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1、 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
2、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：T 不变，变 ton 脉冲宽度调制（PWM） ；ton 不变，变 T 脉 冲频率调制（PFM） ；ton 和 T 都可调，
3、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
4、种状态。 1、调速范围和静差率的定义是什么？ 答：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范围，用字母 D 表示,即： max min n D n = 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nN 与理想空载转速 n0 之比， 称作静差率 s，即 0 N n s n D = 。 2、简述恒压频比控制方式 答：绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁 阻抗压降，而认为定 子相电压 Us Eg，则得 1 Us f =常值 这是恒压频比的控制方式。但是，在低频时 Us 和 Eg 都较小，定子阻抗压降所占的份量就 比较显著
5、，不再能忽 略。这时，需要人为地把电压 Us 抬高一些，以便近似地补偿定子压降。 3、转速、电流双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？为什么？ 答： 当两个调节器都不饱和时， 它们的输入偏差电压和输出电压都是零， 转速调节器 ASR 的输出限幅电压 Uim 决 定了电流给定电压的最大值；电流调节器 ACR 的输出限幅电压限制了电力电子变换器的最大输出电压 Udm. 4、单闭环调速系统的基本特征 答： （1)具有比例放大器的单闭环调速系统是有静差的； （2）闭环系统具有较强的抗干扰性能反馈闭环系统具有很好的抗扰性能，对于作用在被负反馈所包围的前向通 道上的一切扰动
6、都能有效地抑制； （3）闭环系统对给定信号和检测装置中的扰动无能为力。 5、在无静差转速单闭环调速系统中，转速的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响？并说明理由。 答：系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。因此转速的稳态精度还受给定电源和测速发电机精度的影响。 6、晶闸管-电动机系统需要快速回馈制动时，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、解释待正组逆变和反组
7、逆变，并说明这两种状态各出现在何种场合下。 答：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。 8、有静差系统与无差系统的区别。 答：根本区别在于结构上(控制器中)有无积分控制作用，PI 控制器可消除阶跃输入和阶跃扰动作用下的静差，称为 无静差系统，P 控制器只能降低静差，却不能消除静差，故称有静差系统。 9、简述泵升电压产生的原因及其抑制措施。 答：泵升电压产生的原因：采用二极管整流获得直流电源时，电机制动时不能回馈电能，只好对滤波电容充电，使 电容两端电压升高，产生泵
8、升电压。 泵升电压抑制措施：电容器吸收动能；镇流电阻消耗动能；并接逆变器。 10、什么叫环流? 并说明有环流可逆系统的适用场合。 答：只限于两组晶闸管之间流通的短路电流称为环流。 适用于中小容量系统, 有较高快速性能要求的系统。 11、在转速、电流双闭环调速系统中，出现电网电压波动与负载扰动时，哪个调节器起主要调节作用？ 答：电网电压波动时，ACR 起主要调节作用;负载扰动时，ASR 起主要抗扰调节作用。 五、计算题 1、 某直流调速系统的电动机额定转速为 nN=1430r/min ,额定速降 nN =115r/min，当要求静差率 s30时，允许 多大的调速范围？如果要求静差率 s20，试求
9、最低运行速度及调速范围。 解：要求 s30%时，调速范围为 若要求 s20%时，最低空载转速为 最低运行转速为 调速范围为 2、某一调速系统，测得的最高转速特性为 nO max = 1500r / min ，最低转速特性为 nO min = 150r / min ，带额定 负载时的速度降落 nN = 15r / min ， 且在不同转速下额定速降nN 不变， 试问系统能够达到的调速范围有多大？系 统允许的静差率是多少？ 解：思路一： 系统能够达到的调速范围为： max0max min0min 1500 11 150 15 N nn D nnn = - D- 系统允许的静差率： 11 15 10
