电力拖动自动控制系统复习.docx
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1、第二章1、数字控制系统的被测转速由变为时,引起测量计数值改变了一个字,那么测速装置的分辩率定义为Q =-。要使系统控制精度越高,那么 B 2 。 A.Q越大 B.Q越小 C.越大 D.越小2、 根据 Shannon 采样定理,采样频率应不小于信号最高频率的( B )倍。2A. 0.1 B. 2 C. 5 D. 10 3、采样后得到的离散信号本质上是( A ) 信号,还须经过数字量化,即用一组数码如二进制码来逼近离散模拟信号的幅值,将它转换成数字信号,称为数字化。2 A. 模拟 B. 数字 C. 开关 D. 采样4、PI调节器是拖动控制系统中最常用的一种控制器,在微机数字控制系统中,当采样频率足
2、够高时,可以先按模拟系统的设计方法设计调节器,然后再离散化,就可以得到数字控制器的算法, 这就是 D 调节器的数字化。2 5、在微机控制系统中,当采样频率足够高时,先按模拟系统的设计方法设计调节器,然后再离散化,得到数字控制器的算法,这就是 ( 模拟调节器 ) 的数字化。26、图2-1绘出了比例积分调节器的输入输出动态过程,PI调节器的输出电压有快速响应性能和消除调速系统的 ( 静差 )。2图2-17、数字PI调节器有位置式和增量式两种算法,下式表述的是差分方程为 位置式 算法。28、 图2-1为转速反响控制直流调速系统的动态构造框图,请在上面圈画出直流电机的模型 2图2-19、比例控制的闭环
3、直流调速系统具有被调量有静差、抵抗扰动、服从给定以及精度依赖于给定和反响检测精度的三个根本特征。- T 2-P3110、图3-3表示的是额定励磁下交直流电动机的动态构造图。 F 2-P28图3-311、调速系统的两个动态 稳态 性能指标是“调速范围和“静差率。- F 2-P2112、由下式可知,一个调速系统的调速范围,是指在最低速时还能满足所需要静差率的转速可调范围 。 T 2-P23 第三章1、 直流电机的转矩及电枢电流 ,控制电流就能控制转矩,因此,把直流双闭环调速系统转速调节器的输出信号当作电流给定信号,也就是转矩给定信号。32、 在双闭环直流调速系统,当ASR不饱和时,转速环( A )
4、,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。3A.闭环 B.开环 C. 恒值 D变量 3、为了获得良好的静、动态性能,转速和电流两个调节器一般都采用 B 调节器,构成双闭环直流调速系统。34、 为了防止逆变器逆变颠覆,在电流调节器ACR输出电压为零时,应整定触发脉冲输出相位角为 ( C )。3A.bbmin B.bbmin C.b = bmin D.b = amin5、控制系统的抗扰性能指标包括:( 动态 ) 降落;( 恢复 ) 时间 。-3-P676、具有典型I型的调速系统中,为了获得快速的动态响应,通常采用01 欠阻尼 状态。3-P697、控制系统的跟随性能指标包括:上升
5、时间; 超调量 及峰值时间; 调节时间 。 3-P668、直流电动机双闭环系统中转速调节器作用:a、使转速n跟随给定电压变化,稳态时减少转速误差,b、对负载变化起抗扰作用,c、其出限幅值决定电动机允许的 ( 最大电流 )。3-P659、电流调节器的作用:作为外内环的调节器,在转速环的调节过程中,使电流跟随变化; 对电网电压的波动及时抗扰; 在转速动态过程中,保证电动机允许的最大电流;电机过载时,限制电枢电流。 - F 3-P6510、 在动态性能中,一般来说,典I型系统的跟随性能超调小,但抗干扰性能稍差,而典型型系统的超调量相对较大,抗扰性能却比拟好。- T 3-P7711、实际控制系统的传递
6、函数不能简单的校正成典型系统,通常要对高频段小惯性环节,高阶系统的降阶和低频段大惯性环节作近似处理。- 3-P7712、 双闭环直流调速系统的启动过程的特点有饱和非线性控制,转速超调和准时间最优控制。- T 3-P64简答题:1、 参照图分析直流PWM可逆调速系统中,从电动机状态正向工作变换到反向工作的过程。P99答:系统原有平均电枢电流为正,电动机作正向电动运行,如图中的第I象限的a点。在系统获得反向运转指令后,电动机不会立刻进入反向电开工作状态,它要经过以下的过渡过程:电动机的平均电枢电流先从正向降低为零,在图中是a点过渡到b点;然后从零反向上升到允许的制动电流,其大小受电流环控制,在图中
7、是从b点过渡到c点。在c点PWM变换器、和、交替工作,直流电动机工作在回馈制动状态,位于第象限.电动机的转速将减到0,如图中从c点过渡到d点。从d点开场,直流电动机进入了反向起动状态。2、请解释分析什么是正弦波永磁同步电动机矢量控制系统?P2433、 简答V-M可逆直流调速系统的制动过程中的它组逆变阶段?P108答:ACR调节器退饱和的唯一途径是反向电流-的超调,此超调表示了制动轨迹图中的电动机恒值电流制动阶段的开场:ACR输出电压退出饱和,进入闭环工作状态,其控制目标是维持。由于ACR是I 型系统,电流调节系统的扰动是电动机的反电动势,它是一个线性渐减的扰动量,所以系统做不到无静差,而是接近
