交直流调速系统

攀钢职教中心2005～2006学年度第 2学期期末考试试题

科目：《交直流调速系统》 适用班级：工05高电

注意事项：1、请首先按要求在试卷的标封处填写您的姓名、考号和所在单位的名称。 2、请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。 一、填空题：（每小题1分，共20分，）

1、直流电机的机械特性是指电机的( )和( )之间的关系。

2、电流截止负反馈是在电动机( )或( )时才起作用。当系统正常运行时是不起作用的。含有电流截止负反馈的调速系统具有“挖土机特性”，可起( )作用。

3、根据交流异步电动机的转速公式n = 60 f1 (1-s) / p 可归纳出交流电动机的三种调速方法：（ ），（ ），（ ）。

4、三相方波交-交变频器的变频靠调节六个整流组的（ ）频率，变压靠调节晶闸管的（

）来完成。 5、 转速开环的晶闸管变频调速系统中主要包括（ ），绝对值运算器，压-频转换器，（ ），脉冲输出极，（ ），逻辑开关等7个变频调速特有的环节。

6、为了保证整流组开放时晶闸管的正常触发，交-交变频器的输出周期T 必须（ ）电网的周期，其输出交流电频率只能在电网频率的（ ）以下调节。

7、电力拖动控制技术是一门以被控电动机的（

）为研究对象，根据生产工艺的各种要求，应用（ ）建立交直流调速控制系统，是生产过程实现自动化的（ ）学科。 8、在晶闸管三相调压电路中，当负载阻抗角φ≠0º，且晶闸管控制角α>φ，则180º，此时电流波形是（ ）的。

二、单项选择题：（每题2分，共20分）

密

封线内不准

答

题

A、2πf

B、πf

C、2πt

2、三相异步电动机当转差率为1时，此电动机为（）状态。

A、制动状态

B、同步运行状态

C、启动状态

3、晶闸管导通后，通电晶闸管的电流（）。

A、决定于电路的负载

B、决定于晶闸管的电流容量

C、决定于其他因素

4、稳压二极管的反向特性曲线越陡（）。

A、稳压效果越差

B、稳压效果越好

C、稳定的电压值越高

D、稳定的电流值越高

5、把（）装置称为逆变器。

A、交流电压升高或降低

B、直流变换为交流

C、直流电压升高或降低

D、交流变换为直流

6、晶体管串联反馈式稳压电源中，调整管起（）作用。

A、放大信号

B、调整管压降，使输出电压稳定

C、降压

D、提供较大的输出电流

7、带平衡电抗器三相双反星形全控桥整流输出的平均电压U L等于（）。

A、1.17U2Φcosα

B、2.34 U2Φcosα

C、1.17U2Φ（1+cosα）/2

D、2.34U2Φ（1+cosα）/2

8、转速负反馈调速系统性能（）于电压负反馈自动调速系统。

A、相同

B、劣

C、优

9、在转速负反馈系统中，若要使开环和闭环系统的理想空载转速相同，则闭环时给定电压要比开环时的给定电压相应提高（）倍。

A、2+K

B、1+K

C、1/(2+K)

D、1/(1+K)

