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2013年4月考试发电厂及变电站电气部分第三次作业一、填空题（本大题共12分，共 6 小题，每小题 2 分）1. 限流电抗器串接于电路中， ______ 短路总阻抗以限制短路电流。
2. 小容量变电站，一般装设 ______ 台站用变压器。
3. 普通限流电抗器的结构是 ______ 电感线圈。
4. 互感器按功能可分为 ______ 互感器和 ______ 互感器。
5. 为简化计算，在工程上可以用 ______ 和 ______ 来等效计算。
6. 灭弧栅的作用是 ______ 和 ______ 。
二、名词解释题（本大题共18分，共 6 小题，每小题 3 分）1. 互感器的精度等级2. 电压互感器的最大容量。
3. 温升4. 允许工作电压5. 电流互感器的10％倍数曲线6. 厂用电动机的自启动三、绘图题（本大题共15分，共 1 小题，每小题 15 分）绘出两进两出双母线单断路器带旁路接线，并说明用旁路断路器代替出线断路器不停电检修的操作顺序。
四、计算题（本大题共15分，共 1 小题，每小题 15 分）1台10,000 kVA变压器通过6kV母线对8台1000kW鼠笼式电动机供电，设备参数如下：变压器：额定容量Se=10000kVA，额定电压比110/6.3kV，短路电压百分值Ud %=10.5；电动机（m1~ m8参数相同）：额定电压Ue=6kV，额定功率p e =1000kW，额定功率因数cosφe=0.8，额定效率ne=0.93，启动电流倍数K=5。
如果8台电动机同时参加自启动，试计算6kV母线在启动过程中最低电压标幺值。
五、简答题（本大题共40分，共 8 小题，每小题 5 分）1. 什么是互感器的精度等级？它是如何规定的？2. 简述对电气主接线的基本要求。
3. 简述配电装置的分类。
4. 简述电弧熄灭后在开关断口间出现的两个过程。
5. 简述长期发热的特点。
6. 简述分裂电抗器是如何使短路时的等效电抗高于正常运行时的等效电抗？7. 什么是互感器的精度等级？在设计制造与运行使用互感器时，如何保证其精度？8. 综述大型火电厂自用工作电源的引接方式，并说明该类电厂是如何提高厂用电接线可靠性的？答案：一、填空题（12分，共 6 题，每小题 2 分）1.参考答案：提高解题方案：评分标准：2.参考答案：一解题方案：评分标准：3.参考答案：空心解题方案：评分标准：4.参考答案：电压；电流。
2013学年第1学期机电传动与控制考试试卷1．通常电动机的铭牌上标有符号△/Y和数字220/380,前者表示定子绕组的接法__,后者表示对应于不同接法的_____线电压值__。
2．__接触器_____是一种依靠电磁力的作用使触点闭合或分离来接通和断开电动机或其它用电设备的自动电器。
3．异步电动机在一定负载稳定运行的条件下,欲得到不同的转速,其调速方法有：改变极对数、改变转差率和改变电源频率。
4．直流发电机通常按励磁方法来分类,分为___他励__、_并励_、_串励和复励___。
5．三相交流异步电动机在结构上包括三相_鼠笼式_电动机和三相_绕线式电动机。
6．机电传动系统从某一个稳定状态变化到另一个稳定状态的过程,称为_过渡过程。
7．变压变频调速适合于__基频___________以下的调速,恒压弱频调速适合于___基频 __以上的调速。
、。
8．在自动控制系统中,伺服电动机是一个_执行_元件,它把接收到的_电信号_变为电机的一定转速或者角位移。
9．三相交流异步电动机和直流电动机的制动都可采用_反接____制动和__能耗__制动。
10．旋转变压器由铁芯、两个定子线圈和两个转子线圈组成,是测量_旋转角度的传感器。
11．电气线路图可分为__主电路_____和辅助电路两部分,根据需要,电气线路图包括_电气原理图______、电气安装图和_电气互连图______三种形式。
12、通常把异步电动机固有机械特性上最大电磁转矩与额定转矩之比称为电动机的过载能力系数。
二．判断题每小题2分, 共20分1、为了消除衔铁的振动并由此产生的噪音,需要在直流电磁机构的静铁芯端面安装一个铜质的短路环。
------------------------------------------------- ×2、直流他励电动机的制动是指电动机脱离电网,靠摩擦阻转矩消耗机械能使转速慢慢下降,直到转速为零而停车。
------------------------------------------ ×3、可以用转子串电阻的方法实现三相鼠笼交流电动机的调速。
