1、电力拖动实现了电能与机械能之间的能量转变。
2、电力拖动自动控制系统——运动控制系统的任务是什么？
通过控制电动机电压、电流、频率等输入量，来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量，是各种工作机械按人们期望的要求运行，以满足生产工艺及其他应用的需要。
3、运动控制系统及其组成
运动控制系统由电动机及负载、功率放大与变换装置、控制器及相应传感器构成
4、控制器分模拟
控制器和数字控
制器两类，现在更
多采用全数字控
制器
5、信号转换
电压匹配、极性转
换、脉冲整形等
6、交流调速系统
和直流调速系统
的区别。
直流电动机的数
学模型简单，转矩
易于控制。
交流电动机具有
结构简单等诸多
优点，但动态数学
模型具有非线性
多变量强耦合的
性质。
7、同步电动机的
转速和电源频率
严格保持同步
8、转矩控制是运
动控制的根本问
题。磁链控制与转
矩控制同样重要。
9、几种典型的生
产机械负载转矩
特性。
恒转矩负载特
性：
恒功率负载特
性：
风机、泵类负载
特性：
10、
调速系统是电力
拖动控制系统中
最基本的系统
11、调节直流电动
机转速的方法
（1）调节电枢供
电电压；
（2）减弱励磁磁
通；
（3）改变电枢回
路电阻。
自动控制的直流
调速系统往往以
变压调速为主。
13、晶闸管整流器
-电动机调速系
统（系统）原理
图
L
T=常数
m m
L
L
P
T
ωω
==
常数
是晶闸管整流器，通过调节触发装置的控制电压来移动触发脉冲的相位，改变可控整流器平均输出直流电压，事先平滑调速。
14、系统有点
门极电流可以直接用电子控制；有快速的控制作用；效率高
15、触发装置的作
用
把控制电压转换成触发脉冲的触发延迟角α，用以控制整流电压，达到变压调速的目的。
16、带负载单相全控桥式整流电路的输出电压和电
流波形
由于电压波形的
脉动，造成了电流
波形的脉动。
17、V—M系统主电
路如何出现电流
连续和断续两种
情况。
当系统主电路有
足够大的电感量，
而且电动机负载
电流也足够大时，
整流电流有连续
脉动波形。
当电感较小或电
动机的负载电流
较轻时，瞬时电流
上升阶段储能不
大；等到下降时，
能量释放，下一相
未被触发之前，已
衰减到零，所以断
续。
18、抑制电流脉动
的措施
增加整流电路相
数，或采用多重化
技术；设置电感量
足够大的平波电
抗器。
19、系统机械特性
在电流连续区，显
示出较硬的机械
特性
在电流断续区，机
械特性很软，呈非
线性上翘，使理想
空载转速很高
20、动态过程中，
可把晶闸管触发
与整流装置看成
一个纯滞后环节。
21、失控时间
滞后作用是由晶
闸管整流装置的
失控时间引起的。
失控时间是个随
机值。
最大失控时间是
两个相邻自然换
相点之间的时间，
它与交流电源频
率和晶闸管整流
器的类型有关。
最大失控时间：
22、依据工程近似
处理的原则，可忽
略高次项，把整流
装置近似看作一
阶惯性环节
23、晶闸管整流器
运行中存在的问
mf
T
s
1
max
题。
晶闸管是单项导电的，给电动机的可逆运行带来困难；
晶闸管对过电压过电流敏感；
在低速运行时，晶闸管的导通角很小，使系统的功率因数也随之减小。
24、与相比，直流调速系统的优越性。
1）主电路简单，需要的电力电子器件少
2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较少。3）低速性能好，稳速精度高，调速
范围宽
4）若与快速响应
的电动机配合，则
系统频带宽，动态
响应快，动态抗扰
能力强
5）器件工作在开
关状态，装置效率
高。
6）直流电源采用
不控整流时，电网
功率因数比相控
整流器高。
24、变换器的作
用。
用脉冲宽度调制
的方法，把恒定的
直流电源电压调
制成频率一定、宽
度可变的脉冲电
压序列，从而可以
改变平均输出电
压大小，以调节电
动机转速。
26、的机械特性方
程
28、对于调速系统
转速控制的要求：
（1）调速——在
一定的最高转速
和最低转速范围
内调节转速；
（2）稳速——以
一定的精度在所
需转速上稳定运
行，在各种干扰下
不允许有过大的
转速波动；
（3）加、减速——
频繁起、制动的设
备要求加、减速尽
量快；不宜经受剧
烈速度变化的机
械则要求起、制动
尽量平稳。
29、调速范围和静
差率合称为稳态
性能指标
（调速范围：在额
定负载时的最高
最低转速比）
（静差率：当系统
在某一转速下运
行时，负载由理想
空载增加到额定
值所对应的转速
降落Δ与理想空
载转速n0之比）
30、调速范围、静
差率和额定速降
之间的关系
对于同一个调速
系统，Δ值是定
值。
要求s值越小时，
e
m
e
e
m
e
e
s T
C
C
R
n
T
C
C
R
C
U
n-
=
-
=
γ
)
1(s
n
s
n
D
N
N
-
?
=
系统能够允许的调速范围D 也越小。
前提：一个调速系
统的调速范围，是
指在最低速时还
能满足所需静差
率的转速可调范
围。
31、开环调速系统
的原理图
32、电动机在额定电压和额定励磁下的机械特性称为电动机固有机械特性
33、开环调速系统的机械特性
34、开环调速系统稳态结构图
35、采用反馈控制
技术构成转速闭
环的控制系统。转
速闭环控制可以
减小转速降落，降
低静差率，扩大调
速范围
36、反馈控制的基
本作用。
根据自动控制原理，将系统的被调
节量作为反馈量
引入系统，与给定
量进行比较，用比
较后的偏差值对
系统进行控制，可
以有效地抑制甚至消除扰动造成的影响，而维持被调节量很少变化或不变，这就是反
馈控制的基本作用。
37、在负反馈基础上的“检测误差，用以纠正误差”这一原理组成的系统，其输出量反馈的传递途径构成一个闭合的环路，因此被称作闭环控制系统。在直流调速系统中，被调节量是转速，所
构成的是转速反
馈控制的直流调
速系统。
38、带转速负反馈
的闭环直流调速
系统原理框图
39、闭环调速系统的静特性表示闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）间的稳态关系。
40、转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构框图 （a ）闭环调速系统：
42、开环系统机械特性和比例控制闭环系统静特性的关系
比例控制的直流调速系统可以获得比开环调速系统硬的多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围，为此，需
e
d
e
c
s e
d
d C RI
C U K C RI U n -
=
-=
设置电压放大器和转速监测装置。
42、反馈控制规律（基本特征）它能减少转速稳态误差的实质是什么？
（1）比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统
（2）反馈控制系统的作用是：抵抗扰动, 服从给定（3）系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度
实质：它具有自动调节作用，能随负载的变化而相应改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降的变化。43、对于自动控制
系统来说，稳定性
是他是否正常工
作的首要条件。
44、积分控制可以
使系统在无静差
的情况下保持恒
速运行，实现无静
差调速。
45、比例调节器的
输出只取决于输
入偏差量的现状，
而积分调节器的
输出则包含了输
入偏差量的全部
历史。
46、控制综合了比
例控制和积分控
制两种规律的优
点，又克服了各自
的缺点。
比例部分能迅速
响应控制作用。积
分部分则最终消
除稳态偏差。
47、什么是有差、
无差调速系统？
在系统稳定的情
况下，0型系统对
于阶跃给定输入
稳态有差，被称作
有差调速系统；Ⅰ
型系统对于阶跃
给定输入稳态无
差，被称作无差调
速系统。
48、由扰动引起的
稳态误差取决于
误差点与扰动加
入点之间的传递
函数。
49、什么是有静差
调速系统？
比例控制的调速
系统，该传递函数
无积分环节，故存
在扰动引起的稳
态误差，称作有静
差调速系统。
50、什么是无静差
调速系统？
积分控制或比例
积分控制的调速
系统，该传递函数
具有积分环节，所
以由阶跃扰动引
起的稳态误差为
0，称作无静差调
速系统。
51、什么是测速误
差率
转速实际值和测
量值之差与实际
值之比定义为测
速误差率
52、测速法原理：
（1）M法测速（测s
l
s
s
l
m
T
T
T
T
T
T
K
2
)
(+
+
<
100%
n
n
δ
?
