电力拖动考试 简答题以及计算题
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电力拖动考试试题及答案一、选择题1. 电力拖动系统的主要作用是什么?A. 控制电机启停B. 实现机械传动C. 提供电源供给D. 改善能源利用2. 以下哪个设备不属于电力拖动系统的组成部分?A. 电动机B. 变频器C. 电池D. PLC控制器3. 在电力拖动系统中,用于传递动力或信号的元件是什么?A. 传感器B. 电缆C. 控制阀D. 液压泵4. 电力拖动系统中,常用的变频器是什么类型?A. 恒流型变频器B. 恒压型变频器C. 恒功率型变频器D. 恒转矩型变频器5. 以下哪个因素不会影响电力拖动系统的效率?A. 电缆长度B. 驱动电机功率C. 传动装置类型D. 控制信号频率二、判断题1. 电力拖动系统比传统机械传动系统更节能。
正确 / 错误2. 变频器是电力拖动系统中起到调速和保护电机的作用。
正确 / 错误3. 电力拖动系统中,PLC控制器负责传感器的采集和信号处理。
正确 / 错误4. 电力拖动系统的优点之一是可以实现远程控制和监测。
正确 / 错误5. 电力拖动系统仅适用于小功率设备和设施。
正确 / 错误三、填空题1. 电力拖动系统的通信协议常用的有__________和Modbus。
2. _________可用于电力拖动系统中实现信号的采集与控制。
3. 在电力拖动系统中,__________是控制电机起停的关键设备。
四、简答题1. 请简要解释电力拖动系统的优点。
2. 举例说明电力拖动系统在实际应用中的一种场景。
答案:一、选择题1. A2. C3. B4. C5. A二、判断题1. 正确2. 正确3. 错误4. 正确5. 错误三、填空题1. Profibus2. PLC3. 变频器四、简答题1. 电力拖动系统的优点包括:- 节能:相比传统机械传动系统,电力拖动系统更具高效性和能源利用率。
- 精准控制:通过变频器等控制设备,可以实现电机的精细调速和灵活控制。
- 自动化:电力拖动系统配合PLC控制器,可以实现自动化控制和自动报警功能。
电力拖动测试试题姓名:得分:一、填空:(共20分,每题2分)1.一台6极三相异步电动机接于50HZ的三相对称电源;其s=0.05,则此时转子转速为_______r/min,定子旋转磁势相对于转子的转速为_______r/min。
2..若将变压器低压侧参数折算到高压侧时,其电势(或电压)应、电流应、电阻(或电抗)应。
3.一台接到电源频率固定的变压器,在忽略漏磁阻抗压降的条件下,其主磁通的大小决定于大小,而与磁路基本无关,其主磁通与励磁电流成关系。
4.变压器带负载运行时,若负载增大,其铁损耗将,铜损耗(忽略漏磁阻抗压降的影响)。
5.当变压器负载(φ2>0˚)一定,电源电压下降,则空载电流I0 铁损耗P Fe。
6.采用绕组和绕组可以有效的削弱谐波分量,同时使基波分量(增大和减小)。
7.当s在范围内,三相异步电动机运行于电动状态,此时电磁转矩性质为性质;在范围内运行于发电机状态,此时电磁转矩性质为性质。
8.三相异步电动机根据转子不同可分为和两类。
9.异步电动机的调速有、、调速。
10.一台2kV·A,400/100V的单相变压器,低压侧加100V,高压侧开路测得I0=2A;P0=20W;当高压侧加400V,低压侧开路,测得I0=_______A,P0=_______W。
二、选择题(共20分,每题2分)1.磁路中,产生磁通的源叫做磁势,用Fm表示,通常其强弱取决于( )。
A.电流与线圈匝数的乘积B.磁感应强度C.磁通量D.磁阻2.异步电动机的额定功率PN是指()A.输入电功率B.输出机械功率C.输入机械功率D.输出电功率3.在电压相等情况下,若将一个交流电磁铁接到直流电流上使用,将会发生( )。
A.线圈电流增大,发热,甚至烧坏B.噪音C.吸力减小D.铁损增加4.在电动机的继电接触控制电路中,零压保护的功能是( )。
A.防止电源电压降低烧坏电机B.电源停电时报警C.防止停电后再恢复供电时电动机自行起动 D.防止电机转速太低5.接在运行线路中,但暂时未使用的电流互感器,其二次侧线圈应( )A.开路B.一端接地,另一端不接地C.两端短路D.两端短路而且其中一端还要接地6.三相异步电动机铭牌上标明:“额定电压380/220V,接法丫/△”。
