令），与传感器采集的系统检测信号（速度、位置、电流和电压等），经过一定的处理给出相应的反馈控制信号，控制器按一定的控制算法或策略输出相应的控制信号，控制变流器改变输入到电动机的电源电压、频率等，使电动机改变转速或位置，再由电动机驱动生产机械按照相应的控制要求运动，故又称为运动控制系统。 虽然电力传动控制系统种类繁多，但根据图1-1所示的系统基本结构，可以归纳出研发或应用电力传动控制系统所需解决的共性问题： 1）电动机的选择。电力传动系统能否经济可靠地运行，正确选择驱动生产 机械运动的电动机至关重要。应根据生产工艺和设备对驱动的要求，选择合适的电动机的种类及额定参数、绝缘等级等，然后通过分析电动机的发热和冷却、工作制、过载能力等进行电动机容量的校验。 2）变流技术研究。电动机的控制是通过改变其供电电源来实现的，如直流 电动机的正反转控制需要改变其电枢电压或励磁电压的方向，而调速需要改变电 枢电压或励磁电流的大小；交流电动机的调速需要改变其电源的电压和频率等，因此，变流技术是实现电力传动系统的核心技术之一。 3）系统的状态检测方法。状态检测是构成系统反馈的关键，根据反馈控制 原理，需要实时检测电力传动控制系统的各种状态，如电压、电流、频率、相位、 磁链、转矩、转速或位置等。因此，研究系统状态检测和观测方法是提高其控制
电力拖动自动控制系统习题答案_第四版
第二章 2-1：答：在制动阶段，VT1始终不导通。VT2导通期间，并能耗制动；VT2不导通期间， VD1续流，并回馈制动。 2-2：由 10100 1000== D ； rpm s D s n n n N N cl 04.298 .01002.01000) 1(=??≤ -= ?=?； 2-3：已知 rpm n n n N 1500max max 0=?+= rpm n n n N 150min min 0=?+= max n n N =，rpm n N 15=? 所以1115 150151500min max =--= = n n D 1.015 11148515 11=?+?= ?+?= D n n D n s N N N 2-4： r v n R I U C N a N N e min/1478.0/)(?=-= rpm C R R I n e s a N op 1.1151478.0/045.0378/)(=?=+=? 1.38.0*1.115 2.0*1430) 1(==-?=s n s n D N N 32 .57 .0*1.1153.0*1430) 1(== -?= s n s n D N N 2-5： rpm C R I n e N op 5.2742.0/18.0305/=?==? /()27.45%N op N op s n n n =?+?= rpm s D s n n n N N cl 63.295 .02005.01000) 1(=??≤ -= ?=? 2-6： v K K U K K U s p u s p dcl 121 =+= γ 264==u s p dop U K K U 22/=dcl dop U U v U K K K K U dcl s p s p u 6.41=+= γ 2-7： 10=D
电力拖动试题库带答案
《电力拖动控制线路与技能训练》教学大纲及复习习题库 版本：中国电力出版社 主编：程建龙 定价：29.80元 适用班级：13电大二 代课人：田芳于长超 出题人：田芳于长超 制定时间：2014年 审核人：
电力拖动》教学大纲 第一章异步电动机的基本控制线路及常用低压电器 掌握：低压电器的使用维护、型号命名、选择、安装。掌握手动、点动、连续等常规电路的原理、分析方法。 重难点：低压电器的范围及应用、低压电器的分类、常用低压配电电器及其使用注意事项、常用低压控制电器及其使用注意事项，电路原理分析。 第二章直流、同步电动机基本控制线路及控制线路设计方法了解：直流电动机的结构与原理 重难点：他励直流电动机的基本控制线路 删除：并励直流电动机的基本控制线路、串励直流电动机的基本控制线路第三章常用机械的电气控制线路 了解：常用控制线路电路分析、生产机械电器控制设备的维护及检修方法。重难点：生产机械电器控制设备的原理分析。 第四章电动机的自动调速及其调试与维修概述（删除）
电力拖动试题库 重点部分 绪论 一、填空 1、电源分交流电源和（）。 二、名词解释 2、电力拖动 三、简答 3、电力拖动装置一般由哪几部分组成？ 4、电力拖动装置中电动机的作用是什么？ 5、按电动机的组合数量来分，电力拖动的发展经历了哪几个阶段？ 第一章异步电动机的基本控制线路及常用低压电器 第一节三相异步电动机的手动正转控制线路 一、填空 6、低压断路器类型品种很多，常用的有（）、框架式、（）、漏电保护式。 7、低压熔断器广泛用于低压配电系统和控制系统中，主要用作（）保护。 8、低压熔断器在使用时（）联在被保护的电路中。 9、负荷开关分为（）负荷开关和封闭式负荷开关两种。 10、负荷开关一般在照明电路和功率小于（） KW的电动控制线路中。 11、低压断路器又称（）。 13、低压控制电器依靠人力操作的控制电器称为 ( ) 。 14、低压控制电器根据信号能自动完成动作的称为 ( ) 。 15、断路器的文字符号是 ( ) 。 17、熔断器文字符号是（）。 18、负荷开关分为（）负荷开关和封闭式负荷开关两种。 19、开启式负荷开关文字符号是（）。 20、封闭式负荷开关文字符号是（）。 21、组合开关文字符号是（）。