10、变频调速中变频器的作用是将交流供电电源变成（）的电源。

A、变压变频

B、变压不变频

C、变频不变压

D、不变不压变频

三、判断题：（正确的划“√”，错误的划“×”，每题1分，共10分）

）

2、晶闸管具有正、反向阻断能力。（）

3、在晶闸管可控整流电路中，导通角越大，则输出电压的平均值就越小。（）

4、异步电动机最大转距与转子回路电阻的大小有关。（）

5、由静差率定义可知，机械特性硬度越硬，转速降越小，静差率也就越小。（）

6、自动控制系统中，电流正反馈为保护环节。（）

7、在设计双闭环调速系统时，一般是先外环后内环。（）

8、位置随动系统和调速系统一样都是反馈控制系统。（）

9、直流电动机反接制动，当电动机转速降低至接近零时应立即断开电源。（）

10、三相负载作三角形连接时，若测出三个相电流相等，则三个线电流也必然相等。（）

四、简答题：（每题6分，共30分）

简答题要求：根据各题的具体要求作答。

1、绝缘栅双极晶体管（IGBT）有哪些特点？

2、简要叙述交-交变频器与交-直-交变频器各自的特点？

3、无环流逻辑控制器包括哪几个部分？

4、交流调速系统与直流调速系统相比具有哪些特点？

5、晶闸管变频调速系统中的主要控制环节包括哪些？

10分，共20分）

1、龙门刨床工作台采用Z2-95型直流电动机：Pnom=60KW、Unom=220V、Inom=305A、Nnom=1200r/min、Ra=0.05Ω、Ks=30，晶闸管整流器的内阻Rrec=0.13Ω,要求D=20，S≤5％，问若采用开环V-M系统能否满足要求？若采用α＝0.012V·min/r转速负反馈闭环系统，问放大器的放大系数为多大时才能满足要求？

2、三相全控桥式整流电路带大电感负载，已知三相整流变压器的二次绕组接成星形，整流电路输出Ud可以从0~220V之间变化，负载的Ld=0.2H，Rd=4Ω，

试计算：

1）、整流变压器的二次线电压U21。

2)、晶闸管电流的平均值Itav、有效值It及晶闸管可能承受的最大电压Utm。3）、选择晶闸管型号（晶闸管电压、电流裕量取2倍）。

一、填空

1、转速、转矩

2、启动，堵转，限流保护

3、变极调速、变转差调速、变频调速

4、切换，控制角α

5、给定积分器、环形分配器、函数发生器

6、大于、1/2

7、转速、自动控制理论、自动控制

8、<、断续

二、选择

1、A

2、C

3、A

4、B

5、B

6、B

7、A

8、C

9、B 10、A

三、判断

1、√

2、√

3、√

4、X

5、√

6、X

7、X

8、√

9、√ 10、X

四、简答

1、答：绝缘栅双极型晶体管IGBT是一种由单极型的MOS和双极型晶体管复合而成的器件。它兼有MOS和晶体管二者的优点，属于电压型驱动器件。其特点是：输入阻抗高，驱动功率小；工作频率高；导通压降较低、功耗较小。IGBT是一种很有发展前途的新型电力半导体器件。在中、小容量电力电子应用方面有取代其他全控型电力半导体器件的趋势。

2、答：交-交变频器一次换能，效率较高，换流方式采用电网电压换流，装置元件数量较多，元件利用率较低，输出最高频率为电网频率的1/3-1/2，电网功率因数较低，适用于大功率拖动场合；交-直-交变频器二次换能，效率略低，换流方式采用强迫换流或负载换流，装置元件数量较少，元件利用率较高，输出频率范围较宽，如用可控整流桥调压，则低频低压时电网功率因数较低，如用斩波器或PWM方式调压，则功率因数较高，适用于各种拖动装置。

3、答：无环流逻辑控制器包括电平检测、逻辑判断、延时电路、连锁保护四部分

4、答：交流调速系统与直流调速系统相比具有如下特点：（1）、容量大；（2）、转速高且耐高压；（3）、交流电机的体积、质量、价格比同等容量的直流电机小，且结构简单、经济可靠、惯性小；（4）、交流电动机环境适应性强，坚固耐用，可以在十分恶劣地环境下使用；（5）、高性能、高精度的新型交流拖动系统已达到同直流拖动系统一样的性能指标；（6）、交流调速系统能显著地节能。

5、答：晶闸管变频调速系统中的主要控制环节包括：（1）、给定积分器，（2）、绝对值运算器，（3）、电压－频率变换器，（4）、环形分配器，（5）、脉冲输出级，（6）、函数发生器，（7）、逻辑开关

五、计算题

1、解：开环系统在额定负载下的转速降为ΔNnom=InomR/Ce 1分

因为：Ce=(Unom-InomRa)/Nnom=(220-305×0.05)/1200=0.17 Vmim/r 1分

所以：ΔNnom=InomR/Ce=305×(0.05+0.13)/0.17=322 r/min 1分