《电力拖动自动控制系统》参考答案.pdf

电 力 拖 动 自 动 控 制 系 统 参 考 答 案 ：第 一 章 一 、 填 空 题 ： 1.答 案 ： 静 止 可 控 整 流 器 直 流 斩 波 器 2.答 案 ： 调 速 范 围 静 差 率 . 3.答 案 ： 恒 转 矩 、 恒 功 率 4.答 案 ： 脉 冲 宽 度 调 制 二 、 判 断 题 ： 答 案 ： 1. 、 2. 、 三 、 问 答 题 ：1.答 案 ： 生 产 机 械 的 转 速 n与 其 对 应 的 负 载 转 矩 T L的 关 系 。 1.阻 转矩 负 载 特 性 ； 2.位 转 矩 负 载 特 性 ； 3.转 矩 随 转 速 变 化 而 改 变 的 负 载 特 性 ， 通 风 机 型 、 恒 功 率 、 转 矩 与 转 速 成 比 例 ； 4.转 矩 随 位 置 变 化 的 负 载特 性 。 2.答 案 ： 放 大 器 的 放 大 系 数 Kp， 供 电 电 网 电 压 ， 参 数 变 化 时 系 统 有 调 节 作 用 。 电 压 负 反 馈 系 统 实 际 上 只 是 一 个 自 动 调 压 系 统 ， 只 有 被 反 馈环 包 围 部 分 参 数 变 化 时 有 调 节 作 用 。 3.答 案 ： Ud减 少 ， 转 速 n不 变 、 Ud增 加 。 4.答 案 ： 生 产 机 械 要 求 电 动 机 提 供 的 最 高 转 速 和 最 低 转 速 之 比 叫 做调 速 范 围 。 当 系 统 在 某 一 转 速 下 运 行 时 ， 负 载 由 理 想 空 载 增 加 到 额 定 值 时 所 对 应 的 转 速 降 落 与 理 想 空 载 转 速 之 比 ， 称 作 转 差 率 。 静 态 速 降 值 一定 ， 如 果 对 静 差 率 要 求 越 严 ， 值 越 小 时 ， 允 许 的 调 速 范 围 就 越 小 。 5.答 案 ： 反 馈 控 制 系 统 的 作 用 是 ： 抵 抗 扰 动 ， 服 从 给 定 。 系 统 能 有效 地 抑 制 一 切 被 负 反 馈 环 所 包 围 的 前 向 通 道 上 的 扰 动 作 用 。 但 完 全 服 从 给 定 作 用 。 反 馈 控 制 系 统 所 能 抑 制 的 只 是 被 反 馈 环 包 围 的 前 向 通 道 上 的扰 动 。 可 见 ， 测 速 发 电 机 的 励 磁 量 发 生 变 化 时 ， 系 统 无 能 为 力 。 6.答 案 ： 采 用 比 例 积 分 调 节 器 的 闭 环 调 速 系 统 是 无 静 差 调 速 系 统 。积 分 控 制 可 以 使 系 统 在 无 静 差 的 情 况 下 保 持 恒 速 运 行 ， 原 因 是 积 分 调 节 器 的 输 出 包 含 了 输 入 偏 差 量 的 全 部 历 史 。 可 以 实 现 无 静 差 调 速 。四 、 计 算 题 ： 1.答 案 ： 开 环 系 统 的 稳 态 速 降 ： 354.33r/min； 满 足 调 速 要 求 所 允许 的 稳 态 速 降 ： 8.33r/min； 闭 环 系 统 的 开 环 放 大 系 数 ： 41.54 2.答 案 ： 42.5NM， 3.41NM3.答 案 ： T=62.92NM， n=920r/min， cos =0.78 4.答 案 ： =0。 时 n0=2119r/min, =30。 时 n0=1824r/min， =31.1。 ， cos =0.82， s=0.0395。5.答 案 ： D=4.44， s=0.048， n=5.3r/min。 6.答 案 ： 系 统 允 许 的 稳 态 速 降 ： 3.06r/min， 开 环 放 大 系 数 ： 31.77.答 案 ： 系 统 的 开 环 放 大 系 数 从 4.7变 为 17.9 8.答 案 ： s=0.86， ncl=5.56r/min， Kp=27.8， =0.0067Vmin/r。9.答 案 ： 调 速 范 围 D=10， 允 许 静 差 率 s=10%。 10.答 案 ： 允 许 的 静 态 速 降 ncl=3.06r/min， 闭 环 系 统 的 开 环 放 大 系 数 K=31.7。 第 二 章 一 、 填 空 题 ：1.跟 随 抗 扰 内 环 ACR 外 环 ASR 2.典 型 型 典 型 型二 、 判 断 题 ： 答 案 ： 1. 、 2. 、三 、 问 答 题 ： 1.答 案 ： 1.确 定 时 间 常 数 ； 2.选 择 ACR结 构 ； 3.选 择 ACR参 数 ； 4.校验 近 似 条 件 ； 2.答 案 ：K s1 /C eU* nU cI dE nU d 0U n+ + - ASR+ U*i -R ACR -U iUP E 稳 态 结 构 框 图3.