[091471]交直流调速系统带答案卷试题

2018～2019学年第一学期试卷

1．调速

就是通过改变电源或电机的参数，对电动机实现变速控制或恒速控制。

2．静差率

当系统在某一机械特性下运行时，电动机的负载由理想空载增加到额定负载时所对应的转速降

3．调速范围

额定负载下，生产机械要求电动机提供的最高转速与最低转速之比称为调速范围。

4．无静差调速系统

调速系统达到稳定工作状态时，转速反馈与转速给定的值相等，调节器的输入偏差电压等于零，这种调速系统称为无静差调速系统。

5．环流，

指不流过电动机或其他负载，而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流。

6．逻辑无环流系统

当一组晶闸管工作时，用逻辑电路封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，确保2组闸管不同时工作，从根本上切断了环流的通路，这就是逻辑控制的无环流可逆调速系统，

7．变频调速

交流变频调速技术的原理是把工频的交流电转换成频率和电压可调的交流电，通过改变交流异步电动机定子绕组的供电频率，在改变频率的同时也改变电压，从而达到调节电动机转速的目的。

8．串电阻调速（串级调速）

在转子回路中串入与转子电势同频率的附加电势，通过改变附加电势的幅值和相位实现调速。

1．画出比例调节器   2．积分调节器

1． 比例-积分调节器  2．画出V-M调速系统

1．直流电动机的调速方式有哪3种？各自的特点是什么方式？

调压调速 串电阻调速 弱磁调速

调压调速

额定转速以下调速，且电压越低，转速越低

特性硬度不变，调速精度高，最常用。

串电阻调速

额定转速以下调速，且电阻越大，转速越低。

特性软，调速精度低，　一般不采用。

弱磁调速

额定转速以上调速，且磁通越小，转速越高。特性软，调速精度低，　

一般不单独使用。

2．直流调速系统经历了哪3个发展阶段？

（1）直流发电机-电动机调速系统（简称G-M调速系统）

（2）晶闸管整流装置-电动机调速系统（简称V-M调速系统）

（3）直流脉宽调速系统（简称PWM调速系统） 

3．单闭环调速系统的构成？

1给定电路2转速调节器3触发及功放电路4整流桥与电机主回路5转速检测与反馈电路

4．闭环调速系统有三个基本特征？

① 转速调节器为比例调节器时，闭环调速系统是有静差的。② 被控量总是跟随给定量变化。 即转速跟随给定电压变化。③ 闭环系统对作用于闭环内前向通道上的干扰有调节作用。而作用于 闭环外或非前向通道上的干扰没有调节作用。

5．比例调节器的特点？

输出随时跟随输入，控制调节速度快

调节器的输入偏差一般不为零，只能实现有静差控制。

6．积分调节器的特点

输入偏差大于零，输出增大；偏差等于零，输出保持；偏差小于零，输出减小。

稳定状态下(输入、输出均不变)，输入偏差为零，可实现无静差控制。

输出不能马上跟随输入变化，控制响应较慢。

7．比例-积分调节器的特点？  

同时具有P调节器和I调节器的优点，即既能实现无静差控制，控制响应速度也较快。

采用PI调节器的控制系统具有较好的动态和稳态性能，因此PI调节器应用广泛。

8．双闭环指的是哪2个环？

转速环ASR与电流环ACR

9．改变直流电机转向有两种方法

电枢反接，励磁反接

10．电枢反接可逆线路一般有3种形式

1用接触器切换的可逆线路

3用晶闸管开关切换的可逆线路 

2两组晶闸管反向并联的可逆线路 

11．两组晶闸管反向并联的可逆线路特点

不仅能控制电动机的正、反转，而且能灵活地控制电动机的启动、制动和调速。该线路不允许两组晶闸管装置同时处于整流工作状态，否则将造成电源短路。

12．晶闸管装置逆变工作的条件

(1)内部条件是

(2)外部条件是外电路存在维系电流的直流电源

1．在变频器中，开关器件必须要满足一定的条件，这些条件是：

（1）能承受足够大的电压和电流。

（2）允许长时间频繁地接通和关断。

（3）接通和关断的控制十分方便

2．变频调速的优势（与其它交流电机调速方式对比）

平滑软启动，降低启动电流，减少变压器占有量，确保电机安全

在机械允许的情况下可通过提高变频器的输出频率提高工作速度

无级调速，调速精度大大提高；节能。

电机正反向无需通过接触器切换

非常方便接入通讯网络控制，实现生产自动化控制

3. V-M直流调速系统由哪几部分构成？

1给定电路 ，2触发与功放电路，3整流桥与电机主回路，4励磁电路

4. 变频器的发展趋势

1、低电磁噪音、静音化

2、专用化

3、系统化 

4、网络化

5、操作傻瓜化 

五、分析题（本题共1小题，每小题30分，共30分）

1．根据下图分单闭环调速系统的工作原理

同开环调速系统一样，转速闭环调速系统中电机的转速大小受转速给定电压Un*控制，给定电压为零时，电机停止；给定电压增大时，电机转速升高；给定电压减小时，电机转速下降。

以升速控制为例，系统的调节原理分析如下：

1．根据下图分双闭环调速系统的起动过程

系统从静止突加给定起动，起动过程中电流、转速波形图如右图示。过程分为三个阶段：

阶段I---电流上升阶段

电流从零升到最大值

突加转速给定时，转速为零，转速反馈也为零，ASR的输出偏差较大，ASR的输出迅速达到限幅值，电流环在最大给定值控制下，电机电流迅速增大到最大允许值Idm，当Id>Idl时，电机转速开始上升。

阶段II---恒流升速阶段

电枢电流保持恒定，电机升速到给定值

电流保持恒定，转速直线上升；为起动过程主要阶段。

ASR始终处于饱和状态，转速环相当于开环，整个系统相当于电流单闭环，起恒电流调节作用。

随着转速的上升，E增大，要保持电流恒定，Ud和Uct也要线性增长，要使ACR的输出Uct线性增长，ACR的输入偏差应大于零，即电枢电流要略小于最大允许值Idm。

阶段III---转速调整阶段。

ACR退出饱和，电流从最大值下降到与负载电流相等。

该阶段的主要任务是：(1)ASR退饱和；(2)降低电流

ASR退出饱和的条件：出现转速超调，ASR输入偏差为负

转速超调：阶段II结束时，电枢电流仍大于负载电流，电机仍在升速，所以出现转速超调。

ASR退饱和，电流下降：转速超调后，ASR输入偏差为，其输出从最大值 下降。电流给定减小，电枢电流也减小，当与负载电流相等时，电机转速达到最大值。当电流小于负载电流时，电机减速。最终，转速降到给定值，电流与负载电流相等，系统进入正常运行，起动过程结束。