第一篇：專升本《電力拖動與控制系統(tǒng)》_08024350試卷_20160512141701

[試題分類]:專升本《電力拖動與控制系統(tǒng)》_08024350

[題型]:單選

[分?jǐn)?shù)]:1.67

1.電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)的條件是()。

A.電動機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載機(jī)械特性的交點(diǎn)；

B.電動機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載機(jī)械特性的交點(diǎn)，且；

C.電動機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載機(jī)械特性的交點(diǎn)，且答案:B。

2.右圖中的T是電動機(jī)的機(jī)械特性曲線，Tl是負(fù)載的機(jī)械特性曲線。在交點(diǎn)A點(diǎn)電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是（）。

A.穩(wěn)定 B.不穩(wěn)定 C.不確定

答案:A

3.電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)的條件是（）。

A.電動機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載機(jī)械特性的交點(diǎn)；

B.電動機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載機(jī)械特性的交點(diǎn)，且；

C.電動機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載機(jī)械特性的交點(diǎn)，且答案:B。

4.在直流V－M系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖中，其中的Ks/(Ts S+1)環(huán)節(jié)是晶閘管觸發(fā)裝置加整流橋的傳遞函數(shù)，當(dāng)采用三相全控橋式可控整流電路時(shí)，Ts工程上一般取值為()。

A.10ms；

B.5ms；

C.3.33ms；

D.1.67ms。

答案:D

5.在直流V－M系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖中，其中的Ks/(Ts S+1)環(huán)節(jié)是晶閘管觸發(fā)裝置加整流橋的傳遞函數(shù)，當(dāng)采用三相全控橋式可控整流電路時(shí)，Ts工程上一般取值為（）。

A.10ms；

B.5ms；

C.3.33ms；

D.1.67ms。

答案:D

6.當(dāng)轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的方向一致時(shí)電動機(jī)工作在（）狀態(tài)。

A.電動 B.制動

答案:A

7.晶閘管反并聯(lián)可逆調(diào)速電路中，采用α、β配合控制可以消除（）。

A.直流平均環(huán)流

B.靜態(tài)環(huán)流

C.瞬時(shí)脈動環(huán)流

D.動態(tài)環(huán)流。

答案:A

8.晶閘管反并聯(lián)可逆調(diào)速電路中，采用α、β配合控制可以消除()。

A.直流平均環(huán)流

B.靜態(tài)環(huán)流

C.瞬時(shí)脈動環(huán)流

D.動態(tài)環(huán)流。

答案:A

9.直流電動機(jī)常用電磁制動方法最節(jié)能的方法是（）。

A.能耗制動 B.反接制動 C.反轉(zhuǎn)倒拉制動 D.回饋制動

答案:D

10.交流感應(yīng)電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速時(shí)，其轉(zhuǎn)差功率()。

A.不變

B.全部以熱能形式消耗掉

C.大部分回饋到電網(wǎng)或轉(zhuǎn)化為機(jī)械能予以利用

答案:B

11.直流電機(jī)的主導(dǎo)調(diào)速方法是（）。

A.調(diào)壓調(diào)速

B.電樞回路串電阻調(diào)速 C.弱磁調(diào)速

答案:A

12.交流感應(yīng)電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速時(shí)，其轉(zhuǎn)差功率（）。

A.不變

B.全部以熱能形式消耗掉

C.大部分回饋到電網(wǎng)或轉(zhuǎn)化為機(jī)械能予以利用

答案:B

13.V-M調(diào)速系統(tǒng)是采用調(diào)速方式是（）。

A.調(diào)壓調(diào)速

B.電樞回路串電阻調(diào)速 C.弱磁調(diào)速

答案:A

14.交流感應(yīng)電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速時(shí)，對恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，在選用電動機(jī)時(shí)，應(yīng)選用(A.普通感應(yīng)電動機(jī)

B.高轉(zhuǎn)差電機(jī)或交流力矩電機(jī)

C.都可以

答案:B

15.交流感應(yīng)電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速時(shí)，對恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，在選用電動機(jī)時(shí)，應(yīng)選用()。A.普通感應(yīng)電動機(jī)

B.高轉(zhuǎn)差電機(jī)或交流力矩電機(jī))。

C.都可以

答案:B

16.關(guān)于雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，正確的是（）。

A.速度是外環(huán)，電流是內(nèi)環(huán) B.速度是內(nèi)環(huán)，電流是外環(huán) C.速度環(huán)的輸出與電流環(huán)無關(guān)

答案:A

17.串級調(diào)速的基本原理是()。

A.在電機(jī)轉(zhuǎn)子中加入與轉(zhuǎn)差電勢同頻率的附加電勢； B.在電機(jī)轉(zhuǎn)子中加入三相對稱的可調(diào)電阻； C.在電機(jī)轉(zhuǎn)子中加入頻率可調(diào)的附加電勢。

答案:A

18.串級調(diào)速的基本原理是（）。

A.在電機(jī)轉(zhuǎn)子中加入與轉(zhuǎn)差電勢同頻率的附加電勢； B.在電機(jī)轉(zhuǎn)子中加入三相對稱的可調(diào)電阻； C.在電機(jī)轉(zhuǎn)子中加入頻率可調(diào)的附加電勢。

答案:A

19.感應(yīng)電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)調(diào)速范圍較小時(shí)，電動機(jī)起動時(shí)一般采用的方法是()。

A.用串級調(diào)速裝置調(diào)速起動；

B.轉(zhuǎn)子外接起動電阻起動；

C.定子降壓起動。

答案:B

20.在αβ配合控制的直流有環(huán)流反并聯(lián)可逆調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電機(jī)工作在第二象限時(shí)，關(guān)于其正組整流橋VF和反組整流橋VR所處的狀態(tài)，說法正確的是（）。

A.VF整流、VR待逆變 B.VF逆變、VR待整流 C.VR整流、VF待逆變 D.VR逆變、VF待整流 E.VR逆變、VF封鎖

答案:D

21.感應(yīng)電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)調(diào)速范圍較小時(shí)，電動機(jī)起動時(shí)一般采用的方法是（）。A.用串級調(diào)速裝置調(diào)速起動；

B.轉(zhuǎn)子外接起動電阻起動；

C.定子降壓起動。

答案:B

22.感應(yīng)電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)中，串級調(diào)速裝置的容量()。

A.隨調(diào)速范圍D的增大而增加； B.隨調(diào)速范圍D的增大而減??； C.與調(diào)速范圍D無關(guān)。

答案:A

23.感應(yīng)電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)中，串級調(diào)速裝置的容量（）。

A.隨調(diào)速范圍D的增大而增加； B.隨調(diào)速范圍D的增大而減?。?C.與調(diào)速范圍D無關(guān)。

答案:A

24.直流斬波調(diào)速系統(tǒng)在回饋電流可控的回饋發(fā)電制動時(shí)，直流電動機(jī)的反電勢（）直流電源的電壓。

A.大于 B.等于 C.小于

答案:C

25.感應(yīng)電動機(jī)次同步串級調(diào)速系統(tǒng)在電動機(jī)回饋制動時(shí)，電動機(jī)工作在機(jī)械特性T-n坐標(biāo)系中的（）。

A.第一象限中的B.第一象限中的C.第二象限中的D.第二象限中的答案:C 的區(qū)域；

的區(qū)域； 的區(qū)域；

的區(qū)域；

26.電流可反向的兩象限直流PWM調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，當(dāng)直流斬波器輸出電壓的平均值大于電機(jī)反電勢時(shí)，它工作在（）。A.一象限 B.二象限 C.三象限 D.四象限

答案:A

27.感應(yīng)電動機(jī)次同步串級調(diào)速系統(tǒng)在電動機(jī)回饋制動時(shí)，電動機(jī)工作在機(jī)械特性T-n坐標(biāo)系中的（）。

A.第一象限中的B.第一象限中的C.第二象限中的D.第二象限中的答案:C 的區(qū)域； 的區(qū)域； 的區(qū)域； 的區(qū)域；

28.感應(yīng)電動機(jī)超同步串級調(diào)速系統(tǒng)在電動工況運(yùn)行時(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的可控整流器工作在()狀態(tài)。

A.不控整流；

B.可控整流；

C.無源逆變；

D.有源逆變；

E.不一定。

答案:D

29.帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的異步電動機(jī)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，在選用電動機(jī)時(shí)，應(yīng)選用（）。

A.普通低轉(zhuǎn)差異步機(jī)

B.高轉(zhuǎn)差電機(jī)或交流力矩電機(jī) C.都可以

答案:B

30.感應(yīng)電動機(jī)超同步串級調(diào)速系統(tǒng)在電動工況運(yùn)行時(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的可控整流器工作在（）狀態(tài)。

A.不控整流；

B.可控整流；

C.無源逆變；

D.有源逆變；

E.不一定。

答案:D

31.某串級調(diào)速系統(tǒng)中，異步電動機(jī)的額定功率為估算功率變換器的容量是（）。

PN?1000kW，調(diào)速要求smax?0.1，可近似A.50kW

B.100 kW

C.115 kW D.200 kW

答案:C

32.區(qū)分感應(yīng)電動機(jī)次同步串級調(diào)速與超同步串級調(diào)速的方法是()。

A.以電動機(jī)是否工作在同步轉(zhuǎn)速以上或以下來區(qū)分； B.以電動機(jī)調(diào)速范圍的大小來區(qū)分； C.以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差功率的傳遞方向來區(qū)分。

答案:C

33.區(qū)分感應(yīng)電動機(jī)次同步串級調(diào)速與超同步串級調(diào)速的方法是（）。

A.以電動機(jī)是否工作在同步轉(zhuǎn)速以上或以下來區(qū)分； B.以電動機(jī)調(diào)速范圍的大小來區(qū)分； C.以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差功率的傳遞方向來區(qū)分。

答案:C

34.無刷直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的功率變換器實(shí)質(zhì)上是逆變器，他的變頻方式是（）變頻。

A.他控式；

B.自控式；

C.矢量控制式。

答案:B

35.雙極性工作的逆變器在不同工作方式時(shí)，其直流電壓利用率大小不同。六拍型工作方式的直流電壓利用率（）SPWM工作方式的直流電壓利用率。

A.大于 B.等于

C.小于

D.不確定

答案:A

36.無刷直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的功率變換器實(shí)質(zhì)上是逆變器，他的變頻方式是()變頻。A.他控式；

