2013春交直流调速系统期中复习练习题

复习参考题
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. 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
6．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（ ）。

Ａ. dm I Ｂ. max n Ｃ. max d U Ｄ.mix n
7．转速、电流双闭环直流调速系统，电流内环不能抑制的扰动是（ ）。

Ａ.负载扰动 Ｂ. 电网扰动 Ｃ. 励磁扰动 Ｄ. ACR 参数变化引
起的扰动
8．晶闸管整流器供电的反并联可逆直流调速系统，βα,配合控制可以消除
（ ）。

A. 静态电流 B .动态电流 C. 瞬时脉冲电流 D. 直流平均环流
9．逻辑控制无环流可逆直流调速系统，发出逻辑切换指令的条件是（ ）。

A ．*i U 改变极性 B. d I 改变方向 C. d I 为零 D. *i U 改变极性和d I 为
零
10.一个系统的控制对象为()()
21210,11T T s T s T K >++并且。

若要校正为典型Ⅰ型系
统，应采用( )校正。

（A）积分调节器（B）比例调节器
（C）比例微分调节器 (D)比例积分调节器
11、若要使系统启动时无转速超调量，并进一步提高抗干扰能力，一般可在
ASR输入端并联（）。

（A）给定积分器环节（B）转速微分负反馈环节
（C）滤波器环节 (D) 比例积分环节
12．微机数字控制系统对给定信号和反馈信号必须进行采样，采样频率（）。

（A）越高，系统越接近连续系统（B）越高，造成的累计误差越大
（C）越低，复现连续模拟信号越失真（D）合理选取最重要
13.在两组晶闸管装置反并联的可逆有环流系统中，若要消除直流环流和抑
制脉动环流应 ( )。

A. 采用α < β配合工作制，主回路串入四个环流电抗器
B. 采用α < β配合工作制，主回路串入二个环流电抗器；
C .采用α≥β配合工作制，主回路串入二个环流电抗器；
D .采用α≥β配合工作制，主回路串入四个环流电抗器
二、填空题
1．M/T法测速，电机转速的计算公式是，M/T法高速时相当
于法测速。

3．转速反馈闭环直流调速系统，调节器选用PI调节器。

稳态时，调节器的输出决定于和。

4．转速负反馈直流调速系统能够减小稳态速降的实质在于它的作用，在于它能随的变化而改变整流电压。

5．双闭环可逆调速系统的制动过程可分为I 阶段； Ⅱ 阶段；在第Ⅱ阶段中的主要子阶段是 ，
在这个子阶段中，制动电流 ，而电动机在 。

6．在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器的输出最大值决定了允许主回
路的 。

电流调节器的的输出最大值决定了允许主回路的 。

7. 在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器对 的扰动能进行及时
调节,并使系统稳态时 。

电流调节器对 的波动能进行及时
调节，并具有 自动保护作用。

8、电力拖动控制系统的动态性能指标中，超调量和调节时间是属于 性
能指标；动态速降和恢复时间是属于 性能指标。

三、计算题
1．转速闭环直流调速系统： 已知数据如下：电动机：30KW 220V 157.8A
1000r/min Ra=0.1Ω 整流器：
Ks=40 Rrec=0.3Ω U *nm=10V U *im
=8V 。

设计指标：D=20 S ≤5%
（1）画出系统的稳态结构图。

（2）计算开环速降和满足要求的闭环速降。

（3）计算系统的开还放大系数K 、调节器放大系数Kp 。

2．转速、电流双闭环调速系统，采用三相桥式整流电路，已知：电动机参数：
,5.1,780min,/375,750,550=====λA I r n V U KW P N N N N Ra=0.05Ω
***,75,1.0cm im nm S U U U K R ===Ω=＝8V （1）??,==βα
3．闭环控制系统，控制对象的传递函数为 20()(0.51)(0.00181)(0.0021)
obj W s s s s =
+++试将系统校正成0.5KT =的典Ⅰ系统，
（1）简化控制对象
（2）选择调节器
（3）计算调节器参数
4．有一转速闭环有静差系统，其额定参数如下：
90,220,305,1000/min,0.2,0.3min/N N N e P KW U V I A n r R C V r =====Ω=⋅
如果要求D=30，S<5%，采用开环调速系统能否满足要求？若要满足这个要求，系统的额定速降最大是应是多少？
5．某调速系统动态结构图如图所示。

