份考试电气传动及控制第三次作业.doc

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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1000~100，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，电枢回路总电阻R=1.5Ω，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β和转速反馈系数α；

（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

Ω求：

nO、TN、ΔnN为多大？

5.有一晶闸管直流电动机系统，电动机参数为W，整流装置内阻W，放大系数，要求。

试求

①计算开环系统态速降和调速要求所允许的稳态速降。

②采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的稳态结构图。

③调整该系统，使。

-此时转速负反馈系数应该为多少？

④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：

（1）β=Uim*/Idm=8/40=0.2

α=Unm*/nnom=8/1000=0.008

（2）Ud0=IdmR=40×1.5=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、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θs，而pθs=Wdqs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αβ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α、βc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：