B.自控式；

C.矢量控制式。

答案:B

37.永磁無刷直流電動機(jī)與永磁同步電動機(jī)其結(jié)構(gòu)非常相似,但永磁無刷直流電動機(jī)的氣隙磁密波形近似是()。

A.方波；

B.梯形波；

C.階梯波；

D.正弦波。

答案:B

38.永磁無刷直流電動機(jī)與永磁同步電動機(jī)其結(jié)構(gòu)非常相似,但永磁無刷直流電動機(jī)的氣隙磁密波形近似是（）

A.方波 B.梯形波 C.階梯波 D.正弦波

答案:B

39.永磁無刷直流電動機(jī)與永磁同步電動機(jī)其結(jié)構(gòu)非常相似,但永磁無刷直流電動機(jī)的氣隙磁密波形近似是（）。

A.方波；

B.梯形波；

C.階梯波；

D.正弦波。

答案:B

40.永磁同步電動機(jī)矢量控制系統(tǒng)對電機(jī)有（）個(gè)獨(dú)立控制變量。

A.2 B.3 C.4

答案:A

41.無刷直流電動機(jī)的控制離不開位置檢測器，它使用的是()位置檢測器。

A.絕對式；

B.增量式；

C.兩者都有可能。

答案:A

42.無刷直流電動機(jī)的控制離不開位置檢測器，它使用的是（）位置檢測器。

A.絕對式；

B.增量式；

C.兩者都有可能。

答案:A

43.交流電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)在采用矢量控制(磁場定向控制)時(shí)，永磁同步電動機(jī)系統(tǒng)的定子旋轉(zhuǎn)磁勢應(yīng)保持與（）垂直。

A.轉(zhuǎn)子磁極軸線；

B.氣隙磁通軸線；

C.轉(zhuǎn)子磁鏈軸線；

D.定子A相繞組軸線。

答案:A

44.交流電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)在采用矢量控制(磁場定向控制)時(shí)，永磁同步電動機(jī)系統(tǒng)的定子旋轉(zhuǎn)磁勢應(yīng)保持與()垂直。

A.轉(zhuǎn)子磁極軸線；

B.氣隙磁通軸線；

C.轉(zhuǎn)子磁鏈軸線；

D.定子A相繞組軸線。

答案:A

45.永磁無刷直流電動機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)中的功率變換器實(shí)質(zhì)上是直流變換成交流的逆變器，它的變頻方式是（）。

A.他控式 B.自控式 C.矢量控制式

答案:B

[試題分類]:專升本《電力拖動與控制系統(tǒng)》_08024350

[題型]:作圖

[分?jǐn)?shù)]:10 1.畫出反并聯(lián)有環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖，電機(jī)可以在幾象限工作？

答案:系統(tǒng)原理圖:

電機(jī)可以在四個(gè)工作象限

2.畫出反并聯(lián)有環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖，電機(jī)可以在幾象限工作？

答案:{ 系統(tǒng)原理圖:

[MISSING IMAGE: , ] 電機(jī)可以在四個(gè)工作象限 }

3.畫出次同步串級調(diào)速系統(tǒng)電動工況時(shí)能量傳遞簡圖，此時(shí)轉(zhuǎn)差功率流向如何？

答案:轉(zhuǎn)差功率Ps一部分以熱能形式損耗掉了，大部分回饋電網(wǎng)了

4.畫出次同步串級調(diào)速系統(tǒng)電動工況時(shí)能量傳遞簡圖，此時(shí)轉(zhuǎn)差功率流向如何？ 答案:{

[MISSING IMAGE: , ] 轉(zhuǎn)差功率Ps一部分以熱能形式損耗掉了，大部分回饋電網(wǎng)了 }

[試題分類]:專升本《電力拖動與控制系統(tǒng)》_08024350

[題型]:多選

[分?jǐn)?shù)]:2

1.在、配合控制的有環(huán)流反并聯(lián)可逆調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電機(jī)工作在第二象限回饋發(fā)電狀態(tài)時(shí)，其正組整流橋處在（）狀態(tài)，反組整流橋工作在（）狀態(tài)。

A.整流；

B.待整流；

C.逆變；

D.待逆變；

E.封鎖。

答案:A,D

2.V-M系統(tǒng)斷流時(shí)，電機(jī)的機(jī)械特性的變化有（）。

A.斜率的絕對值變大 B.斜率的絕對值變小 C.理想空載轉(zhuǎn)速變大 D.理想空載轉(zhuǎn)速變小

答案:A,，,C

3.同步電動機(jī)及感應(yīng)電動機(jī)的矢量控制系統(tǒng)都要用到電機(jī)的坐標(biāo)變換，矢量控制系統(tǒng)的給定、運(yùn)算、調(diào)節(jié)等都在（）中進(jìn)行，而最終執(zhí)行是在（）中進(jìn)行。

A.同步旋轉(zhuǎn)的兩相系統(tǒng)；

B.靜止的兩相系統(tǒng)；

C.靜止的三相系統(tǒng)。

答案:A,C

4.關(guān)于電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的兩個(gè)靜態(tài)指標(biāo)，調(diào)速范圍和靜差率下面說法正確的有（）。A.閉環(huán)系統(tǒng)可以降低調(diào)速范圍 B.閉環(huán)系統(tǒng)可以提高調(diào)速范圍 C.閉環(huán)系統(tǒng)可以降低靜差率 D.閉環(huán)系統(tǒng)可以提高靜差率

答案:B,，,C

5.在直流電機(jī)的幾種調(diào)速方法中，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速有（）。

A.調(diào)壓調(diào)速

B.電樞回路串電阻調(diào)速 C.弱磁調(diào)速

答案:A,，,B

6.交流異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中屬于轉(zhuǎn)差功率消耗型的有（）。

A.交流調(diào)壓調(diào)速 B.串級調(diào)速系統(tǒng) C.變頻調(diào)速

D.轉(zhuǎn)子回路串電阻的調(diào)速

答案:A,，,D

7.串級調(diào)速系統(tǒng)中的逆變變壓器的作用有（）。

A.電壓匹配 B.電氣隔離 C.升壓 D.降壓

答案:A,，,B,，,D

[試題分類]:專升本《電力拖動與控制系統(tǒng)》_08024350

[題型]:填空

[分?jǐn)?shù)]:3.5

1.電力拖動系統(tǒng)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)的常用運(yùn)動方程式為_____。

答案:|

2.電流可反向的兩象限直流PWM調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，當(dāng)輸出電壓的平均值大于電機(jī)反電勢時(shí)，它工作在____象限；當(dāng)輸出電壓的平均值小于電機(jī)反電勢時(shí)，它工作在____象限。答案:Ⅱ|Ⅰ

3.感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)差頻率控制的VVVF變頻調(diào)速系統(tǒng)滿足____________且____________這兩個(gè)條件。

答案:絕對轉(zhuǎn)差角頻率[MISSING IMAGE: , ]較?。ㄒ话闶筟MISSING IMAGE: , ]）|[MISSING IMAGE: , ]恒定

4.三相橋式反并聯(lián)可逆調(diào)速電路一般需要配置____個(gè)限環(huán)流電抗器；三相橋式交叉連接可逆調(diào)速電路需要配置____個(gè)限環(huán)流電抗器。答案:4|2

[試題分類]:專升本《電力拖動與控制系統(tǒng)》_08024350

[題型]:簡答

[分?jǐn)?shù)]:5

1.晶閘管反并聯(lián)可逆調(diào)速電路中的環(huán)流一般分哪兩大類？α、β配合控制可以消除哪種環(huán)流？

答案:

{靜態(tài)環(huán)流和動態(tài)環(huán)流。α、β配合控制可以消除靜態(tài)環(huán)流中的直流平均環(huán)流；}

2.異步電動機(jī)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用于風(fēng)機(jī)泵類時(shí)為什么能節(jié)能？ 答案:

由于風(fēng)機(jī)、水泵的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速平方成正比，功率與轉(zhuǎn)速立方成正比，也就是功率下降更快。例如若轉(zhuǎn)速下降10%，其功率就將下降27%。這時(shí)電機(jī)本身效率沒有提高反而降低了，不節(jié)能。但電機(jī)增加的損耗小于風(fēng)機(jī)、水泵這類負(fù)載所節(jié)省的能量，從總體效果是節(jié)能的。

第二篇：專升本《電力拖動與控制系統(tǒng)》_試卷_答案

專升本《電力拖動與控制系統(tǒng)》

一、（共75題,共150分）

1.異步電動機(jī)在采用能耗制動時(shí)需要（）。（2分）A.轉(zhuǎn)子回路串電阻 B.定子回路串電阻

C.把定子回路從電源斷開，接制動電阻 D.定子回路通直流電流

標(biāo)準(zhǔn)答案：D

2.三相橋式交叉連接可逆調(diào)速電路需要配置（）個(gè)限環(huán)流電抗器。（2分）A.1 B.2 C.3 D.4 標(biāo)準(zhǔn)答案：B

3.閘管反并聯(lián)可逆調(diào)速電路中采用

配合控制可以消除（）。（2分）

A.直流平均環(huán)流 B.靜態(tài)環(huán)流 C.瞬時(shí)脈動環(huán)流 D.動態(tài)環(huán)流。

標(biāo)準(zhǔn)答案：A

4.為了檢測直流電流信號，且與系統(tǒng)主電路隔離，常用的電流檢測方法是（）。（2分）A.串聯(lián)采樣電阻 B.并聯(lián)采樣電阻 C.采用電流互感器 D.采用霍爾傳感器

標(biāo)準(zhǔn)答案：D

5.電流可反向的兩象限直流PWM調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，當(dāng)輸出電壓的平均值小于電機(jī)反電勢時(shí)，電機(jī)工作在（）象限。（2分）

A.1 B.2 C.3 D.4 標(biāo)準(zhǔn)答案：B

6.直流斬波調(diào)速系統(tǒng)在回饋電流可控的回饋發(fā)電制動時(shí)，直流電動機(jī)的反電勢（）直流電源的電壓。（2分）A.大于 B.等于 C.小于

標(biāo)準(zhǔn)答案：C

7.異步電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)，當(dāng)調(diào)速范圍較小時(shí)，一般采用的起動方法是（）。（2分）A.用串級調(diào)速裝置起動 B.定子降壓起動