电机拖动试题及答案一、选择题1. 电机拖动系统中,起动电流通常为额定电流的多少倍?A. 3-5倍B. 5-7倍C. 7-10倍D. 10-12倍答案:B2. 异步电机的转子转速与同步转速之间的关系是什么?A. 转子转速等于同步转速B. 转子转速低于同步转速C. 转子转速高于同步转速D. 转子转速与同步转速无关答案:B二、填空题1. 电机拖动的基本原理是利用电机的_________产生转矩。
答案:电磁力2. 直流电动机的调速方法主要有_________和_________。
答案:变压调速;变阻调速三、简答题1. 简述三相异步电动机的工作原理。
答案:三相异步电动机的工作原理基于转子在旋转磁场中受到电磁力的作用而产生转矩。
当三相交流电通过定子绕组时,产生旋转磁场。
转子在磁场中切割磁力线,根据法拉第电磁感应定律,转子中产生感应电流。
感应电流与旋转磁场相互作用,产生电磁力,使转子转动。
2. 为什么电机启动时电流会很大?答案:电机启动时,由于转子静止或转速较低,转差率较大,导致转子中的感应电流增大,从而产生较大的电磁力。
这种较大的电磁力使得启动时的电流远大于正常运行时的电流。
同时,由于电机的启动转矩需求较大,为了提供足够的启动转矩,电流也会相应增大。
四、计算题1. 已知一台三相异步电动机的额定功率为10kW,额定电压为380V,额定电流为20A,求其效率。
答案:首先计算输入功率:P_in = V * I = 380V * 20A = 7600W。
然后计算效率:η = P_out / P_in = 10000W / 7600W ≈ 0.8158,即效率约为81.58%。
2. 若一台直流电动机的额定电压为220V,额定电流为50A,求其在额定工作条件下的功率。
答案:直流电动机的功率 P = V * I = 220V * 50A = 11000W。
五、论述题1. 论述电机拖动系统中变频器的作用及其对电机性能的影响。
《电机与拖动基础》试题库(二)一、填空题1.三相旋转磁势的转速与( )成正比,与( )成反比。
2.三相异步电动机根据转子结构不同可为( )和( )两类。
3.三相异步电动机等效电路中的附加电阻/'21R ss 是模拟( )的等值电阻。
4.异步电动机的调速方法有( )调速、( )调速和( )调速三种。
5.若电动机工作时间和停歇时间都很短,该电机的工作制为( )工作制。
6.采用( )绕组和( )绕组可削弱高次谐波。
7.调节( )以调节同步电机的无功电流和功率因数,是同步电机最可贵的特点。
8.当s 在( )范围内,三相异步电机运行于电动机状态;在( )范围内运行于发电机状态。
9.异步电动机运行时的转差率为s ,则电磁功率与转子铜耗之比为( ),电磁功率与总机械功率之比为( )。
10.单相绕组流过单相交流时,产生的磁势是( )磁势,三相对称绕组流过三相对称交流电流时,产生的磁势是( )磁势。
11.三相异步电动机的电磁转矩是由( )和( )共同作用产生的。
12.一台6极三相异步电动机接于50H Z 的三相对称电源;其s=0.05,则此时转子转速为( )r/min ,定子旋转磁势相对于转子的转速为( )r/min 。
13.变极调速只适用于( )电动机,变极的方法是( )。
14.同步调相机是一台( )运行的同步动机,通常工作在( )状态。
15.一台三相异步电动机带恒转矩负载运行,若电源电压下降,则电动机的转速( ),定子电流( ),最大转矩( ),临界转差率( )。
(填变大、变小、不变)16.一台三相八极感应电动机的电网频率50Hz ,空载运行时转速为735转/分,此时转差率为( ),转子电势的频率为( )Hz 。
17.对于绕线转子三相异步电动机,如果电源电压一定,转子回路电阻适当增大,则起动转矩( ),最大转矩( )。
(填变大、变小、不变)。
18.同步电机的一个主要特点是( )和( )之比为恒定。
19.当起动转矩等于最大转矩时,临界转差率等于( )。
电力拖动期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 直流电动机的转速与什么因素有关?A. 电源电压B. 电机转矩C. 电机电阻D. 电源电流答案:A2. 交流电动机的启动方式有几种?A. 直接启动B. 星-三角形启动C. 自耦变压器启动D. 所有以上答案:D3. 什么是矢量控制?A. 一种电机控制方式B. 一种电机类型C. 一种电机连接方式D. 一种电源类型答案:A二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述三相异步电动机的工作原理。
