08级考试题型及分数分配
1 判断题（15-20分，10~20小题）范围广，
2 选择题（15-20分，10~20小题）范围广
3 填空题（10分，10~20小题）内容深，细节区分
3 设计题（10分，1小题）
4 简述题（10-15分，3小题）
5 设计题（10-15分，2小题）
6 分析与计算题（15-20分，4小题）
7 证明题(10-15分，2小题)
直流调速系统
一判断题
1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖
动恒转矩负载。（Ⅹ）
2采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。（√）
3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实
现制动。（√）
4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（√）
5静差率和机械特性硬度是一回事。（Ⅹ）
6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（Ⅹ）
的大小并非仅取决于7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压U
k
*的大小。（√）
速度定 U
g
8双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。（Ⅹ）9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。（Ⅹ）
10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（√）
11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。（Ⅹ）与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。（Ⅹ）
12α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段（√）
13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。（Ⅹ）14 电压闭环相当于电流变化率闭环。（√）
15 闭环系统可以改造控制对象。（√）
16闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。
17直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。（√） 18 直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。（Ⅹ）
19电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。（√） 20对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。（√）
二 选择题
1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 ）。 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
2桥式可逆PWM 变换器给直流电动机供电时采用双极性控制方式，其输出平均电压d U 等于（B ）。
A s on d U T t U ??? ??-=1
B s on d U T t U ???
??-=12 C s on d U T t U = D s on d U T
t
U 2=
3与机组相比，相控整流方式的优点是（A 、B 、C 、D ），缺点是（ E 、F ）。
A 功率放大倍数小于1000倍
B 可逆运行容易实现
C 控制作用的快速性是毫秒级
D 占地面积小，噪音小
E 高次谐波丰富
F 高速时功率因数低 4系统的静态速降△ned 一定时，静差率S 越小，则（ ）。
A 调速范围D 越小
B 额定转速ed n 越大
C 调速范围
D 越大 D 额定转速ed n 越大
5当理想空载转速n 0相同时，闭环系统的静差率b s 与开环下的k s 之比为（ D ）。 A 1 B 0 （K 为开环放大倍数）
C 1+K
D 1/（1+K ） 6速度单闭环系统中，不能抑制（ D ）的扰动。
A 调节器放大倍数
B 电网电压波动
C 负载
D 测速机励磁电流
7转速—电流双闭环不可逆系统正常稳定运转后，发现原定正向与机械要求的正方向相反，需改变电机运行方向。此时不应（ C ）。
A 调换磁场接线
B 调换电枢接线
C 同时调换磁埸和电枢接线
D 同时调换磁埸和测速发电机接线 8一个设计较好的双闭环调速系统在稳态工作时（ C ）。
A 两个调节器都饱和
B 两个调节器都不饱和
C ST 饱和，LT 不饱和
D ST 不饱和，LT 饱和 9α＝β配合控制有环流可逆调速系统的主回路中（D ）
A 既有直流环流又有脉动环流
B 有直流环流但无脉动环流
C 既无直流环流又无脉动环流
D 无直流环流但有脉动环流
10普通逻辑无环流（既无推β又无准备）可逆调速系统中换向时待工作组投入工作时，电动机处于（ B ）状态。
Ａ 回馈制动 Ｂ 反接制动 Ｃ 能耗制动 Ｄ 自由停车
11双闭环直流调速系统电流环调试时，如果励磁电源合闸，电枢回路亦同时通电，给定 由ACR 输入端加入且产生恒定的额定电流，则 （ ）。（假定电机不带机械负载）
Ａ 电机会稳定运转 Ｂ 电机不会运转 Ｃ 电机会加速到最高转速 Ｄ过流跳闸
12速度单闭环系统中，不能抑制（ ）的扰动。
A 调节器放大倍数
B 电网电压波动
C 负载
D 测速机励磁电流
13 α＝β配合控制有环流可逆调速系统的主回路采用反并联接线，除平波电抗器外，还需要（ ）个环流电抗器。
A 2
B 3
C 4
D 1
14 转速PID 调节器的双闭环系统与转速PI 调节器的双闭环系统相比，（C ） A 抗负载干扰能力弱 B 动态速降增大
C 恢复时间延长
D 抗电网电压扰动能力增强 15 输入为零时输出也为零的调节器是
A P 调节器
B I 调节器
C PI 调节器
D PID 调节器 16 下列电动机哪个环节是比例惯性环节 A
)s (n )s (U d B )
s (I )s (U d C )s (E )s (U )s (I d d - D )s (I )s (I )
s (E fz d -
17 直流电动反并联晶闸管整流电源供电的可逆调速系统给定为零时，主要停车
过程是
A本桥逆变，回馈制动 B 它桥整流，反接制动
C它桥逆变，回馈制动 D 自由停车
18直流电动一组晶闸管整流电源供电的不可逆调速系统给定为零时，主要停车过程是
A本桥逆变，回馈制动 B 它桥整流，反接制动
C它桥逆变，回馈制动 D 自由停车
三填空题
1如图，埸效应管VT5的作用是零速封锁即在给定为零且反馈为零使调节器输出为零，以防止由于PI中由于积分作用输出不为零，使得移相控制角可能处于最小，出现全压启动导致过电流故障。电位器RP1可调整输出正限幅值，RP2可调整输出负限幅。C11是积分电容，C5和R9接入速度反馈构成微分调节器。
C6、C7是输入滤波电
容。
2电流断续时KZ—D
系统的机械特性变
软，相当于电枢回路
的电阻值增大。
4 脉宽调速系统中，
开关频率越高，电流
脉动越小，转速波动
越小，动态开关损耗
越大。
5 采用转速—电流双闭环系统能使电动机按允许的最大加速度起动，缩短起动时间。
7 典型I型系统的超调量比典型II型系统小，抗扰动性能比典型II型系统差。
8下图为单闭环转速控制系统。
(1)图中V是；
(2)图中L d是，它的作用是；
(3)图中采用的是调节器，它的主要作用
是 ；
(4)此系统主电路由 相交流电供电； (5)此系统具有 负反馈环节； (6)改变转速，应调节___________电位器；
(7)整定额定转速1500转/分，对应8V ，应调节___________电位器； (8)系统的输出量(或被控制量)是___________。 解：