標(biāo)準(zhǔn)答案：B

8.串級調(diào)速系統(tǒng)中，串級調(diào)速裝置的容量（）。（2分）A.隨調(diào)速范圍D的增大而增加； B.隨調(diào)速范圍D的增大而減少； C.與調(diào)速范圍D無關(guān)。

標(biāo)準(zhǔn)答案：A

9.繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的串級調(diào)速屬于（）的調(diào)速方法。（2分）A.轉(zhuǎn)差功率消耗型 B.轉(zhuǎn)差功率回饋型 C.轉(zhuǎn)差功率不變型

標(biāo)準(zhǔn)答案：B

10.永磁無刷直流電動機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)中功率變換器的變頻方式是（）。（2分）A.他控式變頻 B.自控式變頻； C.矢量控制式變頻。

標(biāo)準(zhǔn)答案：B

11.無刷直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的位置檢測器使用的是()（2分）A.增量式位置檢測器 B.正余弦變壓器

標(biāo)準(zhǔn)答案：A

12.永磁無刷直流電動機(jī)與永磁同步電動機(jī)結(jié)構(gòu)非常相似,永磁無刷直流電動機(jī)的氣隙磁密波形是（）A.近似方波 B.梯形波 C.階梯波 D.近似正弦波

標(biāo)準(zhǔn)答案：A

13.永磁同步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)在采用矢量控制時(shí)定子旋轉(zhuǎn)磁勢應(yīng)保持與（）垂直。（2分）A.氣隙磁通軸線 B.轉(zhuǎn)子磁極軸線 C.轉(zhuǎn)子磁鏈軸線 D.定子A相繞組軸線

標(biāo)準(zhǔn)答案：B

14.異步電動機(jī)矢量控制中的M軸、T軸與（）是相對靜止。（2分）A.定子 B.轉(zhuǎn)子 C.氣隙磁場

標(biāo)準(zhǔn)答案：C

15.異步電機(jī)變頻調(diào)速時(shí)的人為機(jī)械特性為直線的條件是（）。（2分）A.B.C.D.標(biāo)準(zhǔn)答案：D

16.關(guān)于轉(zhuǎn)速單閉環(huán)的調(diào)速系統(tǒng)與轉(zhuǎn)速開環(huán)的調(diào)速系統(tǒng)，下列類結(jié)論正確的有（）。（2分）A.當(dāng)所要求的靜差率相同時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍將增大 B.當(dāng)所要求的靜差率相同時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍將較小 C.當(dāng)所要求的調(diào)速范圍相同時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率將增大 D.當(dāng)所要求的調(diào)速范圍相同時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率將較小

2分）（標(biāo)準(zhǔn)答案：A,D

17.直流電機(jī)的三種調(diào)速方法中屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速的有（）。（2分）A.調(diào)壓調(diào)速 B.串電阻調(diào)速 C.弱磁調(diào)速

標(biāo)準(zhǔn)答案：A,B

18.交流異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的下列調(diào)速方式中屬于變轉(zhuǎn)差調(diào)速的有（）。（2分）A.調(diào)壓調(diào)速 B.串級調(diào)速 C.變頻調(diào)速 D.變極調(diào)速

標(biāo)準(zhǔn)答案：A,B

19.交流異步電動機(jī)的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，下面說法正確的有（）（2分）A.制動要采用能耗制動 B.啟動時(shí)要串電阻啟動

C.它能為在風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載提供調(diào)速節(jié)能應(yīng)用

標(biāo)準(zhǔn)答案：A,C

20.異步電動機(jī)采用轉(zhuǎn)差頻率控制實(shí)現(xiàn)調(diào)速的前提條件是（）（2分）A.標(biāo)準(zhǔn)答案：A,B

21.能否依據(jù)運(yùn)動方程判斷電力拖地系統(tǒng)的穩(wěn)定性？若不能，請寫出判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。（5分）標(biāo)準(zhǔn)答案：不能。要用如下判據(jù):（1）電動機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)載的機(jī)械特性具有交點(diǎn)；（2）并且

在交點(diǎn)處滿足。

22.畫出直流電動機(jī)的3種人為機(jī)械特性曲線族。（5分）標(biāo)準(zhǔn)答案：①電樞回路串電阻調(diào)速，如圖a； ②改變電樞端電壓調(diào)速，如圖b； ③弱磁調(diào)速，如圖c。

23.電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)的條件是()。（1分）A.電動機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載機(jī)械特性的交點(diǎn)；

B.電動機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載機(jī)械特性的交點(diǎn)，且

；

C.電動機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載機(jī)械特性的交點(diǎn)，且。

標(biāo)準(zhǔn)答案：B

24.在直流V－M系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖中，其中的Ks/(Ts S+1)環(huán)節(jié)是晶閘管觸發(fā)裝置加整流橋的傳遞函數(shù)，當(dāng)采用三相全控橋式可控整流電路時(shí)，Ts工程上一般取值為()。（1分）A.10ms； B.5ms； C.3.33ms； D.1.67ms。

標(biāo)準(zhǔn)答案：D

25.晶閘管反并聯(lián)可逆調(diào)速電路中，采用α、β配合控制可以消除()。（1分）A.直流平均環(huán)流 B.靜態(tài)環(huán)流 C.瞬時(shí)脈動環(huán)流 D.動態(tài)環(huán)流。

標(biāo)準(zhǔn)答案：A

26.4在、配合控制的有環(huán)流反并聯(lián)可逆調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電機(jī)工作在第二象限回饋發(fā)電狀態(tài)時(shí)，其正組整流

橋處在()狀態(tài)，反組整流橋工作在()狀態(tài)。（2分）A.整流； B.待整流； C.逆變； D.待逆變； E.封鎖。

標(biāo)準(zhǔn)答案：D,A

27.交流感應(yīng)電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速時(shí)，其轉(zhuǎn)差功率()。（1分）A.不變

B.全部以熱能形式消耗掉

C.大部分回饋到電網(wǎng)或轉(zhuǎn)化為機(jī)械能予以利用

標(biāo)準(zhǔn)答案：B

28.交流感應(yīng)電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速時(shí)，對恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，在選用電動機(jī)時(shí)，應(yīng)選用()。（1分）A.普通感應(yīng)電動機(jī) B.高轉(zhuǎn)差電機(jī)或交流力矩電機(jī) C.都可以

標(biāo)準(zhǔn)答案：B

29.串級調(diào)速的基本原理是()。（1分）

A.在電機(jī)轉(zhuǎn)子中加入與轉(zhuǎn)差電勢同頻率的附加電勢； B.在電機(jī)轉(zhuǎn)子中加入三相對稱的可調(diào)電阻； C.在電機(jī)轉(zhuǎn)子中加入頻率可調(diào)的附加電勢。

標(biāo)準(zhǔn)答案：A

30.感應(yīng)電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)調(diào)速范圍較小時(shí)，電動機(jī)起動時(shí)一般采用的方法是()。（1分）A.用串級調(diào)速裝置調(diào)速起動； B.轉(zhuǎn)子外接起動電阻起動； C.定子降壓起動。

標(biāo)準(zhǔn)答案：B

31.感應(yīng)電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)中，串級調(diào)速裝置的容量()。（1分）A.隨調(diào)速范圍D的增大而增加； B.隨調(diào)速范圍D的增大而減小；

C.與調(diào)速范圍D無關(guān)。

標(biāo)準(zhǔn)答案：A

32.感應(yīng)電動機(jī)次同步串級調(diào)速系統(tǒng)在電動機(jī)回饋制動時(shí)，電動機(jī)工作在機(jī)械特性T-n坐標(biāo)系中的（）。（1分）A.第一象限中的的區(qū)域； B.第一象限中的的區(qū)域； C.第二象限中的的區(qū)域；

D.第二象限中的的區(qū)域；

標(biāo)準(zhǔn)答案：C

33.感應(yīng)電動機(jī)超同步串級調(diào)速系統(tǒng)在電動工況運(yùn)行時(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的可控整流器工作在()狀態(tài)。（1分）A.不控整流； B.可控整流； C.無源逆變； D.有源逆變； E.不一定。

標(biāo)準(zhǔn)答案：D

34.區(qū)分感應(yīng)電動機(jī)次同步串級調(diào)速與超同步串級調(diào)速的方法是()。（1分）A.以電動機(jī)是否工作在同步轉(zhuǎn)速以上或以下來區(qū)分； B.以電動機(jī)調(diào)速范圍的大小來區(qū)分； C.以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差功率的傳遞方向來區(qū)分。

標(biāo)準(zhǔn)答案：C

35.無刷直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的功率變換器實(shí)質(zhì)上是逆變器，他的變頻方式是()變頻。（1分）A.他控式； B.自控式； C.矢量控制式。

標(biāo)準(zhǔn)答案：B

36.永磁無刷直流電動機(jī)與永磁同步電動機(jī)其結(jié)構(gòu)非常相似,但永磁無刷直流電動機(jī)的氣隙磁密波形近似是()。（2分）

A.方波； B.梯形波； C.階梯波； D.正弦波。

標(biāo)準(zhǔn)答案：B

37.無刷直流電動機(jī)的控制離不開位置檢測器，它使用的是()位置檢測器。（1分）A.絕對式； B.增量式； C.兩者都有可能。

標(biāo)準(zhǔn)答案：A

38.交流電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)在采用矢量控制(磁場定向控制)時(shí)，永磁同步電動機(jī)系統(tǒng)的定子旋轉(zhuǎn)磁勢應(yīng)保持與()垂直。（2分）

A.轉(zhuǎn)子磁極軸線； B.氣隙磁通軸線； C.轉(zhuǎn)子磁鏈軸線； D.定子A相繞組軸線。

標(biāo)準(zhǔn)答案：A

39.同步電動機(jī)及感應(yīng)電動機(jī)的矢量控制系統(tǒng)都要用到電機(jī)的坐標(biāo)變換，矢量控制系統(tǒng)的給定、運(yùn)算、調(diào)節(jié)等都在()中進(jìn)行，而最終執(zhí)行是在()中進(jìn)行。（2分）A.同步旋轉(zhuǎn)的兩相系統(tǒng)； B.靜止的兩相系統(tǒng)； C.靜止的三相系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)答案：A,C

40.電力拖動系統(tǒng)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)的常用運(yùn)動方程式為__________。（2分）

標(biāo)準(zhǔn)答案：1.或;

41.電流可反向的兩象限直流PWM調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，當(dāng)輸出電壓的平均值大于電機(jī)反電勢時(shí)，它工作在________________________象限；當(dāng)輸出電壓的平均值小于電機(jī)反電勢時(shí)，它工作在____________________象限。（4分）