2013年9月份考试供配电系统第三次作业一、填空题（本大题共10分，共 5 小题，每小题 2 分）1. 相间短路电流三段保护指 ______ 、限时电流速断和定（反）时限过电流等三种保护2. 常用配电电器按功能可分为开关电器、保护电器、 ______ 、母线、电瓷等3. 变压器短路实验中，短路电压标幺值等于 ______ 标幺值。
4. 按开断能力，熔断器可分为 ______ 、 ______ 两类。
5. 限时电流速断保护的动作时限为 ______ 。
二、名词解释题（本大题共10分，共 5 小题，每小题 2 分）1. 有名值。
2. 熔断器安秒特性3. 短路热脉冲4. 电网PCC点5. 设备（装置）外可导电部分三、计算题（本大题共50分，共 10 小题，每小题 5 分）1. 平衡三相系统U相线电压为10kV，线电流为125A，试计算其三相总视在功率。
2. 变压器额定容量为1250kVA，额定电压比为10/0.4kV，试计算其一、二侧额定电流。
3. 已知：单端口网络电压为U=220V，电流I=5A，电流相位落后于电压30°。
试计算其有功、无功功率。
4. 变压器额定容量为1250kVA，额定电压比为10/0.4kV，短路电压百分数为6，短路有功损耗为12kW，试计算其短路无功损耗，并计算短路无功与有功损耗的比值。
5. 接习题三，试计算各相实际计算电流和等效三相平衡负荷的计算电流，并对结果作出评价。
6. 接于母线上的10kV电动机装有欠电压保护，动作电压7kV，动作时间为0.5s，外部故障时母线上最低电压为5.7kV，母线及母线上馈线出口处短路时，母线最低电压约为0V，短路保护0s动作。
试确定该欠电压保护的灵敏度。
7. 某单相电压互感器二次绕组额定电压为100V，二次负载阻抗为300Ω，试计算其二次负载大小8. 某GL继电器反时限特性曲线族如图2黑线，若要求4倍动作电流时，动作时间为6s，试整定该继电器的10倍动作电流时间。
设备点检工（电气）竞赛大纲一、参赛范围(一）参赛选手条件：持有国家颁发的电工特种作业操作证，从事电气设备运行与维护的人员。
（二)竞赛知识范围以《设备点检员国家职业标准》中规定的高级工及以上应具备的理论知识和实际工作技能要求作为主要依据。
（三)竞赛采取理论知识考试和实际工作技能考核方式，分值比例为3：7。
二、考核内容第一部分理论知识部分理论知识考试采用计算机无纸化考试方式，满分100分，考试时间120分钟.内容包括：（一）基础知识1.电路和磁路知识（1）交、直流电路的分析和计算方法；（2)磁场的基本性质及磁路与磁路定律的内容，以及电磁感应、自感系数的概念；2.仪器仪表知识万用表、功率表、兆欧表、电度表、点温仪、百分表、示波器(表）、测振仪等常用仪器仪表的使用和保养知识。
3.相关知识（1）机械、液压、润滑、测量、计算机及网络通信等相关常识及基础应用知识；（2）钢铁企业生产工艺与流程控制基础知识;（3）安全、环保、质量与相关法律法规的基本概念。
（二)设备点检管理知识1.设备管理基础知识;包括：设备管理模式、TPM、标准化作业、设备管理的各项业务制度与流程(点检定修管理、事故故障管理、功能精度管理、维修成本、物料、设备技术管理等），PDCA、倾向管理等常用的设备管理分析工具应用；2.基于五感点检法（使用点检辅助工器具）的状态分析判断基础和应用知识。
（三)专业知识1。
电力电子及其应用知识(1）变流电路（单相、三相各种形式可控整流电路及逆变器电路）基础及应用知识；（2）电力电子器件，如晶闸管、MOSFET(电力场效应管）、GTR（电力晶体管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等特点及在逆变器、斩波器中应用的基本知识。
2。
工厂供配电系统知识（1)变压器、开关、电缆等器件（装置）组成的供配电系统的基础及应用知识；(2）继电保护的基础及应用知识；(3）电气绝缘配合、测试的基础及应用知识.3.电机及拖动基础知识（1)交直流电机相关基础及应用知识；（2）交直流电动机调速的原理、特点及适用场合。
第3次作业一、单项选择题（本大题共30分，共10小题，每小题3分）1.逻辑和与门电路中的（）对应。
A.或B.与C.非D.积2.主推产品定位在小型PLC±的国家是（）。
A.美国B.德国C.日木D. 中国3.电力拖动控制系统中，（）属于断续控制。
A.继电器一接触器型控制B.直流发电机一直流电动机组控制C.交磁放大机一一直流电动机控制D.可控硅（晶闸管）一一直流电动机控制E.磁放大器一一直流电动机控希！J4.以下关于电磁式电压继电器触头接法正确的是（）。