已知图中参数K 1=30，K 2=0.0358，T =0.04/s ，T m =0.4/s ，试按M rmin.准则 取h =5，将系统设计成典型Ⅱ型系统时，计算调节器参数τ及K pi 值。

6. 转速、电流双闭环不可逆直流调速系统中，转速调节器ASR 和电流调节器ACR 均采用PI 调节器。

（1）在此系统中，当转速给定信号最大值U *nmax =13V ,额定转速n N =1000r/m ，电流给定信号最大值U *imax =8V ,允许最大电流为I dmax =2I N =40A,电枢回路总电阻R=1Ω，触发整流装置放大倍数K s =44，电动机电势系数C e =0.18V .min/r 。

现系统在U *n =6.5V ，I dL = I N 时稳定运行，求此时的n 、α、U i 、β和U c 。

（2）若系统的电流调节器已设计好，已知电流环的等效时间常数2T ∑i =0.008秒，转速环滤波时间常数T on =0.01秒，机电时间常数T m =0.14秒。

若转速环按典型Ⅱ型系统设计，且按最小谐振峰选择参数，h=5时求出参数T ∑n τn 、 K n 。

（3）、当突加给定电压,电动机空载起动到转速n=600r/m ，计算h=5 的转速超调量σn %=? (已知h=5时，
%2.81max =∆b C C )(m
n nom b T T n z n ∑∆-=∆)(2λ)。

U
三、问答题
1．下图为βα=配合控制的有环流可逆V-M 系统原理图，当系统工作在正向电动状态时。

(1) 在图上标出 C i i n n U U U U U ,,,,*
*电压的极性。

(2) 指出VF ，VR 工作在什么状态。

2. 如果转速单闭环调速系统处于稳定状态，积分调节器的输入偏差电压0=∆n U ，那么积分调节器的输出电压是多少？决定于哪些因素？
3. 在转速负反馈单闭环有静差调速系统中，突减负载后又进入稳定运行状态，此时晶闸管整流装置的输出电压d U 与负载变化之前相比是增加、减少还是不变？为什么？
4. 无静差调速系统的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精度的影响？
5. 双闭环调速系统中，给定信号*n U 未变，增加转速反馈系数α，系统稳态后
ACR 调节器的输出电压ct U 是增加、减少还是不变？为什么？
6. 为什么晶体管PWM —电动机调速系统比晶闸管—电动机系统能获得更高的动态性能？
7. 两组晶闸管反并联电枢可逆调速主电路中存在哪几种环流？它们是如何产生的？如何抑制？
8. 简述M 、T 、M/T 法数字测速的原理，其转速计算公式，说明该方法的适用范
围。

9. 试分析双极式H 型可逆PWM 变换器的原理，画出驱动电压、输出电压和电流波形，推导输出平均电压公式。

说明该变换器是如何实现系统可逆的？
10.无环流可逆系统对DLC 的控制要求是什么？无环流逻辑控制器发出逻辑切换指令的条件是什么？
11.写出PI 调节器的时域表达式并求出其传递函数，将PI 调节器数字化. 12.在转速电流双闭环直流调速系统中，ASR 和ACR 均采用PI 调节器，已知电动机的额定参数为N U ，N I ，N n ，a R ；功率放大器的放大系数s K 和内阻rec R ，电动机允许过载倍数
5.1=λ。

若ASR 、ACR 的限幅输出分别为*im
U 和cm U 。

（1）设系统在额定情况下正常运行时，转速反馈线突然断线，系统的运行情况如何？写出稳定后系统中*
i U ，c U ，d I ，0d U 和n 的表达式。

（2）设系统拖动恒转矩负载在额定情况下正常运行，若因为某种原因励磁电流减小使磁通Φ下降一半，系统工作情况如何变化？写出*i U ，c U ，d I ，0d U 和n 在稳定后的表达式。

（3）系统在某一转速下带额定负载正常运行，电流反馈线突然断线，系统的运行情况如何变化？若系统最终仍趋于稳定，则稳定后系统的*i U ，c U ，d I ，0d U 和n 比原来有何变化？
外加作业题。