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电力拖动复习地训练题目答案详解

1.试述交流异步电动机调速的方法，分类及其特点。

常见的交流调速方法有：①降电压调速；②转差离合器调速；③转子串电阻调速；④绕线电机串级调速或双馈电机调速；⑤变极对数调速；⑥变压变频调速等等。

分类及其特点：从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回收，是评价调速系统效率高低的标志。从这点出发，可以把异步电机的调速系统分成三类 : 1. 转差功率消耗型调速系统, 这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中，上述的第①、②、③三种调速方法都属于这一类。这类系统的效率最低，而且越到低速时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低的。可是结构简单，设备成本最低2.转差功率馈送型调速系统, 这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，上述第④种调速方法属于这一类。无论是馈出还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成有用的功率，因此这类系统的效率较高，但要增加一些设备。3. 转差功率不变型调速系统, 在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高，上述的第⑤、⑥两种调速方法属于此类。其中变极对数调速是有级的，应用场合有限。只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统，取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器，相比之下，设备成本最高。

2.请叙述交流异步电动机电压频率协调控制的方式及其各自的特点

常值

1. 恒压频比控制（U s /1），由气隙磁通在

定子每相中感应电动势的有效值，只要控制好E g和f1 ，便可达到控制磁通m的目的，当频率f1从额定值f1N向下调节时，必须同时降低E g，使常值，然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压U s≈E g，则得，即恒压频比的控制方式。

2. 恒E g/1控制，如果在电压－频率协调控制中，恰当地提高电压U s的数值，使它在克服定子漏阻抗压降以后，能维持E g/1为恒值（基频以下），无论频率高低，每极磁通m均为常值, 即恒

E g /1控制；

3．恒E r/1控制，如果把电压－频率协调控制中的电压再进一步提高，把转子漏抗上的压降也抵消掉，得到恒E r /1控制

（可加上机械特性的分析等使更完整）

各控制的方式及其各自的特点：（1）恒压频比（U s /1 = Constant ）控制最容易实现，它的变频机械特性基本上是平行下移，硬度也较好，能够满足一般的调速要求，但低速带载能力有些差强人意，须对定子压降实行补偿（2）恒E g /1控制是通常对恒压频比控制实行电压补偿的标准，可以在稳态时达到rm = Constant，从而改善了低速性能。但机械特性还是非线性的，产生转矩的能力仍受到限制。3）恒E r/1控制可以得到和直流他励电机一样的线性机械特性，按照转子全磁通rm恒定进行控制，即得E r /1 = Constant，而且，在动态中也尽可能保持rm恒定是矢量控制系统的目标，当然实现起来是比较复杂的。

3.请论述电机的恒转矩运行和恒功率运行含义。

如果电机在不同转速时所带的负载都能使电流达到额定值，即都能在允许温升下长期运行，则转矩基本上随磁通变化，按照电力拖动原理，在基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于“恒转矩调速”性质，而在基频以上，转速升高时转矩降低，基本上属于“恒功率调速”。

4.试述按照中间直流环节的不同，交直交变频器的分类，并分析它们的特点。

在交-直-交变压变频器中，按照中间直流环节直流电源性质的不同，逆变器可以分成电压源型和电流源型两类，种类型的实际区别在于直流环节采用怎样的滤波器

电压源型逆变器，直流环节采用大电容滤波，因而直流电压波形比较平直，在理想情况下是一个内阻为零的恒压源，输出交流电压是矩形波或阶梯波，有时简称电压型逆变器。

电流源型逆变器，直流环节采用大电感滤波，直流电流波形比较平直，相当于一个恒流源，输出交流电流是矩形波或阶梯波，或简称电流型逆变器。

两类逆变器在性能上的差异主要表现在（1）无功能量的缓冲。在调速系统中，逆变器的负载是异步电机，属感性负载。在中间直流环节与负载电机之间，除了有功功率的传送外，还存在无功功率的交换。滤波器除滤波外还起着对无功功率的缓冲作用，使它不致影响到交流电网。因此，两类逆变器的区别还表现在采用什么储能元件（电容器或电感器）来缓冲无功能量。