答案:三相异步电动机的工作原理基于电磁感应原理。
当三相交流电通过定子绕组时,产生旋转磁场。
这个旋转磁场与转子相互作用,产生电磁转矩,使转子旋转。
由于转子的转速总是小于旋转磁场的同步速度,因此称为异步电动机。
2. 什么是变频调速?其优点是什么?答案:变频调速是一种通过改变电动机供电频率来控制电动机转速的方法。
其优点包括节能、调速范围广、启动平滑、减少机械磨损等。
三、计算题(每题25分,共50分)1. 已知一台三相异步电动机的额定功率为10kW,额定电压为380V,额定电流为20A,求其效率。
答案:首先计算输入功率:P_in = V * I = 380 * 20 = 7600W。
然后,根据效率的定义,效率η = (输出功率 / 输入功率)* 100% = (10000 / 7600) * 100% ≈ 131.58%。
这里的计算结果显然不合理,因为效率不可能超过100%。
这可能是由于输入功率中没有考虑功率因数,或者题目中的数据有误。
2. 设计一个简单的直流电动机调速系统,并说明其工作原理。
答案:直流电动机调速系统可以通过改变电枢电压或电枢电阻来实现。
例如,使用一个可变电阻器与电枢并联,通过调节电阻器的阻值,可以改变流过电枢的电流,从而改变电动机的转速。
此外,还可以使用晶闸管调压电路来调节电枢电压,实现更精细的调速控制。
四、论述题(共30分)1. 论述电力拖动在工业自动化中的应用及其发展趋势。
一、填空题(每空1分,共25分)1.常用得可控直流电源有___________、___________、___________2.调速系统得稳态性能指标包括___________与___________3.反馈控制系统得作用就是:___________,___________4.当电流连续时,改变控制角,V—M系统可以得到一组___________机械特性曲线。
5.常见得调速系统中,在基速以下按___________,在基速以上按___________6.自动控制系统得动态性能指标包括对给定输入信号得跟___________与对扰动输入信号得___________7.电流截止负反馈得作用就是___________8.静态环流可以分为___________与___________9.自动控制系统得动态性能指标包括对给定输入信号得___________与对扰动输入信号得___________。
10.PWM变换器可以通过调节___________来调节输出电压。
11.PWM逆变器根据电源类型不同可以分为___________与___________12.转速单闭环直流控制系统可以通过引入___________控制以提高系统动态性能。
13.转速电流双闭环调速系统在启动过程中,转速调节器ASR将经历___________、___________、___________三种情况。
14.交流调速得基本类型中最好得一种节能省力型调速方案就是___________二、选择题(每题1分,共20分)1.转速电流双闭环调速系统中得两个调速器通常采用得控制方式就是A.PIDB.PIC.PD.PD2.静差率与机械特性得硬度有关,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得调速系统就是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得情况下保持恒速运行,实现无静差调速得就是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得首要条件就是A.抗扰性B.稳定性C.快速性D.准确性6.在定性得分析闭环系统性能时,截止频率ωc越低,则系统得稳定精度A.越高B.越低C.不变D.不确定7.常用得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得英文缩写就是A.ACRB.AVRC.ASRD.ATR9.双闭环直流调速系统得起动过程中不包括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得就是A.