(1)图中V 是 晶闸管整流器；
(2)图中L d 是平波电抗器 ，它的作用是 抑制电流脉动和保证最小续流电流 ；
(3)图中采用的是PI 即比例积分调节器，它的主要作用是 保证动静态性能满足系统要求； (4)此系统主电路由 三 相交流电供电； (5)此系统具有 转速（速度） 负反馈环节； (6)改变转速，应调节___RP1__电位器；
(7)整定额定转速1500转/分，对应8V ，应调节_RP2_电位器； (8)系统的输出量(或被控制量)是_转速_。
四 分析与计算题
1如下图，转速、电流双闭环调速系统中，ASR 、ACR 均采用PI 调节器。已知参数：电动机：KW P N 7.3=，V U N 220=，A I N 20=，min /1000r n N =，电枢回路总电
阻Ω=5.1R ，设V U U im nm
8*
*==，电枢回路最大电流为A I dm 40=，电力电子变换器的放大系数40=s K 。 试求：
（1） 电流反馈系数β和转速
反馈系数α；突增负载后
又进入稳定运行状态，则ACR 的输出电压c U 、变流装置输
出电压d U ，电动机转速n ，较之负载变化前是增加、减少，还是不变？为什么？
如果速度给定*
n U 不变时，要改变系统的转速，可调节什么参数？
（2） 若要改变系统起动电流应调节什么参数？此时，设*n U 为正电压信号，在
右图ASR 中应调节中哪个电位器？当电动机在最高转速发生堵转时
的c i i d U U U U ,,,*值；（10分）
解：(1)
A V I U rpm
V n U n U dm im
m nm n /5.040
8/008.01000
18**
*===
====βα
评分标准：各2.5分，公式对数值结果错扣1分，量纲错扣0.5分，公式错不给分。 (2)
c
n c U U K U K R
I U C K R I n C U I T n c s d s dL n e s L e c dL
L ==↑
=↑→+=+=↑→↑→,*
*
(3) 因为
,,**
α
αn
n n
U n n U U =
==所以调节α可以改变转速n 。
(4)因为d i i I U U β==*，起动时转速调节器ASR 饱和，输出限幅值dm im
I U β=*
，所以改变ASR 限幅值可以改变起动电流dm I ，*
n U 为正时，起动时ASR 输出为负，所以
应调节5RP 来改变起动电流。不能改变电流反馈系数，因为它还影响电流环的动特性。 (5)
V K R I n C K U U V R I U V
U U V U V U n
U U s d e s d c dm d i i n n n n 5.140
60
605.1408,0,8***==+==
=?========α
评分标准：分析出起动ASR 饱和，结果全对，满分；没有分析出起动ASR 饱和，没写公式扣3分，其它扣4-5分。
2双闭环调速系统中如反馈断线会出现什么情况，正反馈会出什么情况？
答：反馈断线后，0=n U ，ASR 饱和，输出为限幅值，转速环开环，相当于堵转，电流给定为ASR 的输出最大值，电流闭环，按最大电流值恒流加速，转速上升，但由于转速反馈断线，触发移相控制电压增大到极限，触发角最小移至
m in α，转速达到最高值。
e
dl d e dl d C R I U C R I U n ∑
∑-=-=
min 0cos α，同样，正反馈时，也是一样。
五（10分）
下图所示为控制系统实验装置中的过流保护单元电路原理图，试简述其工作
原理。
解： 当主电路电流超过某一数值后(2A 左右)，由9R3，9R2上取得的过流信号电压超过运算放大器的反向输入端，使D 触发器的输出为高电平，使晶体三极管V 由截止变为导通，结果使继电器K 的线圈得电，继电器K 由释放变为吸引，它的常闭触点接在主回路接触器的线圈回路中，使接触器释放，断开主电路。并使发光二极管亮，作为过流信号指示，告诉操作者已经过流跳闸。
SA 为解除记忆的复位按钮，当过流动作后，如过流故障已经排除，则须按下以解除记忆，恢复正常工作。
六 设计题
1校正为典型I 型系统的几种调节器选择
校正为典型II 型系统的几种调节器选择
2已知控制对象开环传递函数12212
,)
1)(1()(T T s T s T K s G >++=
，
试加入串联调节器)(s W c 将其校正为开环典型I 型系统，并求调节器结构和参数 （15分）
2
212221212,111
)1)(1()1()()
1)(1()
()1()()()(T s T s T T s
s K K s T s T Ts s K s W s T s T K s W Ts s K
s W s G s W pi
c c ob c =+=+∴>+=+++=
++=+==ττττ
τ
pi ob K K s T s s W 21)1(1
)(+=
2
12
21122222
1K T T K T K T K K T K K KT pi
pi
pi
=
=∴=
=
=∴τ
τ
τ
所以，调节器的结构为PI 调节器，参数如上式。
评分标准 写出结构为PI ，并计算参数pi K ,τ给全分；如只计算τ，而没有计算pi K 扣5分；如将1T =τ写错者，扣2分；没写出结构，扣5分。 3写出下图电路的传递函数。
RC ，T R K TS TS K TS TS R RCSR RCS U U U RCS CS
CS
R U R U P P C R R
R c ==
+?
-=+?-=+-=+-=+
-=1
1
1
11111111ααααα 4计算电机空载时恒流升速到额定转速时间
N
N e m
N N
e m e e N N
e I n C R /T I n c c c R GD T n GD t t
n GD T λλΦΦ====
22
22375375375 五 证明题（10分）
定义 调速范围m in m ax
n n D =
，静差率0
n n S N ?=，而最高转速N n n =max （额定转速）
试证明 （1）)
1(s n s
n D N N -?=
（5分）
（2）单转速闭环系统稳态结构如左图所示，如所要求的开环靜差率k s 与闭环靜差率p s 相等，即k p s s =，而闭环调速范围为CL D ，开环调速范围为OP D 。 试证明 1CL OP D (K )D =+，式中e
s p C K K K α=（5分）
证：1N
N
N n n n n n S ?+?=
?=
min 0 N N N n S
S n S n n ?-=?-?=
)1(min )
1(min min max S n S
n n n n n D N N N -?=
==
证毕。
2
K
n n C RI
n k
p e
d
k +?=
?=?1)1()1(p p p N p k k k
N k S n S n D S n S n D -?=-?=
p p k p p k k p D K D K n n D D S S )1(11
+=+=??=∴=
证毕。
K
n n C RI
n k
p e
d
k +?=
?=?1)1()1(p p p N p k k k
N k S n S n D S n S n D -?=-?=
p p k p p k k p D K D K n n D D S S )1(11
+=+=
??=∴=
试证明 （1）N N N n D
S n n D
??=
+（5分）
（2）单转速闭环系统稳态结构如左图所示，假定开环理想空载转速k n 0与闭环理想空载转速p n 0相等，即p k n n 00=，
试证明 开环静差率p k S K S )1(+=（p S 为开环静差率），式中e
s p C K K K α=（5分）
证：1N
N
N n n n n n S ?+?=
?=
min 0 N N N n S
S n S n n ?-=?-?=
)1(min 1max N N min min N N N N n n n S D n n n (S )
n D
S n n D
???=
==
-∴=
+
证毕。 2 K