（2）能量的回馈

用电流源型逆变器给异步电机供电的电流源型变压变频调速系统有一个显著特征，就是容易实现能量的回馈，从而便于四象限运行，适用于需要回馈制动和经常正、反转的生产机

械。

下面以由晶闸管可控整流器UCR 和电流源型串联二极管式晶闸管逆变器CSI 构成的交-直-交变压变频调速系统（如下图所示）为例，说明电动运行和回馈制动两种状态。

当电动运行时，UCR 的控制角 < 90 ，工作在整流状态，直流回路电压 Ud 的极性为上正下负，电流 Id 由正端流入逆变器CSI ，CSI

1 >

，电动机以转速运行，电功率的传送方向如上图a 所示。

图6-16-a 电流源型交-直-交变压变频调速系统的两种运行状态

CSI

α< 90o

整流

ω1 > ω

电动

ω 逆变

UCR a ）电动运行

如果降低变压变频器的输出频率

1，或从机械上抬高电机转速，使 1 < ，

同时使UCR 的控制角 > 90 ，则异步电机转入发电状态，逆变器转入整流状态，而可控整流器转入有源逆变状态，此时直流电压Ud 立即反向，而电流 Id 方向不变，电能由电机回馈给交流电网（图b ）。与此相反，采用电压源型的交-直-交变压变频调速系统要实现回馈制动和四象限运行却很困难，因为其中间直流环节有大电容钳制着电压的极性，不可能迅速反向，而电流受到器件单向导电性的制约也不能反向，所以在原装置上无法实现回馈制动必须制动时，只得在直流环节中并联电阻实现能耗制动，或者与UCR 反并联一组反向的可控整流器，用以通过反向的制动电流，而保持电压极性不变，实现回馈制动。这样做，设备要复杂多了。

（3）动态响应正由于交-直-交电流源型变压变频调速系统的直流电压可以迅速改变，所以动态响应比较快，而电压源型变压变频调速系统的动态响应就慢得多。

（4）输出波形电压源型逆变器输出的电压波形为方波，电流源型逆变器输出的电流波形为方波（见下表）。

图6-16-b 电流源型交-直-交变压变频调速系统的两种运行状态

M 3~ +

CSI

α > 90o 有源逆变 ω1 < ω

发电

ω 整流

UCR b ）逆变运行

（5）应用场合电压源型逆变器属恒压源，电压控制响应慢，不易波动，所以适于做多台电机同步运行时的供电电源，或单台电机调速但不要求快速起制动和快速减速的场合。采用电流源型逆变器的系统则相反，不适用于多电机传动，但可以满足快速起制动和可逆运行的要求。

（未详，详见p168）

5.请简述变频调速系统中SPWM方法及其实现依据。

按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等效。这种调制方法称作正弦波脉宽调制，这种序列的矩形波称作SPWM波。参考正弦波振荡器供给调频、调幅的正弦信号，其

频率决定逆变器输出电压的基波频率；幅值决定输出电压的大小。SPWM控制方式又分为单极性控制方式和双极性控制方式。

6.请论述SPWM方法中的规则采样法，其有何优点。

上图中三角波两个正峰值之间为一个采样周期T c ，在三角波的负峰时刻t D 对正弦信号波采

样得D 点，过 D 作水平直线和三角波分别交于A 、B 点，在A 点时刻 t A 和B 点时刻 t B 控制开关器件的通断，正弦调制信号波

式中，M 称为调制度，0 ≤a <1；r 为信号

波角频率。从图中可得，

)sin 1(2D r c

t M T ωδ+=

则有，三角波一周期内，脉冲两边

间隙宽度

())sin 1(421

'D r c c t M T T ωδδ-=-=

，根据上述采样原理

和计算公式，可以用计算机实时控制产生SPWM 波形。

自然采样法中，脉冲中点不和三角波一周期的中点（即负峰点）重合，规则采样法使两

者重合，每个脉冲的中点都以相应的三角波中点为对称，使计算大为简化，且得到的脉冲宽度和用自然采样法得到的脉冲宽度非常接近。

7.写出六拍阶梯波逆变器8种工作状态与对应的开关代码，其中，ABC三相上、下桥臂

的开关管排列分别为135、462。

逆变器采用180°导通型，功率开关器件共有8种工作状态，其中6种有效开关状态；2 种无效状态（因为逆变器这时并没有输出电压）：上桥臂开关 VT1、VT3、VT5 全部导通，下桥臂开关 VT2、VT4、VT6 全部导通，开关状态和代码表表如下：

8、变频调速的异步电动机，带额定负载起动，应选用下面哪一个图中的特性，说明理由。

(b)

（b）图，从压降补偿和不同斜率的补偿特性，未详。

9、什么是电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制技术？相对于SPWM和电流滞环控制有什么优点？

交流电动机需要输入三相正弦电流的最终目的是在电动机空间形成圆形旋转磁场，从而产生恒定的电磁转矩。如果对准这一目标，把逆变器和交流电动机视为一体，按照跟踪

圆形旋转磁场来控制逆变器的工作，其效果应该更好。这种控制方法称作“磁链跟踪控制”，磁链的轨迹是交替使用不同的电压空间矢量得到的，所以又称“电压空间矢量PWM （SVPWM）控制”。（定义简单,具体讲就很多了，p176-181）

SPWM控制主要着眼于使变压变频器的输出电压尽量接近正弦波，并未顾及输出电流的波形，电流滞环跟踪控制则直接控制输出电流，使之在正弦波附近变化，而电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制技术按照跟踪圆形旋转磁场来控制逆变器的工作，最终目的是在电动机空间形成圆形旋转磁场，从而产生恒定的电磁转矩，其效果应该更好；

它利用电压空间矢量直接生成三相PWM波，计算简便,；采用SVPWM控制时，逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压，这比一般的SPWM逆变器输出电压提高了15% （不一定完整）