A.串联在主电路中B.串联在控制电路中C.安装在用电设备上D.安装在熔断器前方5.绕线式电动机的降压启动与笼型异步电动机的降压起动的主要区别在于绕线式电动机的降压启动是采用（）。
A. Y/△降压启动B.定子串电阻降压启动C.定子串自耦变压器降压启动D.转子串电阻或串频敏变阻器降压启动6.对单台长期工作（不频繁起动）电动机，熔体额定电流是电动机额定电流的（）倍。
A.广2 B. 2~3 C. 4~5 D. 5~67.以下控制方式中，（）更适合工业现场，且成本相对较低，工厂的电气工程师和操作维护人员也较易掌握。
A.个人计算机控制B.单板机C.单片机D.工业控制计算机E. PLC8.若要使Y0、TO. MO. Ml> M2 都失电，须断开（）。
A. X0 B. XI C.X3 D. M09.以下继电器中，属于计数器的是（）。
A. X0 B. Y0 C. MO D. C010.以下几种调速系统屮，机械特性硬度从软到硬排列的是（）。
A.开环调速系统、电压负反馈调速系统、电压负反馈及电流正反馈调速系统、转速负反馈调速系统B.开环调速系统、电压负反馈及电流正反馈调速系统、电压负反馈调速系统、转速负反馈C.开环调速系统、电压负反馈调速系统、转速负反馈、电压负反馈及电流正反馈调速系统D.开环调速系统、转速负反馈、电压负反馈调速系统、电压负反馈及电流正反馈调速系统二、多项选择题（本大题共20分，共5小题，每小题4分）1.以下功率的屯机，（）必须要降压起动。
2013年4月考试电力工程第三次作业一、填空题（本大题共20分，共 10 小题，每小题 2 分）1. 电力系统负荷吸收的有功功率和无功功率是随电力系统频率和供电电压的变化而变化的，这种变化的相依关系，称为电力系统负荷的[blank]_。
2. 目前的输电系统采用 ______ 和 ______ 两种形式传输电能。
3. 自动重合闸是提高系统[blank]_的主要措施之一。
4. 电力系统的[blank]__指电力系统遭受干扰后是否能回复到可接受的稳定运行状态的能力。
5. [blank]__是发电厂、变电站一次接线中对外部供电的部分。
6. 衡量电能质量的指标主要有电压、波形和[blank]_。
7. 发电厂的 ______ 是衡量发电厂生产情况的一个重要指标。
（）8. 无备用接线形式，分为：[blank]__、[blank]__和[blank]_。
9. 在额定负荷下变压器内部的电压降落约为_%。
10. 派克变换是将[blank]系统变为与转子一起旋转的垂直坐标系统。
二、名词解释题（本大题共40分，共 8 小题，每小题 5 分）1. 电力系统的稳定性2. 自耦三绕组变压器3. 主接线4. 最小负荷系数5. 动力系统6. 二类负荷7. 发电机的进相运行8. 整流侧三、简答题（本大题共30分，共 3 小题，每小题 10 分）1. 何谓一次能源和二次能？2. 电力系统的电压调节与频率调节的有那些相似之处。
3. 何谓最小负荷系数、平均负荷系数？四、问答题（本大题共10分，共 1 小题，每小题 10 分）简述按原边绕组的结构将互感器进行分类的情况。
答案：一、填空题（20分，共 10 题，每小题 2 分）1.参考答案：静态特性解题方案：评分标准：准确回答才得分2.参考答案：交流直流解题方案：评分标准：准确回答才得分3.参考答案：暂态稳定性解题方案：评分标准：准确回答才得分4.参考答案：稳定性解题方案：评分标准：准确回答才得分5.参考答案：主接线解题方案：评分标准：准确回答才得分6.参考答案：频率解题方案：评分标准：准确回答才得分7.参考答案：发电量解题方案：评分标准：准确回答才得分8.参考答案：辐射式、干线式、链式解题方案：评分标准：准确回答才得分9.参考答案：5解题方案：评分标准：准确回答才得分10.参考答案：静止的abc三相坐标解题方案：评分标准：准确回答才得分二、名词解释题（40分，共 8 题，每小题 5 分）1.参考答案：电力系统遭受干扰后是否能回复到可接受的稳定运行状态的能力。
数控机床电气传动课程试卷4注意事项1.考试时间：60分钟。
2.请仔细阅读答题要求，在规定位置填写答案，本套试卷满分100分。
一、单项选择 (共35题，每题1分，共35分。
选择一个正确的答案，将相应的字母填入题内的括号中。
)1.光栅栅距为0.01mm，两块光栅之间的夹角为0.005rad，则莫尔条纹宽度约为（）。
A.0.01mmB.0.5mmC.2mmD.5mm2.光电编码器是一种直接用数字代码表示（）的检测装置。