n n C RI n k
p e
d k +?=
?=
?1p
k n n 00=p
k op
p p k k
k S K S n n S n n S )1(,0+=∴?=?=
交流调速系统
一 判断题
1交—交变频器的输出频率低于输入频率。（√） 2普通VVVF 变频器可以直接突加转速给定起动。（Ⅹ）
3转差频率控制的转速闭环异步电动机变频调速系统实际动静态性能达到直流双闭环调速系统的水平。（Ⅹ）
4 SVPWM 控制方法的直流电压利用率比一般SPWM 提高了15%。（√） 5串级调速系统的容量随着调速范围的增大而下降。（Ⅹ） 6交流调压调速系统属于转差功率回馈型交流调速系统。（Ⅹ）
7普通串级调速系统是一类高功率因数低效率的仅具有限调速范围的转子变频调速系统。（√）
8串级调速系统能够实现电气制动。（Ⅹ）
9交流调压调速系统属于转差功率不变型交流调速系统。（Ⅹ）
10计算转子磁链的电压模型更适合于中、高速范围，而电流模型能适应低速。 11SVPWM 以圆形旋转磁场为控制目标，而SPWM 以正弦电压为控制目标。（√） 12SVPWM 输出电压比SPWM 高出15%，即直流电压的利用率高。（√） 13 转差频率矢量控制系统没有转子磁链闭环。（Ⅹ）
14 异步电动机VVVF 调速系统中速度给定信号可以是阶跃信号。（Ⅹ） 15气隙磁链是定子、转子通过气隙相互交链的那部分磁链。（√） 16 在串级调速系统故障时，可短接转子在额定转速下运行，可靠高。（√）
二 选择题
1带二极管整流器的SPWM 变频器是以正弦波为逆变器输出波形，是一系列 的 （A ）矩形波。
A 幅值不变，宽度可变
B 幅值可变，宽度不变
C 幅值不变，宽度不变
D 幅值可变，宽度可变
2绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（B ）
A 10<
B 0
C 10<
D 0
A 转速上升，功率因数下降
B 转速下降，功率因数上升
C 转速上升，功率因数上升
D 转速下降，功率因数下降
4绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子
反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（C ） Ａ1n n <，输出功率低于输入功率 B 1n n <，输出功率高于输入功率 C 1n n >，输出功率高于输入功率 D 1n n >，输出功率低于输入功率 （注：n 为电动机实际转速，1n 为电动机同步转速）
5与矢量控制相比，直接转矩控制（D ）
A 调速范围宽
B 控制性能受转子参数影响大
C 计算复杂
D 控制结构简单 6异步电动机VVVF 调速系统的机械特性最好的是（C ） A 恒11ωU 控制 B 恒1ωg
E 控制 C 恒1ωr E 控制 D 恒11ωI 控制
7异步电动机VVVF 调速系统中低频电压补偿的目的是（B ）
A 补偿定子电阻压降
B 补偿定子电阻和漏抗压降
C 补偿转子电阻压降
D 补偿转子电阻和漏抗压降 8异步电动机VVVF 调速系统的机械特性最好的是（D ）
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 9电流跟踪PWM 控制时，当环宽选得较大时，（C ）
A 开关频率高，
B 电流波形失真小
C 电流谐波分量高
D 电流跟踪精度高
三 填空题（10分）
下图为异步电动机矢量控制原理结构图，A ，B ，C ，D 分别为坐标变换模块，请指出它们分别表示什么变换？（8分）这些变换的等效原则是什么（2分）？
解：A 矢量旋转逆变换 1-VR ，B 二相静止坐标变成三相静止坐标变换
C 三相静止坐标系变成二相静止坐标变换
D 矢量旋转变换 VR ，将二相静止坐标下的互相垂直的交流信号变换成二相旋转的互相垂直的直流信号。 等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效
下图为异步电动机矢量变换与电流解耦数学模型，A ，B 分别为坐标变换模块，请指出它们分别表示什么变换？（8分）这些变换的等效原则是什么（2分）？
解： A 三相静止坐标系变成二相静止坐标变换 B 矢量旋转变换 VR 将二相静止坐标下的互相垂直的交流信号变换成二相旋转的互相垂直的直流信号。其等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效。
四设计题
间接检测s ?的方法有两种，即电流模型法与电压模型法。
计算转子磁链的电流模型
1在αβ坐标系上计算转子磁链的电流模型
1
1
r m r r s r r r m r r s r r
d L i dt T T d L i dt T T ααβαβ
βαβψψωψψψωψ=--+=-++
在mt 坐标系上计算转子磁链的电流模型
11
m r r sm r r
m
st
r r
L d i dt T T L i T ψψωωψ=-+=+
2.在αβ坐标系上计算转子磁链的电压模型
[()][()]r
r s s s s s m
r r s s s s s m
L u R i dt L i L L u R i dt L i L ααααβ
βββψσψσ=--=--??
3定子磁链计算模型
右图为异步电动机直接转矩控制的原理框图。
β
ββαααψψs s s s s s s s p i R u p i R u +=+=，式中dt
d p =
假定已经检测到的三相电压c B A u u u ,,和三相电流C B A i i i ,,，试根据上式画出计算定子磁链s ψ（即右图中的1ψ）的模型方框图。 解：
4定子转矩计算模型
)
i (i n T s s p βααβψψs s -=
五 简述题
下图为调速范围D ≤3的串级调速系统主回路单线原理框图，试说明起动时各电器开关正确的合闸顺序和停机时的分闸顺序，并说明理由。（15分）
间接起动操作顺序
1.先合上装置电源总开关S ，使逆变器在 βmin 下等待工作。
2.然后依次接通接触器K 1 ，接入起动电阻R , 再接通K 0 ，把电机定子回路与电网接通，电动机便以转子串电阻的方式起动。
3.待起动到所设计的n min （s max ）时接通K 2 ，使电动机转子接到串级调速装置，然后断开K 1 , 切断起动电阻，此后电动机就可以串级调速方式继续加速到所需的转速运行。 停车操作顺序
1.由于串级调速没有制动能力，应先将转速降至n min , 再合上K 1 ，然后断开K 2 ，使电动机转子回路与串级调速装置脱离；
2.最后断开K 0 ，以防止当K 0断开时在转子侧感生断闸高电压而损坏整流器与逆变器。
交流调速系统 一判断题 1交—交变频器的输出频率低于输入频率。（） 2普通VVVF变频器可以直接突加转速给定起动。（） 3转差频率控制的转速闭环异步电动机变频调速系统实际动静态性能达到直流双闭环调速系统的水平。（） 4 SVPWM控制方法的直流电压利用率比一般SPWM提高了15%。（） 5串级调速系统的容量随着调速围的增大而下降。（） 6交流调压调速系统属于转差功率回馈型交流调速系统。（） 7普通串级调速系统是一类高功率因数低效率的仅具有限调速围的转子变频调速系统。（） 8串级调速系统能够实现电气制动。（） 9交流调压调速系统属于转差功率不变型交流调速系统。（） 10计算转子磁链的电压模型更适合于中、高速围，而电流模型能适应低速。 11SVPWM以圆形旋转磁场为控制目标，而SPWM以正弦电压为控制目标。（） 12 转差频率矢量控制系统没有转子磁链闭环。（） 13 异步电动机VVVF调速系统中速度给定信号可以是阶跃信号。（） 14气隙磁链是定子、转子通过气隙相互交链的那部分磁链。（） 15 在串级调速系统故障时，可短接转子在额定转速下运行，可靠高。（） 16 永磁同步电机可以用VVVF变频器构成调速系统。 8永磁同步电动机自控变频调速中，需增设位置检测装置保证转子转速与供电频率同步。（√） 10同步电动机只需改变定子频率就可调节转速，不必采用VVVF控制。（Ⅹ）12SVPWM输出电压比SPWM高出15%，即直流电压的利用率高。（√） 14异步电动机的状态方程至少是一个5阶系统。（√） 二选择题 1带二极管整流器的SPWM变频器是以正弦波为逆变器输出波形，是一系列的（）矩形波。 A 幅值不变，宽度可变 B 幅值可变，宽度不变 C 幅值不变，宽度不变 D 幅值可变，宽度可变