答 案 ： 1.确 定 时 间 常 数 ， 2.选 择 转 速 调 节 器 结 构 ， 3. 选 择 转 速 调 节 器 参 数 ， 4.校 验 近 似 条 件 。4.答 案 ： 要 改 变 转 速 ， 可 调 节 给 定 电 压 或 转 速 反 馈 系 数 ； 要 改 变 堵 转 电 流 ， 应 调 节 转 速 调 节 器 的 限 幅 值 或 改 变 电 流 反 馈 系 数 。5.答 案 ： U n不 变 。6.答 案 ： 平 直 段 ： ASR和 ACR均 工 作 在 线 形 状 态 ； 下 垂 段 ： ACR工 作 在 线 形 状 态 ， ASR工 作 在 限 幅 状 态 。 7.答 案 ： 1.当 Ui m固 定 时 ， 只 需 调 节 电 流 反 馈 系 数 即 可 实 现 Idm=20A； 当 Un m已 知 时 调 节 转 速 反 馈 系 数 可 实 现 n=1000r/min。 2. 发 现 下 垂 段 特 性 不 够 陡 时 ， 可 增 大 ACR的 稳 态 放 大 系 数 ； 如 工 作 段 特 性不 够 硬 时 ， 可 增 大 ASR的 稳 态 放 大 系 数 。 8.答 案 ： ASR未 饱 和 ， 增 大 ， Ui 跟 着 增 大 ， 各 环 节 输 出 量 都 保 持 不 变 ； ASR饱 和 ， 增 大 ， 则 各 量 都 将 相 应 减 小 。 9.答 案 ： Ui*从 2V增 加 到 3V； Uct略 有 增 加 ； Uct值 由 转 速 n和 负 载 电 流 决 定 。10.答 案 ： 电 网 电 压 波 动 时 ， ACR起 主 要 调 节 作 用 ； 负 载 扰 动 时 ， ASR起 主 要 抗 绕 调 节 作 用 。12.答 案 ： 13.答 案 ： 转 速 调 节 器 的 作 用 ： 1.是 调 速 系 统 的 主 导 调 节 器 ； 2.对负 载 变 化 起 抗 扰 作 用 ； 3.输 出 限 幅 值 决 定 电 动 机 允 许 的 最 大 电 流 。 电 流 调 节 器 的 作 用 ： 1.跟 随 作 用 ； 2.对 电 网 电 压 波 动 及 时 抗 扰 作 用 ； 3.可 保 证 获 得 电 动 机 允 许 的 最 大 电 流 ； 4.限 制 电 枢 电 流 最 大 值 。14.答 案 ： 下 图 ， 整 流 状 态 ， 电 动 运 行 ， 提 升 重 物 ， 90 ， U d0E， n 0， 由 电 网 向 电 动 机 提 供 能 量 。 上 图 ， 逆 变 状 态 ， 回 馈 发 电 ， 放 下 重 物 ， 90 ， Ud0 E， n 0 ， 由 电 动 机 向 电 网 回 馈 能 量 。 15.答 案 ： 适 合 于 起 重 机 类 型 的 负 载 。n - n Id Te 整 流 状 态逆 变 状 态 四 、 计 算 题 ： 1.答 案 ： =0.25V/A， =0.01V min/r； Ud0=40V、 Ui*=10V、 Ui=-10V、 Uct=1V。 第 四 章 一 、 问 答 题 ：1.答 案 ： 两 组 装 置 的 整 流 电 压 同 时 出 现 ， 便 会 产 生 不 流 过 负 载 而 直 接 在 两 组 晶 闸 管 之 间 流 通 的 短 路 电 流 ， 即 环 流 。静 态 环 流 ； 动 态 环 流 。 危 害 ： 环 流 对 负 载 无 益 ， 徒 然 加 重 晶 闸 管 和 变 压 器 的 负 担 ， 消 耗 功率 ， 环 流 太 大 时 会 导 致 晶 闸 管 损 坏 。 利 用 ： 合 理 的 对 环 流 进 行 控 制 ， 保 证 晶 闸 管 的 安 全 工 作 ， 利 用 环 流作 为 流 过 晶 闸 管 的 基 本 负 载 电 流 ， 使 电 动 机 在 空 载 或 轻 载 时 可 工 作 在 晶 闸 管 装 置 的 电 流 连 续 区 ， 以 避 免 电 流 断 续 引 起 的 非 线 性 对 系 统 性 能 的 影响 。 2.答 案 ： 有 环 流 可 逆 系 统 具 有 反 向 快 、 过 渡 平 滑 等 优 点 。 设 置 几 个环 流 电 抗 器 是 个 累 赘 。 对 于 大 容 量 的 系 统 ， 常 采 用 无 环 流 控 制 可 逆 系 统 ， 对 系 统 正 反 转 的 平 滑 过 渡 特 性 要 求 不 很 高 。3.答 案 ： V-M系 统 的 工 作 状 态 正 向 运 行 正 向 制 动 反 向 运 行 反 向 制 动 电 枢 端 电 压 极 性 + + 电 枢 电 流 极 性 + + 电 机 旋 转 方 向 + + 电 机 运 行 状 态 电 动 回 馈 发 电 电 动 回 馈 发 电晶 闸 管 工 作 的 组 别 和 状 态 正 组 整 流 反 组 逆 变 反 组 整 流 正 组 逆 变 机 械 特 性 所 在 象 限 一二 三四 4.