10、0%100%10% 1500 11 15 N NN D n s nD n D =? +D+? 思路二： 系统允许的静差率： 00min 15 100%100%100%10% 150 NN nn s nn DD =? 系统能够达到的调速范围为： 0max 1500 0.1 11 (1)(1)15 (1 0.1) N NN n sns D nsns = D-D-? 3. 在转速、电流双闭环系统中，两个调节器 ASR、ACR 均采用 PI 调节器。已知参数：电动机：Pnom=3.7kW ， Unom=220V ， Inom=20A ，nnom=1000r/min，电枢回路总电阻 R=1.5，设 Un
11、m*= Uim*= Ucm=8V，电枢回路最大 电流 Idm=40A，电力电子变换器的放大系数 Ks=40.试求： （1）电流反馈系数和转速反馈系数； （2）当电动机在最高转速发生堵转时的 Ud0、Ui、Uc 值。 解： （1）= Uim*/Idm=8/40=0.2 = Unm */ nnom=8/1000=0.008 （2）Ud0=IdmR=401.5=60V Ui= Uim*=8V（极性相反） Uc= Ud0/Ks=60/40=1.5A 4. 已知某调速系统电动机数据为：PN=18KW ,UN=220V ,IN=94A ,nN=1000r/min ，Ra=0.15整流装置内阻 Rrec =
12、 0.3触发整流环节的放大倍数 Ks=40.最大给定电压 Unm* =15V, 当主电路电流达到最大值时， 整定电流反馈电 压 Uim =10V 计算： （1）转速反馈系数a 。 （2）调节器放大系数 Kp 。 解： （1）转速负反馈系数a 应该是 * 15 0.015 1000 nn N UU nn a = 先计算电动机的电动势系数 220 94 0.15 0.2059min/ 1000 NNa e N UI R CVr n -? =g 则开环系数额定速降为 94 (0.15 0.3) 205.4 /min 0.2059 N op e I R nr C ? =V 1 1000 0.01 5.
13、56 /min (1)20 (1 0.1) N c n s nr DS =? -? V 闭环系统的开环放大系数应为 1 205.4 1135.9 5.56 op c n K n =-=-= V V 运算放大器所需的放大倍数 35.9 12.3 /0.015 40/0.2059 P Se K K KCa = 5、如图所示的系统，要求5%，试设计调节器。 解：根据题意，该系统可以校正为典型型系统，也可以校正为典型型系统后加给定滤波器。 校正成典型型系统时，若取 h=5，则 T1=0.1，hT1=50.01=0.05，T1hT2。因此可以把大惯性环节 1/（0.1s+1）近 似处理为积分环节 1/（
14、0.1s） ，故系统控制对象的传递函数为 采用 PI 调节器校正，则开环传递函数为 按 Mpmin 准则 故调节器参数 这时超调量=37.6%，为了减小超调量，输入通道加一给定滤波器 取滤波时间常数 T0=0.05，超调量=2.8%5%，满足要求。最后还要校验一下近似条件是否满足 、 即，满足近似条件。 电力拖动控制技术:是以电动机为对象,以电力电子技术功率变换器为弱电控制强电的媒介,以自动控制理 论为分析和设计基础,以电子线路或计算机为控制手段,掌握运动控制系统的控制规律及设计方法. 根据直流电机转速方程: 式中 n 转速（r/min） ； U 电枢电压（V） ； I 电枢电流（A） ； R
15、 电枢回路总电阻 励磁磁通（Wb） ； Ke 由电机结构决定的电动势常数 可以看出，有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； （3）改变电枢回路电阻 R。 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和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。 静止式可控整流器用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。 直流斩波器或脉宽调制变换器用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或 进行脉宽调制，以产生可变的平均电压。 G-M 系统: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
16、机 M 供电， 调节 G 的励磁电流 if 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 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） ，图中 VT 是晶闸管可控整流 器，通过调节触发装置 GT 的控制电压 Uc 来移动触发脉冲的相位，即可改变整流电压 Ud ，从而实 现平滑调速。 V-M 系统与 G-M 系统相比较： 晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。晶 闸管可控整流器的功率放大倍数在 10 4 以上，其门极电流可以直接用晶体管来控制，不再像直流发电 机那样需要较大功率的放大器。 在控制作用的快速性上，变流机组是秒级，而晶闸管整流器是毫秒级，这将大大提高系统的动态性能。 抑制电流脉动的措施: 设置平波电抗器； 增加