现代制造系统历届考试题 现代制造系统复习题(2008-03-02 11:36:48) 标签：闭环控制开环控制制造系统聚类分析法分类：考试信息 选择题 1．自动化是指把用于操作和控制生产的一种技术。 A．机械、电子和计算机 B．电机、机床和传输装置 C．液压、气动和光信号 D．继电器、半导体和PLC 2．在自动线中设置缓冲存储器的主要目的是 A．提高产品质量 B．降低产品成本 C．增加适应能力 D．提高工作效率 3．闭环伺服系统与半闭环伺服系统相比，其特点是 A．稳定性好，精度高 B．稳定性好，精度低 C．稳定性差，精度高D．稳定性差，精度低 4．在轮廓控制系统中，NC机床之所以能加工出形状各异的零件，主要是因为有了 A．计算机 B．两个以上进给轴 C．编程功能 D．插补功能 5．产品出厂都要提供合格证，这属于 A．质量控制 B．质量评价 C．质量保证 D．质量规划
A．工件流 B．刀具流 C．切屑流D．信息流 7．机器人的关节可使连接的杆件进行相对转动，其输入/输出杆件的轴线垂直于转动轴，该关节称为 A．正交关节 B．回转关节 C．扭转关节 D．旋转关节 8．在采用机械连接与固紧的装配作业中，利用零件包容与被包容界面间的运动约束把它们联系起来的方法，称为 A．铆接 B．压配合 C．滑动配合 D．挤压与胶合 9．下列概念中，哪一种是错误的。 A．离线检测时零件脱离制造过程，在距生产线一定距离的检测站上进行检测 B．离线检测存在制造和检测的延时 C．离线检测的输出超差风险小 D．离线检测不能及时发现输出质量问题 10．用分类编码系统划分零件族（组）时，常用（）确定分组的相似性的尺码 A．特征码位法和聚类分析法 B．特征码位法和码域法 C．聚类分析法和码域法D．聚类分析法、特征码位法和码域法 11．AC控制是指 A．闭环控制 B．半闭环控制 C．群控系统 D．自适应控制 12．某坐标测量机的触针由电机驱动，但仍由操作者进行导向，数据处理和计算由计算机完成，该坐标测量机的控制方式为
基于单片机转差频率控制的交流调速系统设计 摘要 单片机控制的变频调速系统设计思想是用转差频率进行控制。通过改变程序来达到控制转速的目的。由于设计中电动机功率不大，所以整流器采用不可控电路，电容器滤波；逆变器采用电力晶体管三相逆变器。系统的总体结构主要由主回路，驱动电路，光电隔离电路，SA8282大规模集成电路，保护电路，AT89C51单片机， 8255可编程接口芯片，I/O接口芯片，测速发电机等组成。回路中有了检测保护电路就可以使整个系统运行的可靠性有了保障。 关键词:AT89C51单片机；SA8282；转差频率；交流调速；三相异步电动机
目录 前言 (1) 第1章交流调速系统的概述 (4) 1.1交流调速的基本原理 (4) 1.2 交流调速的特点 (5) 第2章交流调速系统的硬件设计 (7) 2. 1 转差频率控制原理： (7) 2. 2 系统设计的参数 (7) 2.3 用单片机控制的电机交流调速系统设计 (7) 2.3.1调速系统总体方案设计 (7) 2.3.2 元器件的选用 (9) 2.3.3 系统主回路的设计以及参数计算 (12) 2.3.4 SPWM控制信号的产生 (15) 2.3.5 光电隔离及驱动电路设计 (17) 2.3.6 故障检测及保护电路设计 (18) 2.3.7 模拟量输入通道的设计 (18) 第3章系统软件的设计 (19) 3.1 主程序的设计 (19) 3.2 转速调节程序 (19) 3.3 增量式PI运算子程序 (20) 3.4故障处理程序 (21) 3.5 部分子程序 (22) 3.5.1 AD0809的编程 (22) 3.5.2 8255的编程 (23) 结论 (23) 参考文献 (23)
1、写出直流电动机的转速表达式，说明它有哪3种调速方式？每种调速方式的优、缺点是什么？ 答：转速表达式ΦK R I U ΦK E n e d d e -== ； 有三种调速的方法，即调节电枢电压0d U ；减弱励磁磁通Φ；改变电枢回路电阻R 。 （1）调0d U 可平滑地调节转速n ，机械特性将上下平移。但电压只能向小于额定电压的方向变化。 （2）弱磁调速是在额定转速以上调速，其调速范围不可能太大。但所需功率小。 （3）改变电枢电阻调速简单，但是损耗较大，只能进行有级调速。 2、画出直流电动机理想启动时的转速、电流与时间的关系曲线。采用理想启动的目的是什么？如何实现？ ， （∞） (a) (b) i n I 图1-30 调速系统启动过程的电流和转速波形 理想启动是使启动电流一直保持最大允许值，此时电动机以最大转矩启动，转速迅速以 直线规律上升，以缩短启动时间。 工程上常采用转速电流双闭环负反馈调速系统。启动时，让转速外环饱和不起作用，电流内环起主要作用，调节启动电流保持最大值，使转速线性变化，迅速达到给定值；稳态运行时，转速负反馈外环起主要作用。 3、分别画出单闭环转速负反馈调速系统和单闭环电压负反馈调速系统的静态结构图；标出静态结构图中各个环节的信号；再分别说明两种系统在电网电压降低后如何进行恒压调节？从而说明哪种系统对电网电压的扰动具有更强的抗扰能力？ 答：（1）单闭环转速负反馈调速 静态结构图和信号标注 图1-11 转速负反馈单环调速系统稳态结构图 恒压调节过程： ↑↑→↑→-=?↓→↓→↓→↓→↓→0* 0)(d ct n n n n d d U U U U U U n I U 电网电压（2）单
复习练习题 一、 选择题 1．对于直流电动机调速系统，使机械特性平行移动的调速方式是（ ） A. 电枢回路串电阻 B. 变电枢电压 C. 弱磁 D. 变频 2．转速单闭环直流调速系统与转速开环调速系统相比，在同一理想空载转 速的条件下，其静差率将（ ） A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 不确定 3．转速、电流双闭环直流调速系统，ASA 、ACR 均采用PI 调节器，在电动机 起动期间，保持恒定转距升速的阶段是（ ） A. 电流上升阶段 B. 恒流升速阶段 C. 转速调节阶段 D. 不确定 4. 采用H 型桥式斩波电路的PWM 调速系统，当转速为0时,元件导通的占空比是( ) A. 5.0>ρ B. 5.0<ρ C. 10<<ρ D. 5.0=ρ 5. 产生SPWM 波形的方法中，计算量最小的方法是( ) A. 等面积法 B. 自然采样法 C. 规则采样法 D. 自然采样法和规则采样法 6. 只适用于高速段的数字测速方法是( ) A. M 法 B. M/T 法 C. T 法 D. T 法和M 法 7.异步电动机的三相定子电流,通过2/3C 的变换,得到的是( ) A. 静止坐标下的两相转子电流 B. 静止坐标下的两相定子电流 C. 旋转坐标下的两相转子电流 D. 旋转坐标下的两相定子电流 8．异步电动机变频调速时人为机械特性为直线的条件是（ ）。 A ．C U =11/ω B.C m =Φ C.C E =11/ω D.C E r =1/ω 9. 电机坐标变换所依据的最基本的原则是（ ）。 A ．能量等效 B. 绕组等效 C. 磁动势等效 D. 转矩等效 10．转速、电流双闭环直流调速系统中，电流调节器输出限幅值决定（ ）。