=?
高速段）
记取一个采样周期内旋转编码器
发出的脉冲个数来算出转速的方法称为M 法测速，又称频率法测速。
（2）T 法测速（测低速段）
T 法测速是测出旋转编码器两个输出脉冲之间的间隔时间来计算转速，又被称为周期
法测速。
54、什么是电流截止负反馈
当电流大到一定程度时才出现的电流负反馈，叫做电流截止负反馈。
55、应小于电动机允许的最大电流，
一般为 =（1.5~2） 截止电流应大于电动机的额定电
流，取（1.1~1.2） 56、无静差直流调速系统稳态结构框图（<）
57、转速反馈系数
58、转速、电流反馈控制直流调速
系统
在起动（或制动）
过渡过程中，希望
始终保持电流（电
磁转矩）为允许的
最大值，使调速系
统以最大的加
（减）速度运行。 当到达稳态转速
时，最好使电流立即降下来，使电磁转矩与负载转矩
相平衡，从而迅速转入稳态运行。 59、双闭环直流调速系统的稳态结构图（会画）
α——转速反馈
系数β——电流反馈系数
60、转速调节器的
静态特性
当调节器饱和时，
输出达到限幅值，
输入量的变化不
再影响输出，除非
有反向的输入信
号使调节器退出饱和；
当调节器不饱和时，调节器工作在线性调节状态，其作用是使输入偏差电压在稳态时为零。
对于静特性来说，只有转速调节器饱和与不饱和两种情况，电流调节器不进入饱和状态 。
61、转速调节器三个阶段：
第Ⅰ阶段：电流上升阶段（01）（不饱和）
第Ⅱ阶段:恒流升速阶段（t 12）（饱和）
第Ⅲ阶段：转速调节阶段（t 2以后）
r/min 601c
ZT M n =0
2
6060t f n ZT ZM =
=
max
*
max
n U n =
α
（退饱和）
63、调速系统，最主要的抗扰性能是指抗负载扰动和抗电网电压扰动性能
1）、负载扰动作用负载扰动作用在电流环之后，只能靠转速调节器来产生抗负载扰动的作用。在设计时，要求有较好的抗扰性能指标。2）、电网电压扰动电压波动可以通过电流反馈得到比较及时的调节，使抗扰性能得到改善。
在双闭环系统中，由电网电压波动引起的转速变化会比单闭环系统
小得多。
64、转速调节器和
电流调节器作用：
1）转速调节器是
调速系统的主导
调节器，它使转速
很快地跟随给定
电压变化, 如果
采用调节器，则可
实现无静差。
对负载变化起抗
扰作用。
其输出限幅值决
定电动机允许的
最大电流。
2）电流调节器的
作用
在转速外环的调
节过程中，使电流
紧紧跟随其给定
电压（即外环调节
器的输出量）变
化；
对电网电压的波
动起及时抗扰的
作用；
在转速动态过程
中，保证获得电机
允许的最大电流；
当电动机过载甚
至堵转时，限制电
枢电流的最大值，
起快速的自动保
护作用。一旦故障
消失，系统立即自
动恢复正常。
65、控制系统的动
态性能指标：跟随
性能指标、抗扰性
能指标。
1）跟随性能指标：
超调量σ、上升时
间、峰值时间、调
节时间
2）抗扰性能指标：
动态降落和恢复
时间。
66、调节器工程设
计方法所遵循的
原则：
1）概念清楚、易
懂
2）计算公式明确、
好记
3）不仅给出参数
计算公式，而且指
明参数调整的方
向。
4）能考虑饱和非
线性控制的情况，
同样给出简单的
计算公式。
5）适用于各种可
以简化成典型系
统的反馈控制系
统。
67、典型Ⅰ型系统
作为典型的I型系
统，其开环传递函数选择为
68、典型Ⅱ型系统 典型Ⅱ型系统的
开环传递函数表示为
69、设计选择典型系统的依据是什么？
典型I 型系统和典型Ⅱ型系统在稳态误差上有区别。 典型I 型系统在跟随性能上可以做到超调小，但抗扰性能稍差。
典型Ⅱ型系统的超调量相对较大，抗扰性能却比较好。
这些是设计时选择典型系统的重
要依据。
70、控制对象的工程近似处理方法 （1）高频段小惯
性环节的近似处理
（2）高阶系统的降阶近似处理 （3）低频段大惯性环节的近似处理
71、双极式控制的桥式可逆变换器有以下有点： 1）电流一定连续 2）可使电动机四象限运行
3）电动机停止时有微振电流，可以消除静摩擦死区。
4）低速平稳性好，系统的调速范围大。
5）低速时，每个开关器件的驱动脉冲仍较宽，有利于开关器件的可靠导通。
不足：在工作过程中，四个开关器件可能都处于开关状态，开关损耗大，而且在切换时可能发生上下桥臂直通事故。 72、直流的泵升电压。有何影响？如何抑制？
由于二极管整流器导电的单向性，电能不可能通过整流器送回交流电网，只能向滤波
电容充电，使电容两端电压升高，称作泵升电压。
过高的泵升电压将超过器件的耐压值造成期间损坏。
主要通过增大直流侧电容的容量来限制泵升电压。 73、可逆直流调速系统中的环流问题
两组晶闸管整流装置同时工作时，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，称作环流。
一般地说，环流对系统无益，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，
)1()1()(2++=
Ts s s K s W τ
因此必须予以抑制或消除。
74、因为瞬时电压差而产生的环流成为瞬时脉动环流。
75、直流平均环流和瞬时脉动环流都属于静态环流，是两组可逆线路在一定控制角下稳态工作时出现的环流。
还有一种动态环流，仅在可逆系统处于过渡过程中可能出现
76、直流平均环流可以用配合控制消除，而瞬时脉动环流却是自然存在的。
77、环流电抗器或均衡电抗器
为了抑制瞬时脉
动环流，可在环流
回路中串入电抗
器，叫做环流电抗
器，或称均衡电抗
器。
78、固有特性或自
然特性
异步电动机由额
定电压、额定频率
供电，且无外加电
阻和电抗时的机
械特性方程式，称
作固有特性或自
然特性。
79、异步电动机能
够改变的参数可
分为3类：
电动机参数、电源
电压和电源频率
（或角频率）。
80、不同控制方式
下的机械特性
a）恒压频比控制
b）恒定子磁通控
制
c）恒气隙磁通控
制 d）恒转子磁通
控制
比较
恒压频比控制最
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，低速时需适当
提高定子电压，以
近似补偿定子阻
抗压降。
恒定子磁通、恒气
隙磁通和恒转子
磁通的控制方式
均需要定子电压
补偿，控制要复杂
一些。
恒定子磁通和恒
气隙磁通的控制
方式虽然改善了
低速性能。但机械
特性还是非线性
的，仍受到临界转
矩的限制。
恒转子磁通控制
方式可以获得和
直流他励电动机
一样的线性机械
特性，性能最佳
81、转差频率控制
的基本思想
在保持气隙磁通
不变的前提下，可
以通过控制转差
角频率来控制转
矩，这就是转差频
率控制的基本思
想。
82、转差频率控制
的基本规律
用转差频率来控制转矩，是转差频率控制的基本规律之一
83、必须采用定子电压补偿控制，以抵消定子电阻和漏抗的压降。 84、转差频率控制的规律
转矩基本上与转差频率成正比，条件是气隙磁通不变，且
在不同的定子电流值时，按定子电
压补偿控制的电
压–频率特性关
系控制定子电压
和频率，就能保持
气隙磁通恒定。
85、异步电动机动态数学模型的性质
电磁耦合是机电能量转换的必要条件，电流与磁通的乘积产生转矩，转速与磁通的乘积得到感应电动势。
无论是直流电动机，还是交流电动机均如此。
交、直流电动机结构和工作原理的不同，其表达式差异很大。
86、异步电动机动
态数学模型的性
质
异步电动机的动
态数学模型是一
个高阶、非线性、
强耦合的多变量系统。
87、坐标变换的基本思路
三相绕组可以用相互独立的两相正交对称绕组等效代替，等效的原则是产生的磁动势相等
88、三相坐标系变
换
相正交坐
89、旋转正交变换
1、异步交流电机的调速方法：
（1）电压调速
（2）转子串电阻
调速
（3）变极对数调速
（4）变压变频调速
（5）转差离合器调速
（6）绕线电机串级调速或双馈电机调速。
2、调速系统的稳态指标和动态指标：
稳态指标：调速范围、静差率
动态指标：抗扰性、跟随性
3、在转速负反馈直流调速系统中，当电网电压、负载
转矩、电动机励磁
电流、电枢电阻变
化时会引起转速
变化。
sm
s ωω≤3/21112
20C ?--??