標(biāo)準(zhǔn)答案：1.;2.;

42.3感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)差頻率控制的VVVF變頻調(diào)速系統(tǒng)滿足_____________________且_________________這兩個(gè)條件。（2分）

標(biāo)準(zhǔn)答案：1.絕對轉(zhuǎn)差角頻率較?。ㄒ话闶梗?2.恒定;

43.三相橋式反并聯(lián)可逆調(diào)速電路一般需要配置____個(gè)限環(huán)流電抗器；三相橋式交叉連接可逆調(diào)速電路需要配置____個(gè)限環(huán)流電抗器。（2分）

標(biāo)準(zhǔn)答案：1.4;2.2;

44.畫出反并聯(lián)有環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖，電機(jī)可以在幾象限工作？（10分）標(biāo)準(zhǔn)答案：系統(tǒng)原理圖:

電機(jī)可以在四個(gè)工作象限

45.畫出次同步串級調(diào)速系統(tǒng)電動工況時(shí)能量傳遞簡圖，此時(shí)轉(zhuǎn)差功率流向如何？（10分）

B.電樞回路串電阻調(diào)速 C.弱磁調(diào)速 答案:A

51.關(guān)于雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，正確的是（）。A.速度是外環(huán)，電流是內(nèi)環(huán)

標(biāo)準(zhǔn)答案：轉(zhuǎn)差功率Ps一部分以熱能形式損耗掉了，大部分回饋電網(wǎng)了

46.右圖中的T是電動機(jī)的機(jī)械特性曲線，Tl是負(fù)載的機(jī)械特性曲線。在交點(diǎn)A點(diǎn)電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是

B.速度是內(nèi)環(huán)，電流是外環(huán) C.速度環(huán)的輸出與電流環(huán)無關(guān) 答案:A

52.在αβ配合控制的直流有環(huán)流反并聯(lián)可逆調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電機(jī)工作在第二象限時(shí)，關(guān)于其正組整流橋VF和反()。

A.穩(wěn)定 B.不穩(wěn)定 C.不確定 答案:A

47.當(dāng)轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的方向一致時(shí)電動機(jī)工作在()狀態(tài)。A.電動 B.制動 答案:A

48.直流電動機(jī)常用電磁制動方法最節(jié)能的方法是（）。A.能耗制動 B.反接制動 C.反轉(zhuǎn)倒拉制動 D.回饋制動 答案:D

49.直流電機(jī)的主導(dǎo)調(diào)速方法是()。A.調(diào)壓調(diào)速

B.電樞回路串電阻調(diào)速 C.弱磁調(diào)速 答案:A

50.V-M調(diào)速系統(tǒng)是采用調(diào)速方式是（）。A.調(diào)壓調(diào)速

組整流橋VR所處的狀態(tài)，說法正確的是（）。A.VF整流、VR待逆變 B.VF逆變、VR待整流 C.VR整流、VF待逆變 D.VR逆變、VF待整流 E.VR逆變、VF封鎖 答案:D

53．直流斬波調(diào)速系統(tǒng)在回饋電流可控的回饋發(fā)電制動時(shí)，直流電動機(jī)的反電勢（）直流電源的電壓。A.大于 B.等于 C.小于 答案:C

54.電流可反向的兩象限直流PWM調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，當(dāng)直流斬波器輸出電壓的平均值大于電機(jī)反電勢時(shí)，它工作在（）。A.一象限 B.二象限 C.三象限 D.四象限 答案:A

55.帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的異步電動機(jī)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，在選用電動機(jī)時(shí)，應(yīng)選用（）。A.普通低轉(zhuǎn)差異步機(jī) B.高轉(zhuǎn)差電機(jī)或交流力矩電機(jī) C.都可以 答案:B

56.某串級調(diào)速系統(tǒng)中，異步電動機(jī)的額定功率為PN?1000kW，調(diào)速要求smax?0.1，可近似估算功率變換器的容量是（）。A.50kW B.100 kW C.115 kW D.200 kW 答案:C

57.雙極性工作的逆變器在不同工作方式時(shí)，其直流電壓利用率大小不同。六拍型工作方式的直流電壓利用率

63.在直流電機(jī)的幾種調(diào)速方法中，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速有（）。A.調(diào)壓調(diào)速

B.電樞回路串電阻調(diào)速 C.弱磁調(diào)速（）SPWM工作方式的直流電壓利用率。A.大于 B.等于 C.小于 D.不確定 答案:A

58.永磁無刷直流電動機(jī)與永磁同步電動機(jī)其結(jié)構(gòu)非常相似,但永磁無刷直流電動機(jī)的氣隙磁密波形近似是（A.方波 B.梯形波 C.階梯波 D.正弦波 答案:B

59.永磁同步電動機(jī)矢量控制系統(tǒng)對電機(jī)有（）個(gè)獨(dú)立控制變量。A.2 B.3 C.4 答案:A

60．永磁無刷直流電動機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)中的功率變換器實(shí)質(zhì)上是直流變換成交流的逆變器，它的變頻方式是（）。A.他控式 B.自控式 C.矢量控制式 答案:B

61.V-M系統(tǒng)斷流時(shí)，電機(jī)的機(jī)械特性的變化有（）。A．斜率的絕對值變大 B．斜率的絕對值變小 C．理想空載轉(zhuǎn)速變大 D．理想空載轉(zhuǎn)速變小 答案:A，C

62.關(guān)于電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的兩個(gè)靜態(tài)指標(biāo)，調(diào)速范圍和靜差率下面說法正確的有（）。A 閉環(huán)系統(tǒng)可以降低調(diào)速范圍 B 閉環(huán)系統(tǒng)可以提高調(diào)速范圍 C 閉環(huán)系統(tǒng)可以降低靜差率 D 閉環(huán)系統(tǒng)可以提高靜差率 答案:B，C

答案:A，B

64．交流異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中屬于轉(zhuǎn)差功率消耗型的有（）。A.交流調(diào)壓調(diào)速 B.串級調(diào)速系統(tǒng) C.變頻調(diào)速

D.轉(zhuǎn)子回路串電阻的調(diào)速

答案:A，D

65.串級調(diào)速系統(tǒng)中的逆變變壓器的作用有（）。A.電壓匹配 B.電氣隔離 C.升壓 D.降壓 答案:A，B，D

66．晶閘管反并聯(lián)可逆調(diào)速電路中的環(huán)流一般分哪兩大類？α、β配合控制可以消除哪種環(huán)流？答案:

{靜態(tài)環(huán)流和動態(tài)環(huán)流。α、β配合控制可以消除靜態(tài)環(huán)流中的直流平均環(huán)流；

67.異步電動機(jī)在采用能耗制動時(shí)需要（）。（2分）A.轉(zhuǎn)子回路串電阻 B.定子回路串電阻

C.把定子回路從電源斷開，接制動電阻 D.定子回路通直流電流

標(biāo)準(zhǔn)答案：D

68.三相橋式交叉連接可逆調(diào)速電路需要配置（）個(gè)限環(huán)流電抗器。（2分）A.1 B.2 C.3 D.4

標(biāo)準(zhǔn)答案：B

69.閘管反并聯(lián)可逆調(diào)速電路中采用

配合控制可以消除（）。（2分）

A.直流平均環(huán)流 B.靜態(tài)環(huán)流 C.瞬時(shí)脈動環(huán)流 D.動態(tài)環(huán)流。

標(biāo)準(zhǔn)答案：A

70.為了檢測直流電流信號，且與系統(tǒng)主電路隔離，常用的電流檢測方法是（）。（2分）A.串聯(lián)采樣電阻 B.并聯(lián)采樣電阻 C.采用電流互感器 D.采用霍爾傳感器）標(biāo)準(zhǔn)答案：D

71.電流可反向的兩象限直流PWM調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，當(dāng)輸出電壓的平均值小于電機(jī)反電勢時(shí)，電機(jī)工作在（）象限。（2分）

A.1 B.2 C.3 D.4 標(biāo)準(zhǔn)答案：B

72.直流斬波調(diào)速系統(tǒng)在回饋電流可控的回饋發(fā)電制動時(shí)，直流電動機(jī)的反電勢（）直流電源的電壓。（2分）A.大于 B.等于 C.小于

標(biāo)準(zhǔn)答案：C

73.異步電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)，當(dāng)調(diào)速范圍較小時(shí)，一般采用的起動方法是（）。A.用串級調(diào)速裝置起動 B.定子降壓起動

標(biāo)準(zhǔn)答案：B

74.串級調(diào)速系統(tǒng)中，串級調(diào)速裝置的容量（）。（2分）A.隨調(diào)速范圍D的增大而增加； B.隨調(diào)速范圍D的增大而減少； C.與調(diào)速范圍D無關(guān)。

標(biāo)準(zhǔn)答案：A

75.繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的串級調(diào)速屬于（）的調(diào)速方法。（2分）A.轉(zhuǎn)差功率消耗型 B.轉(zhuǎn)差功率回饋型 C.轉(zhuǎn)差功率不變型

標(biāo)準(zhǔn)答案：B

2分）

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第三篇：《電力拖動與控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說明書

目錄 摘要 2 1計(jì)任務(wù)及要求 3 1.1初始條件 3 1.2 設(shè)計(jì)要求 3 1.2.1技術(shù)要求 3 1.2.2設(shè)計(jì)內(nèi)容 3 2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 4 2.1 原理框圖 4 2.2穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 5 3調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì) 6 3.1電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 7 3.1.1電流調(diào)節(jié)器的工作原理及作用 7 3.1.2電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖的簡化 8 3.1.3時(shí)間常數(shù)的計(jì)算 9 3.1.4選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu) 9 3.1.5計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù) 10 3.1.6檢驗(yàn)近似條件 10 3.1.7計(jì)算電流調(diào)節(jié)器電阻和電容 11 3.2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 12 3.2.1轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的工作原理及作用 12 3.2.2電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù) 12 3.2.3 時(shí)間常數(shù)的計(jì)算 13 3.2.4選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu) 14 3.2.5轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)的計(jì)算 15 3.2.6檢驗(yàn)近似條件 15 3.2.7檢驗(yàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)量 16 3.2.8計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電阻和電容 17 4 系統(tǒng)建模與仿真實(shí)驗(yàn) 17 4.1 MATLAB仿真軟件Simulink 仿真環(huán)境 17 4.2雙閉環(huán)模型的建立 18 4.3雙閉環(huán)系統(tǒng)的仿真 20 4.4系統(tǒng)的電氣原理總圖 23 5總結(jié)與體會 24 參考文獻(xiàn) 25 附錄 26 摘要 直流調(diào)速系統(tǒng)憑借優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑、范圍寬、精度高、過載能力大、動態(tài)性能好和易于控制等優(yōu)點(diǎn)，能滿足生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)中各種不同的特殊運(yùn)行要求，所以在電氣傳動中獲得了廣泛應(yīng)用。本次采用的直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是從內(nèi)環(huán)到外環(huán)，即先設(shè)計(jì)好電流環(huán)后將其等效成速度環(huán)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再對速度環(huán)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)好之后，我們采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。計(jì)算機(jī)仿真可以不運(yùn)行實(shí)際系統(tǒng)，只要在計(jì)算機(jī)上建立數(shù)字仿真模型，模仿被仿真對象的運(yùn)行狀態(tài)及其隨時(shí)間變化的過程。

