2011下 电力拖动运动控制系统_试题(期末 答案)C

电力拖动与控制期末考试卷电力拖动与控制期末考试卷一、填空题。

1、电力拖动系统由电动机、机械传动机构、生产机械的工作机构、控制设备和电源五部分组成。

2、转矩的折算是按照所传递的功率相等原则进行。

3、各轴的飞轮力矩按能量守恒原则折算。

4、典型的负载转矩有恒转矩特性、恒功率特性和通风机型特性。

5、恒转矩负载特性：与n无关，总是恒值；恒功率负载特性：与n 成反比例变化；通风机负载特性：与n2成正比例变化。

6、他励直流电动机人为机械特性分为电枢回路串联电阻的人为机械特性、改变电源电压的人为机械特性、改变磁通的人为机械特性。

7、所谓制动，就是使拖动系统从某一稳定转速很快减速停车，或是为了限制电动机转速的升高，使在某一转速下稳定运行，以确保设备和人生安全。

8、电气制动分为能耗制动、反接制动、回馈制动。

9、电气制动的优点：制动转矩大，制动时间短，便于控制，容易实现自动化。

10、他励直流电动机拖动系统机械过渡过程的三要素初始值、稳态值、机电时间常数。

11、他励直流电动机的调速方法有降压调速、串电阻调速、弱磁调速。

12、影响异步电动机的起步因素：机电时间常数Tm 和Sm 。

13、三相异步电动机的人为机械特性是指人为的改变电源参数或电动机参数而得到的机械特性。

14、三相异步电动机的制动方法有能耗制动、反接制动、回馈制动。

15、异步电动机的调速方法变转差率调速、变极调速、变频调速。

16、自控式同步电动机调速系统有：交-直-交电压型、交-直-交电流型、交-交变频同步电动机调速系统。

17、连续工作变化负载下，电动机容量选择的一般步骤1.初选电动机容量、2.校验电动机容量。

18、常用的电动机容量选择的工程方法有统计方法和类比法。

19、电磁继电器由线圈、电磁系统、反力系统和触点系统组成。

20、低压电器通常是指工作在交流1200v或直流1500v以下的电器。

21、在由低压供电系统和用电设备等组成的电路中，低压电器起控制、调节、转换、通断和保护作用。

电力拖动期末测试卷及答案一．填空题（每题1分，共30分）1. 凡是根据外界特定的信号或要求，手动或自动接通和断开电路，断续或连续的改变电路参数，实现对电路或非电现象的______、______、______、______、______的电气设备均称为______。

2. 位置控制又称_________或_________，是利用生产机械的运动部件上的_________与_______碰撞，使其______动作，来______或______电路，以实现对生产机械运动部件的位置或行程的自动控制。

3. 降压启动是指利用启动设备将______适当降低后加到电动机的定子绕组上进行启动，待电动机启动运转后，再使其______恢复到额定值正常运转。

4. 常见的降压启动的方法_________、_________、_________、_________Y－△降压启动是指电动机启动时，把定子绕组结____形，以降低_________，待电动机启动后，再把定在绕组改接成_____形。

Word文档 15. 依靠改变电动机____________来产生制动力矩，迫使电动机迅速停转的方法叫反接制动。

6. 要求几台电动机的启动或停止，必须____________来完成的控制方式，叫做电动机的顺序控制，三相异步电动机可在_________或_________实现顺序控制。

7. 测量法是利用______和______对线路进行带电或断电测量，是查找故障点的有效方法。

8. 绘制电气控制线路辅助电路图时，辅助电路要______在两项电源线之间，一般按照控制电路、照明电路的顺序依次垂直画在主电路的______。

二、选择题（每题4分，共20分）1. 在接触器联锁正反转控制线路中，为避免两相电源短路事故，必须在正反转控制电路中分别串接（）A.联锁触头B.自锁触头C.主触头2. 直流接触器的磁路中常垫有非磁性垫片,其作用是( )A. 减小铁心涡流B.减小吸合时的电流C.减Word文档 2小剩磁影响3. 热继电器中双金属片的弯曲主要是由于两种金属材料的( )的不同A．机械强度 B、导电能力 C、热膨胀系数4. 速度继电器的主要作用是实现对电动机的( )A、运行速度限制B、速度计量C、反接制动控制 5. 熔断器的额定电流应( )所装熔体的额定电流.A.大于B.大于或等于C.小于三、简答题（1题12分，2题12分，）1.什么是欠压保护？什么是失压保护？为什么说接触器自锁控制线路具有欠压和失压保护作用？2. 简述交流接触器的工作原理?四、设计题（26分）Word文档 31.有一台三级传送带运输机，分别由M1、M2、M3三台电动机拖动，动作顺序是a.启动时要求按M1-M2-M3顺序启动b.停止时按M3-M2-M1顺序停车试画出满足要求的电路图2. 画出Y－△降压启动电路图，说明各电器的作用，并叙述其工作原理。