2010年4月高等教育自学考试全国统一命题考试 现代制造系统试卷 一、单项选择题（20分） 1.根据制作的产品的数量和批量的不同，一般将制造的生产类型划分为三类，即【D】 A.单件生产、中批生产、大量生产B单件生产、中批生产、大批生产 C．小批生产、中批生产、大批生产D单件生产、成批生产、大量生产 2.借助于辨别和研究现有系统的现状，导出实际系统一般解的分析设计方法为【C】 A．推断设计法B演绎设计法 C．归纳设计法D创造性求解设计法 3.异步传输的优点是【C】 A．运行平稳B噪声小 C．柔性好，利于自动线平衡D速度快、能传输大型工件 4.刚性自动化是指顺序地布置设施及设备的自动化，其工艺流程是根据下列哪项原则进行的【D】 A．可变的原则B多变的原则C变化的原则D不变的原则 5.成组技术的基础是【A】 A．相似性B相关性C一致性D互换性 6.在编码系统中各码位之间是递阶隶属关系，即除第一码位内的特征码外，其后各码位的特征含义都要根据前一位确定的结构称为【B】 A．网式结构B树式结构C图式结构D链式结构 7.非回转体零件实现成组工艺的最重要的基本原则是【A】 A．调整的统一B刀具的统一C机床的统一D夹具的统一 8.点位控制系统的要求是【D】 A．必须采用增量坐标控制方式B必须采用绝对坐标方式 C．必有确保刀具沿各坐标轴的运动之间有确定的函数关系 D．仅控制刀具相对于工件的位置精度，不规定刀具运动轨迹 9.用APT语言动编程是指【A】 A．从零件图纸到制作控制介质的全过程都由计算机完成 B．从零件图纸到制作控制介质的过程中，除后置处理外，全由计算机完成 C．人工用数控语言编写零件加工的源程序，由计算机自动生成NC代码 D．人工编写目标程序 10.插补的主要任务是确定刀具相对于工件的【A】 A.运动轨迹B运动速度C位移量D加速度 11.采用FMS的主要效益是降低加工成本、减少生产面积、减少在制品和【C】 A．减少机床台数B提高加工精度C减少非加工时间D提高生产率 12．FMS中的加工工作站是指【B】 A．工业机器人B CNC机床C有轨运输小车D无轨自动导向小车
中南大学 《工程训练》 ——设计报告 设计题目：异步电机变频调速 指引教师：黎群辉 设计人：冯露 学号： 专业班级：自动化0906班 设计日期：9月
交流异步电动机变频调速系统设计 摘要 近年来,交流电机变频调速及其有关技术研究己成为当代电气传动领域一种重要课题,并且随着新电力电子器件和微解决器推出以及交流电机控制理论发展，交流变频调速技术还将会获得巨大进步。 本文对变频调速理论，逆变技术，SPWM产生原理进行了研究，在此基本上设计了一种新型数字化三相SPWM变频调速系统，以8051控制专用集成芯片 SA4828为控制核心，采用IGBT作为主功率器件，同步采用EXB840构成IGBT驱动电路，整流电路采用二极管，可使功率因数接近1，并且只用一级可控功率环节，电路构造比较简朴。 V控制，同步，软件程序使得参数输入和变频器运营方式变本文在控制上采用恒 f 化极为以便，新型集成元件采用也使得它开发周期短。 此外，本文对SA4828三相SPWM波发生器使用和编程进行了详细简介，完毕了整个系统控制某些软硬件设计。 V控制，SA4828波形发生器 核心字:变频调速，正弦脉宽调制， f
目录 摘要................................................ 错误!未定义书签。 1.1 研究目与意义 (1) 1.2本次设计方案简介 (2) 1.2.1 变频器主电路方案选定 (2) 1.2.2 系统原理框图及各某些简介 (3) 1.2.3 选用电动机原始参数 (4) 2交流异步电动机变频调速原理及办法 (5) 2.1 异步电机变频调速原理 (5) 2.2 变频调速控制方式及选定 (6) V比恒定控制 (6) 2.2.1 f 2.2.2 其他控制方式................................ 错误!未定义书签。3变频器主电路设计. (13) 3.1 主电路工作原理 (13) 3.2 主电路各某些设计 (13) 3.3. 采用EXB840IGBT驱动电路 (15) 4控制回路设计 (16) 4.1 驱动电路设计 (16) 4.2 保护电路......................................... 错误!未定义书签。 4.2.1 过、欠压保护电路设计........................ 错误!未定义书签。 4.2.2 过流保护设计................................ 错误!未定义书签。 4.3 控制系统实现 (19) 5变频器软件设计....................................... 错误!未定义书签。 5.1 流程图 (22)
《交流调速》课程综合复习资料 一、选择题 1．以下生产生活设备中，重点强调调速的目的不是节能需要的是（）。 A．抽油机B．风机C．风扇D．泵类 2．恒压恒频正弦波供电时异步电动机的机械特性，当s接近1时，Te = f（s）是对称于原点的一段（）。 A．直线B．斜线C．双曲线D．对角线 3．晶闸管交-交变压变频器的最高输出频率约为电网频率的（）。 A．1/3～1/2 B．1/2～1 C．1～2倍D．2～3倍 4．PWM技术是指（）。 A．脉冲幅度调制B．脉冲频率调制C．脉冲宽度调制D．脉冲数量调制 5．通用变频器的检测环节包括（）。 A．电流检测B．温度检测C．电压检测D．以上都是 6．（）是恒磁通调速和弱磁调速的分界点。 A．基本频率B．最大频率C．跳跃频率D．起动频率 7．单相逆变器系统的输出电压能力取决于（）。 A．直流母线电压B．直流母线电流C．直流母线功率D．交流母线电压。 8．转速开环控制的变压变频系统中，通常在工作频率设定之后加一个（）限定环节。 A．频率B．电压C．频率变化率D．电压变化率 9．变频器交流输入电压降低会导致输出电压也降低，会影响电机的带负载能力的根源是（）。 A．气隙磁通变大B．气隙磁通变小C．转子磁通变大D．转子磁通变小 10．恒气隙磁通控制与恒压频比控制相比，最大转矩（）。 A．更小B．更大C．相同D．未知 11．三相逆变器系统的输出电压能力取决于（）。 A．直流母线电压B．PWM方式C．A和B D．A或B 12．转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统，必须具有（）。 A．测压环节B．测速环节C．测流环节D．测功环节 二、简答分析题 1．坐标变换是矢量控制的基础，试分析交流电动机矢量变换的基本概念和方法。 U、电源2．简述异步电动机变压变频调速的基本控制方式，说明基频以下和基频以上，定子电压 s
学习-----好资料 现代制造系统历届考试题 现代制造系统复习题(2008-03-02 11:36:48) 标签：闭环控制开环控制制 造系分类：考试信息 聚类分析法统 选择题用于操作和控制生产的一种技术。 1．自动化是指把．电机、机床和传输装置 BA．机械、电子和计算机 PLC D．继电器、半导体和C．液压、气动和光信号 2．在自动线中设置缓冲存储器的主要目的是 B．降低产品成本 A．提高产品质量 D．提高工作效率 C．增加适应能力 3．闭环伺服系统与半闭环伺服系统相比，其特点是．稳定性好，精度低 B A．稳定性好，精度高 D．稳定性差，精度低 C．稳定性差，精度高 4．在轮廓控制系统中，NC机床之所以能加工出形状各异的零件，主要是因为有了 A．计算机 B．两个以上进给轴 C．编程功能 D．插补功能 5．产品出厂都要提供合格证，这属于 更多精品文档． 学习-----好资料 A．质量控制 B．质量评价 C．质量保证 D．质量规划 6．决定FMS形式的主要因素是 A．工件流 B．刀具流 C．切屑流 D．信息流 7．机器人的关节可使连接的杆件进行相对转动，其输入/输出杆件的轴线垂直于转动轴，该关节称为 A．正交关节 B．回转关节 C．扭转关节 D．旋转关节 8．在采用机械连接与固紧的装配作业中，利用零件包容与被包容界面间的运动约束把它们联系起来的方法，称为 A．铆接 B．压配合 C．滑动配合 D．挤压与胶合 9．下列概念中，哪一种是错误的。