饱与非线性控制B.转速超调C.准时间最优控制D.饱与线性控制12.下列交流异步电动机得调速方法中,应用最广得就是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,调制波就是频率与期望波相同得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得就是A.高阶B.低阶C.非线性D.强耦合15.在微机数字控制系统得中断服务子程序中中断级别最高得就是A.故障保护B.PWM生成C.电流调节D.转速调节16.比例微分得英文缩写就是A.PIB.PDC.VRD.PID17.调速系统得静差率指标应以何时所能达到得数值为准A.平均速度B.最高速C.最低速D.任意速度19.在定性得分析闭环系统性能时,截止频率ωc越高,则系统得稳定精度A.越高B.越低C.不变D.不确定20.采用旋转编码器得数字测速方法不包括A.M法B.T法C.M/T法D.F法三、简答题(每题5分,共10分)1、PID控制器各环节得作用就是什么?2、在无静差转速单闭环调速系统中,转速得稳态精度就是否还会给定电源与测速发动机精度得影响?并说明理由。
电力拖动自动控制系统一、单项选择题1.当负载相同时,闭环系统稳态速降只为开环系统稳态速降的()倍。
A. 1/KnB. 1/(1+Kn)C. KnD. (1+Kn)2.闭环调速系统设置了两个调节器,即电流调节器和()调节器。
A.转速B.转差C.电压D.电流3.在电机调速控制系统中,对于()的扰动,系统是无能为力的。
A.运算放大器的参数的变化B.电机励磁电压的变化C.转速反馈参数的变化D.电网电压的变化4.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.零B.大于零的定值C.小于零的定值D.保持原先的值不变5.无静差调速系统的PI调节器中P部份的作用是()。
A.消除稳态误差B.既消除稳态误差又加快动态响应C.加快动态响应D.不能消除稳态误差也不能加快动态响应6. a = P配合控制有环流可逆调速系统中存在的是()环流。
A.直流B.动态C.平均D.脉动7.配合控制可逆调速系统运行在第二象限,整流装置的输出电压方向与电机反电势方向相反,此时是()状态。
A.正组待整流,反组逆变,电机电动B.正组待逆变,反组整流,电机反接制动C.正组待整流,反组逆变,电机回馈制动D.正组待逆变,反组整流,电机回馈制动8.转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制()。
A.电机的调速精度B.电机的动态转矩C.电机的气隙磁通D.电机的定子电流9. SPWM逆变器是利用正弦波信号与三角波信号相比较后,而获得一系列()的脉冲波形。
A.等幅不等宽B.等宽不等幅C.等幅等宽D.不等宽不等幅10.按转子磁场定向和矢量控制变频调速系统中,在()条件下,有电动机转矩与定子电流转矩分量成正比的关系。
A.气隙磁通恒定B.转子电流恒定C.转子磁链恒定D.定子电流恒定滞后60°11.典型I型系统的超调量一般比典型H型系统(),而快速性要好。
A.大B.小C.相同D.无法比较12.电动机的调速范围D可以由以下哪一项表示()。
电力拖动考试试题(有答案)期终考试电力拖动试题试题年级专业记分一、填空题(44分)1、电力拖动系统由四个基本部分组成,即()、()、()和()。
2、凡是根据外界指定的信号或要求,自动或手动接通和分断电路,断续或连续地实现对电路或非电对象转换、控制、保护和调节的()都属于电器的范围。
低压电器通常是指工作在交流()V及以下与直流()V及以下电路中的电器。
3、主令电器是一种非自动切换的()电器,它在控制电路中的作用是()去控制接触器、继电器或其他电器执行元件的(),使电路()或(),从而达到控制电力拖动系统的启动与停止以及改变系统的工作状态,实现生产机械的自动控制。
4、熔断器是低压电路及电力控制线路中一种最简单的过载和短路保护电器。
()是熔断器的主要组成部分,一般制作熔体的材料有两种:一种是()材料制成的不同直径的熔丝、由于()、(),一般用于()电路中。
另一种是()材料()较容易,但会引起(),一般用于()电路中。
5、每一种熔体都有()电流和()电流两个参数。
()电流是指长时间通过熔体而不熔断的电流值。