答 案 ： H型 、 T型 和 M型 等 结 构 型 式 。 H型 PWM变 换 器 在 控 制 方 式 上分 双 极 式 、 单 极 式 和 受 限 单 极 式 。 5.答 案 ： f 000Hz二 、 计 算 题 ： 1.答 案 ： UVT=884 1178V， Ip=43.1A可 取 50A。 2.答 案 ： Id=38.47A； I1 =31.39A。 第 五 章一 、 填 空 题 ： 1.答 案 ： 软 、 大2.答 案 ： 电 阻 、 电 动 势 3.答 案 ： 消 耗 型 、 回 馈 型 、 不 变 型二 、 判 断 题 ： 答 案 ： 1. 、 2. 、 3. 三 、 问 答 题 ： 1.答 案 ： 电 力 电 子 技 术 的 发 展 ， 大 规 模 集 成 电 路 和 计 算 机 控 制 的 发展 ， 采 用 变 换 器 的 高 性 能 的 交 流 拖 动 系 统 得 以 实 现 。 直 流 拖 动 被 交 流 取 代 ， 去 除 了 直 流 电 动 机 的 不 足 。2.答 案 ： f 1； sf1； sf1； n0； sn0； sn0； n0； 不 会 。3.答 案 ： 效 率 =0.87； 转 差 率 s=0.041； 转 速 n=1439r/min。 4.答 案 ： 都 适 用6.答 案 ： 节 能 调 速 ； 高 性 能 交 流 调 速 系 统 ； 特 大 容 量 、 极 高 转 速 交 流 调 速 系 统 。 第 六 章 一 、 判 断 题 ：答 案 ： 1. 、 2. 、 3. 、 二 、 问 答 题 ：1.答 案 ： 一 般 性 能 的 节 能 调 速 和 按 工 艺 要 求 调 速 ； 高 性 能 交 流 调 速 系 统 和 伺 服 系 统 ； 特 大 容 量 、 极 高 转 速 交 流 调 速 系 统 。2.答 案 ： 转 差 功 率 消 耗 型 调 速 系 统 、 转 差 功 率 馈 送 型 调 速 系 统 、 转 差 功 率 不 变 型 调 速 系 统 。6.答 案 ： 电 动 势 值 较 高 时 ， 恒 压 频 比 ， 低 频 时 ， 补 偿 定 子 压 降 ， 通 过 改 变 U/f函 数 发 生 器 的 特 性 来 补 偿 。 通 用 产 品 中 称 作 “ 电 压 补偿 ” 或 “ 转 矩 补 偿 ” 。 7.答 案 ： 请 参 见 教 材 P160 164异 步 电 动 机 电 压 -频 率 协 调 控 制 时 的机 械 特 性 。 8.答 案 ： 电 压 源 型 采 用 大 电 容 滤 波 ， 电 流 源 型 采 用 大 电 感 滤 波 。9.答 案 ： 参 见 教 材 P166 167交 -交 变 压 变 频 器 。 也 称 作 周 波 变 换 器 。 缺 点 是 输 入 功 率 因 数 较 低 ， 谐 波 电 流 大 。 输 出 频 率 不 超 过 电 网 频 率1/2的 低 转 速 调 速 系 统 。 10.答 案 ： 参 见 教 材 P189-190转 差 频 率 控 制 的 规 律 及 转 差 频 率 控 制的 变 压 变 频 调 速 系 统 。 11.答 案 ： 从 总 体 控 制 结 构 上 看 ， DTC系 统 与 VC系 统 是 一 致 的 ， 都 能获 得 较 高 的 静 、 动 态 性 能 。 并 参 见 教 材 P215DTC系 统 与 VC系 统 不 同 的 特 点 。 12.答 案 ： 请 参 考 教 材 P216表 6-1直 接 转 矩 控 制 系 统 和 矢 量 控 制 系 统 的 特 点 与 性 能 的 比 较 。 第 七 章 一 、 判 断 题 ：答 案 ： 1. 、 2. 二 、 问 答 题 ：1.答 案 ： 串 级 调 速 时 ， 异 步 电 动 机 转 子 回 路 虽 然 不 需 要 串 入 调 速 电 阻 ， 但 由 于 其 转 子 回 路 接 入 了 串 级 调 速 装 置 ， 实 际 上 相 当 于 在 电 动 机 转子 回 路 中 接 入 了 一 定 数 量 的 等 效 电 阻 和 电 抗 ， 它 的 影 响 在 任 何 转 速 下 都 存 在 。 由 于 转 子 回 路 电 阻 的 影 响 ， 异 步 电 动 机 串 级 调 速 时 的 机 械 特 性 比固 有 特 性 要 软 得 多 。 2.答 案 ： 可 以 。 请 参 见 P221电 机 在 次 同 步 转 速 下 做 回 馈 制 动 运 行 。3.答 案 ： 参 见 教 材 P220-221次 同 转 速 下 做 电 动 运 行 和 回 馈 制 动 运 行 。 4.