A．离线检测时零件脱离制造过程，在距生产线一定距离的检测站上进行检测 B．离线检测存在制造和检测的延时 C．离线检测的输出超差风险小 D．离线检测不能及时发现输出质量问题 10．用分类编码系统划分零件族（组）时，常用（）确定分组的相似性的尺码 A．特征码位法和聚类分析法 B．特征码位法和码域法 更多精品文档． 学习-----好资料 C．聚类分析法和码域法 D．聚类分析法、特征码位法和码域法 11．AC控制是指 A．闭环控制 B．半闭环控制 C．群控系统 D．自适应控制 12．某坐标测量机的触针由电机驱动，但仍由操作者进行导向，数据处理和计算由计算机完成，该坐标测量机的控制方式为 A．计算机辅助手动控制 B．手动控制 C．计算机辅助电动控制 D．直接计算机控制 13．为了实现机床加工过程的计算机控制,需要将切削扭矩信号(电压)输入控制计算机，这时需要采用 A．数/模转换接口 B．开关量输入接口 C．脉冲计数器 D．模/数轮换接口 14．有功率放大和反馈功能，把控制对象输出与数控装置输出的指令信号比较，修正输出的控制系统称为 A．开环控制系统 B．闭环控制系统 C．半开环控制系统 D．半闭环控制系统 15．FMS适用于下述哪种生产类型 A．多品种中小批量 B．高生产率大批量 C．低生产率小批量 D．单件生产 更多精品文档． 学习-----好资料 16．在同一条件下，操作（测定）方法不变，进行规定次操作（测定）所得结果之间的一致程度，称为 A．精度 B．定位精度 C．重复定位精度 D．测量精度 17．只要求被控对象达到工作上给定目标位置的控制方式，称为 A．直线切削控制 B．点位控制 C．轮廓控制 D．点位直线控制 18．有一类坐标测量机的X与Y向运动由工作台完成，触针只作Z向运动，这类坐标测量机结构为 A．立柱式 B．桥式 C．门架式 D．悬臂式
一、填空题 1、控制系统的动态性能指标是指跟随指标和抗扰指标，而调速系 统的动态指标通常以抗扰性能指标为主 2、直流电机调速方法有变压调速、电枢串电阻调速和弱磁调速。异 步电动机调速方式常见有6种分别是：降压调速、差离合调速、转子串电阻调速、串级调速和双馈电动机调速、变级调速、变压变频调速。其中转差率不变型有：变级调速、变压变频调速，只有变压变频应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统。 同步电动机按频率控制方式不同分为：他控式变频调速和自控式变频调速。（变电阻调速：有级调速。变转差率调速：无级调速。调压调速：调节供电电压进行调速） 按按转差功率可以怎么划分电动机:转差功率消耗型、转差功率不变型、转差功率馈送型 3、对于异步电动机变压变频调速，在基频以下，希望维持气隙磁 通不变，需按比例同时控制定子电压和定子频率，低频时还应当抬高电压以补偿阻抗压降，基频以下调速属于恒转矩调速； 而基频以上，由于电压无法升高，只好仅提高定子频率而迫使磁通减弱，相当直流电动机弱磁升速情况，基频以上调速属于恒功率调速。 4、对于SPWM型逆变器，SPWM的含义为正弦波脉宽调制，以正弦波 作为逆变器输出的期望波形，SPWM波调制时，调制波为频率和期望波相同的正弦波，载波为频率比期望波高得多的等腰三角波，SPWM型逆变器控制方式有同步调制、异步调制、混合调制。
SPWM 型逆变器的输出的基波频率取决于正弦波。SPWM 控制技术 包括单极性控制和双极性控制两种方式。 5、调速系统的稳定性能指标包括调速范围和静差率 6、供变压调速使用的可控直流电源有：旋转交流机组（G-M 系统）、静止式可控整流器（V-M 系统）与直流斩波器（PWM-M 系统）或脉宽调制变换器。 7、典型 I 型系统与典型 II 型系统相比, 前者跟随性能好、超调小，但抗扰性能差。 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？ 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。 8、数字测速中,T 法测速适用于低速,M 法测速适用于高速。 9、PI 调节器的双重作用是指：一是比例部分加快动态进程；二是积 分部分最终消除偏差。 10、 直流调速系统的理论依据φ e n C R I U d d -= ，交流调速系统的理论依据)1(60n s p f -=。 11、交-直-交电压型变频器的主要电路基本组成为整流器、直流平滑电路、逆变器。 12、在交-直-交逆变器中，直流侧所用滤波元件为大电容，因而直流电压波形比较平直，在理想情况下是一个内阻为零的恒压源，成
A 1. V-M系统主电路的电机输入端电源是（ C ） A．不可控的直流电源Ｂ．不可控的交流电源 C．可控的直流电源Ｄ．可控的交流电源 2. 转速闭环直流调速系统与转速开环的直流调速系统相比，当要求的静差率不变时，其 调速范围将（ A） A．增大Ｂ．减小Ｃ．不变Ｄ．等于0 3. 转速、电流双闭环直流调速系统，保持电机以恒定的加速度起动的阶段是（ B ） A．电流上升阶段Ｂ．恒流升速阶段Ｃ．转速调节阶段Ｄ．稳态阶段 4. 采用H型桥式斩波电路的PWM直流调速系统，当电机停止时，主开关元件导通的 占空比（B） A．大于0.5 B.等于0.5 C．小于0.5 Ｄ．等于1 5. 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（D） A．电网电压Ｂ．电网电流 C．给定电压Ｄ．电枢电压 6.只适用于高速段的数字测速方法是（A ） A．M法Ｂ．T法 C． M法和T法Ｄ．M/T法 7.异步电动机的动态数学模型是一个（B） A．线性系统Ｂ．多变量系统Ｃ．2阶系统Ｄ．单输入单输出系统8.异步电机变频调速，（B） A．任何情况下变频一定变压 B．在大于额定转速区域，变频不变压 C. 在大于额定转速区域，变频也要变压 D. 在小于额定转速区域，变频不变压 8. 自动控制的直流调速系统主要的调速方法是（B）
A．减弱励磁磁通 B．改变电枢电压 C．改变电枢电流 D．改变电枢回路电阻9. 转速、电流双闭环直流调速系统，能够抑制负载扰动的是（A ） A．转速环 B．电流环 C．电流环和转速环D．电压环 10.异步电动机的动态数学模型是一个（B） A．线性系统Ｂ．多变量系统Ｃ．2阶系统Ｄ．单输入单输出系统1、画出V-M系统的主电路；画出V-M系统主电路的等效电路。 2、直流电动机双闭环调速系统实验中，电机的额定转速为1450转/分、电机允许的最大电流为50A。如何使电压反馈为负反馈且转速反馈系数为0.02。如何使系统工作时不过流。
1.直流调速有哪几种调速方案？各有什么特点？ 电枢串电阻调速转速变化率大，轻载很难得到低速，效率低。 降电源电压调速电动机机械特性硬度不变，低速运行时转速随负载变化幅度较小稳定性好 弱磁调速励磁回路所串电阻消耗功率较小连续调节其阻值可实现无级调速 2.单闭环直流调速系统中，比例，比例积分调节各有什么特点？ 比例调节响应快，但无法消除系统存在的静差。 比例积分调节稳态精度高，动态响应快，无静差系统 3.为什么在直流调速系统中，要加入电流截止负反馈？ 直流调速系统中电流截至负反馈的作用：当电流增加到一定程度时它可以把该电流输入引入到系统的输入端，从而减小了加强电流使电机安全加速。 4.转速，电流双闭环调速系统中，基本工作原理是什么？起动，稳态工作时有什么特点？ 工作原理：起动时加入给定电阻，速度环和电流环以饱和限幅值输出，使电动机以限定的最大起动电流起动，直到电动机转速达到给定转速并在出现超调后速度环和电流环退出饱和最后稳定在略低于给定转速下运行。 。起动时，速度环相当于开环，电流环恒值。稳态时，速度环恒值，电流环随动。 5.交流调速，按转速公式·转差功率分类，各有哪几种调速方式？ 按转速公式 1.变极调速2.变频调速3.变转差率调速 按转差功率 1.转差功率不变型（变频·变极）2.转差功率回馈型（串级调速）3.转差功率消耗型（调压调速） 4.滑差电机调速(转自串电阻调速) 6.电力电子器件常用的换流方式有哪几种？ 电网电压自然换流负载换流强迫换流 8，异步电动机变频调速时，如果只从调速角度出发，仅改变频率f1是否可行？为什么？在实际应用中同时还要调节u1，否则会出现什么问题？ 不可行，当其频率在低频时，对于异步电动机其定子电阻不可忽略，所以定子电阻所分得的电压也不能忽略，若要使U1/f1=c,则必须在调节f1的同时调节U1否则会产生过励磁和欠励磁现象。 9.异步电动机的变频调速时，常用的控制方式有哪几种/他们的基本思想是什么？ 1，保持u1/f1恒定，2，E1/f1=c恒磁通控制方式，3恒流控制方式4，恒功率控制方式。 基本思想：1.用易于测量和控制的定子输入相电压取代电动势从而保持u1/f1近似恒磁通2.保持磁通&m不变，从而保持E/f1比值不变.