()电流一般是熔体额定电流的2倍。
6、交流接触器的结构主要由()、()和()三大部分组成。
7、交流接触器的电磁系统是用来操纵触头的闭合和断开的,它包括()、()和()三部分。
交流接触器的铁心一般用()叠压后铆成,以减少交变磁场在铁心中产生的()和()损耗,防止铁心过热。
交流接触器线圈的电阻较小,所以铜引起的发热较小。
为了增加铁心的散热面积,线圈一般做成()而()的圆筒状。
交流接触器的铁心上有一个短路铜环,称为(),它的作用是减少交流接触器吸合时产生的()和()。
8、继电器一般由()机构、()机构和()机构等三个部分组成。
继电器一般用于控制()电流电路,触头额定电流不大于()。
二、选择题(12分)1、单台电动机的短路保护在选择熔体时,应考虑电机的启动电流。
因此熔体的额定电流应为电动机额定电流的【】倍。
A、1B、1.5~2.5C、4~7D、10~202、热继电器在对电动机作过载保护时,热继电器的整定电流应为电动机额定电流的【】倍。
1.脉宽调制 p5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(三种方式)。
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? 图见P103答:因斩波电路输出电压u0的平均值: U0=ρ×Us=30%×300=90 V < EaId=( 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,使电枢电流的脉动减小,也容易使电流连续,提高了调速的低速运行平稳性,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 p11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。
p21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 测速发电机: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U*n 。
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?P23~25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。
电力拖动基础复习题答案1.简答题1、什么是电力拖动?2、为什么说他励直流电动机具有硬特性?2额定速降较小,直线的斜率较小3、画出电力拖动系统的示意图。
34、电力拖动系统由哪几部分组成?5、画出反抗性恒转矩负载的特性。
6、画出位能恒转矩负载的特性,并举例说明。
7、画出通风机负载的负载特性。
8、固有机械特性的条件是什么?9、要改变一台他励电动机的旋转方向都有哪些措施?改变电枢电流方向或者励磁电流方向10、为什么他励直流电动机与串励直流电动机相比,串励直流电动机牵引电机使用时更具有优势?10,串励直流电动机具有软特性11、他励直流电动机电阻起动时,切换电流I2越大越好吗?11为什么?不是,I2越大起动的级数越多,设备越复杂12、他励直流电动机电阻起动时,由一条特性曲线转换到另外一条曲线上,在转换的瞬间,转速,电枢电流都发生什么变化?12转速不变,电枢电流突变13、为什么实际的电力拖动系统通常是一个多轴系统?把多轴系统折算为单轴系统时,哪些量需要进行折算?13工作机构需要的转矩和转速不能够和电动机达到一致,所以需要传动机构,转矩和飞轮矩的折算14、一般要求电动机的机械特性是向下倾斜还是向上翘的?向下15、为什么串励直流电动机不允许过分轻载运行?15转速大大高于额定转速16、他励直流电动机的调速都有哪几种方式?16调压,电枢回路串电阻和削弱磁通17、他励直流电动机的理想空载转速和负载时的转速降各与哪些因素有关17?