??
?
???=????????????-=??????βαβα????i i C i i i i r s q d 2/2cos sin sin cos
4、变频调速矢量控制系统
（1）变频调速矢量的目的：等效成直流电机的控制模式。
（2）不同坐标下矢量变换的等效原则：在不同坐标下所产生的磁动势完全一致
（3）变频调速矢量控制坐标变换：三相对称的静止绕组A、B、C→两相静止绕组α、β→旋转的直流绕组M、T
5、转速、电流双闭环直流拖动系统起动过程的三个特点，为什么转速调节器采用调节器时（无转速微
分负反馈），转速
超调是必然的？
（1）饱和非线性；
转速超调；准时间
最优
（2）出现超调后，
速度调节器退出
饱和，系统进入转
速的无静差调节。
6、转差频率控制
规律：
（1）在≤的范围
内，转矩基本上与
成正比，条件是气
隙磁通不变。
（2）在不同的定
子电流值时，按函
数关系＝f（W1，）
控制定子电压和
频率，就能保持气
隙磁通恒定。
7、直流可逆拖动
系统中什么是配
合控制？采用什
么方法抑制可逆
系统直流环流？
（1）正反并联的
两组变流器的控
制角满足α（正）
＝β（反）
（2）采用配合控
制可以克服直流
平均环流，加均衡
电抗器抑制直流
脉动环流。
8、转速、电流上
闭环调速系统稳
态运行时，两个调
节器的输入偏差
电压和输出电压
各是多少？
两个调节器的输
入偏差电压都为
0。输出β，
9、限幅作用：
转速调节器的输
出限幅电压决定
了电流给定电压
的最大值。
电流调节器的输
出限幅电压限制
电力电子变换器
的最大输出电压。
10、异步电机变频
调速压频协调分
析
（1）异步电机变
频调速时为何要
压频协调控制？
只要控制好和f1，
便可达到控制磁
通的目的。
（2）在整个调速
范围内，保持电压
恒定是否可行？
不。基频以上调
速，保持。
（3）为何在基频
以下时采用恒压频比控制，而在基频以上保持电压恒定？
基频以下调速，采用恒值电动势频率比的控制方式：≈，恒压频比的控制方式：基频以上调速，保持。
低频时需要人为地把电压抬高一些，以便近似的补偿定子压降。
基频以上调速，定子电压却不可能超过额定电压，最多只能保持，弱磁升速，是一种弱磁调速。
11、开环系统机械特性和比例控制闭环系统静特性的关系
（1）闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多
（2）闭环系统的静差率要比开环系统小得多
（3）如果所要求的静差率一定，闭环系统可以大大提高调速范围
op
cl
D
K
D)
1(+
=
一、简答题（每小题6分，共42分） 1、调速系统的静态性能指标有哪些？它们是怎么定义的？它们之间有什么关系？ 2、在转速、电流双闭环调速系统中，若电流调节器采用PI 调节器，其作用是什么？其输出限幅值应如何整定？ 3、典型I 型系统和典型Ⅱ型系统在稳态误差和动态性能上有什么区别？ 4、双闭环系统的起动过程有何特点？为什么一定会出现转速超调？ 5、在逻辑控制的无环流可逆调速系统中，实现无环流的原理是什么？ 6、异步电动机串级调速机械特性的特征是什么？ 7、交流异步电动机数学模型具有哪些性质？ 二、选择题（每小题3分，共18分） 8、关于变压与弱磁配合控制的直流调速系统中，下面说法正确的是（ ）。 A 当电动机转速低于额定转速时，变压调速，属于恒转矩性质调速。 B 当电动机转速高于额定转速时，变压调速，属于恒功率性质调速。 C 当电动机转速高于额定转速时，弱磁调速，属于恒转矩性质调速。 D 当电动机转速低于额定转速时，弱磁调速，属于恒功率性质调速。 9、在晶闸管反并联可逆调速系统中，βα=配合控制可以消除（ ）。 A 直流平均环流 B 静态环流 C 瞬时脉动环流 D 动态环流 10、在三相桥式反并联可逆调速电路和三相零式反并联可逆调速电路中，为了限制环流，需要配置环流电抗器的数量分别是（ ）。 A 1个和2个 B 2个和1个 C 2个和4个 D 4个和2个 11、交流异步电动机采用调压调速，从高速变到低速，其转差功率（ ）。 A 不变 B 全部以热能的形式消耗掉了 C 大部分回馈到电网中 12、异步电动机串级调速系统中，串级调速装置的容量（ ）。 A 随调速范围的增大而增大 B 随调速范围的增大而减小 C 与调速范围无关 D 与调速范围有关，但关系不确定 13、在恒压频比控制（即1ωs U =常数）的变频调速系统中，在基频以下变频调速时进行定子电压补偿，其目的是（ ）。 A 维持转速恒定 B 维持定子全磁通恒定 C 维持气隙磁通恒定 D 维持转子全磁通恒定 三、计算题（共40分） 14（20分）、某转速负反馈单闭环直流调速系统的开环放大系数K=20；电动机参数为：U N =220V 、I N =68.6A 、R a =0.23Ω、n N =1500 r/min 、GD 2 =10 N ·m 2；电枢回路总电阻R Σ=0.5Ω（包括R a ）, 电枢回路总电感L ∑=30 mH ；晶闸管整流装置采用三相桥式电路。试求： （1）满足静差率S ≤5%的调速范围有多大？ （2）电动机带额定负载运行的最低速是多少？ （3）画出转速单闭环调速系统的动态结构图。 （4）判断该系统动态是否稳定。 15（20分）、单闭环负反馈系统调节对象的传递函数为： ) 1005.0)(1045.0)(16.0(20 ) (+++s s s s W obj 试用PI 调节器将其校正成典型Ⅰ型系统，写出调节器传递函数。画出调节器电路图，计算调节器RC 元件参数。若在设计过程中对调节对象的传递函数进行了近似处理，说明是何种近似。 ( 要求:阻尼比 ξ=0.707, 调节器输入电阻R 0=40K Ω) 2008 ——2009 学年第 一 学期 《电力拖动控制系统》课程考试试卷（ A ）卷答案及评分标准 一、简答题（每小题6分，共42分） 1、调速系统的静态性能指标有 ①转速降N n n n -=?0 ②调速范围m in m in m ax n n n n D N == ③静差率0 n n s ?= 它们之间的关系为：) 1(s n s n D N -?= 2、（6分）答：电流调节器（ACR ）的作用：1）对电网电压波动起及时抗扰作用；2）起动时保证获得允许的最大电流dm I ；3）在转速调节过程中，使电流跟随给定电压*i U 变化；4）当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。 电流调节器（ACR ）的输出限幅值：s dm e s d0cm K R I n C K U U N += = 3、（6分）答：稳态误差：对于典型I 型系统，在阶跃输入下，稳态时是无差的；但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，且与K 值成反比；在加速度输入下稳态误差为∞ 。对于典型II 型系统，在阶跃和斜坡输入下，稳态时均无差；加速度输入下稳态误差与开环增益K 成反比。 动态性能：典型 I 型系统在跟随性能上可以做到超调小，但抗扰性能稍差；典型Ⅱ型系统的超调量相对较大，抗扰性能却比较好。 4、（6分）解：(1) 特点：1)饱和非线性控制 2) 转速超调（退饱和超调）3)准时间最
电力拖动知识点整理 第二章 1.脉宽调制 答:利用电力电子开关的导通与关断，将直流电压变成连续可变的电压，并通过控制脉冲宽度或周期达到变压变频的目的。 2. 直流蓄电池供电的电流可反向的两象限直流斩 波调速系统，已知:电源电压Us=300V，斩波器占空 比为30%,电动机反电动势E=100V，在电机侧看， 回路的总电阻R=1Ω。问蓄电池的电流Id是多少是 放电电流还是充电电流 答:因斩波电路输出电压u0的平均值: U0=ρ ×Us=30%×300=90 V < Ea Id=( U0- E)/ R=(90-100)/1=-10A 是充电电流,电动机工作在第Ⅱ象限的回馈制动状态, 直流蓄电池吸收能量。 3. PWM调速系统的开关频率 答: 电力晶体管的开关频率越高，开关动态损耗越大；但开关频率提高，使电枢电流的脉动越小，也容易使电流连续，提高了调速的低速运行的平稳性，使电动机附加损耗减小；从PWM变换器传输效率最高的角度出发，开关频率应有一个最佳值；当开关频率比调速系统的最高工作频率高出10倍左右时，对系统的动态特性的影响可以忽略不计。 4．静差率s与空载转速n0的关系 p19 答：静差率s与空载转速n0成反比，n0下降，s上升。所以检验静差率时应以最低速时的静差率为准。 5. 反馈控制有静差调速成系统原理图,各部件的名称和作用。