8、于 。因而,电动机在恒减速条件下回馈制动,把机械动能转换成电能,其中大局部通过VR逆变回馈电网,这称为它组逆变阶段。4、 请解释分析什么是梯形波永磁同步电动机无刷直流电动机的自控变频调速系统?P2315、 简答V-M可逆直流调速系统的制动过程中的它组整流阶段。P108答:当主电路电流下降过零时,本组逆变终止,自然环流系统立即转到反组VR工作,开场通过反组制动,直到制动过程完毕,统称“它组制动阶段,它组制动又分第第两局部,开场时,过零并反向,直至到达-以前,ACR并未脱离饱和状态,其输出仍为-。这时,和的大小都和本组逆变阶段一样,但由于本组逆变静止,电流变化延缓,的数值略减,使,反组VR由“待整
9、流进入整流,向主电路提供-。由于反组整流电压和反电动势E极性一样,反向电流很快增长,电机处于反接制动状态,转速降低,这称为它组整流阶段。6、在自控变频同步电动机中,因为电机核心部件的不同,使得名称上有所区别,试列出三种以上的电机,并简单介绍其差异。P231答:1无换向器电动机。采用了电子换相取代了机械式换向器,因而得名,多用于带直流励磁的同步电动机。2正弦波永磁自控变频同步电动机。以正弦波永磁同步电动机为核心,构成的自控变频同步电动机。正弦波永磁同步电动机是指当输入三相正弦波电流、气隙磁场为正弦分布,磁极采用永磁材料的同步电动机。3梯形波永磁自控变频同步电动机即无刷直流电动机。以梯形波永磁同步
10、电动机为核心的自控变频同步电动机,由于输入方波电流,气隙磁场呈现波形分布,性能更接近于直流电动机,但没有电刷,故称无刷直流电动机。7、 简答V-M可逆直流调速系统的制动过程中的本组逆变阶段?P108答:在正向制动过程以前,电动机处于正向电动稳定工作状态,由于ASR、ACR调节器的倒相作用,所以参数的极性为:。VF组本组工作在整流状态;在自然环流系统中VR组工作在待逆变状态,在逻辑无环流系统中,VR组它组的移相触发环节处于待工作状态,发出停车指令后,转速给定电压突变为零,进入电动机制动过程中的正向电流衰减阶段:,使本组由整流状态很快变成的逆变状态,同时反组由待逆变状态转变成待整流状态。在VF-M
11、回路中,由于本组变成逆变状态,的极性变负,而电动机反电动势E极性未变,迫使迅速下降,主电路电感迅速释放储能,企图维持正向电流,这时,大局部能量通过本组回馈电网,所以称为本组逆变阶段。8、简述同步电动机的起动过程。P228答:当同步电动机在工频电源下起动时,定子磁动势立即以同步转速旋转。由于机械惯性的作用,电动机转速具有较大的滞后,不能快速跟上同步转速;转矩角以2为周期变化,电磁转矩呈现正弦规律变化,在一个周期内,电磁转矩的平均值等于零,即,故同步电动机不能起动。在实际的同步电动机转子都有类似笼型异步电动机的起动绕组,使电动机按异步电动机的方式起动,当转速接近同步转速时再通入励磁电流牵入同步。仿
12、真题1、根据所给的电流环直流调速系统参数,填写接线图相应的参数,并画出要求的波形图。设计分析:绘出电流超调量0% 、和16.3%的电流输出状态波形。11/(0.002s+1)2340/(0.00167s+1)42/(0.03s+1)5670.05/(0.002s+1) 无超调的参考的波形图0%超调量较大的波形图16.3%2、根据所给的转速负反响闭环调速系统参数,填写接线图相应的参数,并画出要求的波形图。6、PI调节器的值暂定为 Kp=0.8 ,1/=151 244/(0.00167S+1)31/(0.00167S+1)456157 超调量较大的波形图Kp=0.8 ,1/=153、根据所给的转速
13、环直流调速系统参数,填写接线图相应的参数,并画出要求的波形图。121/(0.002s+1)3440/(0.00167s+1)52/(0.03s+1)6.71/8.9100.05/(0.002s+1)110.007/(0.01s+1)转速环满载高速起动的波形图在负载电流IdL(s)的输入端加上负载电流4、根据所给的转速负反响闭环调速系统参数,填写接线图相应的参数,并画出要求的波形图。6、PI调节器的值暂定为 Kp=0.25 ,1/=31 0.25 244/(0.00167S+1)31/(0.00167S+1)45637 按题目无超调的波形图Kp=0.25 ,1/=37、根据所给的转速环直流调速系
14、统参数,填写接线图相应的参数,并画出要求的波形图。121/(0.002s+1)3440/(0.00167s+1)52/(0.03s+1)6.71/8.9100.05/(0.002s+1)110.007/(0.01s+1)转速环满载高速起动的波形图把负载电流设置为136,满载起动 8、 根据所给的转速负反响闭环调速系统参数,填写接线图相应的参数,并画出要求的波形图。1 0.56 244/(0.00167S+1)31/(0.00167S+1)4567 按题目要求画出波形图Kp=0.56 ,1/9、 根据所给的电流环直流调速系统参数,填写接线图相应的参数,并画出要求的波形图。参考表11/(0.002