《交流调速系统》复习题 不断地耕耘，献出我们的心血与智慧！ 一、填空题 1、生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比被称为调速范围，用字母D表示。 2、交流调速系统的应用领域主要有3个方面，分别是一般性能的节能调速和按工艺要求调速、高性能的交流调速系统和伺服系统、特大容量与极高转速的交流调速。 3、按照交流异步电机的原理，从定子传入转子的电磁功率可分为两部分，一部分是拖动生产机械的有效功率，称作机械功率；另一部分是传输给转子电路的转差功率，与转差率成正比。 4、按电动机能量转换类型分类，交流调速系统可分为转差功率消耗型、转差功率馈送型、转差功率不变型。 5、按电动机调速方法分类，常见的交流调速方法有变极对数调速、变压变频调速、降电压调速、转差离合器调速、转子串阻调速、绕线式电机串级调速等。 6、调压调速即通过调节通入异步电动机的三相交流电压大小来调节转子转速的方法。理论依据来自异步电动机的机械特性方程式。 7、异步电动机调压调速的方法一般有四种：自耦调压器、饱和电抗器、晶闸管交流调压器、全控新型调压器。 8、对于绕线式异步电动机，可以在其转子回路串入电阻来减小电流，从而减小电磁转矩，进而减小转速。 9、所谓“双馈”，就是指把绕线转子异步电机的定子绕组与交流电网连接，转子绕组则与其他含电动势的电路连接，使它们可以进行电功率的相互传递。 10、在双馈调速工作时，除了电机定子侧与交流电网直接连接外，转子侧也要与交流电网或外接电动势相连，从电路拓扑结构上看，可认为是在转子绕组回路中附加一个交流电动势。 11、在异步电机转子回路中附加交流电动势调速的关键就是在转子侧串入一个可变频、可变幅的电压。对于只用于次同步电动状态的情况来说，比较方便的办法是将转子电压先整流成直流电压，然后再引入一个附加的直流电动势，控制其幅值，就可以调节异步电动机的转速。 12、串级调速装置是指整个串级调速系统中除异步电动机以外为实现串级调速而附加的所有功率部件，包括转子整流器、逆变器、逆变变压器。 13、电气串级调速系统具有近似恒转矩的机械特性。机械串级调速系统具有近似恒功率的机械特性。 14、串级调速系统与转子自然接线相比，最大拖动转矩减少到原来的82.6%，即异步电动机的过载能力损失17%左右。
天津职业技术师范大学 课程设计说明书题目：三相异步电动机变频调速系统设计及仿真 指导老师： 班级：机检1112班 组员
天津工程师范学院 课程设计任务书 机械工程学院机检1112 班学生 课程设计课题： 三相异步电动机变频调速系统设计及仿真 一、课程设计工作日自 2015 年 1 月 12 日至 2015 年 1 月 23 日 二、同组学生： 三、课程设计任务要求（包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时 间、主要参考资料等）： 1、目的和意义 交流调速是一门重要的专业必修课，它具有很强的实践性。为了加深对所学课程（模拟电子技术、数字电子技术、电机与拖动、电力电子变流技术等）的理解以及灵活应用所学知识去解决实际问题，培养学生设计实际系统的能力，特开设为期一周的课程设计。 2、具体内容 写出设计说明书，内容包括： （1）各主要环节的工作原理； （2）整个系统的工作原理（包括启动、制动以及逻辑切换过程）； （3）调节器参数的计算过程。 2．画出一张详细的电气原理图； 3．采用Matlab中的Simulink软件对整个调速系统进行仿真研究，对计算得到的调节 器参数进行校正，验证设计结果的正确性。将Simulink仿真模型，以及启动过程中的电流、转速波形图附在设计说明书中。 4、考核方式 1．周五采用口试方式进行考核（以小组为单位），成绩按百分制评定。其中小组分数占60%，个人成绩占40%（包括口试情况和上交材料内容）； 2．每天上午8:30--11:30在综合楼226房间答疑。 五、参考文献 1、陈伯时．电力拖动自动控制系统----运动控制系统（第3版）．机械工业出版社，2003 指导教师签字：教研室主任签字：
交直流调速系统期末考试(运动控制系统)
一．判断题（正确的打√，错误的打×，答案填在题号的前面） 1. （dui ）交 - 直 - 交电压型变频器采用电容滤波，输出交流电压波形是规则矩形波。 2. （错）变频调速效率高，调速范围大，但转速不能平滑调节，是有级调速。 3. （对）有静差调速系统是依靠偏差进行调节的，而无静差调速系统则是依靠偏差对作用时间的积累进行调节的 4. （错）电动机的机械特性愈硬，则静差度愈大，转速的相对稳定性就愈高。 5. （dui ）转速负反馈调速系统能够有效抑制一切被包围在负反馈环内的扰动作用。 6. （ dui）SPWM 即正弦脉宽调制波形，是指与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲列。 7. （cuo ）在一些交流供电的场合，可以采用斩波器来实现交流电动机的调压调速。 8. （错）转速负反馈单闭环无静差调速系统采用比例调节器。 9. （dui ） PWM 型变频器中的逆变器件采用高频、大功率的半控器件。 10. （对）矢量变换控制的实质是利用数学变换把三相交流电动机的定子电流分解成两个分量，一个是用来产生旋转磁动势的励磁电流分量，一个是用来产生电磁转矩的转矩分量。 __________________________________________________
二．填空题 1. 根据公式，交流异步电动机有三种调速方法： ① _调压 __ 调速、②__ 串电阻 __ 调速、③ ___变励 磁磁通 _ 调速。 3. IGBT 全称为 __绝缘栅双极晶闸管__ ，GTO 全称为 _门极可关断晶体管__ ， GTR 全称为 _电力晶体管 ______________ 。 4. 异步电动机的变频调速装置，其功能是将电网的恒压恒频交流电变换成变压变频的交流电，对交流电动机供电，实现交流无级调速。 三、选择题 1、变频调速中的变频电源是（C ）之间的接口。 （A）市电电源（B）交流电机（C）市电电源与交流电机 （D）市电电源与交流电源 2、调速系统的调速范围和静差率这两个指标（ B ）。（A）互不相关（B）相互制约（C）相互补充（D）相互平等 3、电压型逆变器的直流端（ D ）。 （A）串联大感器（B）串联大电容 __________________________________________________
用单片机控制的电机交流调速系统设计 文摘单片机控制的变频调速系统设计思想是用转差频率进行控制。通过改变程序来达到控制转速的目的。由于设计中电动机功率不大，所以整流器采用不可控电路，电容器滤波；逆变器采用电力晶体管三相逆变器。系统的总体结构主要由主回路，驱动电路，光电隔离电路，HEF4752大规模集成电路，保护电路，Intel系列单片机，Intel8253定时/记数器，Intel8255可编程接口芯片，Intel8279通用键盘/显示器，I/O接口芯片，CD4527比例分频器和测速发电机等组成。回路中有了检测保护电路就可以使整个系统运行的可靠性有了保障。 关键词MCS-51单片机；HEF4752；8253定时器；晶闸管；整流器；三相异步电动机