答 案 ： 参 见 教 材 P221电 机 在 超 同 步 转 速 下 作 回 馈 制 动 运 行 时 。 5.答 案 ： 请 参 考 教 材 P220 222加 以 总 结 。6.答 案 ： 在 转 子 回 路 串 入 一 个 可 变 频 、 可 变 幅 的 电 压 。 方 法 是 将 转 子 电 压 先 整 流 成 直 流 电 压 ， 然 后 再 加 入 一 个 附 加 的 直 流 电 动 势 。 通 过 控 制 此 直 流 附 加 电 动 势 的 幅 值 ， 就 可 以 调 节 异 步 电 动 机 的 转 速 。 并 请 参 见教 材 P224起 动 、 调 速 、 停 车 三 种 情 况 的 工 作 。 7.答 案 ： 机 械 特 性 变 软 ， 调 速 性 能 差 。 同 步 转 速 恒 定 ， 理 想 空 载 转速 能 够 平 滑 调 节 。 8.答 案 ： 总 的 原 则 是 在 起 动 时 必 须 使 逆 变 器 先 于 电 机 接 上 电 网 ， 停车 时 必 须 使 逆 变 器 比 电 机 后 脱 离 电 网 。 请 参 见 教 材 P238串 级 调 速 系 统 的 起 动 方 式 。 9.答 案 ： 控 制 角 ； 极 性 控 制 0角 ； 90。 ， 0 90。 。 三 、 计 算 题 ：1.答 案 ： 整 流 二 极 管 ： (294 441)V， (13.2 17.6)A， 选 用 ZP- 20/400整 流 二 极 管 ； 逆 变 变 压 器 ： 二 次 相 电 压 有 效 值 ， 69.1V， 二 次 相电 流 有 效 值 ， 19.5A， 容 量 为 4.04kV A； 晶 闸 管 ： (339 508)V,(13.2 17.6)A,可 选 用 KP-20/500晶 闸 管 。2.答 案 ： 整 流 二 极 管 选 用 ZP-200/1200； 晶 闸 管 选 用 KP-200/1400； 逆 变 变 压 器 容 量 WT=120kV A。 模 拟 试 题 一 一 、 填 空 题 ：1.答 案 ： 静 止 可 控 整 流 器 直 流 斩 波 器 2.答 案 ： 调 速 范 围 静 差 率 .3.答 案 ： 离 散 化 、 数 字 化 4.答 案 ： 软 、 大5.答 案 ： 脉 冲 宽 度 调 制 6.答 案 ： 消 耗 型 、 回 馈 型 、 不 变 型二 、 判 断 题 ： 答 案 ： 1. 、 2. 、 3. 、 4. 、 5. 、 6. 、 7. 、 8. 、 9. 、 10. 三 、 问 答 题 ：1.答 案 ： 生 产 机 械 的 转 速 n与 其 对 应 的 负 载 转 矩 T L的 关 系 。 1.阻 转矩 负 载 特 性 ； 2.位 转 矩 负 载 特 性 ； 3.转 矩 随 转 速 变 化 而 改 变 的 负 载 特 性 ， 通 风 机 型 、 恒 功 率 、 转 矩 与 转 速 成 比 例 ； 4.转 矩 随 位 置 变 化 的 负 载特 性 。 2.答 案 ： 放 大 器 的 放 大 系 数 Kp， 供 电 电 网 电 压 ， 参 数 变 化 时 系 统 有 调 节 作 用 。 电 压 负 反 馈 系 统 实 际 上 只 是 一 个 自 动 调 压 系 统 ， 只 有 被 反 馈环 包 围 部 分 参 数 变 化 时 有 调 节 作 用 。 3.答 案 ： 反 馈 控 制 系 统 的 作 用 是 ： 抵 抗 扰 动 ， 服 从 给 定 。 系 统 能 有 效 地 抑 制 一 切 被 负 反 馈 环 所 包 围 的 前 向 通 道 上 的 扰 动 作 用 。 但 完 全 服 从给 定 作 用 。 反 馈 控 制 系 统 所 能 抑 制 的 只 是 被 反 馈 环 包 围 的 前 向 通 道 上 的 扰 动 。 可 见 ， 测 速 发 电 机 的 励 磁 量 发 生 变 化 时 ， 系 统 无 能 为 力 。4.答 案 ： 采 用 比 例 积 分 调 节 器 的 闭 环 调 速 系 统 是 无 静 差 调 速 系 统 。 积 分 控 制 可 以 使 系 统 在 无 静 差 的 情 况 下 保 持 恒 速 运 行 ， 原 因 是 积 分 调 节器 的 输 出 包 含 了 输 入 偏 差 量 的 全 部 历 史 。 可 以 实 现 无 静 差 调 速 。 5.答 案 ： 1.确 定 时 间 常 数 ， 2.选 择 转 速 调 节 器 结 构 ， 3. 选 择 转 速调 节 器 参 数 ， 4.校 验 近 似 条 件 。 6.答 案 ： 要 改 变 转 速 ， 可 调 节 给 定 电 压 或 转 速 反 馈 系 数 ； 要 改 变 堵转 电 流 ， 应 调 节 转 速 调 节 器 的 限 幅 值 或 改 变 电 流 反 馈 系 数 。 7.