A.直线位移B.角位移或直线位移C.角位移D.角位移和直线位移3.感应同步器根据用途不同和结构特点分成直线式和旋转式两大类，（）。
A.前者用于长度测量，后者用于角度测量B.前者用于角度测量，后者用于长度测量C.两者都是用于长度测量D. 两者都是用于长度测量4.检测装置是数控机床的重要组成部分。
检测装置起着（）作用。
A.测量B.反馈C.测量和反馈5.对于一个设计合理，制造良好的带位置闭环控制系统的数控机床，可达到的精度由（）决定。
A.机床机械结构的精度B.检测元件的精度C.计算机的运算速度D.驱动装置的精度6.要改变并励直流电动机的转向，可以( )。
A.增大励磁B.改变电源极性C.改接励磁绕组连接方向7.负载转矩不变时，在他励直流电动机的励磁回路中串入电阻，稳定后，电枢电流将( )。
A.增加B.减小C.不变8.为了增加系统响应的快速性，我们应该在系统中引入（）环节进行调节。
A. 比例B. 积分C. 微分9.直流主轴电动机采用的励磁方式为 ( )。
A．他励 B．串励 C．并励 D．复励10.串励直流电动机的机械特性是()。
A.一条直线B.双曲线C.抛物线D.圆弧线11.下列哪项不是数控机床对主轴驱动系统的要求（）。
A.调速范围宽并实现无级调速B.恒转矩范围宽C.具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪音低D.具有位置控制能力12.直流电动机的励磁绕组由单独的直流电源供电称为( )。
A.并励B. 串励C. 他励D. 复励13.主轴电动机要能输出较大的功率，所以一般采取（）式，这样输出功率大。
第三次作业1、 已知对称三相电路的末端电压及末端三相功率，试写出线路电压降落公式。
答：2sin 2cos 2*ϕϕϕjI I U S I -=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∙∙则有△)2sin 2()2sin 2cos ())(2sin 2cos (ϕϕϕϕϕϕϕIR IXxos j IX IR jX R jI I U -++=+-=∙ 定义△分别为电压降落及22ϕϕδU U △则有的纵分量及横分量，U ϕ∙△2sin 2cos 2ϕϕϕIX IR U += （8-5） 2sin 2cos 2ϕϕδϕIR IX U -= （8-6）将2sin ,2cos 2222ϕϕϕϕϕϕI U Q I U P ==分别代入式（ 8-5）和（8-6）得： △2222ϕϕϕϕU XQ R P U += 2222ϕϕϕϕδU RQ X P U -=2、已知某四结点网络的结点导纳阵Y若从结点2 接出一变压器支路如下图，并新增结点5。
试写出变压器的等值电路与其参数以及新的结点导纳阵。
答：变压器的等值支路与其参数如下图所示：则新的节点导纳矩阵为：3、什么是频率的一次调整、二次调整、三次调整？答：由发电机组调速器调整由负荷变动引起的频率偏移，称为频率的一次调整。
由发电机组的调频器调整负荷变动引起的频率偏移，称为频率的二次调整。
根据预测的负荷曲线，按优化原则在各厂（机组）间进行经济负荷分配，称为三次调整。
4、有功功率负荷的分类？答：有功功率可以分为三大类:（1）变动周期小于10s ，变化幅度小的随机负荷。
（2）变动周期在10s ~180s ，变化幅度较大的负荷。
（3）变动周期最大且变化幅度最大的可预测负荷。
5、在枯水期和洪水期，削峰填谷最优先考虑调整什么类型电厂的功率（不考虑抽水蓄能 电站）？为什么？答：在有水电厂的系统，应充分合理的利用水力资源，避免弃水。
无调节水电厂的全部功率和有调节水库水电厂的强迫功率应首先投入置于负荷曲线的底部。
试卷1单项选择1、通过电磁感应现象可以知道，线圈中磁通变化的频率越快，线圈的感应电动势（ C ）。
A、越小B、不变C、越大D、不确定2、导体在磁场中做切割磁力线运动时，导体内就会产生（ A ）。
A、感应电动势B、电流C、磁场D、电感3、当电压过高时,电动机可能(B )。
A、不能启动B、绝缘老化加快C、反转D、倒转4、在发电机出口端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的( A )倍。
A、10～15B、5～10C、0～5D、15～205、在并联运行的同一电力系统中，不论装机容量的大小、任一瞬间的（ A ）在全系统都是一致的。
A、频率B、电压C、电流D、波形6、大型的晶闸管变流设备和( D )，它们产生的谐波电流最为突出，是造成电网谐波的主要因素。