电力传动电力拖动控制系统B卷附参考答案
2014—2015 学年第二学期期末考试 课程名称：电力传动控制系统 开 卷 B 卷 120分钟 一、选择题（共20分，每题2分） 1、直流P W M 变换器—电动机系统与晶闸管—电动机系统相比， B 。 A 、前者调速范围宽但谐波大 B 、前者调速范围宽且谐波少 C 、后者调整范围宽但谐波大 2、静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率 A 。 A 、越小 B 、越大 C 、不变 3、在可逆直流调速系统当中，抑制瞬时脉动环流的措施为 A 。 A 、采用均衡电抗器 B 、采用平波电抗器 C 、采用α=β配合控制 4、带比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为 A 。 A 、零 B 、大于零的定值 C 、保持原先的值不变 5、无静差调速系统的PI 调节器中P 部份的作用是 B 。 A 、消除稳态误差 B 、加快动态响应 C 、既消除稳态误差又加快动态响应 6、转速、电流双闭环调速系统中，在恒流升速阶段时，两个调节器的状态是 A 。 A 、ASR 饱和、ACR 不饱和 B 、ACR 饱和、ASR 不饱和 C 、ASR 和ACR 都饱和 7、控制系统能够正常运行的首要条件是 B 。 A 、准确性 B 、稳定性 C 、快速性 8、在直流电机调速系统中，系统无法抑制 B 的扰动。 A 、电网电压 B 、电机励磁电压变化 C 、运算放大器参数变化 9、α=β配合控制双闭环可逆直流调速系统制动过程主要阶段是 C 。 A 、本组逆变阶段 B 、它组反接制动阶段 C 、它组逆变阶段 10、在转速、电流双闭环调速系统中，以下哪一项影响最大电流Idm 的设计 C 。 A 、运算放大器 B 、稳压电源 C 、 电动机允许的过载能力 二、判断题（共20分，每题2分） 1、双闭环调速系统中，给定信号* n U 不变，增加转速反馈系数α，系统稳定运行时转速反馈电压n U 不变。 （ 对 ） 2、I 型系统工程最佳参数是指参数关系选用 K=1/（2T ）或ξ=0.707。 （ 对）
浅析电力拖动自动控制系统
浅析电力拖动自动控制系统 【摘要】电力拖动控制系统是一种较为重要的控制系统，其在工业生产中发挥着很大的作用，随着社会的发展以及科技的推动，这一系统开始趋向于自动化的应用形式。电能在人们的生活中发挥着重要的作用，电器的种类越来越多，现代社会对电力的需求量也越来越大，所以，自动化的电力拖动控制系统，可以更好的满足人类社会对电力的需求。本文分析了电力拖动自动控制系统的设计原理，还介绍了电力拖动自动控制系统的安全防护，希望对相关电力人员有所帮助，使相关企业生产可以更加安全、稳定的进行。 【关键词】电力拖动；系统；自动控制；原理；安全防护 电力拖动系统在工业领域应用极其广泛，伴随着我国科技的发展，工业企业的生产效率越来越高，人类社会对电能的需求量也越来越大。很多工业企业引进了先进的机械设备，提高了企业的生产水平，同时也对电力拖动控制系统提出了更高的要求，所以，电力拖动控制系统的自动化也是企业未来发展的必然趋势。电力拖动自动控制系统是对传统系统的改进与优化，这种系统在运行的过程中，更加安全稳定，而且满足了企业对自动化机械设备生产运行的要求。为了使电力拖动自动控制系统发挥更大的效用，相关人员要研究出更加完善的安全防护措施，这也可以为企业增产以及效益提升做出更大的贡献。 1.电力拖动自动控制系统的设计原理 电力拖动控制系统在工业企业生产中发挥着重要的作用，工作人员在系统运行的过程中，可以更好的掌握电动机的运行状况，还可以通过信息反馈，了解企业生产运行机制的运转情况，比较常见的反馈信息是电流信息。电力拖动控制系统中包含着很多的构件，其中电气设备是生产运行机制中比较重要的系统，其也是企业实现机械自动控制的关键因素。在利用计算机设备，可以在系统运行的过程中，可以直观的从显示器中，了解设备的运行状况，通过计算机等设备的信息反馈，可以有效的实现电力拖动的自动化控制。 实现电力拖动控制系统的自动化运行，需要借助先进的计算机技术，相关工作人员通过计算机信息的反馈，以及企业生产需求的变化，可以有效的制定出不同的控制方案，还可以实现机械运行的自动化生产。在这一过程中，计算机的编程起着至关重要的作用，计算机不但具有强大的计算等功能，还具有操作便捷等特点，所以，工作人员一定要多了解计算机相关知识，这样才能编制出独立的驱动程序，实现多种设备的自动控制。工作人员还要利用计算机操作技术，实现系统的对接测试，这些步骤有利于简化电力拖动自动化控制编程。电力拖动自动控制系统的各项参数可以认为调动，根据不同的要求，技术人员可以更改编程，所以这项工作具有一定的变动性。但是从系统的设计原理来看，电力拖动自动控制系统在调整的过程中，需要遵循一定的设计原则，其主要是利用计算机作为控制中心，而且是通过信号传输完成下达命令以及执行命令这一系列工作。
电力拖动试题170分