答 案 ： ASR未 饱 和 ， 增 大 ， Ui 跟 着 增 大 ， 各 环 节 输 出 量 都 保 持 不 变 ； ASR饱 和 ， 增 大 ， 则 各 量 都 将 相 应 减 小 。 8.答 案 ： Ui*从 2V增 加 到 3V； Uct略 有 增 加 ； Uct值 由 转 速 n和 负 载 电 流 决 定 。9.答 案 ： 适 合 于 起 重 机 类 型 的 负 载 。 n - n Id Te 整 流 状 态逆 变 状 态 10.答 案 ： 两 组 装 置 的 整 流 电 压 同 时 出 现 ， 便 会 产 生 不 流 过 负 载 而直 接 在 两 组 晶 闸 管 之 间 流 通 的 短 路 电 流 ， 即 环 流 。 静 态 环 流 ； 动 态 环 流 。危 害 ： 环 流 对 负 载 无 益 ， 徒 然 加 重 晶 闸 管 和 变 压 器 的 负 担 ， 消 耗 功 率 ， 环 流 太 大 时 会 导 致 晶 闸 管 损 坏 。利 用 ： 合 理 的 对 环 流 进 行 控 制 ， 保 证 晶 闸 管 的 安 全 工 作 ， 利 用 环 流 作 为 流 过 晶 闸 管 的 基 本 负 载 电 流 ， 使 电 动 机 在 空 载 或 轻 载 时 可 工 作 在 晶闸 管 装 置 的 电 流 连 续 区 ， 以 避 免 电 流 断 续 引 起 的 非 线 性 对 系 统 性 能 的 影 响 。 11.答 案 ： f 000Hz12.答 案 ： 电 力 电 子 技 术 的 发 展 ， 大 规 模 集 成 电 路 和 计 算 机 控 制 的 发 展 ， 采 用 变 换 器 的 高 性 能 的 交 流 拖 动 系 统 得 以 实 现 。 直 流 拖 动 被 交 流取 代 ， 去 除 了 直 流 电 动 机 的 不 足 。 13.答 案 ： f1； sf1； sf1； n0； sn0； sn0； n0； 不 会 。 14.答 案 ： 一 般 性 能 的 节 能 调 速 和 按 工 艺 要 求 调 速 ； 高 性 能 交 流 调速 系 统 和 伺 服 系 统 ； 特 大 容 量 、 极 高 转 速 交 流 调 速 系 统 。 15.答 案 ： 转 差 功 率 消 耗 型 调 速 系 统 、 转 差 功 率 馈 送 型 调 速 系 统 、转 差 功 率 不 变 型 调 速 系 统 。 16.答 案 ： 电 动 势 值 较 高 时 ， 恒 压 频 比 ， 低 频 时 ， 补 偿 定 子 压 降 ，通 过 改 变 U/f函 数 发 生 器 的 特 性 来 补 偿 。 通 用 产 品 中 称 作 “ 电 压 补 偿 ” 或 “ 转 矩 补 偿 ” 。17.答 案 ： 请 参 见 教 材 P160 164异 步 电 动 机 电 压 -频 率 协 调 控 制 时 的 机 械 特 性 。18.答 案 ： 请 参 考 教 材 P216表 6-1直 接 转 矩 控 制 系 统 和 矢 量 控 制 系 统 的 特 点 与 性 能 的 比 较 。19.答 案 ： 串 级 调 速 时 ， 异 步 电 动 机 转 子 回 路 虽 然 不 需 要 串 入 调 速 电 阻 ， 但 由 于 其 转 子 回 路 接 入 了 串 级 调 速 装 置 ， 实 际 上 相 当 于 在 电 动 机转 子 回 路 中 接 入 了 一 定 数 量 的 等 效 电 阻 和 电 抗 ， 它 的 影 响 在 任 何 转 速 下 都 存 在 。 由 于 转 子 回 路 电 阻 的 影 响 ， 异 步 电 动 机 串 级 调 速 时 的 机 械 特 性比 固 有 特 性 要 软 得 多 。 20.答 案 ： 控 制 角 ； 极 性 控 制 0角 ； 90。 ， 0 90。 。 四 、 计 算 题 ：1.答 案 ： 开 环 系 统 的 稳 态 速 降 ： 354.33r/min； 满 足 调 速 要 求 所 允 许 的 稳 态 速 降 ： 8.33r/min； 闭 环 系 统 的 开 环 放 大 系 数 ： 41.54 2.答 案 ： =0。 时 n0=2119r/min, =30。 时 n0=1824r/min， =31.1。 ， cos =0.82， s=0.0395。3.答 案 ： 系 统 的 开 环 放 大 系 数 从 4.7变 为 17.9 4.答 案 ： 允 许 的 静 态 速 降 ncl=3.06r/min， 闭 环 系 统 的 开 环 放 大 系 数 K=31.7。 5.答 案 ： =0.25V/A， =0.01V min/r； Ud0=40V、 Ui*=10V、 Ui=-10V、 Uct=1V。 6.答 案 ： 整 流 二 极 管 选 用 ZP-200/1200； 晶 闸 管 选 用 KP-200/1400；逆 变 变 压 器 容 量 W T=120kV A。 