10、什么是SPWM逆变器的同步调制和异步调制？为什么要采用分段同步调制？

同步调制——N 等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步。

异步调制——载波信号和调制信号不同步的调制方式。

由于同步调制时f r 很低时，f c 也很低，由调制带来的谐波不易滤除；f r 很高时，

f c 会过高，使开关器件难以承受，而异步调制时当f r 增高时，N 减小，一周期内的

脉冲数减少，PWM 脉冲不对称的影响就变大，为克服上述缺点，把f r 范围划分成若干个频段，每个频段内保持N恒定，不同频段N不同，即分段同步调制，这样在f r 高的频段采用较低的N，使载波频率不致过高；在f r 低的频段采用较高的N，使载波频率不致过低。

试采用线性组合法由空间矢量组成新的电压矢量，按最小开关损耗原则生成区间的三相对称电压，并画出对应电压波形。

（为

，参考p179-182页，类似）

12、结合下图解释异步电机的动态数学模型，及其为什么是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。

( ) 上图反映了三相异步电机的多变量非线性数学模型：

⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡r s rr rs

sr ss r s i i L L L L ΨΨi L i L

Ri i L

i L

Ri Li Ri u ωθ

⋅++=++=+=d d d d d d d d )(t t

t p

)]120sin()()120sin()(sin )[(b C a B c A a C c B b A c C b B a A ms p e ︒-+++︒++++++=θθθi i i i i i i i i i i i i i i i i i L n T t

n J T T d d p L e ω+

该图表明了异步电机数学模型的下列具体性质：

异步电机可以看作一个双输入双输出的系统，输入量是电压向量和定子输入角频率，输

出量是磁链向量和转子角速度。电流向量可以看作是状态变量，它和磁链矢量之间有由式（5-76）确定的关系。

非线性因素存在于?1（•）和?2（•）中，即存在于产生旋转电动势 e r 和电磁转矩 T e 两

个环节上，还包含在电感矩阵 L 中，旋转电动势和电磁转矩的非线性关系和直流电机弱磁控制的情况相似，只是关系更复杂一些。

多变量之间的耦合关系主要也体现在 ?1（•）和?2（•）两个环节上，特别是产生旋转电

动势的?1对系统内部的影响最大

() 1)异步电机变压变频调速时需要进行电压（或电流）和频率的协调控制，有电压（电流）和频率两种独立的输入变量。在输出变量中，除转速外，磁通也得算一个独立的输出变量。因为电机只有一个三相输入电源，磁通的建立和转速的变化是同时进行的，为了获得良好的动态性能，也希望对磁通施加某种控制，使它在动态过程中尽量保持恒定，才能产生较大的动态转矩。由于这些原因，异步电机是一个多变量（多输入多输出）系统，而电压（电流）、频率、磁通、转速之间又互相都有影响，所以是强耦合的多变量系统2）在异步电机中，电流乘磁通产生转矩，转速乘磁通得到感应电动势，由于它们都是同时变化的，在数学模型中就含有两个变量的乘积项。这样一来，即使不考虑磁饱和等因素，数学模型也是非线性的。3）三相异步电机定子有三个绕组，转子也可等效为三个绕组，每个绕组产生磁通时都有自己的电磁惯性，再算上运动系统的机电惯性，和转速与转角的积分关系，即使不考虑变频装置的滞后因素，也是一个八阶系统。总起来说，异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统.

请推导出2s/2r 变换的变换阵。

从两相静止坐标系到两相旋转坐标系 M 、T 变换称作两相—两相旋转变换，简称 2s/2r 变换，两个坐标系画在一起，即得下图，

两相交流电流 i 、i 和两个直流电流 i m 、i t 产生同样的以同步转速1旋转的合成

磁动势 F s 。由于各绕组匝数都相等，可以消去磁动势中的匝数，直接用电流表示 M ，T 轴和矢量 F s （ i s ）都以转速 1 旋转，分量 i m 、i t 的长短不变，相当于M ，T 绕组的直流磁动势。但、轴是静止的，轴与 M 轴的夹角随时间而变化，因此 i s 在、轴上的分量的长短也随时间变化，相当于绕组交流磁动势的瞬时值。由图可见， i 、 i 和 i m 、i t 之间存在下列关系：

ϕcos sin t m βi i i +=ϕ

ϕsin cos t m αi i i -=

和，

写成矩阵形式，得

⎥⎦

⎤⎢⎣⎡-=ϕϕϕϕcos sin sin cos s

2/r 2C ⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡t m s 2/r 2t m βαcos sin sin cos i i C i i i i ϕϕϕϕ

，式中对式两边都左乘以变换阵的逆矩阵，即得

⎥

⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣

⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-βαβα1

t m cos sin sin cos cos sin sin cos i i i i i i ϕϕϕϕϕϕϕϕ

即得两相静止坐标系变换到两相旋转坐标系的变换阵：

⎥

⎦⎤

⎢⎣⎡-=ϕϕϕϕcos sin sin cos r 2/s 2C

14、根据下图分析异步电机在任意旋转速度dq 坐标系下的电压方程。

根据上图得到异步电机在任意旋转速度dq 坐标系下的电压方程，略去零轴分量后，可写成

⎪⎪⎭⎪

⎪⎬

⎫++=-+=++=-+=rd dqr rq rq r rq rq dqr rd rd r rd sd dqs sq sq s sq sq dqs sd sd s sd ψωψψωψψωψψωψp i R u p i R u p i R u p i R u