關(guān)鍵詞：調(diào)速 反饋 模擬 仿真 V-M雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 建模與仿真2 1計(jì)任務(wù)及要求 1.1初始條件 技術(shù)數(shù)據(jù)及技術(shù)指標(biāo)如下：

直流電動機(jī)：

PN=55KW , UN=220V , IN=287A , nN=1500r/min , Ra=0.1Ω 最大允許電流：

Idbl=1.5IN ,三相全控整流裝置：

Ks=30 , 電樞回路總電阻：

R=0.15Ω，系統(tǒng)主電路：

Tm=0.12s，Tl=0.012s 濾波時(shí)間常數(shù)：

Toi=0.002s , Ton=0.012s, 其他參數(shù)：

Unm*=8V , Uim*=8V , Ucm=8V σi≤5% , σn≤10% 1.2 設(shè)計(jì)要求 1.2.1技術(shù)要求(1)該調(diào)速系統(tǒng)能進(jìn)行平滑的速度調(diào)節(jié)，負(fù)載電機(jī)不可逆運(yùn)行，具有較寬的調(diào)速范圍（D≥10），系統(tǒng)在工作范圍內(nèi)能穩(wěn)定工作。

(2)系統(tǒng)在5%負(fù)載以上變化的運(yùn)行范圍內(nèi)電流連續(xù)。

1.2.2設(shè)計(jì)內(nèi)容 (1)根據(jù)題目的技術(shù)要求，分析論證并確定主電路的結(jié)構(gòu)型式和閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成，畫出系統(tǒng)組成的原理框圖。

(2)根據(jù)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖分析轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的作用。

(3)對調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),通過MATLAB對系統(tǒng)進(jìn)行仿真和參數(shù)的調(diào)節(jié)。

(4)繪制V-M雙閉環(huán)直流不可逆調(diào)速系統(tǒng)的電氣原理總圖。

(5)整理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料，課程設(shè)計(jì)總結(jié)，撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 2.1 原理框圖 V-M雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)使用比例積分調(diào)節(jié)器，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的無靜差調(diào)速。采用電流截止負(fù)載環(huán)節(jié)，限制了起（制）動時(shí)的最大電流。但電流環(huán)只是在超過臨界電流值以后，靠強(qiáng)烈的負(fù)反饋?zhàn)饔孟拗齐娏鞯臎_擊，并不能很理想的控制電流的動態(tài)波形。帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動時(shí)的電流和轉(zhuǎn)速波形如圖 2-1（a）所示。當(dāng)電流從最大值降低下來以后，電機(jī)轉(zhuǎn)矩也隨之減小，起動（調(diào)整時(shí)間ts）的時(shí)間就比較長。在實(shí)際工作中為了盡快縮短過渡時(shí)間，使起動的電流保護(hù)在最大允許值上，并且始終允許最大值，使電力拖動系統(tǒng)盡可能用最大的加速度起動，到達(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，又讓電流立即降下來，使轉(zhuǎn)矩馬上與負(fù)載相平衡，從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。這樣的理想起動過程波形如圖 2-1（b）所示，這時(shí)，啟動電流成方波形，而轉(zhuǎn)速是線性增長的。這是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限的條件下調(diào)速系統(tǒng)所能得到的最快的起動過程。

IdL n t Id O Idm IdL n t Id O Idm n n(a)(b)(a)帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動過程(b)理想快速起動過程 圖2-1 調(diào)速系統(tǒng)起動過程的電流和轉(zhuǎn)速波形 實(shí)際上，由于主電路電感的作用，電流不能突變，為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下最快啟動，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值Idm的恒流過程，按照反饋控制規(guī)律，采用某個(gè)物理量的負(fù)反饋就可以保持該量基本不變，那么采用電流負(fù)反饋就能得到近似的恒流過程。問題是希望在啟動過程中只有電流負(fù)反饋，而不能讓它和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋同時(shí)加到一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入端，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又希望只要轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不再靠電流負(fù)反饋發(fā)揮主作用。

為了使轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器。分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實(shí)行嵌套連接，如圖3-2所示。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；

轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速,電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)。為了獲得良好的靜，動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器。

圖2-2 轉(zhuǎn)速、電流反饋控制 直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖 原理如圖2-2所示，ASR是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，ACR是電流調(diào)節(jié)器，TG是測速發(fā)電機(jī)，TA是電流互感器，UPE是電力電子變換器，Un*是轉(zhuǎn)速給定電壓，Un是轉(zhuǎn)速反饋電壓，Ui*是電流給定電壓，Ui是電流反饋電壓。

2.2穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，兩個(gè)調(diào)節(jié)器均采用帶限幅作用的PI調(diào)節(jié)器。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓Uim*決定了電流給定的最大值，電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm，圖中用帶限幅的輸出特性表示PI調(diào)節(jié)器的作用。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出達(dá)到限幅值，輸入量的變化不再影響輸出，除非有反向的輸入信號使調(diào)節(jié)器退出飽和。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，PI調(diào)節(jié)器工作在線性調(diào)節(jié)狀態(tài)，其作用是輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時(shí)為零。為了實(shí)現(xiàn)電流的實(shí)時(shí)控制和快速跟隨，希望電流調(diào)節(jié)器不要進(jìn)入飽和狀態(tài)，因此，對于靜特性來說，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器有飽和和不飽和兩種情況。

雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于Idm時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，這時(shí)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要作用，Un*=Un=αn。當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到Idm時(shí)對應(yīng)于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器為飽和輸出Uim*，這時(shí)，電流調(diào)節(jié)器起主要作用Id=Uim*/β=Idm，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差，起到過電流的自動保護(hù)作用。

圖2-3 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 α——轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) β——電流反饋系數(shù) 3調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì) 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)是從內(nèi)環(huán)到外環(huán)，即先設(shè)計(jì)好電流環(huán)后將其等效成速度環(huán)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再對速度環(huán)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

雙閉環(huán)電流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。系統(tǒng)外環(huán)是速度環(huán)，內(nèi)環(huán)是電流環(huán)，分別對轉(zhuǎn)速和電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，兩者之間實(shí)行串行聯(lián)接。用于串聯(lián)校正和改變系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)特性以及綜合輸入和反饋信號。

圖3-1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖 3.1電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 3.1.1電流調(diào)節(jié)器的工作原理及作用 電流調(diào)節(jié)器有兩個(gè)輸入信號。一個(gè)是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出反映偏差大小的主控信號Ui*，一個(gè)是由交流互感器測出的反映主回路電流反饋信號Ui，當(dāng)突加一個(gè)很大的給定速度輸入值，其輸出整定在最大飽和值上，與此同時(shí)電樞電流為最大值，從而電動機(jī)在加速過程中始終保持在最大轉(zhuǎn)距和最大加速度，使起、制動過程時(shí)間最短。如果電網(wǎng)電壓發(fā)生突變（如降低）時(shí)，整流器輸出電壓也會隨之變化（降低），引起主回路電流變化（減?。?，由于快速性好，立即使調(diào)節(jié)器的輸出變化（增大），則也變化（變?。詈笫拐髌鬏敵鲭妷河只謴?fù)（增加）至原來的數(shù)值，這就抑制了主回路電流的變化。也就是說，在電網(wǎng)電壓變化時(shí)，在電動機(jī)轉(zhuǎn)速變化之前，電流的變化首先被抑制了。

同樣，如果機(jī)械負(fù)載或電樞電流突然發(fā)生很大的變化，由于采用了頻率響應(yīng)較好的快速電流負(fù)反饋，當(dāng)整流器電流側(cè)發(fā)生類似短路的嚴(yán)重故障時(shí)，電流負(fù)反饋也及時(shí)的把電流故障反饋到電流控制回路中去，以便迅速減小輸出電壓，從而保護(hù)晶閘管和電流電動機(jī)不致因電流過大而損壞。

綜上所述，電流調(diào)節(jié)器ACR的主要作用如下：

(1)對電網(wǎng)電壓波動起抗干擾作用 ；

(2)啟動時(shí)保證獲得容許的最大電流 Idm ；

(3)在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中，使電樞電流跟隨給定電壓變化 ；

(4)當(dāng)電機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí)，可以限制電樞電流的最大值，從而起到快速 的過流安全保護(hù)，如故障消失，系統(tǒng)能自動恢復(fù)工作。

3.1.2電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖的簡化 電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖如圖4-2所示。

圖3-2 電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 由于突加給定階躍后，速度調(diào)節(jié)器輸出馬上達(dá)到飽和限幅值，電流環(huán)投入工作使電機(jī)電樞電流很快上升，相對電流來說，速度變化很緩慢。因此，可以認(rèn)為反電勢產(chǎn)生的影響很小，令△E=0，則圖4-2通過結(jié)構(gòu)圖變換，簡化為圖3-3。