模 拟 试 题 二 一 、 填 空 题 ：1.答 案 ： 静 止 可 控 整 流 器 直 流 斩 波 器 2.答 案 ： 调 速 范 围 静 差 率 .3.答 案 ： 离 散 化 、 数 字 化 4.答 案 ： 软 、 大5.答 案 ： 电 阻 、 电 动 势 6.答 案 ： 恒 转 矩 、 恒 功 率7.答 案 ： 脉 冲 宽 度 调 制 8.答 案 ： 消 耗 型 、 回 馈 型 、 不 变 型二 、 判 断 题 ： 答 案 ： 、 1. 、 2. 、 3. 、 4. 、 5. 、 6. 、 7. 、8. 三 、 问 答 题 ：1.答 案 ： U d减 少 ， 转 速 n不 变 、 Ud增 加 。2.答 案 ： 生 产 机 械 要 求 电 动 机 提 供 的 最 高 转 速 和 最 低 转 速 之 比 叫 做 调 速 范 围 。 当 系 统 在 某 一 转 速 下 运 行 时 ， 负 载 由 理 想 空 载 增 加 到 额 定 值时 所 对 应 的 转 速 降 落 与 理 想 空 载 转 速 之 比 ， 称 作 转 差 率 。 静 态 速 降 值 一 定 ， 如 果 对 静 差 率 要 求 越 严 ， 值 越 小 时 ， 允 许 的 调 速 范 围 就 越 小 。3.答 案 ： 1.确 定 时 间 常 数 ； 2.选 择 ACR结 构 ； 3.选 择 ACR参 数 ； 4.校 验 近 似 条 件 ； 5.计 算 ACR的 电 阻 电 容 值 。4.答 案 ： Ks 1 /Ce U*n Uc Id En Ud 0 Un + - ASR+ U*i -R ACR -U iUP E 稳 态 结 构 框 图5.答 案 ： U n不 变 。6.答 案 ： 平 直 段 ： ASR和 ACR均 工 作 在 线 形 状 态 ； 下 垂 段 ： ACR工 作 在 线 形 状 态 ， ASR工 作 在 限 幅 状 态 。 7.答 案 ： 1.当 Ui m固 定 时 ， 只 需 调 节 电 流 反 馈 系 数 即 可 实 现 Idm=20A； 当 Un m已 知 时 调 节 转 速 反 馈 系 数 可 实 现 n=1000r/min。 2. 发 现 下 垂 段 特 性 不 够 陡 时 ， 可 增 大 ACR的 稳 态 放 大 系 数 ； 如 工 作 段 特 性不 够 硬 时 ， 可 增 大 ASR的 稳 态 放 大 系 数 。 8.答 案 ： 电 网 电 压 波 动 时 ， ACR起 主 要 调 节 作 用 ； 负 载 扰 动 时 ， ASR起 主 要 抗 绕 调 节 作 用 。 9.答 案 ： 10.答 案 ： 转 速 调 节 器 的 作 用 ： 1.是 调 速 系 统 的 主 导 调 节 器 ； 2.对 负 载 变 化 起 抗 扰 作 用 ； 3.输 出 限 幅 值 决 定 电 动 机 允 许 的 最 大 电 流 。 电 流调 节 器 的 作 用 ： 1.跟 随 作 用 ； 2.对 电 网 电 压 波 动 及 时 抗 扰 作 用 ； 3.可 保 证 获 得 电 动 机 允 许 的 最 大 电 流 ； 4.限 制 电 枢 电 流 最 大 值 。11.答 案 ： 有 环 流 可 逆 系 统 具 有 反 向 快 、 过 渡 平 滑 等 优 点 。 设 置 几 个 环 流 电 抗 器 是 个 累 赘 。 对 于 大 容 量 的 系 统 ， 常 采 用 无 环 流 控 制 可 逆 系统 ， 对 系 统 正 反 转 的 平 滑 过 渡 特 性 要 求 不 很 高 。 12.答 案 ： H型 、 T型 和 M型 等 结 构 型 式 。 H型 PWM变 换 器 在 控 制 方 式 上分 双 极 式 、 单 极 式 和 受 限 单 极 式 。 13.答 案 ： 效 率 =0.87； 转 差 率 s=0.041； 转 速 n=1439r/min。14.答 案 ： 都 适 用 15.答 案 ： 电 压 源 型 采 用 大 电 容 滤 波 ， 电 流 源 型 采 用 大 电 感 滤 波 。16.答 案 ： 参 见 教 材 P166 167交 -交 变 压 变 频 器 。 也 称 作 周 波 变 换 器 。 缺 点 是 输 入 功 率 因 数 较 低 ， 谐 波 电 流 大 。 输 出 频 率 不 超 过 电 网 频 率1/2的 低 转 速 调 速 系 统 。 17.答 案 ： 参 见 教 材 P189-190转 差 频 率 控 制 的 规 律 及 转 差 频 率 控 制的 变 压 变 频 调 速 系 统 。 18.答 案 ： 从 总 体 控 制 结 构 上 看 ， DTC系 统 与 VC系 统 是 一 致 的 ， 都 能获 得 较 高 的 静 、 动 态 性 能 。 