一、填空题（每空1分，共50分） 1、位置开关是一种将机械信号转换为电气信号，以控制运动部件位置或行程的自动控制电器。 2、除照明和电加热电路外，熔断器一般不宜用作过载保护电气，主要用于短路保护。。 3、要求几台电动机的启动或停止必须按一定的先后顺序来完成的控制方式，叫电动机的顺序控制。 4、能够在两地或多地控制同一台电动机的控制方式叫电动机的多地控制。对多地控制，只要把各地的启动按钮并联、停止按钮串联就可以实现。 5、通常规定：电源容量在180KVA以上，电动机容量在7KW以下的三相异步电动机可以采用直接启动。 6、常见的降压启动方法有四种分别是：定子绕组串电阻降压启动、自耦变压器降压启动、Y-△降压启动、延边三角形降压启动。 7、所谓制动，就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停转或限制其转速。制动方法一般有两类：机械制动和电力制动。 8、电力制动常用的方法有反接制动、能耗制动、电容制动和再生发电制动等。 9、在电动机控制线路中，实现短路保护的电器是熔断器和低压断路器。 10、根据工作电压的高低，电器可分为高压电器和低压电器。 11、工作在额定电压交流1200Ｖ及以下或直流1500Ｖ及以下的电器称为低压电器。 12、低压开关一般为非自动切换电器，常用的主要类型有刀开关、组合开关和低压断路器等。 13、熔断器是低压配电网络和电力拖动系统中用作短路保护的电器，使用时串联在被测电路中。 14、熔断器主要由熔体、熔管和熔座三部分组成。 15、接触器按主触头的电流种类，分为交流接触器和直流接触器两种。
16、低压断路器应垂直安装，电源线接在上端，负载线接在下端。 17、交流接触器的触头按通断能力可分为主触头和辅助触头。 18、电路图一般分为电源电路、主电路和辅助电路三部分。 19、电磁抱闸制动器分为断电制动型和通电制动型两种。 20、三速异步电动机有两套定子绕组，第一套有七个出线端，可作△或YY 连接；第二套绕组有四个出线端，只作Y 形连接。 21、当启动按钮松开后，接触器通过自身的辅助常开触头使其线圈保持得电的作用叫做接触器的自锁。 22、当一个接触器得电动作时，通过其辅助常闭触头使另一个接触器不能得电动作，接触器之间的这种相互制约的作用叫做接触器的联锁。二、判断题（每题1分，共38分） 1．由于直接启动所用设备少，线路简单，维修量较小，故电动机一般都采用直接启动。(×) 2．在安装定子绕组串接电阻降压启动控制线路时，电阻器R产生的热量对其他电器无任何影响，故安装在箱体内或箱体外时，不需采用任何防护措施。(×) 3只要电动机过载，其保护电器热继电器会瞬间动作并切断电动机电源。(×) 4由于热继电器的热惯性大，所以在电动机控制线路中，只适合用作过载保护，不宜作短路保护。 （√） 5．接触器可起欠压、失压保护作用，两者的保护原理是一样的。 (×) 6．对电动机的选择，以合理选择电动机的额定功率最为重要。 （√） 7.开启式负荷开关用作电动机的控制开关时，应根据电动机的容量选配合适的熔
电力拖动自动控制系统 第四版 课后答案
习题解答（供参考） 习题二 2.2 系统的调速范围是1000~100 min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？ 解： 10000.02(100.98) 2.04(1) n n s n rpm D s ?= =??=- 系统允许的静态速降为 2.04rpm 。 2.3 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为 0max 1500min n r =，最低转速特性为 0min 150min n r =，带额定负 载时的速度降落15min N n r ?=，且在不同转速下额定速降 不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？ 解：1）调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下） max 0max 1500151485N n n n =-?=-= min 0min 15015135N n n n =-?=-= max min 148513511D n n === 2) 静差率 01515010%N s n n =?== 2.4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=0.023Ω。相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？？ 解： ()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-?=
378(0.0230.022)0.1478115N n I R C e r p m ?==?+= [(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =?-=??-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33 N D n S n s =?-=??-= 2.5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。已知直流电动机，主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2V ?min/r,求： （1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 N n ?为多少？ （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 N S 多少？ （3）若要满足D=20,s ≤5%的要求，额定负载下的转速降落 N n ?又为多少? 解：(1) 3050.180.2274.5/min N N n I R Ce r ?=?=?= (2) 0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =?=+= (3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ?=-=??= 2.6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构图如图所示，已知给定电压 * 8.8u U V =、比例调节器放大系数2P K =、晶闸管装置放大系数 15S K =、反馈系数γ=0.7。求：（1）输出电压d U ；（2）若把反馈线断开，d U 为何值？开环时的输出电压是闭环是的多少倍？（3）若 把反馈系数减至γ=0.35，当保持同样的输出电压时，给定电压 * u U 应为多少？ 解：（1） * (1)2158.8(12150.7)12d p s u p s U K K U K K V γ=+=??+??= (2) 8.8215264d U V =??=,开环输出电压是闭环的22倍 (3) * (1)12(12150.35)(215) 4.6u d p s p s U U K K K K V γ=+=?+???= 2.7 某闭环调速系统的调速范围是1500r/min~150r/min ，要求系统的静差率5%s ≤，那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态 速降是100r/min ，则闭环系统的开环放大倍数应有多大？ 解： 1） ()s n s n D N N -?=1/ 1015002%/98%N n =??? 15002%/98%10 3.06/min N n r ?=??= 2） () 7.31106.3/1001/=-=-??=cl op n n K
《电力拖动自动控制系统》(第四版)习题答案
n 《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》习题 2-2 调速系统的调速范围是 1000~100r/min ，要求静差率 s =2%，那么系统允许的稳态速降是 多少 解：系统允许的稳态速降 ?n = sn (1 ? s ) = ×100 (1 ? = (r min ) 2-5 某龙门刨床工作台采用晶闸管整流器-电动机调速系统。已知直流电动机 P = 60kW ， U = 220V ， I = 305 A ， n = 1000 r min ， 主 电 路 总 电 阻 R = ? ， C = ? min r ，求： （1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 ?n 为多少 （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 s 多少 （3）额定负载下的转速降落 ?n 为多少，才能满足 D = 20, s ≤ 5% 的要求。 解：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 ?n = I R = 305 × = (r min ) （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 s = ?n + ?n = ≈ = % 1000 + （3）额定负载下满足 D = 20, s ≤ 5% 要求的转速降落 ?n = ns D (1 ? s ) = 1000 × 20 × (1 ? ≈ (r min )
U N 解：（1）C e =?I d R a n N = 220 ?× = ? min/ r 1500 ?n op = RI N C e = ×++ = / min （2）?n = n N s ≤ 1500× =/ min cl D(1 ?s) 20 × (1 ?
电力拖动试题
电机与拖动考试试题 （电机与拖动一至三单元） 一、选择题（本大题共50小题，每小题2分，共100分） 1、在380V/220V低压供电系统中，人体发生两相触电时，承受的电压为（） A、220V B、380V C、311V D、600V 2、发现有人触电且出现假死现象，使触电者脱离电源后，应首先（） Ａ、通知有关部门停电Ｂ、立即现场急救并设法联系医生 Ｃ、拨打急救电话等医生救援Ｄ、送触电者去医院诊治 3、关于跨步电压触电，说法正确的是（） A．步距越大，跨步电压一定越大B．离接地点越近，越安全 C．可采取单脚跳方式跳出危险区域D．应迅速跑离危险区域 4、关于试电笔的使用，说法错误的是（） A、能区分相线和中性线 B、能区分直流电的正负极 C、氖管两端电压超过36V就会发光 D、能区分交流电和直流电 5、通常用于剪切电子元件引线的工具是（） A．钢丝钳B．电工刀C．斜口钳D．剥线钳 6、MF47型万用表测量直流电流应从（）刻度线读出测量值 A、从上到下第一条 B、从上到下第二条 C、从上到下第三条 D、从上到下第四条 7、下列关于钳形电流表的说法正确的是（） A、测量电流时应将导线放入钳口内偏下的位置 B、可以用来测量裸导线的电流 C、钳形电流表利用自感原理进行测量 D、若事先不能确定被测电流的大小，应首先选用较大的量程测量 8、关于兆欧表的使用，说法错误的是（） A．