其中dq 坐标系下磁链方程

⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫+=+=+=+=rq r sq m rq

rd r sd m rd

rq m sq s sq

rd m sd s sd

i L i L i L i L i L i L i L i L ψψψψ

ms m 23L L =

式中 —— dq 坐标系定子与转子同轴等效绕组间的互感 s m s ms s 23l l L L L L L +=+=

—— dq 坐标系定子等效两相绕组的自感 r m r ms r 23l l L L L L L +=+=

——dq 坐标系转子等效两相绕组的自感。

请叙述异步电机矢量控制的基本原理。

以产生同样的旋转磁动势为准则，在三相坐标系上的定子交流电流 i A 、 i B 、i C ，通过三相/两相变换可以等效成两相静止坐标系上的交流电流 i 、i ，再通过同步旋转变换，可以等效成同步旋转坐标系上的直流电流 i m 和 i t ，如果观察者站到铁心上与坐标系一起旋转，他所看到的便是一台直流电机，通过控制，可以使交流电机的转子总磁通 r 就是等效直流电机的磁通，则M 绕组相当于直流电机的励磁绕组，i m 相当于励磁电流，T 绕组相当于伪静止的电枢绕组，i t 相当于与转矩成正比的电枢电流。把上述等效关系用结构图的形式画出来，便得到异步电动机的坐标变换结构图，从整体上看，输入为A ，B ，C 三相电压，输出为转速，是一台异步电机。从内部看，经过3/2变换和同步旋转变换，变成一台由 i m 和 i t 输入，由输出的直流电机。

模仿直流电机的控制策略，得到直流电机的控制量，经过相应的坐标反变换，

就能够控制异步电机了。由于进行坐标变换的是电流（代表磁动势）的空间矢量，所以这样通过坐标变换实现的控制系统就叫作矢量控制系统，控制系统的原理结构如下图所示：

可以认为，在控制器后面引入的反旋转变换器VR -1与电机内部的旋转变换环节VR 抵消，2/3变换器与电机内部的3/2变换环节抵消，如果再忽略变频器中可能产生的滞后，则图5-53中虚线框内的部分可以完全删去，剩下的就是直流调速系统了。

16.请分析在异步电机矢量控制系统中常用的两种转子磁链模型。

根据描述磁链与电流关系的磁链方程计算转子磁链，得出的模型为电流模

型：

在两相静止坐标系上的转子磁链电流模型,整理得：

()r βr s αm r r α11ψωψT i L p T -+=

()r αr s βm r r β11ψωψT i L p T ++=

在两相旋转坐标系上的转子磁链电流模型（详p210，此未列出），和在两相静止坐标系上的转子磁链模型相比，这种模型更适合于微机实时计算，容易收敛，也比较准确；

电流模型特点：转子磁链电流模型的应用较普遍，但也都受电机参数变化的影响，例如电机温升和频率变化都会影响转子电阻 R r ，从而改变时间常数 T r ，磁饱和程度将影响电感L m 和 L r ，从而 T r 也改变。这些影响都将导致磁链幅值与相位信号失真，而反馈信号的失真必然使磁链闭环控制系统的性能降低。

根据电压方程中感应电动势等于磁链变化率的关系，取电动势的积分就可以得到

磁链，这样的模型叫电压模型（详见p211 ,式6-144,145，未列出）

电压模型特点：电压模型只需要实测的电流和电压信号，不需要转速信号，且算法与转子电阻无关，只与定子电阻有关，它是容易测得的。与电流模型相比，电压模型受电动机参数变化的影响较小，而且算法简单，便于应用。但由于电压模型包含纯积分项，积分的初始值和累积误差都影响计算结果，低速时，定子电阻压降变化的影响也较大。电压模型适合中、高速范围，而电流模型能适应低速。

17.请分析直接转矩控制系统的优缺点。

优点：1）转矩和磁链的控制采用双位式砰-砰控制器，并在 PWM 逆变器中直接用这两个控制信号产生电压的SVPWM 波形，从而避开了将定子电流分解成转矩和磁链分量，省去了旋转变换和电流控制，简化了控制器的结构。2）选择定子磁链作为被控量，而不象VC 系统中那样选择转子磁链，这样一来，计算磁链的模型可以不受转子参数变化的影响，提高了控制系统的鲁棒性。如果从数学模型推导按定子磁链控制的规律，显然要比按转子磁链定向时复杂，但是，由于采用了砰-砰控制，这种复杂性对控制器并没有影响。 3）由于采用了直接转矩控制，在加减速或负载变化的动态过程中，可以获得快速的转矩响应。

缺点：1）由于采用砰-砰控制，实际转矩必然在上下限内脉动，而不是完全恒定的。

2）由于磁链计算采用了带积分环节的电压模型，积分初值、累积误差和定子电阻的变化都会影响磁链计算的准确度。

这两个问题的影响在低速时都比较显著，因而使DTC 系统的调速范围受到限制。

18、根据下式分析同步电机转矩的组成。

)()(d Q mq q D md p q d sq sd p q f md p e i i L i i L n i i L L n i I L n T -+-+=