答： ①比较器： 给定值与测速发电机的负反馈电压比较,得到转速偏差电压ΔUn 。 ②比例放大器A ：将转速偏差电压ΔUn 放大，产生电力电子变换器UPE 所需的控制电压Uc 。 ③电力电子变换器UPE ：将输入的三相交流电源转换为可控的直流电压Ud 。 ④M 电机：驱动电机。 ⑤TG 发电机：测速发电机检测驱动电机的转速。 ⑥电位器：将测速发电机输出电压降压，以适应给定电压幅值Un*。 6．分析转速负反馈单闭环调速系统的基本性质,说明单闭环调速系统能减少稳态速降的原因，改变给定电压或者调整转速反馈系数能否改变电动机的稳态转速为什么 答：负反馈单闭环调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降的变化。 稳态转速为： 从上式可得：改变给定电压能改变稳态转速；调整转速反馈系数，则K 也要改变，因此也能改变稳态转速。 7．闭环空载转速ncl 比开环空载转速nop 小 多少如何保证ncl=nop p23 答: ncl 是nop 的1/（1+K ）。欲使ncl=n0p 有两种办法： （1）若给定电源可变，则 (1)gb gk U U K =+。 （2）一般不能改变给定电源，则在控制器中引入KP 为好。 cl cl e d e n s p n n K C RI K C U K K n ?-=+-+=0*) 1()1(
西交《电力拖动自动控制系统》在线作业 试卷总分:100 得分:0 一、单选题(共30 道试题,共60 分) 1.转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是( )。 A.PID B.PI C.P D.PD 正确答案:B 2.静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率( )。 A.越小 B.越大 C.不变 D.不确定 正确答案:A 3.下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是( )。 A.降电压调速 B.串级调速 C.变极调速 D.变压变频调速 正确答案:D 4.可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行,实现无静差调速的是( )。 A.比例控制 B.积分控制 C.微分控制 D.比例微分控制 正确答案:B 5.控制系统能够正常运行的首要条件是( )。 A.抗扰性 B.稳定性 C.快速性 D.准确性 正确答案:B 6.在定性的分析闭环系统性能时,截止频率ωc越低,则系统的稳定精度( )。
A.越高 B.越低 C.不变 D.不确定 正确答案:A 7.常用的数字滤波方法不包括( )。 A.算术平均值滤波 B.中值滤波 C.中值平 D.均滤波几何平均值滤波 正确答案:D 8.转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是( )。 A.ACR B.AVR C.ASR D.ATR 正确答案:A 9.双闭环直流调速系统的起动过程中不包括( )。 A.转速调节阶段 B.电流上升阶段 C.恒流升速阶段 D.电流下降阶段 正确答案:D 10.直流双闭环调速系统中出现电源电压波动和负载转矩波动时,( )。 A.ACR抑制电网电压波动，ASR抑制转矩波动 B.ACR抑制转矩波动，ASR抑制电压波动 C.ACR 放大转矩波动，ASR抑制电压波动 D.ACR放大电网电压波动，ASR抑制转矩波动 正确答案:A 11.下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是( ) A.饱和非线性控制 B.转速超调 C.准时间最优控制 D.饱和线性控制
电机与拖动基础知识重 点 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
电机与拖动基础总复习 试题类型 一、填空题（每题1分，共20分） 二、判断题（每题1分，共10分） 三、单项选择题（每题2分，共20分） 四、简答题（两题，共15分） 五、计算题（三题，共35分） 电力拖动系统动力学基础 1．电力拖动系统一般由电动机、生产机械的传动机构、工作机构、控制设备和电源组成，通常又把传动机构和工作机构称为电动机的机械负载。 2．电力拖动运动方程的实用形式为 由电动机的电磁转矩T e 与生产机械的负载转矩T L 的关系： 1）当T e = T L 时， d n /d t = 0，表示电动机以恒定转速旋转或静止不动，电力拖动系统的这种运动状态被称为静态或稳态； 2）若T e ＞T L 时， d n /d t ＞0，系统处于加速状态； 3）若T e ＜T L 时， d n /d t ＜0，系统处于减速状态。 也就是一旦 d n /d t ≠ 0 ，则转速将发生变化，我们把这种运动状态称为动态或过渡状态。 3．生产机械的负载转矩特性： t n GD T T d d 3752L e = -
直流电机原理 1．直流电动机主要由定子、转子、电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。 定子由机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成。转子（又称电枢）由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。 2．直流电机的绕组有五种形式：单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组和蛙绕组（叠绕和波绕混合绕组）。 3 极距、绕组的节距（第一节距、第二节距、合成节距）的概念和关系。 4 单叠绕组把每个主磁极下的元件串联成一条支路，因此其主要特点是绕组的并联支路对数a 等于极对数n p 。 5 电枢反应：直流电机在主极建立了主磁场，当电枢绕组中通过电流时，产生电枢磁动势，也在气隙中建立起电枢磁场。这时电机的气隙中形成由主极磁场和电枢磁场共同作用的合成磁场。这种由电枢磁场引起主磁场畸变的现象称为电枢反应。 6 直流电机的励磁方式： dn dT dn dT L e
《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K p，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：U d减少，转速n不变、U d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：42.5N?M， 3.41N?M 3.答案：T=62.92N?M，n=920r/min，cosФ=0.78 4.答案：α=0。时n0=2119r/min, α=30。时n0=1824r/min，α=31.1。，cosФ=0.82，s=0.0395。 5.答案：D=4.44，s=0.048，Δn=5.3r/min。 6.答案：系统允许的稳态速降：3.06r/min，开环放大系数：31.7 7.答案：系统的开环放大系数从4.7变为17.9 8.答案：s=0.86，Δn cl=5.56r/min，K p=27.8，α=0.0067V?min/r。 9.答案：调速围D=10，允许静差率s=10%。 10.答案：允许的静态速降Δn cl=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.跟随抗扰环ACR 外环ASR 2.典型Ⅰ型典型Ⅱ型
《电力拖动控制线路与技能训练》教学大纲及复习习题库 版本：中国电力出版社 主编：程建龙 定价：29.80元 适用班级：13电大二 代课人：田芳于长超 出题人：田芳于长超 制定时间：2014年 审核人：