15、s+1)2340/(0.00167s+1)42/(0.03s+1)5670.05/(0.002s+1) 5%计算题1、一台三相鼠笼异步电动机的铭牌数据为:额定电压= 380V , 额定转速=960r /min,额定频率 = 50Hz ,定子绕组为Y 联接。由实验测得定子电阻,定子漏感= 0.006H,定子绕组产生气隙主磁通的等效电感= 0.26H,转子电阻,转子漏感= 0.007H,转子参数已折算到定子侧,忽略铁芯损耗。画出调压调速在和时的机械特性,计算临界转差率 和临界转矩,分析气隙磁通的变化,在额定电流下的电磁转矩,分析在恒转矩负载和风机类负载两种情况下,调压调速的稳定运行范围。解:定子相
16、电压改变,临界转差率不变,即当调压至时,临界转矩当调压至 时,临界转矩气隙磁通:随定子电压的降低而减小。2、有一转速、电流双闭环直流调速系统,主电路采用三相桥式整流电路。电动机参数为: =500kW, =750V, =760A ,=380r/ min,电动势系数min/r ,电枢回路总电阻,允许电流过载倍数,触发整流环节的放大倍数= 75 ,电磁时间常数= 0.031s ,机电时间常数 = 0.112s ,电流反响滤波时间常数= 0.002s,转速反响滤波时间常数= 0.02s。设调节器输入输出电压= =10V ,调节器输入电阻= 40k。设计指标:稳态无静差,电流超调量 5% ,空载起动到额
17、定转速时的转速超调量 10%。电流调节器已按典型I 型系统设计,并取参数KT = 0.5。1选择转速调节器构造,并计算其参数。2计算电流环的截止频率和转速环的截止频率 ,并考虑它们是否合理?解:三相桥式整流电流的平均失控时间,电流环小时间常数之和,要求电流超调量,应取,因此。1电流环等效时间常数1/=0.0074s;转速环小时间常数电流反响系数转速反响系数选择转速调节器构造,其传递函数为按跟随和扰动性能都比拟好的原那么,取h=5,那么ASR的超前时间常数为转速环开环增益,可得ASR的比例系数为;取调节器输入电阻,那么,取427kF,取2F。2电流环的截止频率,转速环的截止频率校验近似条件1校验
18、晶闸管整流装置传递函数的近似条件 , 满足近似条件;校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件,满足近似条件;校验电流环小时间常数近似条件,满足近似条件;校验电流环传递函数近似条件,校验转速环小时间常数近似条件,满足近似条件;校验转速超调量 满足设计要求。3、一台三相鼠笼异步电动机的转子参数已折算到定子侧,忽略铁芯损耗。画出异步电动机T 形等效电路和简化电路。解:异步电动机T 形等效电路:异步电动机简化电路:5、 两电平PWM 逆变器主回路,采用双极性调制时,用“1“表示上桥臂开通,0“表示上桥臂关断,共有几种开关状态,写出其开关函数。根据开关状态写出其电压矢量表达式,画出空间电压矢量图。6、
19、 有一转速、电流双闭环直流调速系统,主电路采用三相桥式整流电路。电动机参数为: =500kW, =750V, =760A ,=375r/ min,电动势系数min/r ,电枢回路总电阻,允许电流过载倍数,触发整流环节的放大倍数= 75 ,电磁时间常数= 0.031s ,机电时间常数 = 0.112s ,电流反响滤波时间常数= 0.002s,转速反响滤波时间常数= 0.02s。设调节器输入输出电压= =10V ,调节器输入电阻= 40k。设计指标:稳态无静差,电流超调量 5% ,空载起动到额定转速时的转速超调量 10%。电流调节器已按典型I 型系统设计,并取参数KT = 0.5。1选择转速调节器
20、构造,并计算其参数。2计算电流环的截止频率和转速环的截止频率 ,并考虑它们是否合理?解:三相桥式整流电流的平均失控时间,电流环小时间常数之和,要求电流超调量,应取,因此。(1)电流环等效时间常数1/=0.0074s;转速环小时间常数电流反响系数转速反响系数选择转速调节器构造,其传递函数为按跟随和扰动性能都比拟好的原那么,取h=5,那么ASR的超前时间常数为转速环开环增益,可得ASR的比例系数为;取调节器输入电阻,那么,取392kF,取2F。2电流环的截止频率,转速环的截止频率校验近似条件1校验晶闸管整流装置传递函数的近似条件 , 满足近似条件;校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件,满足近
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