第一项 n p L md I f i q 是转子励磁磁动势和定子电枢反应磁动势转矩分量相互作用所产生的转矩，是同步电动机主要的电磁转矩。

第二项 n p (L sd - L sq ) i d i q 是由凸极效应造成的磁阻变化在电枢反应磁动势作用下产生的转矩，称作反应转矩或磁阻转矩，这是凸极电机特有的转矩，在隐极电机中，L sd = L sq ，该项为0。

第三项 n p (L md i D i q – L mq i Q i d )是电枢反应磁动势与阻尼绕组磁动势相互作用的转矩，如果没有阻尼绕组，或者在稳态运行时阻尼绕组中没有感应电流，该项都是零，只有在动态中，产生阻尼电流，才有阻尼转矩，帮助同步电动机尽快达到新的稳态。

t i R t

i R t

I R U t

i R u t

i R u d d 0d d 0d d d d d d d d Q Q Q D D D f f f f C C s C B B s B A

A s A ψψψψψψ+=+=+=+=+=+

=19、请给出永磁同步电机矢量控制的数学模型，并解释各方程的含义。动态电压方程式：

式中前三个方程是定子A 、B 、C 三相的电压方程，第四个方程是励磁绕组直流电压方程，永磁同步电动机无此方程，最后两个方程是阻尼绕组的等效电压方程。

磁链方程：在两相同步旋转（d-q ）坐标系上的磁链方程为

Q rQ q mq Q D

rD f md d md D D

md f rf d md f Q

mq q sq q D

md f md d sd d i L i L i L I L i L i L I L i L i L i L i L I L i L +=++=++=+=++=ψψψψψ

式中 L sd —等效两相定子绕组d 轴自感， L sd = L ls +L md ；

L sq —等效两相定子绕组q 轴自感， L sq = L ls +L mq ；

L ls —等效两相定子绕组漏感；

L md —d 轴定子与转子绕组间的互感，相当于同步

电动机原理中的d 轴电枢反应电感；

L mq —q 轴定子与转子绕组间的互感，相当于q 轴

电枢反应电感；

L rf —励磁绕组自感， L rf = L lf + L md ；

L rD —d 轴阻尼绕组自感，L rD = L lD + L md ；

)()(d Q mq q D md p q d sq sd p q f md p e i i L i i L n i i L L n i I L n T -+-+= L rQ —q 轴阻尼绕组自感，L rQ = L lQ + L mq ；

转矩和运动方程：整理后得

其中第一项 n p L md I f i q 是转子励磁磁动势和定子电枢反应磁动势转矩分量相互作用所产生的转矩。第二项 n p (L sd - L sq ) i d i q 是由凸极效应造成的磁阻变化在电枢反应磁动势作用下产生的转矩，称作反应转矩或磁阻转矩，第三项 n p (L md i D i q – L mq i Q i d )是电枢反应磁动势与阻尼绕组磁动势相互作用的转矩

p 1

12n f πω=20、与异步电机相比，同步电机调速系统有哪些特点。

1）交流电机旋转磁场的同步转速1与定子电源频率 f 1 有确定的关系

异步电动机的稳态转速总是低于同步转速的，二者之差叫做转差 s ；同步电动机的稳态转速等于同步转速，转差 s = 0。

2）异步电动机的磁场仅靠定子供电产生，而同步电动机除定子磁动势外，转子侧还有独立的直流励磁，或者用永久磁钢励磁。

3）同步电动机和异步电动机的定子都有同样的交流绕组，一般都是三相的，而转子绕组则不同，同步电动机转子除直流励磁绕组（或永久磁钢）外，还可能有自身短路的阻尼绕组。

4）异步电动机的气隙是均匀的，而同步电动机则有隐极与凸极之分，隐极式电机气隙均匀，

凸极式则不均匀，两轴的电感系数不等，造成数学模型上的复杂性。但凸极效应能产生平均转矩，单靠凸极效应运行的同步电动机称作磁阻式同步电动机。

5）异步电动机由于励磁的需要，必须从电源吸取滞后的无功电流，空载时功率因数很低。同步电动机则可通过调节转子的直流励磁电流，改变输入功率因数，可以滞后，也可以超前。当 cos= 1.0 时，电枢铜损最小，还可以节约变压变频装置的容量。