电力拖动》教学大纲 第一章异步电动机的基本控制线路及常用低压电器 掌握：低压电器的使用维护、型号命名、选择、安装。掌握手动、点动、连续等常规电路的原理、分析方法。 重难点：低压电器的范围及应用、低压电器的分类、常用低压配电电器及其使用注意事项、常用低压控制电器及其使用注意事项，电路原理分析。 第二章直流、同步电动机基本控制线路及控制线路设计方法了解：直流电动机的结构与原理 重难点：他励直流电动机的基本控制线路 删除：并励直流电动机的基本控制线路、串励直流电动机的基本控制线路第三章常用机械的电气控制线路 了解：常用控制线路电路分析、生产机械电器控制设备的维护及检修方法。重难点：生产机械电器控制设备的原理分析。 第四章电动机的自动调速及其调试与维修概述（删除）
电力拖动试题库 重点部分 绪论 一、填空 1、电源分交流电源和（）。 二、名词解释 2、电力拖动 三、简答 3、电力拖动装置一般由哪几部分组成？ 4、电力拖动装置中电动机的作用是什么？ 5、按电动机的组合数量来分，电力拖动的发展经历了哪几个阶段？ 第一章异步电动机的基本控制线路及常用低压电器 第一节三相异步电动机的手动正转控制线路 一、填空 6、低压断路器类型品种很多，常用的有（）、框架式、（）、漏电保护式。 7、低压熔断器广泛用于低压配电系统和控制系统中，主要用作（）保护。 8、低压熔断器在使用时（）联在被保护的电路中。 9、负荷开关分为（）负荷开关和封闭式负荷开关两种。 10、负荷开关一般在照明电路和功率小于（） KW的电动控制线路中。 11、低压断路器又称（）。 13、低压控制电器依靠人力操作的控制电器称为 ( ) 。 14、低压控制电器根据信号能自动完成动作的称为 ( ) 。 15、断路器的文字符号是 ( ) 。 17、熔断器文字符号是（）。 18、负荷开关分为（）负荷开关和封闭式负荷开关两种。 19、开启式负荷开关文字符号是（）。 20、封闭式负荷开关文字符号是（）。 21、组合开关文字符号是（）。
A C 1 异步电机的矢量控制理论 本章首先阐述异步电动机的三相坐标系下的数学模型，然后根据坐标变换理论，得到了它在两相静止坐标系下和两相同步坐标系下的数学方程，在此基础之上介绍了异步电机的矢量控制原理【14】。 1.1 异步电机的数学模型 由于异步电机矢量控制调速系统的控制方式比较复杂，要确定最佳的方式，必须对系统动静态特性进行充分的研究。异步电机本质上是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，为了便于研究，一般进行如下假设: （1)三相定子绕组和转子绕组在空间均分布，即在空间互差所产生的磁动势沿气隙圆周按正弦分布，并忽略空间谐波; (2)各相绕组的自感和互感都是线性的，即忽略磁路饱和的影响; (3)不考虑频率和温度变化对电阻的影响; (4)忽略铁耗的影响。 无论三相异步电动机转子绕组为绕线型还是笼型，均将它等效为绕线转子，并将转子参数换算到定子侧，换算后的每相绕组匝数都相等。这样异步电机数模型等效电路如图1.1所示。 120o
A A A s A s A B B B s B s B C C C s C s C d u i R i R p dt d u i R i R p dt d u i R i R p dt ψψψψψψ?=+=+???=+=+?? ? =+=+?? a a a r a r a b b b r b r b c c c r c r c d u i R i R p dt d u i R i R p dt d u i R i R p dt ψψψψψψ? =+=+?? ? =+=+?? ? =+=+?? /du dt 图1.1 异步电机的物理模型 图1.1中，定子三相对称绕组轴线A 、B, C 在空间上固定并且互差 ， 转子对称绕组的轴线a 、b 、 c 随转子一起旋转。我们把定子A 相绕组的轴线作 为空间参考坐标轴，转子a 轴和定子A 轴间的角度作为空间角位移变量。规定各绕组相电压、电流及磁链的正方向符合电动机惯例和右手螺旋定则。这样，我们可以得到异步电机在三相静止坐标系下的电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 1.1.1 异步电机在三相静止坐标系下的数学模型 1、三相定子绕组的电压平衡方程为 (1-1) 式中以微分算子P 代替微分符号 相应地，三相转子绕组折算到定子侧的电压方程 (1-2) 式中：为定子和转子相电压的瞬时值； 为定子和转子相电流的瞬时值； 为定子和转子相磁链的瞬时值； 为定子和转子电阻。 将定子和转子电压方程写成矩阵形式： 120o θ,,,,,A B C a b c u u u u u u ,,,,,A B C a b c i i i i i i ,,,,,A B C a b c ψψψψψψ,s r R R
根据电动机的分类，电力拖动分为交流拖动系统和直流拖动系统。用交流异步电动机和交流同步电动机拖动生产机械的系统称为交流拖动系统；以直流电动机拖动生产机械的系统称为直流拖动系统。 根据系统中电动机的数量，电力拖动又分为单机拖动系统和多机拖动系统。单机拖动系统结构简单，应用较广；多机拖动常用于大功率和有特殊控制要求的系统中。 什么是电力拖动？电力拖动系统由哪几部分组成？各部分有何作用？电力拖动是以电力为原动力，通过电气设备（如电动机等）带动生产机械来完成一定的生产任务。电力拖动系统由电源、电动机、生产机械和控制设备等4个基本部分组成。电源的作用是用以向拖动系统提供能源。电动机是生产机械的原动力，它的作用是将电能转变为机械能带动生产机械工作。生产机械是电动机拖动的对象，如提升机、通风机、水泵等。有时生产机械需要改变运行方式传递动力，电动机通过传动装置拖动生产机械完成生产工艺。控制设备是按照生产机械的要求去控制电动机的启动、调速、制动等运行过程的。 采用电动机拖动有哪些优点？ （1）电能输送方便、经济、便于分配 （2）可满足不同类型生产机械的需要，并且拖动效率高； （3）拖动性能好，能达到生产工艺要求的最佳工作状态； （4）能进行远距离监视、测量和控制，便于集中管理，容易实现生产过程的自动化。
机械特性：拖动系统中的转矩改变时，将导致系统速度的变化，它们之间的这种关系称为系统的转矩—转速特性，也称为机械特性。 电动机的机械特性可用特性方程式或特性曲线图表示，它是生产机械选配电动机和分析拖动系统的重要依据。 (P4) 固有机械特性：固有机械特性也称为自然特性，它是在电动机额定电压、额定频率（交流电动机）、额定励磁电流（直流电动机）的条件下，电动机回路无附加电阻或电抗时得到的机械特性。 人为机械特性：人为机械特性也称人工特性，是通过改变电动机的电压、频率、励磁电流以及串接电阻、电抗的方法而得到的机械特性。利用人为特性可以满足不同生产工艺过程的需要。 稳定工作点是指当拖动系统受到瞬时外来干扰后，系统能自动恢复到原来的静态工作点；否则为不稳定工作点。 工作点的稳定性是由电动机的机械特性和生产机械的机械特性二者之间的配合关系所决定的。 （P7） 直流电动机可将直流电转换为机械能，所以它需要直流电源供电。 直流电动机的结构主要由定子和转子两部分组成。定子用于产生磁场；转子通过换向器输入直流电流与磁场相互作用产生电磁转矩。直流电动机的转子通常称为电枢。 根据定子励磁绕组和电枢绕组连接方式的不同，直流电动机可分为他
第2章 三、思考题 2-1 直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？ 答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。特点略。 2-2 简述直流PWM 变换器电路的基本结构。 答：直流PWM 变换器基本结构如图，包括IGBT 和续流二极管。三相交流电经过整流滤波后送往直流PWM 变换器，通过改变直流PWM 变换器中IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。 2-3 直流PWM 变换器输出电压的特征是什么？ 答：脉动直流电压。 2=4 为什么直流PWM 变换器-电动机系统比V-M 系统能够获得更好的动态性能？ 答：直流PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流PWM 变换器的时间常数Ts 等于其IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。