份考试电气传动及控制三次综合作业资料.docx
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份考试电气传动及控制三次综合作业资料
2013年9月份考试电气传动及控制第一次作业
一、单项选择题(本大题共100分,共20小题,每小题5分)
1.如下关于转速开环恒压频比控制调速系统(通用变频器-异步电动机调速系统)论述正确的是(C)。
A.
二极管整流器输出端的大电容仅仅用于滤波作用
B.二极管整流器是全波整流装置,由于输出端有滤波电容存在,因此输入电流波形中谐波含量很低
C.通用变频器一般用电阻来吸收制动能量
2.在转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中,突减给定电压后又进入稳定运行状态,此时晶闸管整流装置的输出电压Ud较给定电压变化前是(C)了。
A.增加
B.不变
C.减小
3.某单闭环直流调速系统的开环放大系数为19时,额定负载下电动机转速降落为8r/min,如果开环速降不变,要使闭环速降降为4r/min,则开环放大系数应为(C)。
A.19
B.29
C.39
4.双闭环无静差V-M系统中,改变(C )能够改变稳态转速。
A.整流环节放大系数
B.电流反馈系数
C.转速反馈系数
5.在转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中,当( A)变化时,系统没有抗扰作用。
A.转速反馈系数
B.电动机励磁电流
C.电枢电阻
6.恒Eg/
1调速系统,最大电磁转矩( A)。
A.与
1无关
B.随
1增大而增大
C.随
1增大而减小
7.双闭环无静差V-M调速系统,若起动过程中ASR未达到饱和,则会发生( B)。
A.起动过程变快
B.起动过程变慢
C.不影响起动过程
8.某单闭环直流调速系统的开环放大系数为19时,额定负载下电动机转速降落为8r/min,如果将开环放大系数提高到39,开环速降不变,那么它的闭环速降为(A)。
A.4r/min
B.6r/min
C.8r/min
9.三相半波整流电路近似的一阶惯性环节的时间常数为(B)。
A.10ms
B.3.33ms
C.1.67ms
10.双闭环无静差V-M系统中,改变( C)不能改变稳态转速。
A.给定电压
B.转速反馈系数
C.整流环节放大系数
11.双闭环无静差V-M调速系统,起动过程的恒流升速阶段中,UPE的输出电压( A)。
A.逐渐增加
B.不变
C.逐渐减小
12.双闭环无静差V-M调速系统中,如下关于转速调节器ASR和电流调节器ACR的作用论述正确的是( A)。
A.ASR对负载变化起抗扰作用
B.ASR对电网电压的波动起及时抗扰的作用
C.ASR在转速动态过程中有加快动态过程的作用
13.在典型I型系统中,当时间常数T已知时,随着放大系数K减小,系统快速性(A )。
A.变差
B.变好
C.不变
14.双闭环无静差V-M系统中,改变( B)不能改变稳态转速。
A.给定电压
B.电流反馈系数
C.转速反馈系数
15.双闭环无静差V-M调速系统,起动过程的恒流升速阶段中,ACR的输出电压(A )。
A.逐渐增加
B.不变
C.逐渐减小
16.单相桥式整流电路近似的一阶惯性环节的时间常数为(A)。
A.5ms
B.10ms
C.20ms
17.在典型I型系统中,当时间常数T已知时,随着放大系数K减小,超调量(A )。
A.减小
B.增大
C.不变
18.恒Us/ mathxmlns: mml="http: //www.w3.org/1998/Math/MathML"xmlns: m="http: //schemas.openxmlformats.org/officeDocument/2006/math"> mrow> mi>ω mi> mrow>
math>1调速系统,最大电磁转矩(B )。
A.与
1无关
B.随
1增大而增大
C.随
1增大而减小
19.双闭环无静差V-M调速系统中,增加反馈系数β,系统稳定后转速反馈电压(B )。
A.增加
B.不变
C.减小
20.在转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中,突增负载后又进入稳定运行状态,此时晶闸管整流装置的输出电压Ud较负载变化前是(A)了。
A.增加
B.不变
C.减小
2013年9月份考试电气传动及控制第二次作业
一、填空题(本大题共40分,共5小题,每小题8分)
1.典型I型系统在阶跃响应过程中,最大值为___11V___,稳态值为10V,则系统的超调量为10%。
2.一台三相异步电动机,电磁功率为100kW,电磁转矩为637N.m,定子电压频率为50Hz,则极对数为___2___。
3.转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统,转差频率给定
s*=__150____r/min,实测转速信号
=2100r/min,则定子频率给定信号
1*为2250r/min。
4.典型I型系统在阶跃响应过程中,最大值为11V,稳态值为10V,则系统的超调量为___10%___。
5.一台三相异步电动机,电磁功率为100kW,极对数为3,定子电压频率为50Hz,则电磁转矩为__955N.m____。
二、计算题(本大题共60分,共4小题,每小题15分)
1.(90º)
2.系统的开环传递函数为:
试画出开环对数幅频特性的渐进线(伯德图),要求标出截止频率、转折频率和斜率。
3.