Exchange the speed of adjusting to design systematically with the electrical machinery that the one-chip computer controls Zhoumingqiang information and Electrical Engineering School, panzhihua university, Panzhihua 617000 Abstract Frequency conversion that one-chip computer control transfer speed systematic design philosophy with transfer to difference frequency control. Achieve the goal of controlling rotational speed through changing the procedure . Because the motor is not big in power in the design, the rectifier can not adopt controlledly the circuit, the condenser strains waves; Going against the becoming device adopts three phases of the electric transistor to go against the becoming device. The systematic ensemble architecture is by the main return circuit mainly, drive the circuit, the photo electricity isolates the circuit, HEF4752 large scale integrated circuit, protects the circuit, the Intel series one-chip computer, Intel8253 timing /count device of,Intel8255 programmable interface chip,Intel8279 keyboard not in common use / display, I/O interface chip, CD4527 proportion frequency division device and tests the speed such composition as the generator ,etc.. Have the dependability that can make the whole system operate of measuring and protecting the circuit to have guarantee in the return circuit [keywords] MCS-51；HEF4752；time/counter of l8253；selenium；rectifier；three phase eletromotor of asynchronism
一．判断题（正确的打√，错误的打×，答案填在题号的前面） 1. （dui ）交 - 直 - 交电压型变频器采用电容滤波，输出交流电压波形是规则矩形波。 2. （错）变频调速效率高，调速范围大，但转速不能平滑调节，是有级调速。 3. （对）有静差调速系统是依靠偏差进行调节的，而无静差调速系统则是依靠偏差对作用时间的积累进行调节的 4. （错）电动机的机械特性愈硬，则静差度愈大，转速的相对稳定性就愈高。 5. （dui ）转速负反馈调速系统能够有效抑制一切被包围在负反馈环内的扰动作用。 6. （ dui）SPWM 即正弦脉宽调制波形，是指与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲列。 7. （cuo ）在一些交流供电的场合，可以采用斩波器来实现交流电动机的调压调速。 8. （错）转速负反馈单闭环无静差调速系统采用比例调节器。 9. （dui ） PWM 型变频器中的逆变器件采用高频、大功率的半控器件。 10. （对）矢量变换控制的实质是利用数学变换把三相交流电动机的定子电流分解成两个分量，一个是用来产生旋转磁动势的励磁电流分量，一个是用来产生电磁转矩的转矩分量。 二．填空题 1. 根据公式，交流异步电动机有三种调速方法： ① _调压 __ 调速、②__ 串电阻 __ 调速、③ ___变励磁磁通 _ 调速。
3. IGBT 全称为 __绝缘栅双极晶闸管__ ，GTO 全称为 _门极可关断晶体管__ ， GTR 全称为 _电力晶体管______________ 。 4. 异步电动机的变频调速装置，其功能是将电网的恒压恒频交流电变换成变压变频的交流电，对交流电动机供电，实现交流无级调速。 三、选择题 1、变频调速中的变频电源是（C ）之间的接口。 （A）市电电源（B）交流电机（C）市电电源与交流电机 （D）市电电源与交流电源 2、调速系统的调速范围和静差率这两个指标（ B ）。 （A）互不相关（B）相互制约（C）相互补充（D）相互平等 3、电压型逆变器的直流端（ D ）。 （A）串联大感器（B）串联大电容 （C）并联大感器（D）并联大电容 4、变频器主电路中逆变器的任务是把（ B ）。 （A）交流电变成直流电（B）直流电变成交流电 （C）交流电变成交流电（D）直流电变成直流电 5、在转速负反馈系统中，闭环系统的转速降减为开环转速降的（ D ）倍。 （A）1+K（B）1+2K（C）1/（1+2K）（D）1/（1+K） 6、无静差调速系统中，积分环节的作用使输出量（ D ）上升，直到输入信号消失。 （A）曲线（B）抛物线（C）双曲线（D）直线
目录 摘要 (2) 1引言 (3) 1.1交流调速系统的现状 (3) 1.2交流调速系统的特点 (4) 1.3交流调速系统原理 (5) 2交流调速系统的硬件设计 (6) 2.1交流调速系统控制回路设计 (6) 2.2交流调速系统参数设计 (7) 2.3元器件的选用 (11) 3交流调速系统软件设计 (23) 3.1主程序设计及说明 (23) 3.2子程序设计 (26) 4结论 (28) 5参考文献 (28) 6致谢 (29)
单片机控制的交流调速系统设计 摘要 交流变频调速具有调速范围宽，稳速精度高，动态响应快，运行可靠等技术性能，已逐步取代直流电动机调速系统。然而目前的变频器大部分都是线路复杂，价格昂贵，常用于大、中功率的电动机。本课题单片机控制的变频调速系统设计思想是用转差频率进行控制。通过改变程序来达到控制转速的目的。由于设计中电动机功率不大，所以整流器采用不可控电路，电容器滤波；逆变器采用电力晶体管三相逆变器。系统的总体结构主要由主回路，驱动电路，光电隔离电路，SA8282大规模集成电路，保护电路，AT89C51单片机， 8255可编程接口芯片，I/O接口芯片，测速发电机等组成。可以满足各种不同场合的应用，以达到调速节能的效果。 关键词:AT89C51单片机；SA8282；转差频率；交流调速；三相异步电动机
1引言 1.1交流调速系统的现状 电气传动从总体上分为调速和不调速两大类。按照电动机的类型不同，电气传动又分为直流和化大生产的不断发展，生产技术越来越复杂，对生产工艺的要求也越来越高，这就要求生产交流两大类，直流电动机在19世纪先后诞生，但当时的电气传动系统是不调速系统，随着社会机械能够在工作速度，快速启动和制动，正反转等方面具有较好的运行性能。从而推动了电动机的调速不断向前发展，自从1834年直流电动机出现以后，直流电动机作为调速电动机的代表，在工业中得到了广泛的应用。它的优点主要在于调速范围广，静差小，稳定性能好以及具有良好的动态性能，晶闸管变流装置的应用使直流拖动发展到了一个很高的水平，在可逆，可调速与高精度的拖动技术领域中相当长时间内几乎都采用直流拖动系统。尽管如此，直流调速系统却解决不了直流电动机本身的换向问题和在恶劣环境下的不适应问题，同时，制造大容量，高转速以及高电压直流电动机也十分困难，这就限制了直流传动系统的进一步发展。 交流电动机在1885年出现后，由于一直没有理想的调速方案，只被应用于恒速拖动系统，从本世纪30年代起，不少国家才开始提出各种交流调速的原始方案，晶闸管的出现使交流电动调速的发展出现了一个质的飞跃，使得半导体变流技术的交流调速得以实现，国际上在60 年代后期解决了交流电动机调速方案中的关键问题，70年代开始就实现了产品的高压，大容量，小型化，且已经逐渐取代了大部分传统的直流电动机的应用领域。交流调速系统发展迅速的很大一部分原因在于交流电动机本身的优点：没有电刷和换向器，结构简单，寿命长。近年以来大功率半导体器件，大规模集成电路，电子计算机技术的发展，加上交流电动机本身的优越特性，为交流调速提供了广泛的应用前景。目前交流电力拖