圖3-3 電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng) 查表得三相橋式全控平均失控時(shí)間Ts =0.0017s，電流濾波時(shí)間常數(shù)Toi ＝0.002s，電磁 時(shí)間常數(shù)Tl ＝ 0.012s，Ts和Toi都比Tl小得多，可以當(dāng)作小慣性環(huán)節(jié)處理，看成一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，取 則電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖最終簡化成圖3-4.圖3-4 電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖小慣性環(huán)節(jié)近似處理 3.1.3時(shí)間常數(shù)的計(jì)算（1）三相橋式電路的平均失控時(shí)間Ts 三相橋式電路晶閘管最大失控時(shí)間在0～0.0033s之間隨機(jī)分布，取其平均值，即 Ts ＝ 0.0017s（2）電流濾波時(shí)間常數(shù)Toi ＝0.002s（3）電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)Tεi 按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取 ＝0.0017s+0.002s＝0.0037s（4）電磁時(shí)間常數(shù)Tl ＝ 0.012s（5）ACR超前時(shí)間常數(shù) ＝Tl＝0.012s 3.1.4選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu) 電流環(huán)的一項(xiàng)重要作用就是保持電樞電流在動態(tài)過程中不超過容許值，因而在突加控制作用時(shí)不希望有超調(diào)，或者超調(diào)量越小越好?？呻娏鳝h(huán)還有另一個(gè)對電網(wǎng)電壓波動及時(shí)調(diào)節(jié)的作用，因此還要提高其抗擾性能。

由于設(shè)計(jì)要求超調(diào)量δi≤5％并且保證系統(tǒng)在5%負(fù)載以上變化的運(yùn)行范圍內(nèi)電流連續(xù)，有好的動態(tài)性能，我們采用典型 型來設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。電流調(diào)節(jié)器選用PI型。

令電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 檢查對電源電壓的抗擾性能 當(dāng)KT=0.5時(shí)，得各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的。

3.1.5計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù) ACR超前時(shí)間常數(shù)＝Tl＝0.012s 由于超調(diào)量δi≤5％，取 = 0.5 因此，電流環(huán)的開環(huán)增益為 電流反饋系數(shù)β，電流調(diào)節(jié)器限幅值為8V，則 β=8/（1.5*287）=0.019 V/A 于是ACR的比例系數(shù)為 3.1.6檢驗(yàn)近似條件 電流環(huán)截止頻率，晶閘管裝置傳遞函數(shù)近似條件：，滿足近似條件；

忽略反電動勢對電流環(huán)影響的條件：

，滿足近似條件；

小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件：，=，滿足近似條件。

由于 =0.5 電流環(huán)可以達(dá)到的動態(tài)指標(biāo)為：，也滿足設(shè)計(jì)要求。

3.1.7計(jì)算電流調(diào)節(jié)器電阻和電容 含給定濾波和反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器原理圖如圖3-5所示。

圖3-5含給定濾波及反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器 其中，UGi為電流調(diào)節(jié)器的給定電壓，－βId為電流負(fù)反饋電壓，調(diào)節(jié)器的輸出就是觸發(fā)裝置的控制電壓UK。

按所用運(yùn)算放大器取R0＝40KΩ，各電阻和電容值計(jì)算如下 Ri＝Ki R0＝0.427×40 KΩ＝17.8KΩ(取18 KΩ)(取0.68μF)(取0.2μF)3.2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 3.2.1轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的工作原理及作用 在主電機(jī)上安裝一電流測速發(fā)電機(jī)，發(fā)出正比于主電機(jī)轉(zhuǎn)速的電壓，此電壓UFn與給定電壓UGn相比較，其偏差ΔUn送到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR中去，如欲調(diào)整，可以改變給定電壓。例如提高UGn，則有較大ΔUn加到ASR輸入端，ASR自動調(diào)節(jié)GT，使觸發(fā)脈沖前移（減小），整流電壓Ud提高，電動機(jī)轉(zhuǎn)速上升，與此同時(shí)，UFn也相應(yīng)增加。當(dāng)?shù)扔诨蚪咏o定值時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到平衡，電動機(jī)在給定數(shù)值下以較高的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定轉(zhuǎn)動。

如果電動機(jī)負(fù)載或交流電壓發(fā)生變化或其它擾動，則經(jīng)過速度反饋后，系統(tǒng)能起到自動調(diào)節(jié)和穩(wěn)定作用。比如，當(dāng)電機(jī)負(fù)載增加時(shí)，轉(zhuǎn)速下降，平衡狀態(tài)被破壞，調(diào)節(jié)器輸出電壓增加，觸發(fā)脈沖前移（變小），Ud提高，電動機(jī)轉(zhuǎn)速上升。當(dāng)其恢復(fù)到原來數(shù)值時(shí)，UFn又等于給定電壓，系統(tǒng)又達(dá)到平衡狀態(tài)。如果擾動不是來自負(fù)載而是來自交流電網(wǎng)，比如交流電壓下降，則系統(tǒng)也會按上述過程進(jìn)行調(diào)節(jié)，使電動機(jī)轉(zhuǎn)速維持在給定值上運(yùn)行。同樣道理，當(dāng)電動機(jī)負(fù)載下降，或交流電壓提高時(shí)，系統(tǒng)將按與上述相反過程進(jìn)行調(diào)節(jié)，最后仍能維持電動機(jī)轉(zhuǎn)速近似不變。

綜上所述，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的主要作用如下：

(1)使轉(zhuǎn)速n跟隨給定電壓UGn 變化，保證轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)無靜差 ；

(2)對負(fù)載變化起抗干擾的作用 ；

(3)輸出限幅值決定電樞主回路的最大容許電流值Idm。

3.2.2電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù) 在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器時(shí)，可把已設(shè)計(jì)好的電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的一個(gè)環(huán)節(jié)，為此必須求出它的等效傳遞函數(shù)。圖4-6給出了校正成典型型系統(tǒng)的電流環(huán)的結(jié)構(gòu)圖，其閉環(huán)傳遞函數(shù)為 圖3-6 校正成典型 型系統(tǒng)的電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 若按=0.5選擇參數(shù)，則 由圖3.4.可知電流閉環(huán)傳遞函數(shù)為 因此電流環(huán)的等效環(huán)節(jié)應(yīng)相應(yīng)地改成 原來電流環(huán)的控制對象可以近似看成是個(gè)雙慣性環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)是Tl和，閉環(huán)后，整個(gè)電流環(huán)等效近似為只有小時(shí)間常數(shù)的一階慣性環(huán)節(jié)。這就表明，電流閉環(huán)后，改造了控制對象，加快了電流跟隨作用。

3.2.3 時(shí)間常數(shù)的計(jì)算（1）電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù) ＝2×0.0037s＝0.0074s（2）轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù) 根據(jù)所用測速發(fā)電機(jī)波紋情況，任務(wù)書給出＝0.012s（3）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù) 按小時(shí)間常數(shù)近似處理，?。剑?.0194s（4）轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α 由于本系統(tǒng)的限幅值為8V，則 =Unm*/n＝8V/1500 r/min＝0.0053Vmin/r 3.2.4選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu) 用電流環(huán)的等效環(huán)節(jié)代替圖3-4的電流閉環(huán)后整個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖就如圖3-7所示。

圖3-7 轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 與電流環(huán)相似，我們可以將轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)圖化簡為圖3-8, 圖3-8 轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的化簡 按跟隨和抗擾性能都能較好的原則,在負(fù)載擾動點(diǎn)后已經(jīng)有了一個(gè)積分環(huán)節(jié),為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差,還必須在擾動作用點(diǎn)以前設(shè)置一個(gè)積分環(huán)節(jié),因此需要Ⅱ由設(shè)計(jì)要求，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須含有積分環(huán)節(jié)，故按典型Ⅱ型系統(tǒng)—選用設(shè)計(jì)PI調(diào)節(jié)器。其傳遞函數(shù)為 3.2.5轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)的計(jì)算（1）ASR超前時(shí)間常數(shù) 按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取h＝5，典型Ⅱ型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo),則: ＝＝5×0.0194s＝0.097s（2）轉(zhuǎn)速環(huán)的比例系數(shù) 轉(zhuǎn)速環(huán)的開環(huán)增益為 根據(jù)已知條件，可估算出電動機(jī)的電勢常數(shù)為 ＝0.128V·min/r 電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)為 Cμ＝9.55Ce=9.55×0.128=1.222V·min/r 于是，ASR的比例系數(shù)為 3.2.6檢驗(yàn)近似條件 轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率 ＝=318.8×0.097＝30.92（1）電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件：

＝54.05>，滿足簡化條件 ；

（2）小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件：≤ , 滿足近似條件。

3.2.7檢驗(yàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)量 如果轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器沒有飽和限幅的約束，可以在很大范圍內(nèi)線性工作，那么，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動時(shí)的轉(zhuǎn)速過渡過程的超調(diào)量很大（如圖3-9 a）。實(shí)際上，突加給定電壓后不久，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器就進(jìn)入飽和狀態(tài)，輸出恒定的電壓Uim*，使電動機(jī)在恒流條件下起動，起動電流Id=Idm= Uim*/β，而轉(zhuǎn)速n則按線性規(guī)律增長（如圖3-9 b）。雖然這時(shí)的起動過程要比調(diào)節(jié)器沒有限幅時(shí)慢的多，但是為了保證電流不超過容許值，這是必需的。

a ASR不飽和 b ASR飽和 圖3-9 轉(zhuǎn)速環(huán)按典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)的調(diào)速系統(tǒng)起動過程 電機(jī)容許過載倍數(shù)λ＝1.5，負(fù)載系數(shù)z＝0（理想空載起動）。當(dāng)h＝5時(shí)，；

而＝336.3r/min,因此，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的退飽和超調(diào)量為 =8.83％ < 10％ 符合任務(wù)書要求 3.2.8計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電阻和電容 含給定濾波和反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖如圖4-10所示。

圖3-10 含給定濾波及反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 其中，UGn為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的給定電壓，－αn為轉(zhuǎn)速負(fù)反饋電壓，調(diào)節(jié)器的輸出就是電流調(diào)節(jié)器的給定電壓UGi。

按所用運(yùn)算放大器取R0＝40KΩ，各電阻和電容值計(jì)算如下 Rn＝KnR0＝12.03×40 KΩ＝481.2KΩ 取480KΩ 取1.2μF 4 系統(tǒng)建模與仿真實(shí)驗(yàn) 4.1 MATLAB仿真軟件Simulink 仿真環(huán)境 Simulink仿真環(huán)境包括仿真平臺和系統(tǒng)仿真模型庫兩部分，主要用于仿真以數(shù)學(xué)函數(shù)和傳遞函數(shù)表達(dá)的系統(tǒng)。系統(tǒng)仿真包括了連續(xù)系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的仿真。Simulink作為面向系統(tǒng)框圖的仿真平臺，它具有如下特點(diǎn)：