6）由于同步电动机转子有独立励磁，在极低的电源频率下也能运行，因此，在同样条件下，同步电动机的调速范围比异步电动机更宽。

7）异步电动机要靠加大转差才能提高转矩，而同步电机只须加大功角就能增大转矩，同步电动机比异步电动机对转矩扰动具有更强的承受能力，能作出更快的动态响应。

21如何将dq坐标定义成为MT坐标？

22.分析异步电机矢量控制中的FAI OMIGA系统解耦的条件。

1.什么是调速系统的思想线运行？试分析采用两组晶闸管装置反并联的V-M系统四象限运行的工作状态。

2.、试分析比例控制和积分控制的优缺点，在调速系统中为什么常采用比例－积分(PI)调

节器控制？

3、请分析采用PI控制的双闭环直流调速系统起动过程。

4、反馈控制的规律

5、数字测速方法及特点

6、常用的数字滤波方法

7、数字PI调节器的种类及特点

《电力拖动》期末复习题及答案

《电力拖动》期末复习题及答案一、填空 1．位置开关是一种将机械信号转换为电气信号，以控制运动部件位置或行程的自动控制电器。 2．装入走线槽内的导线不要超过其容量的 70% ，以便于盖上线槽盖和以后的装配维修。 3．布线时，严禁损伤线芯和绝缘。 4．能在两地或多地控制同一台电动机的控制方式叫电动机的多地控制，其线路上各地的启动按钮要并联，停止按钮要串联。 5．常见的降压启动方法有四种：定子绕组串接电阻降压启动；自耦变压器降压启动；星—角降压启动；延边三角降压启动。 6．异步电动机作星—角降压启动时，每相定子绕组上的启动电压是正常工倍；启动电流是正常工作电流的 1/3 倍；启动转矩是正常工作转矩的 1/3 倍。 7．所谓制动，就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使他迅速停转。制动的方法一般有机械制动和电力制动两类。 8．当电动机切断交流电源后，立即在定子绕组的任意两相中通入直流电迫使电动机迅速停转的方法叫能耗制动。 9．三相异步电动机的调速方法有三种，一是改变电源频率调速，二是改变转差率调速，三是改变磁极对数调速。 10．使直流电动机反转的方法有电枢反接法和励磁绕组反接法两种。 11．电气设备的维修包括日常维护保养和故障检修两方面。 12．当电气设备发生故障后，切忌盲目随便动手检查。在检修前，应通过问、看、听、摸来了解故障前后的操作情况和故障发生后出现

的异常现象。二、选择题1．双速电动机调速属于（C）调速方法。 A．变频 B．改变转差率 C．改变磁极对数 2. 能够充分表达电气设备和电器的用途及线路工作原理的是（ A ）。 A．电路图 B．接线图 C．布置图 3.熔断器的额定电流应（B）所装熔体的额定电流。 A．大于 B．大于或等于 C．小于 4．机床电路中多采用（ C）系列熔断器作为短路保护。 A．RC1A B．RT0 C． RL1 5. 串励电动机采用电枢回路串联启动电阻的方法进行启动，目的是（ B ）。 A．增大启动转矩 B．限制启动电流 C．减小能量损耗 6. 自动往返控制线路属于（ A ）。 A、正反转控制 B、点动控制 C、顺序控制 7. 利用（B）按一定时间间隔来控制电动机的工作状态称为时间控制原则。 A．电流继电器 B．时间继电器 C．位置开关 D．速度继电器 8. 在干燥、清洁的环境中应选用（ B ）。 A．防护式电动机 B．开启式电动机 C．封闭式电动机 D.防爆式电动机 9.在有易燃、易爆气体的危险环境中应应用（D）。 A．防护式电动机 B．开启式电动机 C．封闭式电动机 D．防爆式电动机 10.电动机三相负载任何一相中的电流与其三相平均值相差不允许超过（B）。 A．5% B．10% C．20%

直流电力拖动习题集答案

1、什么叫电力拖动系统？答：电力拖动系统是指由各种电动机作为原动机，拖动各种生产机械（如起重机的大车和小车、龙门刨床的工作台等），完成一定生产任务的系统。 2、什么叫单轴系统？什么叫多轴系统？为什么要把多轴系统折算成单轴系统？答：在电力拖动系统中，若电动机和工作机构直接相连，这种系统称为单轴系统。若电动机和工作机构通过传动机构相连，这种系统我们称为多轴系统。多轴电力拖动系统的运动情况比单轴系统就复杂多了。若按多轴，要列出每根轴自身的运动方程式，再列出各轴之间互相联系的方程式，最后联立求解这些方程，才能分析研究整个系统的运动比较复杂。为了简化分析计算，通常把传动机构和工作机构看成一个整体，且等效成一个负载，直接作用在电动机轴上，变多轴系统为单轴系统，再用运动方程式来研究分析，这样简单方便。 3、常见的生产机械的负载特性有哪几种？位能性恒转矩负载与反抗性恒转矩负载有何区别？答：常见的生产机械的负载特性有恒转矩负载特性、恒功率负载特性及转矩随转速而变的其它负载特性。其中恒转矩负载特性分为反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载，反抗性恒转矩负载的大小恒定不变，而方向总是与转速的方向相反，即负载转矩始终是阻碍运动的。位能性恒转矩负载的大小和方向都不随转速而发生变化。 4、运用拖动系统的运动方程式，说明系统旋转运动的三种状态。答： dt dn GD T T L 3752=- （1）当T ＞T L ， 0>dt dn 时，系统作加速运动，电动机把从电网吸收的电能转变为旋转系统的动能，使系统的动能增加。（2）当T ＜T L ，dt dn ＜0时，系统作减速运动，系统将放出的动能转变为电能反馈回电网，使系统的动能减少。（3）当T ＝T L ，0=dt dn 时，n =常数（或n =0），系统处于恒转速运行（或静止）状态。系统既不放出动能，也不吸收动能。 5、他励直流电动机的机械特性指的是什么？答：直流电动机的机械特性是指电动机在电枢电压，励磁电流、电枢回路电阻为恒定值的条件下，即电动机处于稳定运行时，电动机的转速n 与电磁转矩T 之间的关系：n =f (T )。 6、什么叫他励直流电动机的固有机械特性？什么叫人为机械特性？答：他励直流电动机的固有机械特性是指在额定电压和额定磁通下，电枢电路没有外接电阻时，电动机转速与电磁转矩的关系。