电压,磁通以及电机常数18、他励直流电动机制动运行分为哪几种方式?19、什么是三相异步电动机的固有机械特性?20、请你说明三相异步电动机能耗制动的工作原理?2021、三相异步电动机调速都有哪几种方法?22、三相绕线转子异步电动机串级调速都有哪些优缺点?23、三相异步电动机定子调压调速都有哪些有缺点?24、三相异步电动机的制动都有哪几种方式?2425、什么是三相异步电动机的回馈(再生)制动?26、对三相异步电动机起动的要求是什么?26起动电流小,起动转巨大27、他励直流电动机电枢串电阻的人为机械特性会有什么特点?28、改变他励直流电动机电源电压时的人为机械特性有什么特点?29、削弱改变他励直流电动机磁场时的人为机械特性有什么特?30、他励直流电动机起动时,起动电流的确定要考虑哪些因素?31、什么是三相绕线转子异步电动机转子串接电阻起动?91逐段切除电阻的转子串电阻的分级起动32、容量较大的他励直流电动机为何不能采取直接起动的方式进行起动?3233、在要求有较大的起动转矩和较小的起动电流的场合,为何采用深槽式和双笼型双笼异步电动?3334、电磁转差离合器都有哪几部分组成?35、三相子异步电动机变极调速都有哪几种方式?352.填空题1、三相子异步电动机的电磁转矩由转子电流和(主磁通)产生的。
KT=0.5,阻尼比=0.707,超调=4.3%,Tr=4.7T,Tp=6.2T,Wc=0.455/Th=5,超调=37.6%,t=hT2-8、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。
2-10、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?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。
3-3、双闭环直流调速系统中,给定电压Un*不变,增加转速负反馈系数α,系统稳定后转速反馈电压Un和实际转速n是增加、减小还是不变?答:转速反馈系数α增加,则转速反馈电压UN增加,给定电压UN*,则转速偏差电压减小,则AST 给定电压Ui*减小,则控制电压Uc减小,则转速n减小;则转速反馈电压Un减小,知道转速偏差电压为零;古稳态时转速反馈电压Un不变。
且实际转速N减小。
1、V-M调速系统的电流脉动和断续是如何形成的?如何抑制电流脉动?整流器输出电压大于反电动势时,电感储能,电流上升,整流器输出电压小于反电动势时电感放能,电流下降。
整流器输出电压为脉动电压,时而大于反电动势时而小于,从而导致了电流脉动。
当电感较小或电动机轻载时,电流上升阶段电感储能不够大,从而导致当电流下降时,电感已放能完毕、电流已衰减至零,而下一个相却尚未触发,于是形成电流断续。
2、简述比例反馈控制、积分控制的规律及其不同。
答:比例控制的反馈控制系统是(被调量有静差)的控制系统;反馈控制系统的作用是(抵抗前向通道的扰动,服从给定)反馈系统的精度依赖于(给定和反馈检测的精度);积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行,实现无静差调速比例调节器的输出只取决于(输入偏差的现状),而积分调节器的输出则包含了(输入偏差量的全部历史)3、简述ASR的退饱和条件。
答:当ASR处于饱和状态时,若实际转速大于给定转速,则反馈电压大于给定电压,使偏差电压小于零,则ASR反向积分,从而退饱和,返回线性调节状态。
4、简述双闭环直流调速系统中转速调节器的作用。
答:作为主导调节器,在转速动态过程中,使转速快速跟随给定电压变化,稳态时减小转速误差,采用PI调节器可实现无静差;对负载变化其抗扰作用;其输出限幅值决定电动机允许最大电流。
5、简述双闭环直流调速系统中电流调节器的作用。
答:作为内环调节器,在转速调节过程中,使电流紧紧跟随给定电流变化;对电网电压波动起及时抗扰作用;在转速动态过程中,保证获得电动机最大允许电流,从而加快动态过程;当电动机过载或堵转时,限制电枢电流最大值,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。
6、V—M系统需要快速的回馈制动时,为什么必须采用可逆线路。
答:当电动机需要回馈制动时,由于反电动势的极性未变,要回馈电能必须产生反向电流,而反向电流是不可能通过VF流通的,这时,可以通过控制电路切换到反组晶闸管装置VR,并使它工作在逆变状态,产生逆变电压,电机输出电能实现回馈制动。
7、晶闸管可逆系统中环流产生的原因是什么?有哪些抑制的办法?答: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。
抑制的方法:1.消除直流平均环流可采用α=β配合控制,采用α≥β能更可靠地消除直流平均环流。
