自动控制系统考试复习(5)

13 转差频率矢量控制系统没有转子磁链闭环。（Ⅹ） 14异步电动机的状态方程至少是一个5阶系统。（√）

15 异步电动机VVVF调速系统中速度给定信号可以是阶跃信号。（Ⅹ） 16气隙磁链是定子、转子通过气隙相互交链的那部分磁链。（√）

计算转子磁链的电压模型更适合于中、高速范围，而电流模型能适应低速。 17 在串级调速系统故障时，可短接转子在额定转速下运行，可靠高。（√） 二 选择题

1带二极管整流器的SPWM变频器是以正弦波为逆变器输出波形，是一系列 的 （A）矩形波。 A 幅值不变，宽度可变 B 幅值可变，宽度不变

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C 幅值不变，宽度不变 D 幅值可变，宽度可变

2绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（B）

A 0 S 1，输出功率低于输入功率 B S 0，输出功率高于输入功率 C 0 S 1，输出功率高于输入功率 D S 0，输出功率低于输入功率 3普通串级调速系统中，逆变角 ，则（C）。

A 转速上升，功率因数下降 B 转速下降，功率因数上升 C 转速上升，功率因数上升 D 转速下降，功率因数下降

4绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（C）

Ａn n1，输出功率低于输入功率 B n n1，输出功率高于输入功率 Cn n1，输出功率高于输入功率 D n n1，输出功率低于输入功率 （注：n为电动机实际转速，n1为电动机同步转速） 5与矢量控制相比，直接转矩控制（D）

A 调速范围宽 B 控制性能受转子参数影响大 C 计算复杂 D 控制结构简单 6异步电动机VVVF调速系统的机械特性最好的是（C） A恒U11控制 B恒Eg1控制 C恒Er1控制 D 恒I11控制 7异步电动机VVVF调速系统中低频电压补偿的目的是

A 补偿定子电阻压降 B 补偿定子电阻和漏抗压降 C 补偿转子电阻压降 D 补偿转子电阻和漏抗压降 8异步电动机VVVF调速系统的机械特性最好的是（D）

A恒压频比控制B恒定子磁通控制C恒气隙磁通控制D恒转子磁通控制 9电流跟踪PWM控制时，当环宽选得较大时，

A开关频率高，B电流波形失真小 C电流谐波分量高 D电流跟踪精度高

三 填空题（10分）

下图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？（8分）这些变换的等效原则是什么（2分）？

1

解：B 二相静止坐标变成三相静止坐标变换

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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

下图为异步电动机矢量变换与电流解耦数学模型，A，B分别为坐标变换模块，请指出它们分别表示什么变换？（8分）这些变换的等效原则是什么（2分）？

解： A三相静止坐标系变成

二相静止坐标变换 B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。其等效变换的原则是旋转磁场等效或磁动势等效。

四设计题

间接检测 s的方法有两种，即电流模型法与电压模型法。 计算转子磁链的电流模型

1在αβ坐标系上计算转子磁链的电流模型

d d

r

dt

r

1Tr1Tr

r r r r

LmTrLmTr

is is

dt

在mt坐标系上计算转子磁链的电流模型

d dt

r

1Tr

r

ist

r

LmTr

ism

1

LmTr

2.在αβ坐标系上计算转子磁链的电压模型

r r

LrLmLrLm

[ (us Rsis )dt Lsis ][ (us Rsis )dt Lsis ]

3定子磁链计算模型

右图为异步电动机直接转矩控制的原理框图。

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us Rsis p us Rsis p

s s

，式中p

ddt

假定已经检测到的三相电压uA,uB,uc和三相电流

iA,iB,iC，试根据上式画出计算定子磁链 s（即右图中的 1）的模型方框图。

解：

4定子转矩计算模型

T np(is

s

is

s

)

五 简述题

下图为调速范围D≤3的串级调速系统主回路单线原理框图，试说明起动时各电器开关正确的合闸顺序和停机时的分闸顺序，并说明理由。（15分）

间接起动操作顺序

1.先合上装置电源总开关S，使逆变器在 min 下等待 工作。

2.然后依次接通接触器K1 ，接入起动电阻R , 再接通 K0 ，把电机定子回路与电网接通，电动机便以转子 串电阻的方式起动。

3.待起动到所设计的nmin（smax）时接通K2 ，使电动 机转子接到串级调速装置，然后断开K1 , 切断起动电阻， 此后电动机就可以串级调速方式继续加速到所需的转速运行。 停车操作顺序

1.由于串级调速没有制动能力，应先将转速降至nmin , 再合上K1 ，然后断开K2 ，使电动机转子回路与串级调速装置脱离； 2.最后断开K0 ，以防止当K0断开时在转子侧感生断闸高电压而损坏整流器与逆变器。 1-10 有一V-M调速系统，电动机参数为：

PN 2.2KW,UN 220V,IN 12,5A,nN 1500r/min,Rs 1.2 ,RREC 1.5 ,kS 35,要求：（1）计算开环速

降和调速要求所允许的闭环速降。

（2）采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的原理图和静态结构框图。 （3）调速该系统参数，当Un 15V,Id IN,n nN计算转速反馈系数。 （4）计算放大器所需的放大倍数。 原理图见p26 图2-18，静态结构图为图2-19 Ce

*

UN IdNRs

nN

220 12.5 1.2

1500

0.1367V/rpm

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1

nop

IdNR Ce

12.5 (1.2 1.5)

0.1367

246.89rpm

D

nNs nN(1 s)

nNsD(1 s)

1500 0.120 (1 0.1)

8.33rpm

ncl

*

Un nN

3

UnnN

*

151500

0.01v/rpm

nop (1 k) ncl

k

nop nclKC

1

e

246.898.33

1 28.64

11.19

Kp

Ks

28.64 0.136735 0.01

1—11 在题1-10的转速负反馈系统中增设电流截止环节，要求堵转电流2倍额定电流，临界截止电流1.2倍额定电流，应该选用多大的比较电压和电流反馈采样电阻？要求电流反馈采样电阻不超过主电路总电阻的1/3，如果做不到，需要增加电流反馈放大器，试画出系统的原理图和静态结构框图，并计算电流反馈放大系数。这时电流反馈采样电阻和比较电压各为多少？ 注意：根据图2-39，在电流截止点有：IdcrRs Ucom 0 根据图2-41，在电机堵转时有式2-96，及2-97成立。