电力拖动自动控制系统-运动控制系统思考题和课后习题答案(总30页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--电力拖动自动控制系统-运动控制系统（阮毅伯时）课后答案包括思考题和课后习题第2章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），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。

事情是这样的，一个月前我的同事小度找到我吐槽……当时一听这话直接吓的我都坐地上了！！！完蛋了，莫不是要我卷铺盖了…但听完接下来的话我又爬了起来（老板拜托你说话不要大喘气好不好！）领导指着电脑：哧，还以为什么事儿呢。

我镇定地捋了捋头发站好：“老板你放心，不就是发福利么，这事儿包我身上了。

”虽然话放出去了，但说实话这一大堆福利具体怎么发心里还真没底。

但毕竟小度好歹是全国新媒体编辑里机智程度排名前一万的人，经过好几夜的苦思冥想后…哦呵呵呵…第五章思考题5-1 对于恒转矩负载，为什么调压调速的调速范围不大？电动机机械特性越软，调速范围越大吗？答：对于恒转矩负载，普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为0<S<S m 所以调速范围不大。

电动机机械特性越软，调速范围不变，因为S m不变。

5-2 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：当异步电动机在基频以下运行时，如果磁通太弱，没有充分利用电动机的铁心，是一种浪费；如果磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时还会因绕组过热而损坏电动机。

由此可见，最好是保持每极磁通量为额定值不变。

当频率从额定值向下调节时，必须同时降低Eg 使14.44常值SgS N mN E N K f ϕ=⨯⨯=，即在基频以下应采用电动势频率比为恒值的控制方式。

然而，异步电动机绕组中的电动势是难以直接检测与控制的。

当电动势值较高时，可忽略定子电阻和漏感压降，而认为定子相电压s g U E ≈。

在整个调速范围内，保持电压恒定是不可行的。

在基频以上调速时，频率从额定值向上升高，受到电动机绝缘耐压和磁路饱和的限制，定子电压不能随之升高，最多只能保持额定电压不变，这将导致磁通与频率成反比地降低，使得异步电动机工作在弱磁状态。

5-3 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，那么恒功率或恒转矩调速究竟是指什么？答：在基频以下，由于磁通恒定，允许输出转矩也恒定，属于“恒转矩调速”方式；在基频以上，转速升高时磁通减小，允许输出转矩也随之降低，输出功率基本不变，属于“近似的恒功率调速”方式。

2011—2012学年第 一 学期期末考试试题（卷）专业： 班级： 姓名： 学号：装 订 线 装 订 线 以 内 不 准 作 任 何 标 记 装 订 线科目 电力拖动控制系统考试性质 考试命题人审批二、判断题( 正确打√号，错误打×。

每题/2.0分，总计20分)1．开环调速系统的静差率和机械特性的硬度有关，机械特性越硬，静差率越小。

（ ） 2．直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。

（ ） 3．闭环调速系统能够减少稳态速降的实质在于它能自动补偿电枢回路电阻压降的变化。

（ ） 4．直流转速闭环调速系统能够抑制电源电压和直流电机励磁电压变化的扰动。

（ ） 5. 积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行（ ） 6. 按定子磁链定向的直接转矩调速技术属于标量控制。

（ ） 7. 串级调速系统的容量随着调速范围的增大而下降。

（ ） 8. 交—交变频器的输出频率低于输入频率。

（ ）9. 交流调压调速系统属于转差功率回馈型交流调速系统。

（ ） 10. 普通VVVF 变频器可以直接突加转速给定起动。

（ ） 三、填空题（每空1.0分，总计20分）1. 异步电动机等效中，坐标变换主要方法有 、 和 。

2. 不同电动机彼此等效的原则是 、 。

3. 直流调速系统中可以通过设置 电抗器来抑制电流脉动。

4. 多个小惯性环节是进行近似处理是将它们近似地看成是 环节。

5. 恒压频比控制系统中常采用交直交 型变频器和交直交 型变频器。

6. V-M 反并联有环流可逆调速系统，当电动机工作状态处于机械特性的第二象限时，正组桥处于 状态，反组桥处于 状态。

7. 脉宽调制(PWM)逆变器的主要形式有 、 和 。

8.三相异步电动机可以等效成 ，也可以等效成 9. 调速系统的动态性能指标主要分为抗扰性和 ；其中抗扰性是指 ， ， 。

四、简答题（5分/每题，总计20分）1、简述空间电压矢量定义，并画出方波逆变器电压矢量和磁链矢量图。

《电力拖动控制》期末卷（答案）制线路的_______叫互锁触点。

答案：辅助常开触头自锁辅助常闭触头3、起重电动机工作在倒拉反接制动状态时，做______________，工作在______________时，做轻载的高速下放。