（1）以調(diào)用模塊代替程序的編寫，以模塊連成的框圖表示系統(tǒng)，點(diǎn)擊模塊即可以輸入模塊參數(shù)。

（2）畫完系統(tǒng)框圖，設(shè)置好仿真參數(shù)，即可啟動仿真。

（3）系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)和結(jié)果可以通過波形和曲線觀察，這和實(shí)驗(yàn)室中用示波器觀察的效果幾乎一致。

（4）系統(tǒng)仿真的數(shù)據(jù)可以用以.mat為后綴的文件保存，并且可以用其他數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行處理。

4.2雙閉環(huán)模型的建立 在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，考慮雙閉環(huán)控制的結(jié)構(gòu)，即可得到雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如圖4-1所示。

圖4-1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 由于電流檢測信號中常含有交流分量，須加低通濾波，其濾波時(shí)間常數(shù)Toi按需要選定。濾波環(huán)節(jié)可以抑制反饋信號中的交流分量，但同時(shí)也給反饋信號帶來延滯。為了平衡這一延滯作用，在給定信號通道中加入一個(gè)相同時(shí)間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)，稱作給定濾波環(huán)節(jié)。其意義是：讓給定信號和反饋信號經(jīng)過同樣的延滯，使二者在時(shí)間上得到恰當(dāng)?shù)呐浜?，從而帶來設(shè)計(jì)上的方便。

由測速發(fā)電機(jī)得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有電機(jī)的換向紋波，因此也需要濾波，濾波時(shí)間常數(shù)用Ton表示。根據(jù)和電流環(huán)一樣的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道中也配上時(shí)間常數(shù)為Ton的給定濾波環(huán)節(jié)。

因此，帶濾波環(huán)節(jié)的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖4-2所示。

圖4-2 帶濾波環(huán)節(jié)的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 將前面計(jì)算的數(shù)據(jù)帶入圖4-2 中，得到本系統(tǒng)仿真模型如圖4-3所示 圖4-3 轉(zhuǎn)速環(huán)仿真模型 4.3雙閉環(huán)系統(tǒng)的仿真（1）空載時(shí)仿真圖形 把負(fù)載電流設(shè)置為0,空載啟動模型，得到波形如圖4-4。

（a）空載轉(zhuǎn)速波形（b）空載電流波形 圖4-4雙閉環(huán)空載啟動波形圖（a）是電流波形（b）是轉(zhuǎn)速波形（2）滿載啟動時(shí)的仿真圖形 滿載穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)負(fù)載電流為287A，得到波形如圖4-5。

（a）滿載電流波形（b）滿載轉(zhuǎn)速波形 圖4-5雙閉環(huán)滿載啟動波形圖（a）是電流波形（b）是轉(zhuǎn)速波形（3）當(dāng)系統(tǒng)為5%的負(fù)載時(shí)，即負(fù)載電流為287*0.05A時(shí)，得到的波形如圖4-6。

（a）5%負(fù)載的電流波形（b）5%負(fù)載的轉(zhuǎn)速波 圖4-6 5%負(fù)載時(shí)的波形（a）是電流波形（b）是轉(zhuǎn)速波形 由仿真出來的波形可知，該系統(tǒng)能穩(wěn)定的運(yùn)行。并且當(dāng)系統(tǒng)為5%負(fù)載擾動時(shí)電流也能連續(xù)，系統(tǒng)也是穩(wěn)定的。

4.4系統(tǒng)的電氣原理總圖 圖4-7雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)電氣原理總圖 5總結(jié)與體會 這次課程設(shè)計(jì)是基于任務(wù)書所給要求對V-M雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真，對系統(tǒng)原理進(jìn)行理解，分析，然后根據(jù)所給條件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器，最后運(yùn)用matlab進(jìn)行仿真并對仿真結(jié)果進(jìn)行分析。

在完成此次課程設(shè)計(jì)任務(wù)的時(shí)候我遇到了很多問題，對這些問題的分析，查閱相關(guān)資料和問同學(xué)，到最后解決問題的過程使我進(jìn)一步熟悉了雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、工作原理及各個(gè)器件的作用。同時(shí)，也更加熟悉了MATLAB/SIMULINK在解決電路問題時(shí)候的操作方法和技巧。

通過期末考試我原本發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動控制原理內(nèi)容很簡單，但是這次課程設(shè)計(jì)使我發(fā)現(xiàn)真正把理論知識運(yùn)用到實(shí)踐上，還是相當(dāng)復(fù)雜的，會利用理論知識去解決實(shí)際問題才算是真正掌握了這門學(xué)科。

參考文獻(xiàn) [1] 陳伯時(shí) 電力拖動自動控制系統(tǒng)——運(yùn)動控制系統(tǒng) 機(jī)械工業(yè)出版社 2009 [2] 朱仁初、萬伯任 電力拖動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 1994 [3] 王兆安、劉進(jìn)軍 電力電子技術(shù)第5版 機(jī)械工業(yè)出版社 2009 [4] 李志民 同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 機(jī)械工業(yè)出版社 1996 [5] 張東力、陳麗蘭、仲偉峰 直流拖動控制系統(tǒng) 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 附錄 表1 典型Ⅰ型系統(tǒng)動態(tài)跟隨性能指標(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系 參數(shù)關(guān)系KT 0.25 0.39 0.50 0.69 1.0 阻尼比ξ 1.0 0.8 0.707 0.6 0.5 超調(diào)量δ 0% 1.5% 4.3% 9.5% 16.3% 上升時(shí)間tr ∞ 6.6T 4.7T 3.3T 2.4T 峰值時(shí)間tp ∞ 8.3T 6.2T 4.7T 3.6T 相對穩(wěn)定裕度γ 76.3° 69.9° 65.5° 59.2° 51.8° 截止頻率ωc 0.243/T 0.367/T 0.455/T 0.596/T 0.786/T 表2 典型Ⅰ型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系（KT=0.5）表3 典型Ⅱ型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)

第四篇：電機(jī)與電力拖動

《電機(jī)與電力拖動》復(fù)習(xí)題

備注：1.請考生自帶計(jì)算器；

2.計(jì)算題只有答案以零分計(jì)。

一． 試說明他勵(lì)直流電動機(jī)的起動方法及其特點(diǎn)。二． 試說明變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件。

三． 電壓變化率ΔU%和阻抗電壓UK有什么聯(lián)系？UK的大小決定于哪些因素？ UK的大小對變壓器運(yùn)行的影響如何？

四． 一臺三相異步電動機(jī)，如果把轉(zhuǎn)子抽掉，而在定子繞組上加三相額定電壓，會產(chǎn)生什么后果？

五． 一臺八極異步電動機(jī)電源頻率?=50Hz，額定轉(zhuǎn)差率SN=0.04，試求額定轉(zhuǎn)速nN。

六． 一臺單相變壓器，額定容量SN=1000kVA ,額定電壓U1N／U2N=60／6.3kV , 額定頻率?=50Hz，歸算至高壓側(cè)的ZK=61＋j205Ω，P0=5000W，PKN=16950W。求：（1）阻抗電壓UK；

（2）額定負(fù)載且cosψ2=0.8（滯后）時(shí)的電壓調(diào)整率；（3）cosψ2=0.8（滯后）時(shí)的最高效率。

七． 如果一對自整角機(jī)定子繞組的一根連接線接觸不良或脫開，試問是否能同步轉(zhuǎn)動？

八． 一臺直流發(fā)電機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：PN=100kW，UN=230V，nN=2850r/min，ηN=85%，試求該發(fā)電機(jī)的額定電流IN及額定輸入功率P1N。

九． 如果一臺并勵(lì)發(fā)電機(jī)不能建立電壓時(shí)，檢查的方法是什么？ 十． 試說明變壓器的效率在什么樣的情況下達(dá)到最大值，這個(gè)最大值是如何得到的？

十一． 三相異步電動機(jī)能在低于額定電壓下長期運(yùn)行嗎？為什么？

十二． 三相異步電動機(jī)的定、轉(zhuǎn)子鐵芯如用非磁性材料制成，會產(chǎn)生什么后果？

十三． 拆換異步電動機(jī)的定子繞組時(shí)，若把每相的匝數(shù)減少，則氣隙中的每極磁通與磁密數(shù)值將怎樣變化？ 十四． 異步電動機(jī)為什么又稱為感應(yīng)電動機(jī)？

十五． 一臺六極直流電機(jī)，1200r/min，74槽，每槽4個(gè)元件邊，單匝元件，單疊繞組，每極磁通為1.38×10-2Wb，電樞電流為120A，求其電磁轉(zhuǎn)矩及電樞電動勢。

十六． 一臺直流電動機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：PN=17kW，UN=220V，nN=1500r/min，ηN=83%，試求該電動機(jī)的額定電流IN及額定輸入功率P1N。

十七． 一臺他勵(lì)直流電機(jī)并聯(lián)于U=220V電網(wǎng)上運(yùn)行，單波繞組，已知p=2，N=372(電樞總導(dǎo)線數(shù))，n=1500r/min，每極磁通為φ=1.1×10-2Wb，電樞回路總電阻Ra=0.208Ω，PFe=362W，PΩ=204W，忽略附加損耗。試求：

a)b)此直流電機(jī)是發(fā)電機(jī)還是電動機(jī)？ 電磁轉(zhuǎn)矩、輸入功率和效率各為多少？

十八． 一臺他勵(lì)直流電動機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：PN=7.5kW，UN=220V，IN=39.8A，nN=1500r/min，試計(jì)算并繪制其固有機(jī)械特性。十九． 一臺四極直流發(fā)電機(jī)是單疊繞組，每極磁通為3.79×10-2Wb，電樞總導(dǎo)線數(shù)為152根，轉(zhuǎn)速為n=1200r/min，求電機(jī)的空載電動勢。若改為單波繞組，其他條件不變，問空載電動勢為230V時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)是多少？

二十． 一臺三相異步電動機(jī)PN=60kW，nN=577 r/min，cosψN=0.77，ηN=88.5%，試求在額定線電壓為

380V時(shí)的額定電流IN。

二十一． 一臺三相異步電動機(jī)的輸入功率8.6kW，定子銅耗為425W，鐵耗為210W，轉(zhuǎn)差率為S=0.034，試計(jì)算電動機(jī)的電磁功率、轉(zhuǎn)子銅耗及機(jī)械損耗。