并 参 见 教 材 P215DTC系 统 与 VC系 统 不 同 的 特 点 。 19.答 案 ： 可 以 。 请 参 见 P221电 机 在 次 同 步 转 速 下 做 回 馈 制 动 运 行 。 20.答 案 ： 参 见 教 材 P220-221次 同 转 速 下 做 电 动 运 行 和 回 馈 制 动 运 行 。 21.答 案 ： 参 见 教 材 P221电 机 在 超 同 步 转 速 下 作 回 馈 制 动 运 行 时 。 22.答 案 ： 请 参 考 教 材 P220 222加 以 总 结 。四 、 计 算 题 ： 1.答 案 ： 42.5NM， 3.41NM2.答 案 ： T=62.92NM， n=920r/min， cos =0.78 3.答 案 ： D=4.44， s=0.048， n=5.3r/min。4.答 案 ： 系 统 允 许 的 稳 态 速 降 ： 3.06r/min， 开 环 放 大 系 数 ： 31.7 5.答 案 ： s=0.86， ncl=5.56r/min， Kp=27.8， =0.0067Vmin/r。6.答 案 ： 调 速 范 围 D=10， 允 许 静 差 率 s=10%。 7.答 案 ： UVT=884 1178V， Ip=43.1A可 取 50A。 8.答 案 ： Id=38.47A； I1 =31.39A。 9.答 案 ： 整 流 二 极 管 ： (294 441)V， (13.2 17.6)A， 选 用 ZP-20/400整 流 二 极 管 ； 逆 变 变 压 器 ： 二 次 相 电 压 有 效 值 ， 69.1V， 二 次 相 电 流 有 效 值 ， 19.5A， 容 量 为 4.04kV A； 晶 闸 管 ： (339 508)V,(13.2 17.6)A,可 选 用 KP-20/500晶 闸 管 。 模 拟 试 题 三 一 、 填 空 题 ：1.答 案 ： 静 止 可 控 整 流 器 直 流 斩 波 器 2.答 案 ： 调 速 范 围 静 差 率 .3.答 案 ： 离 散 化 、 数 字 化 4.答 案 ： 软 、 大5.答 案 ： 电 阻 、 电 动 势 6.答 案 ： 恒 转 矩 、 恒 功 率7.答 案 ： 脉 冲 宽 度 调 制 8.答 案 ： 消 耗 型 、 回 馈 型 、 不 变 型二 、 判 断 题 ： 答 案 ： 1. 、 2. 、 3. 、 4. 、 5. 、 6. 、 7. 、 8. 、 9. 、 10. 、 11. 、 12. 三 、 问 答 题 ：1.答 案 ： 生 产 机 械 的 转 速 n与 其 对 应 的 负 载 转 矩 T L的 关 系 。 1.阻 转矩 负 载 特 性 ； 2.位 转 矩 负 载 特 性 ； 3.转 矩 随 转 速 变 化 而 改 变 的 负 载 特 性 ， 通 风 机 型 、 恒 功 率 、 转 矩 与 转 速 成 比 例 ； 4.转 矩 随 位 置 变 化 的 负 载特 性 。 2.答 案 ： 生 产 机 械 要 求 电 动 机 提 供 的 最 高 转 速 和 最 低 转 速 之 比 叫 做调 速 范 围 。 当 系 统 在 某 一 转 速 下 运 行 时 ， 负 载 由 理 想 空 载 增 加 到 额 定 值 时 所 对 应 的 转 速 降 落 与 理 想 空 载 转 速 之 比 ， 称 作 转 差 率 。 静 态 速 降 值 一定 ， 如 果 对 静 差 率 要 求 越 严 ， 值 越 小 时 ， 允 许 的 调 速 范 围 就 越 小 。 3.答 案 ： 反 馈 控 制 系 统 的 作 用 是 ： 抵 抗 扰 动 ， 服 从 给 定 。 系 统 能 有效 地 抑 制 一 切 被 负 反 馈 环 所 包 围 的 前 向 通 道 上 的 扰 动 作 用 。 但 完 全 服 从 给 定 作 用 。 反 馈 控 制 系 统 所 能 抑 制 的 只 是 被 反 馈 环 包 围 的 前 向 通 道 上 的扰 动 。 可 见 ， 测 速 发 电 机 的 励 磁 量 发 生 变 化 时 ， 系 统 无 能 为 力 。 4.答 案 ： 1.确 定 时 间 常 数 ， 2.选 择 转 速 调 节 器 结 构 ， 3. 选 择 转 速调 节 器 参 数 ， 4.校 验 近 似 条 件 。 5.答 案 ： 要 改 变 转 速 ， 可 调 节 给 定 电 压 或 转 速 反 馈 系 数 ； 要 改 变 堵转 电 流 ， 应 调 节 转 速 调 节 器 的 限 幅 值 或 改 变 电 流 反 馈 系 数 。 6.答 案 ： Un不 变 。 7.答 案 ： Ui*从 2V增 加 到 3V； Uct略 有 增 加 ； Uct值 由 转 速 n和 负 载 电 流 决 定 。