测量前应合理选择电压等级B．严禁测量带电设备的绝缘电阻 C．短路测试时转速必须为120r/min D．与被测设备的连接线应为单股线 9、工作在电源中性点已接地的三相四线制供电系统中的某台电器应采用（） A、工作接地 B、重复接地 C、保护接零 D、保护接地 10、复合按钮是一种常用的主令电器，按下按钮时动作特点是（） A．动断触点先断，动合触点再合B．动合触点先合，动断触点再断 C．动断触点、动合触点一齐动作D．动作具有随机性 11、某三相电动机的额定电流为12A，现用按钮、接触器控制，其主电路的熔断器应选（） A．RL1-60/15 B．RL1-60/30 C．RL1-60/40 D．RL1-60/60 12、热继电器的辅助触点应（） A．串联在控制电路中B．并联在主电路 C．并联在控制电路中D．串联在主电路中 13、交流接触器线圈电压过低会烧毁的部件是（） A.主触点 B.线圈 C.动合辅助触点 D.动断辅助触点 14、DZ5-20型低压断路器中，能提供过载保护的元件是（） A、热脱扣器 B、电磁脱扣器 C、欠压脱扣器 D、失压脱扣器 15、变压器中起传递电能作用的是（） A、电压 B、电流 C、主磁通 D、漏磁通 16、双绕组变压器的绕组特点是（） A、高压绕组匝数多，线径细 B、低压绕组匝数多，线径细
电力牵引传动系统
目录 1. 概述 (1) 1.1 电力牵引的特点 (1) 2. 电力机车的传动方式 (2) 2.1 直-直流传动 (2) 2.2 交-直流传动 (3) 2.3 直-交流传动 (3) 2.4 交-直-交流传动 (4) 3. 我国机车电传动技术的发展与现状 (4) 3.1 交-直传动技术的发展 (4) 3.2 交流传动技术的发展 (5) 4. 动车组的牵引传动系统的现状 (6) 5. 电力牵引传动系统网侧原理图 (8)
1.概述 1.1电力牵引的特点 电力机车属非自带能源式机车，电力牵引具有一系列内燃牵引所不及的优越性，表现在以下几方面： 1、电力机车的功率大 内燃机车功率受到柴油机本身容量、尺寸和重量的限制，故机车功率不能过大。而电力机车不受上述条件的限制，机车功率（或单位重量功率）要大得多，目前轴功率已达1000kW（若交流牵引电动机可达1600kW）。一台电力机车的牵引能力相当于1.5台（或更多一些）内燃机车的牵引能力。由于电力机车功率大、起动快、允许速度高，所以能够多拉快跑，极大地提高了线路的通过能力和输送能力。 2、电力机车的效率高 由于电力牵引所需的电能是由发电厂（或电站）集中产生，因此燃料的利用率要比内燃牵引高得多。由火电厂供电的电力牵引的效率高达35%，由水电站供电的电力牵引则更高，可达60%以上。而内燃牵引的效率约为25%左右，而且柴油价格较贵，有燃烧排放污染。 3、电力机车的过载能力强 机车在起动列车或牵引列车通过限制坡道时，其过载能力具有很大的意义。由于电力机车的过载能力不会受到能源供给的限制，而牵引电动机的短时过载能力总是比较大。因此，电力机车所需的起动加速时间一般约为内燃机车的1/2，从而能够提高列车速度。 4、电力机车的运营费用较低 （1）功率大、起动快、运行速度高、过载能力强、可以多拉快跑； （2）整备距离长、适合于长交路，提高了机车的利用率； （3）检修周期长、日常维护保养工作量也小。 一般情况下，电力牵引的运营费用比内燃牵引要低15%左右。 此外，由于电力机车运行过程中不污染环境，对于大型铁路枢纽站及隧道长
电力拖动控制系统
★采用计算机控制电力传动系统的优越性在于：（1）可显著提高系统性能。采用数字给定、数字控制和数字检测，系统精度大大提高可根据控制对象的变化，方便地改变控制器参数，以提高系统抗干扰能力（2）可采用各种控制策略。可变参数PID和PI控制；自适应控制；模糊控制；滑模控制；复合控制。（3）可实现系统监控功能。状态检测；数据处理、存储与显示；越限报警；打印报表等。 ★数字测速方法：1. 旋转编码器：光电转换；增量式旋转编码器； 脉冲数字（P/D）转换方法：（1）M法—脉冲直接计数方法；（2）T 法—脉冲时间计数方法；（3）M/T法—脉冲时间混合计数方法 M法测速：工作原理：由计数器记录PLG发出的脉冲信号；定时器每隔时间T c向CPU发出中断请求INTt；CPU响应中断后，读出计数值M1，并将计数器清零重新计数；根据计数值M 计算出对应的转速值n。 ★计算公式：式中Z为PLG每转输出的脉冲个数； ★M法测速的分辨率： ★M法测速误差率：在上式中，Z 和T c均为常值，因此转速n 正比于脉冲个数。高速时Z大，量化误差较小，随着转速的降低误差增大，转速过低时将小于1，测速装置便不能正常工作。所以，M法测速只适用于高速段。 ★T法测速：工作原理：计数器记录来自CPU的高频脉冲f0；PLG每输出一个脉冲，中断电路向CPU发出一次中断请求；CPU 响应INTn中断，从计数器中读出计数值M2，并立即清零，重新计数。 ★计算公式： ★T法测速的分辨率： ★Ｔ法测速误差率：低速时，编码器相★邻脉冲间隔时间长，测得的高频时钟脉冲个数M2多，所以误差率小，测速精度高，故T法测速适用于低速段。 ★两种测速方法的比较：M法测速在高速段分辨率强；T法测速在低速段分辨率强。因此，可以将两种测速方法相结合，取长补短。既检测T c时间内旋转编码器输出的脉冲个数M1，又检测同一时间间隔的高频时钟脉冲个数M2，用来计算转速，称作M/T法测速。 ★M/T法测速：电路结构 ★工作原理：T0定时器控制采样时间；M1计数器记录PLG脉冲；M2计数器记录时钟脉冲。 ★计算公式：