4.有一个系统,其控制对象的传递函数为
,要求设计一个无静差系统,在阶跃输入下系统超调量σ≤5%(按线性系统考虑)。
试对该系统进行动态校正,决定调节器结构,并选择其参数。
2013年9月份考试电气传动及控制第三次作业
一、作图题(本大题共20分,共2小题,每小题10分)
1.
如图:
2.
如图:
二、简答题(本大题共80分,共8小题,每小题10分)
1.常见的交流调速方法有:
降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速、绕线电机串级调速或双馈电机调速、变极对数调速、变压变频调速,哪些属于转差功率不变型调速系统?
答:
变极对数调速是有级的,应用场合有限。
只有变压变频调速应用最广,可以构成高动态性能的交流调速系统,取代直流调速;但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器,相比之下,设备成本最高。
2.采用PI调节器的双闭环直流调速系统起动过程中,为何会出现饱和非线性控制?
答:
当ASR饱和时,转速环开环,系统表现为恒值电流调节的单闭环系统;当ASR不饱和时,转速环闭环,整个系统是一个无静差调速系统,而电流内环表现为电流随动系统。
3.常见的交流调速方法有:
降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速、绕线电机串级调速或双馈电机调速、变极对数调速、变压变频调速,哪些属于转差功率消耗型调速系统?
答:
转差功率消耗型调速系统中,全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中,降电压调速、转差离合器调速和转子串电阻调速三种调速方法都属于这一类。
这类系统的效率最低,而且越到低速时效率越低,它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低的(恒转矩负载时)。
可是这类系统结构简单,设备成本最低,所以还有一定的应用价值。
4.在正弦波供电时,不同规律实现电压-频率协调控制,不同类型的机械特性有何特点?
答:
(1)恒压频比(Us/
1=Constant)控制最容易实现,它的变频机械特性基本上是平行下移,硬度也较好,能够满足一般的调速要求,最大电磁转矩随1的降低而减小,低速带载能力有些差强人意,须对定子压降实行补偿。
(2)恒Eg/
1控制是通常对恒压频比控制实行电压补偿的标准,可以在稳态时达到
m=Constant,从而改善了低速性能,最大电磁转矩不随
1的变化而变化,始终保持恒定。
但机械特性还是非线性的,产生转矩的能力仍受到限制。
(3)恒Er/
1控制可以得到和直流他励电机一样的线性机械特性,按照转子全磁通
m恒定进行控制,即得:
Er/
1=Constant而且,在动态中也尽可能保持
m恒定是矢量控制系统的目标,当然实现起来是比较复杂的。
5.笼型异步电机采用恒压频比控制时,为何要进行低频定子压降补偿?
答:
定子每相电动势:
6.采用PI调节器的双闭环直流调速系统起动过程中,为何会出现转速超调?
答:
由于ASR采用了饱和非线性控制,起动过程结束进入转速调节阶段后,必须使转速超调,ASR的输入偏差电压△Un为负值,才能使ASR退出饱和。
这样,采用PI调节器的双闭环调速系统的转速响应必然有超调。
7.为什么说异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性系统?
答:
在异步电机中,电流乘磁通产生转矩,转速乘磁通得到感应电动势,由于它们都是同时变化的,在数学模型中就含有两个变量的乘积项。
这样一来,即使不考虑磁饱和等因素,数学模型也是非线性的。
三相异步电机定子有三个绕组,转子也可等效为三个绕组,每个绕组产生磁通时都有自己的电磁惯性,再算上运动系统的机电惯性,和转速与转角的积分关系,即使不考虑变频装置的滞后因素,也是一个八阶系统。
总起来说,异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性系统。
8.三相异步电机的电磁转矩公式如下式所示:
它是否适用于变压变频器供电的含有电流谐波的三相异步电机调速系统?
答:
上述公式是在线性磁路、磁动势在空间按正弦分布的假定条件下得出来的,但对定、转子电流对时间的波形未作任何假定,式中的i都是瞬时值。
因此,上述电磁转矩公式完全适用于变压变频器供电的含有电流谐波的三相异步电机调速系统。
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