《电力拖动与控制线路》复习题(附参考答案)

《电力拖动与控制线路》期末复习题（一）（参考答案）班级：姓名：一、写出下列元器件的图形符号及文字符号二、简答题 1、电力拖动有哪些组成部分？答：电力拖动是电动机拖动生产机械运转的统称。它通常由电动机、控制电路、保护电器与生产机械及传动装置组成。 2、试解释正反转控制线路中联锁触头怎样放置，其作用是什么？答：在正反转控制电路中，为了避免接触器KM1和KM2的主触点同时闭合而造成电源的相间短路，就在正转控制电路中串接了反转接触器KM2的常闭触点，而在反转控制电路中串接了正转接触器KM1的常闭触点。这

样，当KM1得电动作时，串接在反转控制电路中的KM1常闭触点分断，切断了反转控制电路，保证了KM1主触点闭合时，KM2主触点不能闭合。同样，当KM2得电动作时，其KM2的常闭触点分断，切断了正转控制电路，从而可靠地避免了两相电源短路事故的发生。 3、电力拖动中，在主电路上已安装了熔断器进行了保护，为什么还要装热继电器？答：电力拖动中，在主电路中安装熔断器是为了对电路进行短路保护，而安装热继电器是为了对电动机进行过载保护。由于热继电器与熔断器在控制电路中所起作用不同，不能互相替代，所以在电路中已安装了熔断器进行短路保护，还要安装热继电器对电动机进行过载保护。 4、下图是电动机接线盒内接线桩的实际布置图，画出电动机Y形接法及△接法的连接方法。三、分析与改正试分析图中各电路的错误，工作时会出现什么现象？如何改进？

四、常用低压电器选择（要求能根据不同的电动机功率进行选择）某机床电动机型号为Y-132M-2，额定功率为7.5KW，额定电压为380V，额定电流14.32A，△联结，启动电流为额定电流的6倍，现用按钮和接触器控制其单向运转，并有过载保护装置和短路保护装置熔断器。（1）画出该电路图。（2）应选用什么规格的熔断器、接触器，并确定热继电器的整定值。（注：熔断器熔体额定电流等级有15、20、25、30、35、40、50A等；交流接触器规格有CJ10-10，CJ10-20，CJ10-40等）答：(1) 控制电路图如下：

电力拖动考试试题及答案

电力拖动考试试题及答案一、选择题 1. 电力拖动系统的主要作用是什么？ A. 控制电机启停 B. 实现机械传动 C. 提供电源供给 D. 改善能源利用 2. 以下哪个设备不属于电力拖动系统的组成部分？ A. 电动机 B. 变频器 C. 电池 D. PLC控制器 3. 在电力拖动系统中，用于传递动力或信号的元件是什么？ A. 传感器 B. 电缆 C. 控制阀 D. 液压泵

4. 电力拖动系统中，常用的变频器是什么类型？ A. 恒流型变频器 B. 恒压型变频器 C. 恒功率型变频器 D. 恒转矩型变频器 5. 以下哪个因素不会影响电力拖动系统的效率？ A. 电缆长度 B. 驱动电机功率 C. 传动装置类型 D. 控制信号频率二、判断题 1. 电力拖动系统比传统机械传动系统更节能。正确 / 错误 2. 变频器是电力拖动系统中起到调速和保护电机的作用。正确 / 错误 3. 电力拖动系统中，PLC控制器负责传感器的采集和信号处理。正确 / 错误

4. 电力拖动系统的优点之一是可以实现远程控制和监测。正确 / 错误 5. 电力拖动系统仅适用于小功率设备和设施。正确 / 错误三、填空题 1. 电力拖动系统的通信协议常用的有__________和Modbus。 2. _________可用于电力拖动系统中实现信号的采集与控制。 3. 在电力拖动系统中，__________是控制电机起停的关键设备。四、简答题 1. 请简要解释电力拖动系统的优点。 2. 举例说明电力拖动系统在实际应用中的一种场景。答案：一、选择题 1. A 2. C 3. B 4. C 5. A