A、荧光灯B、变压器C、高压汞灯D、大型电弧炉7、（ D ）是由于核燃料在反应堆内产生核裂变，释放出大量热能，由冷却剂(水或气体)带出，在蒸发器中将水加热为蒸汽，用高温高压蒸汽推动汽轮机，再带动发电机发电。
A、风力电站B、火力发电厂C、水力发电厂D、核能发电厂8、当单电源变电所的高压为（ A ）接线，低压为单母线接线方式，只要线路或变压器及变压器低压侧任何一元件发生故障或检修，整个变电所都将停电，母线故障或检修，整个变电所也要停电。
A、线路--变压器组B、双母线接线C、单母线分段接线D、单母线接线9、一般发生短路故障后约0.01s时间出现最大短路冲击电流，采用微机保护一般仅需( )s就能发出跳闸指令，使导体和设备避免承受最大短路电流的冲击，从而达到限制短路电流的目的。
P62A、0.002B、0.003C、0.004D、0.00510、在中性点（ A ）接地系统中，当发生单相接地故障时，一般允许运行2h，需发出报警信号。
A、经消弧线圈B、直接C、经小电阻D、经小电容11、（ C ）是隔离电源用的电器，它没有灭弧装置，不能带负荷拉合，更不能切断短路电流。
2013年9月份考试电气传动及控制第一次作业一、单项选择题（本大题共100分，共 20 小题，每小题 5 分）1. 如下关于转速开环恒压频比控制调速系统（通用变频器-异步电动机调速系统）论述正确的是（ C）。
A.二极管整流器输出端的大电容仅仅用于滤波作用B. 二极管整流器是全波整流装置，由于输出端有滤波电容存在，因此输入电流波形中谐波含量很低C. 通用变频器一般用电阻来吸收制动能量2. 在转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中，突减给定电压后又进入稳定运行状态，此时晶闸管整流装置的输出电压Ud较给定电压变化前是（ C）了。
A. 增加B. 不变C. 减小3. 某单闭环直流调速系统的开环放大系数为19时，额定负载下电动机转速降落为8r/min，如果开环速降不变，要使闭环速降降为4r/min，则开环放大系数应为（C ）。
A. 19B. 29C. 394. 双闭环无静差V-M系统中，改变（C ）能够改变稳态转速。
A. 整流环节放大系数B. 电流反馈系数C. 转速反馈系数5. 在转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中，当（A）变化时，系统没有抗扰作用。
A. 转速反馈系数B. 电动机励磁电流C. 电枢电阻6. 恒Eg/1调速系统，最大电磁转矩（A）。
A. 与1无关B. 随1增大而增大C. 随1增大而减小7. 双闭环无静差V-M调速系统，若起动过程中ASR未达到饱和，则会发生（ B ）。
A. 起动过程变快B. 起动过程变慢C. 不影响起动过程8. 某单闭环直流调速系统的开环放大系数为19时，额定负载下电动机转速降落为8r/min，如果将开环放大系数提高到39，开环速降不变，那么它的闭环速降为（ A）。
A. 4r/minB. 6r/minC. 8r/min9. 三相半波整流电路近似的一阶惯性环节的时间常数为（ B）。
A. 10msB. 3.33msC. 1.67ms10. 双闭环无静差V-M系统中，改变（ C ）不能改变稳态转速。
2013年4月考试电气传动及控制第三次作业一、作图题（本大题共8分，共 2 小题，每小题 4 分）1. 采用比例调节器控制的有静差单闭环直流调速系统，当负载转矩由TL1突增到TL2时，有静差调速系统的转速n的变化过程如下图所示，试画出偏差电压 Un和控制电压Uc的变化过程示意图。
2. 采用积分调节器控制的无静差单闭环直流调速系统，当负载转矩由TL1突增到TL2时，无静差调速系统的转速n的变化过程如下图所示，试画出偏差电压ΔUn和控制电压Uc的变化过程示意图。
二、计算题（本大题共36分，共 9 小题，每小题 4 分）1.2.3.4. 系统的开环传递函数为：试画出开环对数幅频特性的渐进线（伯德图），要求标出截止频率、转折频率和斜率。
5. 有一V-M调速系统。
电动机参数为：PN ＝2.2kW，UN=220V，IN＝12.5A，nN=1500r/min，电枢电阻Ra=1.2Ω，整流装置内阻Rrec=1.5Ω，触发整流环节的放大倍数Ks=35。
要求系统满足调速范围D=20，静差率s≤10%。
（1）当Un*=15V时，Id =IN，n=nN，则转速负反馈系数α应该是多少？（2）计算放大器所需的放大倍数。
6.7. 有一个闭环系统，其控制对象的传递函数为，要求校正为典型II型系统，在阶跃输入下系统超调量σ≤30%（按线性系统考虑）。
