1、 2014年 9月份考试电气传动及控制第三次作业 一、作图题（本大题共 20 分，共 2 小题，每小题 10 分） 1. 2. 二、计算题（本大题共 40 分，共 5 小题，每小题 8 分） 1. 系统的调速范围是 1000100 ，要求静差率 s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少 ？ 2. 当转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差是多少？写出它们各自的输出电压值。 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
2、路总电阻 R=1.5 ，设 Unm*= 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。 4. 一台直流他励直流电动机 PN=2.2KW、 UN=110V、 IN=25A、 nN=1500r/min、Ra=0.4 求： nO、 TN、 nN 为多大？ 5. 有一晶闸管直流电动机系统，电动机参 数为，整流装置内阻 ，放大系数 ，要求 。 试求 计算开环系统态速降和调速要求所允许的稳态速降。 采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的稳态
3、结构图。 调整该系统，使 。 -此时转速负反馈系数应该为多少？ 计算所须的放大器放大系数。 三、简答题（本大题共 25 分，共 5 小题，每小题 5 分） 1. 异步电动机动态数学模型的特点是什么？ 2. 在同一臂的两个电力晶体管的导通和关断的转换过程中，为什么要设置先关后开的死区时间？ 3. 简述直接矢量控制系统的工作原理和，磁链定向的精度 受哪 些参数的影响？ 4. 比较异步电动机在两相任意旋转坐标系，两相静止坐标系，两相同步旋转坐标系的数学模型，（ 1）模型有什么不同？（ 2）模型个参数的意义？（ 3）两相静止坐标、两相同步旋转坐标系模型与两相任意旋转坐标系模型的关系是什么？ 5. 下图
4、为异步电动机矢量控制原理结构图， A， B， C， D分别为坐标变换模块，请指出它们分别表示什么变换？这些变换的等效原则是什么？ 四、分析题（本大题共 15 分，共 3 小题，每小题 5 分） 1. 试分析有制动通路的不可逆 PWM 变换器进行制动时，两个 VT是如何工作的 ？ 2. 两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换阵为 将上题中的两相静止坐标系中的电流 和 变换到两相旋转坐标系中的电流 和 ，坐标系旋转速度 。分析当 时， 和 的基本特征，电流矢量幅值 与三相电流幅值 的关系，其中是三相电源角频率。 3. 已知单闭环转速负反馈系统， ，根据稳态性能指标 计算，系统的开环放大倍数 。试分析
5、系统能否稳定。 答案： 一、作图题（ 20 分，共 2 题，每小题 10 分） 1. 参考答案： 解题方案： 根据传递函数计算出其零极点，然 后根据零极点的分布来画出 bode 图 评分标准： 2. 参考答案： 解题方案： 由于调节器的作用，只要输出电压变化不等于零，由于积分的作用，调节器的输出电压会保持在一定数值，以维持电动机在给定转速下运行。负载突变时，引起电动机转速变化，同时电压变化，通过控制器的作用是电压回到稳定值。 评分标准： 二、计算题（ 40 分，共 5 题，每小题 8 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： 3. 参考答案： （
6、 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 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： 三、简答题（ 25 分，共 5 题，每小题 5 分） 1. 参考答案： 是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统 解题方案： 评分 标准： 2. 参考答案： 避免发生同臂的上下两答有通的事故 解题方案： 评分标准： 3. 参考答案： 直接矢量控制的工作原理：转速正
7、、反向和弱磁升速。磁链给定信号由函数发生程序获 得。转速调节器 ASR 的输出作为转矩给定信号，弱磁时它还受到磁链给定信号的控制。在转 矩内环中，磁链对控制对象的影响相当于一种扰动作用，因而受到转矩内环的抑制，从而改 造了转速子系统，使它少受磁链变化的影响。 解题方案： 评分标准： 4. 参考答案： a两相任意：两相坐标 d轴与三相坐标 A轴夹角为 s ，而 ps=W dqs为坐标系相对于定子的角转速， Wdqr 为 dq 坐标相对于转子的角转速，先利用 3/2变换将方程中定子和转子的电压、电流、磁链和转矩都变换到两相静止坐标系 上，再用旋转变换阵 Czs/zr 将这些变量变换到两相旋转坐标系
8、 dq 上 b两相静止：是任意旋转坐标系模型，当坐标转速等于 0时的特例。当 Wdqs=0， Wdqr=-w，即转子角速度负值。将下角标 d、 q改为 、 c 两相同步：其坐标轴仍用d、 q表示，只是坐标轴的旋转速度 Wdqs等于定子频率的同步角转速 w1，而转子的转速为 w，因此 dq轴相对于转子的角转速 Wdqr=w1-w=Ws,即转差 解题方案： 评分标准： 5. 参考答案： A 矢量旋转逆变换 ， B 二相静止坐标变成三相静止坐标变换 C 三相静止坐标系变成二相静止坐标变换 D 矢量旋转变换 VR，将二相静止坐标下的互相垂直的交流信号变换成二相旋转的互相垂直的直流信号。 等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效 解题方案： 评分标准： 四、分析题（ 15 分，共 3 题，每小题 5 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： 3. 参考 答案： 解题方案： 评分标准：