2.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8、试分析配合控制的有环流可逆系统正向制动过程中各阶段的能量转换关系,以及正反组晶闸管所处的状态。
发出停车指令以后,正组由整流状态变成逆变状态,反组由待逆变变成待整流,大部分能量回馈给电网;主电路电流下降过零时,本组逆变停止进入待逆变,反组由待整流进入整流状态,电流反向快速增长,电机处于反接制动状态;主电路反向电流达最大值,ACR 退饱和,反组由整流进入逆变状态,正组待整流,电机处于回馈制动状态,机械能转换成电能回馈给电网。
9、待逆变、本组逆变和它组逆变,说明这三种状态各自出现在何种场合。
待逆变:表示该组晶闸管装置是在逆变角控制下等待工作。
正组逆变电枢端电压为负,电枢电流为正,电动机逆向运转,回馈发电,机械特性在第四象限。
反组逆变电枢端电压为正,电枢电流为负,电动机正向运转,回馈发电,机械特性在第二象限.10、异步电动机变频调速时,为何要电压协调控制?在整个调速范围内,保持电压恒定是否可行?为何在基频以下时,采用恒压频比控制,而在基频以上保存电压恒定?答:因为定子电压频率变化时,将导致气隙磁通变化,影响电动机工作。
在整个调速范围内,若保持电压恒定,则在基频以上时,气隙磁通将减少,电动机将出力不足;而在基频以下时,气隙磁通将增加,由于磁路饱和,励磁电流将过大,电动机将遭到破坏。
因此保持电压恒定不可行。
在基频以下时,若保持电压不变,则气隙磁通增加,由于磁路饱和,将使励磁电 流过大,破坏电动机,故应保持气隙磁通不变,即保持压频比不变,即采用恒压频比控制; 而在基频以上,受绕组绝缘耐压和磁路饱和的限制,电压不能随之升高,故保持电压恒定。
11、对于恒转矩负载,为什么调压调速的调速范围不大?电机机械特性越软调速范围越大?答:带恒转矩负载工作时,普通龙型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为0<s<sm ,sm 本来就不大,因此调速范围也不大,降压调速时,机械特性变软,但sm 不变,故调速范围不变。
12、异步电动机变频调速时,基频以下和基频以上分别属于恒功率还是恒转矩调速方式?为 什么?所谓恒功率或恒转矩调速方式,是否指输出功率或转矩恒定?若不是,那么恒功率 和恒转矩调速究竟是指什么?答:在基频以下调速,采用恒压频比控制,则磁通保持恒定,又额定电流不变,故允许输出转矩恒定,因此属于恒转矩调速方式。
在基频以下调速,采用恒电压控制,则在基频以上随转速的升高,磁通将减少,又额定电流不变,故允许输出转矩减小,因此允许输出功率基本保持不变,属于恒功率调速方式。
恒功率或恒转矩调速方式并不是指输出功率或输出转矩恒定,而是额定电流下允许输出的功率或允许输出的转矩恒定。
13、基频以下调速可以是恒压频比控制,恒定子磁通φms 、恒气隙磁通φm 和恒转子磁通φmr 的控制方式,从机械特性和系统实现两个方面分析与比较四种控制方法的优缺点。
答:恒压频比控制最容易实现,其机械特性基本上是平行下移,硬度也较好,能满足一般调速要求,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φms 、恒气隙磁通φm 和恒转子磁通φmr 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φms 和恒气隙磁通φm 的控制方式虽然改善了低速性能,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φmr 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。
12总结转速闭环转差频率控制系统的控制规律,若1(,)S s U f I ω=设置不当,会产生什么影响?一般来说,正反馈系统是不稳定的,而转速闭环转差频率控制系统具有正反馈的内环,系统却能稳定,为什么?答:控制规律:1)在s sm ωω≤ 的范围内,转矩基本上与转差频率成正比,条件是气隙磁通不变。
2)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。
若1(,)S s U f I ω= 设置不当,则不能保持气隙磁通恒定。
一般来说,正反馈系统是不稳定的,而转速闭环转差频率控制系统具有正反馈的内环,系统却能稳定,是因为还设置了转速负反馈外环。