8.答 案 ： 电 网 电 压 波 动 时 ， ACR起 主 要 调 节 作 用 ； 负 载 扰 动 时 ， ASR 起 主 要 抗 绕 调 节 作 用 。10.答 案 ： 两 组 装 置 的 整 流 电 压 同 时 出 现 ， 便 会 产 生 不 流 过 负 载 而 直 接 在 两 组 晶 闸 管 之 间 流 通 的 短 路 电 流 ， 即 环 流 。静 态 环 流 ； 动 态 环 流 。 危 害 ： 环 流 对 负 载 无 益 ， 徒 然 加 重 晶 闸 管 和 变 压 器 的 负 担 ， 消 耗 功率 ， 环 流 太 大 时 会 导 致 晶 闸 管 损 坏 。 利 用 ： 合 理 的 对 环 流 进 行 控 制 ， 保 证 晶 闸 管 的 安 全 工 作 ， 利 用 环 流作 为 流 过 晶 闸 管 的 基 本 负 载 电 流 ， 使 电 动 机 在 空 载 或 轻 载 时 可 工 作 在 晶 闸 管 装 置 的 电 流 连 续 区 ， 以 避 免 电 流 断 续 引 起 的 非 线 性 对 系 统 性 能 的 影响 。 11.答 案 ： 有 环 流 可 逆 系 统 具 有 反 向 快 、 过 渡 平 滑 等 优 点 。 设 置 几个 环 流 电 抗 器 是 个 累 赘 。 对 于 大 容 量 的 系 统 ， 常 采 用 无 环 流 控 制 可 逆 系 统 ， 对 系 统 正 反 转 的 平 滑 过 渡 特 性 要 求 不 很 高 。12.答 案 ： 一 般 性 能 的 节 能 调 速 和 按 工 艺 要 求 调 速 ； 高 性 能 交 流 调 速 系 统 和 伺 服 系 统 ； 特 大 容 量 、 极 高 转 速 交 流 调 速 系 统 。13.答 案 ： 转 差 功 率 消 耗 型 调 速 系 统 、 转 差 功 率 馈 送 型 调 速 系 统 、 转 差 功 率 不 变 型 调 速 系 统 。14.答 案 ： 参 见 教 材 P166 167交 -交 变 压 变 频 器 。 也 称 作 周 波 变 换 器 。 缺 点 是 输 入 功 率 因 数 较 低 ， 谐 波 电 流 大 。 输 出 频 率 不 超 过 电 网 频 率1/2的 低 转 速 调 速 系 统 。 15.答 案 ： 参 见 教 材 P189-190转 差 频 率 控 制 的 规 律 及 转 差 频 率 控 制的 变 压 变 频 调 速 系 统 。 16.答 案 ： 从 总 体 控 制 结 构 上 看 ， DTC系 统 与 VC系 统 是 一 致 的 ， 都 能获 得 较 高 的 静 、 动 态 性 能 。 并 参 见 教 材 P215DTC系 统 与 VC系 统 不 同 的 特 点 。 17.答 案 ： 请 参 考 教 材 P216表 6-1直 接 转 矩 控 制 系 统 和 矢 量 控 制 系 统 的 特 点 与 性 能 的 比 较 。18.答 案 ： 串 级 调 速 时 ， 异 步 电 动 机 转 子 回 路 虽 然 不 需 要 串 入 调 速 电 阻 ， 但 由 于 其 转 子 回 路 接 入 了 串 级 调 速 装 置 ， 实 际 上 相 当 于 在 电 动 机转 子 回 路 中 接 入 了 一 定 数 量 的 等 效 电 阻 和 电 抗 ， 它 的 影 响 在 任 何 转 速 下 都 存 在 。 由 于 转 子 回 路 电 阻 的 影 响 ， 异 步 电 动 机 串 级 调 速 时 的 机 械 特 性比 固 有 特 性 要 软 得 多 。 四 、 计 算 题 ：1.答 案 ： 42.5NM， 3.41NM 2.答 案 ： T=62.92NM， n=920r/min， cos =0.78 3.答 案 ： =0。 时 n0=2119r/min, =30。 时 n0=1824r/min， =31.1。 ， cos =0.82， s=0.0395。4.答 案 ： 调 速 范 围 D=10， 允 许 静 差 率 s=10%。 5.答 案 ： 允 许 的 静 态 速 降 ncl=3.06r/min， 闭 环 系 统 的 开 环 放 大 系 数 K=31.7。 6.答 案 ： =0.25V/A， =0.01V min/r； Ud0=40V、 Ui*=10V、 Ui=-10V、 Uct=1V。 7.答 案 ： 整 流 二 极 管 ： (294 441)V， (13.2 17.6)A， 选 用 ZP-20/400整 流 二 极 管 ； 逆 变 变 压 器 ： 二 次 相 电 压 有 效 值 ， 69.1V， 二 次 相 电 流 有 效 值 ， 19.5A， 容 量 为 4.04kV A； 晶 闸 管 ： (339 508)V,(13.2 17.6)A,可 选 用 KP-20/500晶 闸 管 。