电力拖动自动控制系统习题答案_陈伯时
《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》习题 2-2 调速系统的调速范围是 1000~100r/min ，要求静差率 s=2%，那么系统允许的稳态速降是 多少？ 解：系统允许的稳态速降 sn 0 02 × 100 ? n N = = = 2 04( r min ) ( 1 ? s ) ( 1 ? 0 02) 2-5 某龙门刨床工作台采用晶闸管整流器-电动机调速系统。已知直流电动机 = 60 k W ， P N U N = 220 V ， I N = 305 A ， n N = 1000 r m in ， 主 电 路 总 电 阻 R = 0 18? ， C = 0 2 V ? min r ，求： （1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 ?n 为多少？ N （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 s 多少？ N （3）额定负载下的转速降落 ?n 为多少，才能满足 D = 20, s ≤ 5% 的要求。 N 解：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 I R 305 × 0 18 N ? n = = = 274 5( r min ) N C 0 2 （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 ? n 274 5 N s = = ≈ 0 215 = 21 5% N n + ? n 1000 + 274 5 N N （3）额定负载下满足 D = 20, s ≤ 5% 要求的转速降落 n s 1000 × 0 05 N ? n = = ≈ 2 63 ( r min ) N D ( 1 ? s ) 20 × ( 1 ? 0 05) 2-6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构如图所示，已知给定电压 U u = 8 8 V , 比例调节放大 系数 K = 2, 晶闸管装置放大系数 K = 15, 反馈系数 γ = 0 7 。求： p （1）输出电压 U ； d （2）若把反馈线断开， U 为何值？开环时的输出电压是闭环时的多少倍？ d （3）若把反馈系数减至 γ = 5 U 应为多少？ u 解：（1）输出电压 K K 2 × 15 p s U = U = × 8 8 = 12( V ) ； d u 1 + K K γ 1 + 2 × 15 × 0 7 p s （2）若把反馈线断开， U = K K U = 2 × 15 × 8 8 = 264 ( V) ；开环时的输出电压是闭环 d p s u 时的 264 12 = 22 倍。 （3）若把反馈系数减至 γ = 5 ，当保持同样的输出电压时，给定电压 1 + K K γ 1 + 2 × 15 × 0 35 p s U = U = × 12 = 4 6( V ) 。 u d K K 2 × 15 p s
(答案)《电力拖动》试卷A
华侨大学08-09学年第二学期期末考试 《电力拖动》试卷（A ） 班级 姓名 学号 得分 一 解答题（本大题共56分，每小题4分） 1、在电力拖动系统的分析中，可以将一个复杂的多轴电力拖动系统用一个简单的单轴系统来等效，并使两者的动力学性能保持不变。如图所示，将一个两轴电力拖动系统等效成单轴系统，请写出等效后的单轴系统中J 、T L 的表达式。 答： L L L T T ωω' = 2 L e L ()J J J ωω =+ 2、请写出电力拖动系统中运动方程式的一般形式，并说明公式中的各量正方向如何规定及其电动机的工作状态的判断方法。 答：（1）2375Z GD dn T T dt -= （2）转矩T 正向取正，反向取负；阻转矩T Z 正向取负，反向取正。 （3）T>T Z ,加速；T=T Z ,等速；T 3、电力拖动系统稳定运行的条件是什么？下图中1、2、3分别为3种情况下的电动机机械特性，试说明3种情况下，电动机带动负载T L时，能否稳定运行？ 答：电力拖动系统稳定运行条件：①电机特性与负载特性存在交点；②在交点所对应的转速之上T 《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》习题2-2 调速系统的调速范围是1000~100r/min，要求静差率s=2%，那么系统允许的稳态速降是 多少？ 解：系统允许的稳态速降 n ?n N = sn (1 ? s ) = 0.02 ×100 (1 ? 0.02) = 2.04(r min )2-5 某龙门刨床工作台采用晶闸管整流器-电动机调速系统。已知直流电动机 P N = 60kW ， U N = 220V ， I N = 305 A ， n N = 1000 r min ， 主 电 路 总 电 阻 R = 0.18? ， C e = 0.2V ? min r ，求： （1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 ?n N 为多少？ （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 s N 多少？ （3）额定负载下的转速降落 ?n N 为多少，才能满足 D = 20, s ≤ 5% 的要求。 解：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落?n N = I N R = 305 × 0.18 = 274.5(r min ) C e 0.2 （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 s N = N ?n N + ?n N = 274.5 ≈ 0.215 = 21.5% 1000 + 274.5（3）额定负载下满足 D = 20, s ≤ 5% 要求的转速降落 ?n N = n N s D (1 ? s ) = 1000 × 0.05 20 × (1 ? 0.05) ≈ 2.63(r min ) U N 解：（1）C e =? I d R a n N = 220 ?12.5 ×1.5 = 0.1341V ?min/ r 1500 ?n op =RI N C e =12.5 ×(1.5 +1.0 +0.8) 0.1341 = 307.6r / min （2） ?n =n N s ≤ 1500×0.1 =8.33r / min cl D(1 ? s) 20 × (1 ? 0.1) 上海开放大学本科（专科起点）机械电子工程专业 《电力传动控制系统》课程教学大纲 （2013年5月30日审定） 第一部分课程的性质、目的与任务 一、课程的性质、目的与任务 本课程是专业必修课，课程学分4，课程学时数72。 课程主要阐述了自动控制理论、电力电子技术、电机与拖动基础的基础知识，讲授了电力传动自动控制系统工作原理和设计方法。 通过本课程的学习，使学生掌握电机拖动的基本方法、电力电子功率变换器及控制方法、电力传动自动控制系统的分析和设计方法，为今后从事与机电工程及其自动化有关的专业工作打下基础。 二、先修后续课程 先修课程：自动控制原理、传感器与测试基础 后续课程：机电一体化系统设计 第二部分教学内容与要求 绪论（4学时） 一、教学要求 1、了解电力传动自动控制系统的组成。 2、了解电力传动系统的历史与发展。 3、掌握电力传动自动控制系统的控制规律。 4、掌握生产机械的三种典型负载转矩特性。 5、掌握电力拖动系统稳定运行的条件。 6、理解调速系统静态指标。 7、理解多轴电力拖动系统的化简。 二、内容要点 1、电力传动自动控制系统组成及控制规律。 2、电力传动系统稳定运行的充分必要条件。 3、生产机械的三种典型负载转矩特性。 4、调速系统的静态指标。 5、多轴电力系统化简-负载力矩折算和转动惯量折算。 三、教学重点和难点 重点： 1、电力传动自动控制系统的控制规律。 2、三种典型负载转矩特性。 3、调速系统静态指标。 4、电力传动系统稳定运行的充分必要条件。 难点： 电力传动系统稳定运行的充分必要条件。 第一篇电机与拖动基础 第一章直流电机拖动基础（4学时） 一、教学要求 1、理解直流电机的工作原理。 2、理解直流电动机的基本方程和特性。 3、掌握他励直流电动机的机械特性。 4、掌握他励直流电动机的运行特性。 二、内容要点 1、直流电机的基本工作原理。 2、直流电动机的电压方程、励磁方程、转矩方程和功率方程。 3、直流电动机的转速特性和转矩特性。 4、他励直流电动机机械特性表达式和固有机械特性。 5、他励直流电动机的三种人为机械特性。 6、他励直流电动机的电动运行和起、制动特性。 7、他励直流电动机的四象限运行。 三、教学重点和难点 重点： 1、直流电动机的转速特性和转矩特性。 2、直流电动机的基本方程。 3、他励直流电动机的固有机械特性和人为机械特性。 4、他励直流电动机的起动和制动特性。 难点： 1、直流电动机的转速特性和转矩特性方程的应用。 2、他励直流电动机的反接制动和反馈制动。 第二章异步电机拖动基础（6学时） 一、教学要求 1、理解交流电机的旋转磁场概念。 2、理解异步电机的工作原理。 3、掌握异步电动机的功率与转矩方程。 4、掌握异步电动机的机械特性。 5、掌握异步电动机的的运行特性。 二、内容要点 《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》习题 2-2 调速系统的调速范围是 1000~100r/min ，要求静差率 s=2%，那么系统允许的稳态速降是 多少？ 解：系统允许的稳态速降 sn 0 02 × 100 min ? n N = = = 2 04( r min ) ( 1 ? s ) ( 1 ? 0 02) 2-5 某龙门刨床工作台采用晶闸管整流器-电动机调速系统。已知直流电动机 = 60 k W ， P N U N = 220 V ， I N = 305 A ， n N = 1000 r min ， 主 电 路 总 电 阻 R = 0 18? ， C e = 0 2 V ? min r ，求： （1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 ?n 为多少？ N （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 s 多少？ N （3）额定负载下的转速降落 ?n 为多少，才能满足 D = 20, s ≤ 5% 的要求。 