答案：重载的低速下放反向电动状态4、电磁式接触器的主要结构是有_______、_______、_______、反力装置、支架和底座。

7、单相电源相线应选用绝缘导线，三相电源L1,L2,L3分别对应选择为、、三种颜色；中性线应选用或绝缘导线；保护接地线（即PE线）应选用绝缘导线。

答案：红色黄绿红淡蓝色黑色黄绿相间二、、选择题（共60分，每题1分）1、下列电器中不能实现短路保护的是 A 。

A、热继电器B、熔断器C、过电流继电器D、空气开关2、在电气控制线路中，若对电动机进行过载保护，则选用的低压电器是 A 。

A. 热继电器B. 熔断器C. 过电压继电器D. 时间继电器3、下列不属于主令电器的是 A 。

A. 刀开关B. 行程开关C. 主令控制器D. 按钮4、用于频繁地接通和分断交流主电路和大容量控制电路的低压电器是 A 。

A. 交流接触器B.按钮C. 主令控制器D. 断路器5、下列不属于机械设备的电气工程图是 A 。

A. 电器结构图B. 电器位置图C. 安装接线图D. 电气原理图6、接触器是一种自动控制电器，其作用是： CA．不频繁地接通或断开电路B．频繁地接通或断开电路，但不具备任何保护功能。

C．频繁的接通或断开电路，且具有一定的保护功能。

D．和普通开关的作用基本相同，只是能够控制的距离较远。

7、熔断器在电路中的作用是： CA．普通的过载保护B．欠压、失压保护C．短路保护和严重过载保护D．过电流保护8、热继电器在电路中的作用是： CA．欠压、失压保护B．短路保护和严重过载保护C．过载保护9. 低压电器是指工作在交流 C V以下的电器装置。

A. 1500B. 1000C. 1200D. 200010. 在控制线路中，熔断器所起到的保护是 C 。

《电力拖动自动控制系统》部分习题解答第一章1. 什么叫调速范围、静差率？它们之间有什么关系？怎样才能扩大调速范围？ 答：①调速范围——电动机在额定负载下调速时，允许的最高转速max n 与最低转速min n 之比叫做调速范围，用D 表示，即minmaxn n D =②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N n ∆与理想空载转速0n 之比，称作静差率S ，即0Nn n S ∆=③直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系为)1(s n s n D N N -∆=④采用闭环控制方式，使转速降落N n ∆能够大幅度下降，才能在保证静差率S 不变的前提下扩大调速范围。

2. 某一调速系统，测得的最高速特性为n 0max ＝1500 r/min ，带额定负载时的速降N n ∆＝15 r/min ，最低速特性为n 0min ＝100 r/min ，额定速降不变，试问系统能达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？解：已知N n ∆＝15 r/min ，有n max ＝n 0max －N n ∆＝1500 r/min －15 r/min ＝1485 r/min n min ＝n 0min －N n ∆＝100 r/min －15 r/min ＝85 r/min 于是 调速范围47.17851585min max ===n n D静差率%15%10010015%100min0=⨯=⨯∆=n n s N答：系统能达到的调速范围是17.47；允许的静差率是15%。

3. 为什么加负载后直流电动机的转速会降低，它的实质是什么？答：实质是负载电流增大后，电枢电阻上压降增大，使E 减小，导致转速n 必然下降。

4. 某调速系统的调速范围是1500 ~ 150 r/min ，要求静差率为s ＝2% ，那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100 r/min ，则闭环系统的开环放大系数应有多大？解： ①已知101501500==D ，又)1(s n s n D N N -∆=06.3)02.01(1002.01500)1(N N =-⨯=-=∆s D s n n r/min也可以这样计算n n n n n s NNN ∆+∆=∆=min 0 min r/06.302.0102.01501min N =-⨯=-=∆s s n n ②因为 K 1opcl +∆=∆n n 所以 68.31106.31001K clop =-=-∆∆=n n 答：要求静差率为s ＝2%时，系统允许的静态速降是3.06r/min ；如果开环系统的静态速降是100 r/min ，则闭环系统的开环放大系数应有31.68。

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）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C、既消除稳态误差又加快动态响应；D、加快动态响应3.异步电动机变压变频调速时，采用（B）控制方式，可获得一线性机械特性。