试决定调节器结构，并选择其参数。
8. 系统的开环传递函数为：试画出开环对数幅频特性的渐进线（伯德图），要求标出截止频率、转折频率和斜率。
9. 有一个系统，其控制对象的传递函数为，要求设计一个无静差系统，在阶跃输入下系统超调量σ≤5%（按线性系统考虑）。
试对该系统进行动态校正，决定调节器结构，并选择其参数。
三、简答题（本大题共56分，共 14 小题，每小题 4 分）1. 常见的交流调速方法有：降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速、绕线电机串级调速或双馈电机调速、变极对数调速、变压变频调速，哪些属于转差功率不变型调速系统？2. 采用PI调节器的双闭环直流调速系统起动过程中，为何会出现饱和非线性控制？3. 晶闸管触发与整流装置可以看成是一个什么环节？怎样确定其时间常数？4. 常见的交流调速方法有：降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速、绕线电机串级调速或双馈电机调速、变极对数调速、变压变频调速，哪些属于转差功率馈送型调速系统？5. 笼型异步电机变压变频调速系统，为什么要进行电压和频率协调控制？6. 常见的交流调速方法有：降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速、绕线电机串级调速或双馈电机调速、变极对数调速、变压变频调速，哪些属于转差功率消耗型调速系统？7. 直流调速有哪些调速方法？最常用的方法是什么？为什么？8. 在转速负反馈有差调速系统中，当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻、测速发电机励磁各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对上述各量中哪些量无调节功能，为什么？9. PI调节器不同于P调节器的特点是什么？10. 在正弦波供电时，不同规律实现电压－频率协调控制，不同类型的机械特性有何特点？11. 为什么说异步电机是一个强耦合的多变量系统？12. 笼型异步电机采用恒压频比控制时，为何要进行低频定子压降补偿？13. 采用PI调节器的双闭环直流调速系统起动过程中，为何会出现转速超调？14. 为什么说异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性系统？答案：一、作图题（8分，共 2 题，每小题 4 分）1.参考答案：解题方案：评分标准：2.参考答案：解题方案：评分标准：二、计算题（36分，共 9 题，每小题 4 分）1.参考答案：90º解题方案：评分标准：2.参考答案：解题方案：评分标准：3.参考答案：解题方案：评分标准：4.参考答案：解题方案：评分标准：5.参考答案：解题方案：评分标准：6.参考答案：解题方案：评分标准：7.参考答案：解题方案：评分标准：8.参考答案：解题方案：评分标准：9.参考答案：解题方案：评分标准：三、简答题（56分，共 14 题，每小题 4 分）1.参考答案：变极对数调速是有级的，应用场合有限。
只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统，取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器，相比之下，设备成本最高。
解题方案：在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高，上述的变极对数调速、变压变频调速两种调速方法属于此类。
评分标准：2.参考答案：当ASR饱和时，转速环开环，系统表现为恒值电流调节的单闭环系统；当ASR 不饱和时，转速环闭环，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。
解题方案：评分标准：3.参考答案：解题方案：评分标准：4.参考答案：在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，上述的“绕线电机串级调速或双馈电机调速”属于这一类。
无论是馈出还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成有用的功率，因此这类系统的效率较高，但要增加一些设备。
解题方案：评分标准：5.参考答案：在进行电机调速时，常须考虑的一个重要因素是：希望保持电机中每极磁通量Φm为额定值不变。