因fc 通常为kHz 级，而 f 通常为工频（50 或60Hz）为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过20，故直流PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。 2=5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什么？ 答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流PWM 变换器的输出。电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。 2-6 直流PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断路会产生什么后果？ 答：为电动机提供续流通道。若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。 2-7 直流PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？ 答：不是。因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负载电流，电机无法运转。2=8 泵升电压是怎样产生的？对系统有何影响？如何抑制？ 答：泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时，由于二极管整流器的单向导电性，使得电动机由动能转变为的电能不能通过整流装置反馈回交流电网，而只能向滤波电容充电，造成电容两端电压升高。泵升电压过大将导致电力电子开关器件被击穿。应合理选择滤波电容的容量，或采用泵升电压限制电路。 2-9 在晶闸管整流器-电动机开环调速系统中，为什么转速随负载增加而降低？ 答：负载增加意味着负载转矩变大，电机减速，并且在减速过程中，反电动势减小，于是电枢电流增大，从而使电磁转矩增加，达到与负载转矩平衡，电机不再减速，保持稳定。故负载增加，稳态时，电机转速会较增加之前降低。 2-10 静差率和调速范围有何关系？静差率和机械特性硬度是一回事吗？举个例子。 答：D=（nN/△n）（s/（1-s）。静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转速的稳定度的，）而机械特性硬度是用来衡量调速系统在负载变化下转速的降落的。 2-11 调速范围与静态速降和最小静差率之间有何关系？为什么必须同时提才有意义？ 答：D=（nN/△n）（s/（1-s）。因为若只考虑减小最小静差率，则在一定静态速降下，允许） 允许的最小转差率又大得不能满足要求。因此必须同时提才有意义。 2=12 转速单闭环调速系统有哪些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如
1．转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是 A．PID B．PI C．P D．PD 2．静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率 A．越小B．越大C．不变D．不确定 3．下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是 A．降电压调速B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速4．可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是 A．比例控制B．积分控制C．微分控制D．比例微分控制5．控制系统能够正常运行的首要条件是 A．抗扰性B．稳定性C．快速性D．准确性 6．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的稳定精度 A．越高B．越低C．不变D．不确定 7．常用的数字滤波方法不包括 A．算术平均值滤波B．中值滤波 C．中值平均滤波D．几何平均值滤波 8．转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是 A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 9．双闭环直流调速系统的起动过程中不包括 A.转速调节阶段 B.电流上升阶段 C.恒流升速阶段 D.电流下降阶段 11．下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是 A．饱和非线性控制B．转速超调 C．准时间最优控制D．饱和线性控制 12．下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是 A．降电压调速B．变极对数调速 C．变压变频调速D．转子串电阻调速 13．SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的 A．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波 14．下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是 A．高阶B．低阶C．非线性D．强耦合 15．在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是 A．故障保护B．PWM生成C．电流调节D．转速调节 16．比例微分的英文缩写是 A．PI B．PD C．VR D．PID 17．调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准 A．平均速度B．最高速C．最低速D．任意速度20．采用旋转编码器的数字测速方法不包括 A．M法B．T法C．M/T法D．F法 21．转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是 A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 22．下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中，错误的是A．只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的 B．反馈控制系统可以抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动
东华大学研究生课程论文封面 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的课程论文，是本人独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人 亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：洪豪 注：本表格作为课程论文的首页递交，请用水笔或钢笔填写。
步 电 机 的 矢 量 控 制 理 论 本章首先阐述异步电动机的三相坐标系下的数学模型，然后根据坐标变换理论，得 到了它在两相静止坐标系下和两相同步坐标系下的数学方程，在此基础之上介绍了异步 电机的矢量控制原理【14 】。 1.1异步电机的数学模型 由于异步电机矢量控制调速系统的控制方式比较复杂，要确定最佳的方式，必须对 系统动静态特性进行充分的研究。异步电机本质上是一个高阶、非线性、强耦合的多变 量系统，为了便于研究，一般进行如下假设： (1) 三相定子绕组和转子绕组在空间均分布， 即在空间互差1200 所产生的磁动势沿 气隙圆周按正弦分布，并忽略空间谐波； (2) 各相绕组的自感和互感都是线性的，即忽略磁路饱和的影响 ； (3) 不考虑频率和温度变化对电阻的影响； (4) 忽略铁耗的影响。 无论三相异步电动机转子绕组为绕线型还是笼型，均将它等效为绕线转子，并将转 子参数换算到定子侧，换算后的每相绕组匝数都相等。这样异步电机数模型等效电路如 图1.1所示。 图1.1异步电机的物理模型 图1.1中，定子三相对称绕组轴线 A 、B, C 在空间上固定并且互差1200 ，转子对 称绕组的轴线 a 、 b 、 c 随转子一起旋转。我们把定子 A 相绕组的轴线作为空间参考坐标 轴，转子a 轴和定子A 轴间的角度，作为空间角位移变量。规定各绕组相电压、电流及 磁链的正方向符合电动机惯例和右手螺旋定则。这样，我们可以得到异步电机在三相静 止坐标系下的电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 1.1.1异步电机在三相静止坐标系下的数学模型 1、三相定子绕组的电压平衡方程为 (1-1) 式中以微分算子P 代替微分符号 相应地，三相转子绕组折算到定子侧的电压方程 (1-2) 式中：U A ,U B ,U C ,U a ，U b ,U c 为定子和转子相电压的瞬时值； iA ，iB ，i C ，ia ，ib ，ic 为定子和转子相电流的瞬时值； 屮 屮 屮 屮 屮 屮 A, B, C, a, b, c 为定子和转子相磁链的瞬时值； Rs,Rr 为定子和转子电阻。 将定子和转子电压方程写成矩阵形式：
