运动控制试卷及答案

第 1 页 ( 共 3 页 )一、 填充题（30分）1. 按照异步电动机的工作原理,从定子传入转子的电磁功率Pm可分成两部分: 拖动负载的机械功率Pmech= （1-s）Pm ; 传输给转子电路的转差功率为Ps= sPm 。2. 按转差功率的处理方式，异步电动机的调速系统可分为三类，分别为 转差功率消耗 型， 转差功率不变 型和 转差功率馈送 型。3. 异步电机变压调速时的机械特性表现为：当电压减小时，Sm 不变 ，最大转矩Tem 减少 。 （减小、增大、不变）4. 三相PWM输出共有8个空间电压矢量，其中6个为基本电压矢量，它们的幅值 等于直流母线电压 ，空间角度互差_60_，另两个为_零矢量_。5. 异步电动机三相模型的非线性强耦合性质主要体现在_转矩_方程和_磁链_方程。6. 异步电机三相动态模型结构复杂，采用_ _3/2_变换和 旋转 变换可简化动态数学模型，坐标变换的原则是_磁动势_等效， 功率 相等。7. 异步电动机三相模型中，定、转子间的互感将随着转子_位置_的变化而变化。8. 矢量控制系统的基本思想是通过坐标变换，得到等效的两相数学模型，然后，按_转子磁场_定向，将定子电流将定子电流分解为_励磁电流 分量和 转矩电流 分量。9. 根据 转子磁链 是否闭环控制，矢量控制系统可分为_直接 型和_间接 型两类。 10. 计算转子磁链的模型有_电压_和_电流_模型，其中_电流 易受转子电阻变化影响。11. 异步电动机由三相平衡电压供电，定子磁链旋转矢量，忽略定子电阻压降，则定子电压矢量 。12. 异 步 电 动 机 双 馈 调 速 系 统 的 机 械 特 性 的 特 征 为：同步转速_恒定 ，但理想空载转速却能够 连续平滑地调节 。第 2 页 ( 共 3 页 )三、根据电压空间矢量合成的表达式，画出空间矢量图，在图中标出相应的参数，说明参数和矢量的意义，求出零矢量的作用时间。（10分） 四、试论述基于稳态模型的转速闭环转差频率控制系统的基本控制规律，画出电压频率特性。（10分）二、写出定子绕组感应电动势E和气隙磁场的表达式，分析异步电机变频调速的电压频率协调控制规律，论述基频以下和基频以上，定子电压U、电源频率、气隙磁场的变化规律，在低频时，应作何处理，画出电压频率特性曲线，不同频率的机械特性（画出4条，其中为低频，为额定频率）。（17分）基频以下：三相异步电动机定子每相电动势有效值为： 常数由于电机绕组中的电动势难以控制，当Eg较高时，忽略定子电阻和漏磁感抗压降，认为定子相电压UEg,，则有=常数基频以下：m恒定，U与f1同时增大或同时减小 低频时适当提高定子电压，近似补偿定子阻抗压降基频以上：频率从f1N向上升高，因为定子电压UUsN，最多只能保持U=UsN 频率f1N升高，定子电压U=UsN保持不变，气隙磁通m减少，转速升高：基本电压空间矢量：合成电压空间矢量：合成电压矢量与扇区起始边的夹角T0：一个开关周期t1：作用时间 t2：作用时间一般t1+t2T0，其余时间由零矢量填补零矢量作用时间：t0=T0-t1-t21） 在的范围内，转矩Te基本上与s成正比，条件是气隙磁通不变。2） 在不同的定子电流值时，按下图的函数关系控制定子电压和频率，就能保持气隙磁通m恒定。第 3 页 ( 共 3 页 )七、试在图中标出异步电机双馈调速在各种工况下负载功率及转差功率的流向，并说明图中a、b、c、d及e分别为那种工况？（10分）a电机在次同步转速下作电动运行b电机在反转时作倒拉制动运行c电机在超同步转速下作回馈制动运行d电机在超同步转速下作电动运行e电机在次同步转速下作回馈制动运行五、经矢量变换和按转子磁场定向，异步电动机三相原始模型可等效为直流电动机模型，将定子电流分解为励磁分量和转矩分量，将下列表达式和结构图补充完整。（15分）六、根据矢量图写出旋转变换阵，当异步电机达到稳态时，且dq坐标系与旋转磁动势同步时，两个坐标系中电流的本质区别。（8分）为交流电流为直流电流