如果磁通太弱，没有充分利用电机的铁心，是一种浪费；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。
进行电压和频率协调控制，便可达到控制磁通Φm的目的。
解题方案：评分标准：6.参考答案：转差功率消耗型调速系统中，全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中，降电压调速、转差离合器调速和转子串电阻调速三种调速方法都属于这一类。
这类系统的效率最低，而且越到低速时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低的（恒转矩负载时）。
可是这类系统结构简单，设备成本最低，所以还有一定的应用价值。
解题方案：评分标准：7.参考答案：直流调速有三种调速方法：（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。
对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。
改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（即电机额定转速）以上作小范围的弱磁升速。
因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。
解题方案：评分标准：8.参考答案：对测速发电机励磁无调节功能，其它量都有调节作用。
理由：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。
解题方案：评分标准：9.参考答案：比例环节的输出量总是正比于其输入量，而PI调节器则不然，其输出量的稳态值与输入无关，而是由它后面环节的需要决定的。
后面需要PI调节器提供多么大的输出值，它就能提供多少，直到饱和为止。
稳态时，如果PI调节器不饱和，其输入偏差总为零。
解题方案：评分标准：10.参考答案：（1）恒压频比（Us/ω1=Constant）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，最大电磁转矩随ω1的降低而减小，低速带载能力有些差强人意，须对定子压降实行补偿。
（2）恒Eg/ω1控制是通常对恒压频比控制实行电压补偿的标准，可以在稳态时达到Φm=Constant，从而改善了低速性能，最大电磁转矩不随ω1的变化而变化，始终保持恒定。
但机械特性还是非线性的，产生转矩的能力仍受到限制。
（3）恒Er/ω1控制可以得到和直流他励电机一样的线性机械特性，按照转子全磁通Φm恒定进行控制，即得： Er/ω1=Constant 而且，在动态中也尽可能保持Φm恒定是矢量控制系统的目标，当然实现起来是比较复杂的。
解题方案：在正弦波供电时，按不同规律实现电压－频率协调控制有不同类型的机械特性。
评分标准：11.参考答案：异步电机变压变频调速时需要进行电压（或电流）和频率的协调控制，有电压（电流）和频率两种独立的输入变量。
在输出变量中，除转速外，磁通也得算一个独立的输出变量。
因为电机只有一个三相输入电源，磁通的建立和转速的变化是同时进行的，为了获得良好的动态性能，也希望对磁通施加某种控制，使它在动态过程中尽量保持恒定，才能产生较大的动态转矩。
由于这些原因，异步电机是一个多变量（多输入多输出）系统，而电压（电流）、频率、磁通、转速之间又互相都有影响，所以是强耦合的多变量系统。
解题方案：评分标准：12.参考答案：解题方案：评分标准：13.参考答案：由于ASR采用了饱和非线性控制，起动过程结束进入转速调节阶段后，必须使转速超调，ASR的输入偏差电压△Un为负值，才能使ASR退出饱和。
这样，采用PI调节器的双闭环调速系统的转速响应必然有超调。
解题方案：评分标准：14.参考答案：在异步电机中，电流乘磁通产生转矩，转速乘磁通得到感应电动势，由于它们都是同时变化的，在数学模型中就含有两个变量的乘积项。
这样一来，即使不考虑磁饱和等因素，数学模型也是非线性的。
三相异步电机定子有三个绕组，转子也可等效为三个绕组，每个绕组产生磁通时都有自己的电磁惯性，再算上运动系统的机电惯性，和转速与转角的积分关系，即使不考虑变频装置的滞后因素，也是一个八阶系统。
总起来说，异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性系统。
解题方案：评分标准：。