N 解：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 I R 305 × 0 18 N ? n = = = 274 5( r min ) N C 0 2 e （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 ? n 274 5 N s = = ≈ 0 215 = 21 5% N n + ? n 1000 + 274 5 N N （3）额定负载下满足 D = 20, s ≤ 5% 要求的转速降落 n s 1000 × 0 05 N ? n = = ≈ 2 63 ( r min ) N D ( 1 ? s ) 20 × ( 1 ? 0 05) * 2-6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构如图所示，已知给定电压 U u = 8 8 V , 比例调节放大 系数 K = 2, 晶闸管装置放大系数 K = 15, 反馈系数 γ = 0 7 。求： p s （1）输出电压 U ； d （2）若把反馈线断开， U 为何值？开环时的输出电压是闭环时的多少倍？ d （3）若把反馈系数减至 γ = 0.3 5 U 应为多少？ u 解：（1）输出电压 K K 2 × 15 p s * U = U = × 8 8 = 12( V ) ； d u 1 + K K γ 1 + 2 × 15 × 0 7 p s * （2）若把反馈线断开， U = K K U = 2 × 15 × 8 8 = 264 ( V) ；开环时的输出电压是闭环 d p s u 时的 264 12 = 22 倍。 （3）若把反馈系数减至 γ = 0.3 5 ，当保持同样的输出电压时，给定电压 1 + K K γ 1 + 2 × 15 × 0 35 * p s U = U = × 12 = 4 6( V ) 。 u d K K 2 × 15 p s 4电力拖动控制系统基础知识 自动控制系统可以从一些不同的角度来进行分类。一般按系统结构特点分类，大致可分为：开环控制系统、闭环控制系统及复合控制系统。其中，闭环控制系统又分为单环控制系统、双环控制系统等；而复合控制系统是既有主反馈，又有前馈的控制系统。所谓前馈控制是一种按照扰动进行控制的开环控制。因此复合控制系统是开环、闭环结合的系统。 4.1开环控制系统与闭环控制系统的概念 4.1.1开环控制系统 （1）开环控制系统概念 开环控制系统是与闭环控制系统相对而言的。如果在系统中控制信息的流动未形成闭合回路，那么该系统就称之为开环控制系统。 （2）开环控制系统种类 常见的开环控制系统有以下两种： 1）按干扰补偿的前馈控制系统 通过前面对控制的分析可知，稳定被控制量实质上就是在干扰信号出现时，操纵控制量使之对被控量的影响与干扰量对被控量的影响互相抵消以保持被控量不变，这样就产生了利用干扰去克服干扰的控制思路。其原理方框图见图4-1-1。 图4-1-1前馈系统控制图 在这种系统中，由于测量的是干扰量，故只能对可测干扰进行补偿。不可测干扰以及对象、各部件内部参数变化给被控量造成的干扰，系统自身无法控制。因此，控制精度受到了原理上的限制。 2）按给定值操作的开环控制系统 所谓按给定值操作的开环控制系统，就是事先计算出希望的给定量，然后向执行器提供该给定量后就不再管它了，那么这种系统就是所谓的按给定值操作的开环系统。见图4-1-2。 开环控制系统由于没有信息的回馈，控制器就无法知晓控制的效果，因此也就没有纠正偏差的能力。因此这种系统只能用在对控制质量要求不高的场合，或者是在闭环控制中起辅助的控制以减轻反馈控制的负担。 图4-1-2按给定值操作的开环系统 综上所述，开环控制系统的特点是： ①不必对被控量进行测量和反馈，因而结构简单。 ②这种系统需要采用高精度元件保证控制精度。 ③对干扰造成的误差，系统不具有修正能力。 ④系统不存在稳定性问题。 （3）开环调速系统及其存在的问题 在实际应用中，晶闸管-电动机系统和可逆直流脉宽调速系统都是开环调速系统，调节控制电压就可以改变电动机的转速。如果负载的生产工艺对运行时的静差率要求不高，这样的开环调速系统都能实现一定范围内的无级调速，可以找到一些用途。但是，在开环系统中，当负载电流增大时，电枢压降也增大，转速只能降下来；许多需要调速的生产机械常常对静差率有一定的要求。例如龙门刨床，由于毛坯表面粗糙不平，加工时负载大小常有波动，但是，为了保证工件的加工精度和加工后的表面光洁度，加工过程中的速度却必须基本稳定，也就是说，静差率不能太大，一般要求，调速范围D=20～40，静差率5％。又如热连轧机，各机架轧辊分别由单独的电动机拖动，钢材在几个机架内连续轧制，要求各机架出口线速度保持严格的比例关系，使被轧金属每秒流量相等，才不致造成钢材拱起或拉断，根据工艺要求，须使调速范围D=3～10时，保证静差率0.2％～0.5％。在这些情况下，开环调速系统往往不能满足要求。在开环系统中，当负载电流增大时，电枢压降也增大，转速只能降下来；闭环系统装有反馈装置，转速稍有降落，反馈电压就会降低，通过比较和放大，提高电力电子装置的输出电压，使系统工作在新的机械特性上，因而转速又有所回升。《电力拖动自动控制系统》 第四版 习题答案
电力传动控制系统教学大纲
电力拖动自动控制系统(第四版)习题答案-陈伯时
电力拖动控制系统基础知识(培训教材)