12、给定积分环节的原理与作用:由于系统本身没有自动限制起动制动电流的作用,因此频率设定必须通过给定积分算法产生平缓的升速或者降速信号。
00**111*111011*11011()()()t N t up t N t downt t dt t dt ωωωωωωωωτωωωωτ⎧⎪=⎪⎪⎪=+<⎨⎪⎪⎪->⎪⎩⎰⎰ 13、论述转速闭环转差率频率控制系统的控制规律、实现方法及系统的优缺点。
控制规律:1.转矩基本上与转差频率成正比,条件是气隙磁通不变,且s sm ωω≤2.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。
控制方法:保持气隙磁通不变,在s 值较小的稳态运行范围内,异步电动机的转矩就近似与转差角频率成正比;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;忽略电流相量相位变化的影响,仅采用幅值补偿优缺点:转速开环变频调速系统可以满足平滑调速的要求,但静、动态性能不够理想。
采用转速闭环控制可提高静、动态性能,实现稳态无静差。
需增加转速传感器、相应的检测电路和测速软件等。
转速闭环转差频率控制的变压变频调速是基于异步电动机稳态模型的转速闭环控制系统。
2.12 有一个晶闸-电动机调速系统,已知:电动机:kW P N 8.2=,V U N 220=,A I N 6.15=,1500=N n r/min ,a R =1.5Ω,整流装置内阻rec R =1Ω, 电枢回路电抗器电阻L R =0.8Ω, 触发整流环节的放大倍数35=s K 。
(1)系统开环工作时,试计算调速范围30=D 时的静差率s 值。
(2)当30=D ,%10=s 时,计算系统允许的稳态速降。
(3)如组成转速负反馈有静差调速系统,要求30=D ,%10=s ,在V U n10*=时N d I I =,N n n =,计算转速负反馈系数α和放大器放大系数p K 。
解:()r V C e m in/1311.01500/5.16.15220=⨯-=(1)()min 0min /15.6 3.3/0.1311392.68/min1500/3050/392.68/392.685088.7%op N e op n I R C r n s n n ∑∆=⨯=⨯====∆∆=+=(2) ()min/56.59.0/550/1.0r n n n ==∆+∆∆= (3)()()⎪⎩⎪⎨⎧=+-+=∑e s p e d e n s p C K K K K C I R K C U K K n /1/1/*α()()()()()⎪⎩⎪⎨⎧=-=-∆∆=+-+=∑5.52156.5/48.2971/1/6.151/1500*cl op e e n s p n n K K C R K C U K K *3.1双闭环调速系统的ASR 和ACR 均为PI 调节器,设系统最大给定电压*nm U =15V ,N n =1500r/min ,N I =20A ,电流过载倍数为2,电枢回路总电阻R =2Ω,s K =20,e C =0.127V ·min/r ,求:(1)当系统稳定运行在*n U =5V ,dL I =10A 时,系统的n 、n U 、*i U 、i U 和c U 各为多少?(2)当电动机负载过大而堵转时,*i U 和c U 各为多少? 解:(1)*****0*/15/15000.01/55,5000.01/150.375/400.375*10 3.750.127*50010*2 4.17520500,5, 3.75,nm N nn im dm i d id dLe N dL C s s s n i i c U n V rpm V rpmU V U V n rpm V rpmU V V A I AU I V U U E I R C n I R U V K K K n rpm U V U U V U ααββ==============+++=========当转速即 4.175v= (2)堵转时,V I U dm i 15*==β,()040*2420e d d dm c s s s C n I R U I R U V K K K +=====*3.2 在转速、电流双闭环调速系统中,两个调节器ASR ,ACR 均采用PI 调节器。