电机与拖动 绪论一、名词解释1. 磁场:电流周围的效应 2.磁动势（磁通势、磁势）:产生磁场的源泉 3.磁场强度:表征距离磁源即磁动势一定位置的地方，磁动势影响强度的一个物理量。 4.磁场感应强度（磁通密度）:表征距离磁源即磁动势一定位置的地方，磁动势感应能力强弱的一个物理量。 5.磁通量Φ：垂直穿过某一截面（面积为S）磁力线的数目 6.磁阻：就是磁力线通过磁路时所遇到的阻碍，磁阻与磁路的长度成正比，与磁路的磁导率成反比，并与磁路的截面积成反比 7电感：其实质表征的就是电磁装置电与磁转换能力的大小。 二、填空 1、在电机中磁场的几个常用量分别是磁动势、磁场强度、磁感应强度、磁通等。 2、进行磁路分析和计算时，常用到磁路的基本定律有全电流定律、磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫定律。 3、电机的电流有交、直流之分，所以，旋转电机也有直流电机与交流电机两大类。 4、旋转电机是一种机电能量转换的机电装置。 5、把电能转换机械能的电机称为电动机; 把机械能转换电能的电机称为电发电机。 三、判断题 1、垂直穿过线圈的磁通量随时间变化，必然会在线圈中产生感应电动势。（√） 2、棱次定律表明垂直穿过线圈的变化磁通，会在线圈中产生电动势。（√） 3、棱次定律表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场变化率的方向一致的。（×） 4、棱次定律表明线圈中的感生磁场的方向始终是与原磁场方向一致的。（×） 六、问答题 1.电磁作用原理的综述 有电流必定产生磁场，即“电生磁” ；磁场变化会在导体或线圈中产生感应电动势，即“动磁生电” ;载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，即“电磁生力” 第一章直流电机的原理与结构 一、名词解释 （一）1.电枢：在电机中能量转换的主要部件或枢纽部分 2.换向：直流电机电枢绕组元件从一条支路经过固定不动的电刷短路，后进入另一条支路，元件中的电流方向改变的过程。 3.额定值：在正常的、安全的条件下，电气设备所允许的最大工作参数。 （二） 1.电机：机电能量（或机电信号）转换的电磁装置 2.直流电机：直流电能与机械能量进行转换的电磁装置 3.直流发电机：把机械能量转换为直流电能的电磁装置 4.直流电动机：把直流电能转换为机械能量的电磁装置 5.交流电机：交流电能与机械能量进行转换的电磁装置 6.交流电动机：把交流电能转换为机械能量的电磁装置 7.交流发电机：把机械能量转换为交流电能的电磁装置 （三）第一节距：同一元件的两个元件边在电枢圆周上所跨的距离 （四）极距：相邻两个磁极轴线之间的距离 （五）电角度：磁场在空间变化一周的角度表示 二、填空 1、铁心损耗一般包括磁滞损耗、涡流损耗。
电力拖动自动控制系统试卷带答案
一、填空题 1. 直流调速系统用的可控直流电源有：旋转变流机组（G-M系统）、静止可控整流器（V-M统）、直流斩波器和脉宽调制变换器（PWM）。 2. 转速、电流双闭环调速系统的起动过程特点是饱和非线性控制、准时间最优控制和转速超调。 3. 交流异步电动机变频调速系统的控制方式有恒磁通控制、恒功率控制和恒电流控制三种。 4. 变频器从结构上看，可分为交交变频、交直交变频两类，从变频电源性质看，可分为电流型、电压型两类。 5. 相异步电动机的数学模型包括：电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 6. 异步电动机动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 7. 常见的调速系统中，在基速以下按恒转矩调速方式，在基速以上按恒功率调速方式。 8. 调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。 9. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。 10. VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制 11、转速、电流双闭环调速系统当中，两个调节器采用串级联接，其中转速反馈极性为负反馈、电流反馈极性为负反馈。12、直流斩波器的几种常见的控制方法：①T不变，变ton——
脉冲宽度调制（PWM）；②ton不变，变 T——脉冲频率调制（PFM）；③ton和T都可调，改变占空比——混合型。13、转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时，转速n取决于给定电压、ASR的输出量取决于负载电流。 14. 各种电力拖动自动控制系统都是经过控制电动机转速来工作的。 15. V-M系统中，采用三相整流电路，为抑制电流脉动，可采用的主要措施是设置平波电抗器。 16、在单闭环调速系统中，为了限制全压启动和堵转电流过大，一般采用电流截止负反馈。 17、在α＝β配合控制的直流可逆调速系统中，存在的是直流平均环流，可用串接环流电抗器抑制。 18、采用PI调节器的转速、电流双闭环系统启动时，转速调节器经历不饱和、饱和、退饱和三种状态。 二、选择题 1. 带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ） A、零； B、大于零的定值 C、小于零的定值； D、保持原先的值不变 2. 无静差调速系统的PI调节器中P部份的作用是（ D ） A、消除稳态误差； B、不能消除稳态误差也不能加快动态响应
第1章 绪论 1、电机的分类？ ①发电机(其她能→电能)直流发电机与交流发电机 ②电动机(电能→其她能) 直流电动机:有换向器直流电动机(串励、并励、复励、她励)与 无换向器直流电动机(又属于一种特殊的同步电动机) 交流电动机:同步电动机 异步电动机:鼠笼式、绕线式、伺服电机 控制电机:旋转变压器 自整角机 力矩电机 测速电机 步进电机(反应式、永磁式、混合式) 2、根据直流电机转速方程 n — 转速(r/min); U — 电枢电压(V) I — 电枢电流(A); R — 电枢回路总电阻( Ω ); Φ — 励磁磁通(Wb);Ke — 由电机结构决定的电动势常数。 三种方法调节电动机的转速:(1)调节电枢供电电压 U ; (2)减弱励磁磁通 Φ;(3)改变电枢回路电阻 R 。 调压调速:调节电压供电电压进行调速,适应于:U ≤Unom,基频以下,在一定范围内无级平滑调速。 弱磁调速:无级,适用于Φ≤Φnom,一般只能配合调压调速方案,在基频以上(即电动机额定转速以上)作小范围的升速。 变电阻调速:有级调速。 问题3:请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点,并说明今后电力传动系统的发展的趋势。 * 直流电机调速系统 优点:调速范围广,易于实现平滑调速,起动、制动性能好,过载转矩大,可靠性高,动态性能良好。 缺点:有机械整流器与电刷,噪声大,维护困难;换向产生火花,使用环境受限;结构复杂,容量、转速、电压受限。 * 交流电机调速系统(正好与直流电机调速系统相反) 优点:异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉,使用环境广,运行可靠,便于制造大容量、高转速、高电压电机。大量被用来拖动转速基本不变的生产机械。 缺点:调速性能比直流电机差。 * 发展趋势:用直流调速方式控制交流调速系统,达到与直流调速系统相媲美的调速性能;或采用同步电机调速系统、 第2章 闭环控制的直流调速系统 1、常用的可控直流电源有以下三种 ? 旋转变流机组——用交流电动机与直流发电机组成机组,以获得可调的直流电压。 ? 相控整流器——把交流电源直接转换成可控的直流电源。 ? 直流斩波器或脉宽调制变换器——先用不可控整流交流电变换成直流电,然后用PWM 脉宽调制方式调节输出的直流电压。 2、由原动机(柴油机、交流异步或同步电动机)拖动直流发电机 G 实现变流,由 G 给需要调速的直流电动机 M 供电,调节G 的励磁电流 i f 即可改变其输出电压 U ,从而调节电动机的转速 n 。 这样的调速系统简称G-M 系统,国际上通称Ward-Leonard 系统。 3、晶闸管-电动机调速系统(简称V-M 系统,又称静止的Ward-Leonard 系统), 4、晶闸管触发与整流装置的放大系数与传递函数 在动态过程中,可把晶闸管触发与整流装置瞧成就是一个纯滞后环节,其滞后效应就是由晶闸管的 Φ-=e C IR U n
电力拖动知识点总结 导读：电力拖动知识点总结 实训目的：通过电机与拖动的实训，能进一步掌握常用电工工具的使用，识别低压电器及电工材料，安装简单的电气线路，并了解电机拖动的工作原理。 实训内容：认识各种电工工具及使用方法，依照断电延时带直流能耗制动的 Y-△启动的控制电路的原理图，连接线路实训工具：热继电器、交流接触器、时间继电器、保险丝、空气开关、按钮、波浪钳、十字螺丝刀等 实训过程： 1、了解电工工具的使用方法及各电器的一些基本结构，如交流接触器有常开接口与常闭结口等，按钮有红绿黑三种颜色，每一种有分常开与常闭两种按钮。 2、初步了解断电延时带直流能耗制动的Y-△启动的控制电路的工作原理。 3、依照电路图一条线一条线开始接，以线路构成闭合回路来接电路，防止出现错误。 4、遇到的状况：⑴在接线过程中忘记用两种不同颜色的接电路图，以便把主线路与控制线路区分开来，便于出现错误时检查⑵在接线完后，开启电源开关时，电动机便开始运作。这是明显的错误，但由于线路多且导线颜色单。一，检查不出问题的所在⑶在检查不
出问题后，把导线拆卸下来，按电路图重新接上去，在此过程中终于发现原来把控制电路中的两条线一起接在同一个交流接触器的`常开接触点。 实训感想：虽然在这短短的实训过程中，由于时间及自己的不细心，没有把电路接成功，但学到的东西蛮多的。遇到不懂的东西，及时问老师或同学，例如交流接触器的结构如何看，加上自己的思考都得到了解决。 通过此次实训，我觉得细心有多么重要，就像自己所接的电路，因为两条线重接在一起，导致电动机不能正常工作，更严重的有些同学由于自己的马虎，出现了两次短路的情况，把电路线板都烧坏了。所以不管今后在做什么事，都有认真细心对待，尽力把事情做好，才能避免出现不必要的后果，我相信有认真付出就一定会有所收获，自己将会做得更好。 【电力拖动知识点总结】 1.产科知识点总结 2.负数知识点总结 3.师说知识点总结 4.除法知识点总结 5.电路知识点总结 6.分数知识点总结 7.大物知识点总结
一、填空题 1. 直流调速系统用的可控直流电源有：旋转变流机组（G-M系统）、静止可控整流器（V-M 统）、直流斩波器和脉宽调制变换器（PWM）。 2. 转速、电流双闭环调速系统的起动过程特点是饱和非线性控制、准时间最优控制 和转速超调。 3. 交流异步电动机变频调速系统的控制方式有恒磁通控制、恒功率控制和恒电流控 制三种。 4. 变频器从结构上看，可分为交交变频、交直交变频两类，从变频电源性质看，可分为 电流型、电压型两类。 5. 相异步电动机的数学模型包括：电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 6. 异步电动机动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 7. 常见的调速系统中，在基速以下按恒转矩调速方式，在基速以上按恒功率调速方 式。 8. 调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。 9. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。 10. VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制 11、转速、电流双闭环调速系统当中，两个调节器采用串级联接，其中转速反馈极性为负 反馈、电流反馈极性为负反馈。 12、直流斩波器的几种常用的控制方法：①T不变，变ton——脉冲宽度调制（PWM）； ②ton不变，变T——脉冲频率调制（PFM）；③ton和T 都可调，改变占空比——混合型。 13、转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时，转速n取决于给定电压、 ASR的输出量取决于负载电流。 14. 各种电力拖动自动控制系统都是通过控制电动机转速来工作的。 15. V-M系统中，采用三相整流电路，为抑制电流脉动，可采用的主要措施是设置平波电 抗器。 16、在单闭环调速系统中，为了限制全压启动和堵转电流过大，通常采用电流截止负反馈。 17、在α＝β配合控制的直流可逆调速系统中，存在的是直流平均环流，可用串接环 流电抗器抑制。 18、采用PI调节器的转速、电流双闭环系统启动时，转速调节器经历不饱和、饱和、退 饱和三种状态。 二、选择题 1. 带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ） A、零； B、大于零的定值 C、小于零的定值； D、保持原先的值不变 2. 无静差调速系统的PI调节器中P部份的作用是（D ）
学年度第二学期试卷一 《电力拖动控制线路与技能训练》 适用班级：出题人： 一．判断题。对的打“√”，错的打“×”（每题1分，共60分）1、低压断路器只能起控制电路接通和断开的作用，不能起保护作用。 ( ) 2、倒顺开关外壳上的接地螺钉应可靠接地。（） 3、按钮的触头允许通过的电流较小，一般不超过10A. 4、主令控制不使用时，手柄应停在零位。（） 5、接触器除用来通断大电流电路外，还具有欠电压和过电压保护功能。（） 6、交流接触器中主要的发热部件是铁心。（） 7、交流接触器的线圈一般做成细而长的圆筒形，以增强铁心的散热效果。（） 8、、按下复合按钮时，其常开触头和常闭触头同时动作。（） 9、交流接触器的线圈电压过高或过低都会造成线圈过热，甚至烧毁。（） 10、直流接触器铁心端面不需要嵌装短路环。（） 11、为了使直流接触器线圈散热良好，常常将线圈作成长又薄的圆筒形。（） 12、在用样电气参数下，熄灭直流电弧比熄灭交流电弧要困难。
（） 13、运行中的交流接触器，其铁心端面不允许涂油防锈。（） 14、继电器和零压继电器在线路正常工作时铁心和衔铁是不吸合的。（） 15、JZ7-4A型中间继电器有4对常开触头、4对常闭触头。（） 16、当电路发生短路或过载故障时，过电流继电器的触头即动作。（） 17、在电路正常工作时，欠电流继电器的衔铁与铁心始终是吸合的。（） 18、欠压继电器和零压继电器在线路正常工作时铁心和衔铁是不吸合的。（） 19、JS7-A系列断电延时型和通电延时型时间继电器的组成元件是通用的。（） 20、时间继电器金属底板上的接地螺钉必须与接地线可靠连接。（）21、热继电器都带断相保护装置。（） 22、熔断器和热继电器都是保护电器，两者可以互相代用。（） 23、带断相保护装置的热继电器只能对电动机作断相保护，不能做过载保护。（） 24、热继电器动作不准确时，可轻轻弯折热元件以调节动作值。（） 25、流过主电流和辅助电路中的电流相等。（） 26、电路图中一般主电路垂直画出时辅助电路要水平画出。（） 27、布置图中各电器的文字符号，必须与电路图和接线图的标注一致。（） 28、安装控制线路时，对导线的颜色没有具体要求。（） 29、按元件的明细表选配的电器元件可直接安装，不用检验。（）