二十二． 某臺直流發(fā)電機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：PN=90kW，UN=230V，nN=1450r/min，ηN=89.6%，試求該發(fā)電機(jī)的額定電流IN。二十三． 一臺四極直流電動機(jī)，單疊繞組，額定轉(zhuǎn)速nN=1460r/min，36槽，每槽6個(gè)元件邊，每極磁通為2.2×10-2Wb，問電樞電流為800A時(shí)，求其電磁轉(zhuǎn)矩。

二十四． 電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動性質(zhì)的轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，轉(zhuǎn)速似乎應(yīng)該上升，但從直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速特性來看，電磁轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，轉(zhuǎn)速反而下降，這是什么原因？

二十五． 并勵(lì)直流電動機(jī)在運(yùn)行時(shí)若勵(lì)磁繞組斷線，會出現(xiàn)什么后果？

二十六． 三相異步電動機(jī)，額定功率PN=55kW，額定電壓UN=380V，額定電流IN=119A，額定轉(zhuǎn)速nN=570r/min，額定功率因素

cosψN=0.89，求同步轉(zhuǎn)速、極對數(shù)、額定負(fù)載時(shí)的效率和轉(zhuǎn)差率。已知電網(wǎng)頻率為50Hz。

二十七． 某臺直流電動機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：PN=10kW,UN=220V, nN=1500r/min,ηN=88.6%,試求該電動機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的輸入功率P1及額定電流IN。

二十八． 有一臺三相變壓器，額定容量SN=50kVA , 高壓側(cè)額定電壓U1N=10kV , 低壓側(cè)額定電壓U2N=400V , 高低壓繞組都接成星形，試求高低壓側(cè)的額定電流I1N和I2N。

二十九． 某臺直流發(fā)電機(jī)為單疊繞組，每極磁通為3.5×10-2Wb，電樞總導(dǎo)線為152根，轉(zhuǎn)速為1200 r/min，求電機(jī)的空載電動勢。若改為單波繞組，其他條件不變，問空載電動勢為210V時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速是多少？

三十． 為什么說交流異步測速發(fā)電機(jī)是交流侍服電動機(jī)的一種逆運(yùn)行方式？

第五篇：電機(jī)與電力拖動

填空題

1.電力拖動系統(tǒng)是采用以電機(jī)為原動機(jī)拖動生產(chǎn)機(jī)械完成加工任務(wù)。2.電力拖動系統(tǒng)的基本拖動方程式：T-Tfz=GD2 dn/375 dt.3.直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)由：定子、轉(zhuǎn)子和附屬構(gòu)件三部分組成。4.直流電動機(jī)按勵(lì)磁方式分為：他勵(lì)電動機(jī)和自勵(lì)電動機(jī)。5.通過改變它勵(lì)直流電動機(jī)的電壓、定子所串電阻和減小磁通量可以改變他的人為機(jī)械特性。

6.他勵(lì)直流電動機(jī)的啟動方法：減壓啟動和電樞回路串電阻兩種。7.變壓器的主要部分是：繞組和鐵心，它們組成變壓器的器身。8.交流電機(jī)包括交流發(fā)電機(jī)和交流電動機(jī)兩類。

9.三相交流異步電動機(jī)的定子槽有三種形式：開口槽、半開口槽和半閉口槽。

10.同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同。選擇題

1.電力拖動系統(tǒng)中傳動機(jī)構(gòu)的作用是將（B）轉(zhuǎn)化成所需要的運(yùn)動形式，并進(jìn)行傳遞與分配。

A電能

B機(jī)械能

C旋轉(zhuǎn)運(yùn)動

D直線運(yùn)動 2.直流電動機(jī)的定子包括機(jī)座、主磁極、（B）、端蓋、電刷和軸承。

A換向器

B換向磁極

C電樞鐵心

D風(fēng)扇 3.他勵(lì)直流電動機(jī)固有機(jī)械特性的表達(dá)式是(A).A.n=Un/CeΦN – RaT/CeCTΦ2N

B.n=Un/CeΦN –(Ra+R)T/CeCTΦ2N C.n=Un/CeΦN – RaT/CeCTΦD.n=U/CeΦN – RaT/CeCTΦ2N

4.變壓器的額定容量用（C）表示。

A有功功率

B無功功率

C視在功率

D機(jī)械功率 5.變壓器的運(yùn)行特性有（A）和效率特性。

A外特性

B輸入特性

C輸出特性

D負(fù)載特性 6.三相單層繞組按繞組端接部分的形狀分有同心式、交叉式和（C）繞組。

A波

B疊

C交叉式鏈形

D雙層 7.三相異步電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與（B）有關(guān)。

A電壓、頻率

B頻率、磁極數(shù)

C電流、電壓

D匝數(shù)、結(jié)構(gòu) 8.三相異步電動機(jī)機(jī)械特性反應(yīng)的是（A）

A.n=f(T)

B.U2=f(I2)

C.U1=f(I2)

D.η=f(I2)9.同步電動機(jī)按用途分為（A）調(diào)相機(jī)。

A發(fā)電機(jī)、電動機(jī)

B隱極式、凸機(jī)式

C高壓、低壓

D開啟式、防護(hù)式

10．直流電動機(jī)的額定電壓等級一般為（A）

A110v、220v、440v、660v

B220v、380v、3000v、6000v

C220v、440v、660v、3600v

D180v、220v、380v、3000v 判斷題

1.直流電動機(jī)換向繞組的作用是改善直流電機(jī)的換向。

對 2.直流電動機(jī)的直軸電樞反應(yīng)不影響主磁通的大小。

錯(cuò) 3.恒功率調(diào)速方法最適合帶動恒功率負(fù)載。

錯(cuò) 4.他勵(lì)直流電動機(jī)的機(jī)械特性具有硬特性。

對 5.變壓器工作時(shí)主磁通基本上保持不變。

對 6.電流互感器用于大功率測量場合。

錯(cuò) 7.三相異步電動機(jī)的功率因素較高。

錯(cuò) 8.三相異步電動機(jī)又稱為三相感應(yīng)電動機(jī)。

對 9.同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速相等。

對 10.同步電機(jī)本身沒有啟動轉(zhuǎn)矩，必須采用一定的啟動方法。

對 11.恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法最適合帶動恒功率負(fù)載。

對 簡答題

1.直流電動機(jī)的電樞鐵芯為什么要用硅鋼片制 造？能否用鑄鋼件代替？直流電動機(jī)的主磁 極能否用整塊的鋼加工而成？為什么？

答：直流電動即的電樞鐵心采用硅鋼片制造 可以有效的較少渦流損耗。不能用鑄鋼代替 直流電動機(jī)的電樞鐵芯。也不能采用整塊的鋼作為直流電動機(jī)的主磁極，因?yàn)檎麎K鋼作 為電動機(jī)主磁極時(shí)有交流分量，會產(chǎn)生交流 諧波并且會產(chǎn)生一定的渦流損耗，所以不能。2.他勵(lì)直流電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電樞電流的大小與什么量有關(guān)？改變電樞回路電阻，能否改變電樞電流的穩(wěn)態(tài)值？

答：當(dāng)他勵(lì)直流電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電樞電流的大小與電樞電阻有關(guān)，改變電樞回路電阻是不能改變電樞電流的穩(wěn)態(tài)值。

3.變壓器的主要用途是什么？為什么要高壓輸電？ 答：變壓器的主要用途就是升高或降低電壓，采用高壓輸電是為了減少電網(wǎng)遠(yuǎn)距離送電途中電能的損耗。

4.什么叫異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率？電動機(jī)的轉(zhuǎn) 速增大時(shí)轉(zhuǎn)差率怎樣變化？

答：轉(zhuǎn)差率為：同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速之差跟同步轉(zhuǎn)速的比值。當(dāng)電動機(jī)得轉(zhuǎn)速增大時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)差率的計(jì)算公式易知轉(zhuǎn)差率將減小。

5.什么叫三相異步電動機(jī)的減壓啟動？有哪幾種常用的方法？

答：三相 異步電動機(jī)的減壓啟動指改變加于定子繞組上電壓的啟動方式，常用的方法有：Y—Δ啟動、自耦變壓器啟動、延邊三角形啟動。6.同步發(fā)電機(jī)的“同步”是什么意思？

答：同步發(fā)電機(jī)的“同步”指轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子轉(zhuǎn)速相同。計(jì)算題

1.并勵(lì)直流電動機(jī)額定數(shù)據(jù)為P2=10Kw，Un=110v，nn=1100r/min，η=0.909。電樞電阻Ra=0.02Ω,勵(lì)磁回路電阻RL=55Ω。求：a.額定電流In，電樞電流Ia，勵(lì)磁電流IL；b.銅損耗△Pcu及空載損耗△P0；c.反電動勢。解：

a.額定電流為：

勵(lì)磁電流為：

電樞電流為：

b.銅損耗為:

所以空載損耗為：

c.反電動勢：

5.一臺四級異步電動機(jī)，電源電壓頻率為50Hz，轉(zhuǎn)子電路參數(shù)為R2=0.02，X2=0.08，定子和 轉(zhuǎn)子電路每相電動勢的變化比為E1/E2=10，當(dāng) E1=200v時(shí)，求：a.轉(zhuǎn)子不動時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組每 相E2、I2和cosφ2s；b.額定轉(zhuǎn)速n=1425r/min時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組每相的E2s、I2s、和cosΦ2s。

解：

a.轉(zhuǎn)子不動時(shí)

轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢：

轉(zhuǎn)子電流：

轉(zhuǎn)子功率因數(shù)：

b.在額定轉(zhuǎn)速時(shí)

同步轉(zhuǎn)速：

額定轉(zhuǎn)差率：

轉(zhuǎn)子電動勢：

轉(zhuǎn)子電抗：

轉(zhuǎn)子電流：

功率因數(shù)：

6.一臺繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)：PN=75Kw，nN=1460r/min，U1N=380v，I1N=144A，E1N=399v，I2N=116A，λ=2.8。求：a.轉(zhuǎn)子回路串入0.5Ω電阻，電動機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)速為多少？b.額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，要求把轉(zhuǎn)速降至500r/min，轉(zhuǎn)子每相電阻相應(yīng)串多大電阻。解：

a.額定轉(zhuǎn)差率：

轉(zhuǎn)子每相電阻：

當(dāng)串入電阻后，電機(jī)轉(zhuǎn)差率為：

轉(zhuǎn)速:

b.轉(zhuǎn)子串電阻后轉(zhuǎn)差率為：

轉(zhuǎn)子每相所串電阻：