电力拖动复习试题附答案解析

一、填空题（每空一分，共50分） 1、位置开关是一种将机械信号转换为电气信号，以控制运动部件位置或行程的自动控制电器。 2、除照明和电加热电路外，熔断器一般不宜用作过载保护电气，主要用于短路保护。。 3、要求几台电动机的启动或停止必须按一定的先后顺序来完成的控制方式，叫电动机的顺序控制。 4、能够在两地或多地控制同一台电动机的控制方式叫电动机的多地控制。对多地控制，只要把各地的启动按钮并联、停止按钮串联就可以实现。 5、通常规定：电源容量在180KVA以上，电动机容量在7KW以下的三相异步电动机可以采用直接启动。 6、常见的降压启动方法有四种分别是：定子绕组串电阻降压启动、自耦变压器降压启动、Y-△降压启动、延边三角形降压启动。 7、所谓制动，就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停转或限制其转速。制动方法一般有两类：机械制动和电力制动。 8、电力制动常用的方法有反接制动、能耗制动、电容制动和再生发电制动等。 9、在电动机控制线路中，实现短路保护的电器是熔断器和低压断路器。 10、根据工作电压的高低，电器可分为高压电器和低压电器。 11、工作在额定电压交流1200Ｖ及以下或直流 1500Ｖ及以下的电器称为低压电器。 12、低压开关一般为非自动切换电器，常用的主要类型有刀开关、组合开关和低压断路器等。 13、熔断器是低压配电网络和电力拖动系统中用作短路保护的电器，使用时串联在被测电路中。 14、熔断器主要由熔体、熔管和熔座三部分组成。 15、接触器按主触头的电流种类，分为交流接触器和直流接触器两种。

16、低压断路器应垂直安装，电源线接在上端，负载线接在下端。 17、交流接触器的触头按通断能力可分为主触头和辅助触头。 18、电路图一般分为电源电路、主电路和辅助电路三部分。 19、电磁抱闸制动器分为断电制动型和通电制动型两种。 20、三速异步电动机有两套定子绕组，第一套有七个出线端，可作△或YY 连接；第二套绕组有四个出线端，只作 Y 形连接。 21、当启动按钮松开后，接触器通过自身的辅助常开触头使其线圈保持得电的作用叫做接触器的自锁。 22、当一个接触器得电动作时，通过其辅助常闭触头使另一个接触器不能得电动作，接触器之间的这种相互制约的作用叫做接触器的连锁。二、判断题（每题一分，共40分） 1．由于直接启动所用设备少，线路简单，维修量较小，故电动机一般都采用直接启动。 (×) 2．在安装定子绕组串接电阻降压启动控制线路时，电阻器R产生的热量对其他电器无任何影响，故安装在箱体内或箱体外时，不需采用任何防护措施。(×) 3只要电动机过载，其保护电器热继电器会瞬间动作并切断电动机电源。(×) 4由于热继电器的热惯性大，所以在电动机控制线路中，只适合用作过载保护，不宜作短路保护。（√） 5．接触器可起欠压、失压保护作用，两者的保护原理是一样的。 (×) 6．对电动机的选择，以合理选择电动机的额定功率最为重要。（√） 7.开启式负荷开关用作电动机的控制开关时，应根据电动机的容量选配合适的熔

电力拖动复习地训练题目答案详解

1.试述交流异步电动机调速的方法，分类及其特点。常见的交流调速方法有：①降电压调速；②转差离合器调速；③转子串电阻调速；④绕线电机串级调速或双馈电机调速；⑤变极对数调速；⑥变压变频调速等等。分类及其特点：从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回收，是评价调速系统效率高低的标志。从这点出发，可以把异步电机的调速系统分成三类 : 1. 转差功率消耗型调速系统, 这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中，上述的第①、②、③三种调速方法都属于这一类。这类系统的效率最低，而且越到低速时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低的。可是结构简单，设备成本最低2.转差功率馈送型调速系统, 这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，上述第④种调速方法属于这一类。无论是馈出还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成有用的功率，因此这类系统的效率较高，但要增加一些设备。3. 转差功率不变型调速系统, 在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高，上述的第⑤、⑥两种调速方法属于此类。其中变极对数调速是有级的，应用场合有限。只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统，取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器，相比之下，设备成本最高。 2.请叙述交流异步电动机电压频率协调控制的方式及其各自的特点 . 常值 = 1 f U s= 1 g f E m N s 1 g Φ 44 .4 S k N f E= 1. 恒压频比控制（U s /1），由气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值，只要控制好E g和f1 ，便可达到控制磁通m的目的，当频率f1从额定值f1N向下调节时，必须同时降低E g，使常值，然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压U s≈E g，则得，即恒压频比的控制方式。 2. 恒E g/1控制，如果在电压－频率协调控制中，恰当地提高电压U s的数值，使它在克服定子漏阻抗压降以后，能维持E g/1为恒值（基频以下），无论频率高低，每极磁通m均为常值, 即恒 E g /1控制； 3．恒E r/1控制，如果把电压－频率协调控制中的电压再进一步提高，把转子漏抗上的压降也抵消掉，得到恒E r /1控制（可加上机械特性的分析等使更完整）

电拖总复习题有答案

直流调速系统 1 下图为单闭环转速控制系统。 (1)图中V是晶闸管整流器； (2)图中Ld是平波电抗器，它的作用是抑制电流脉动和保证最小续流电流； (3)图中采用的是 PI即比例积分调节器，它的主要作用是保证动静态性能满足系统要求； (4)此系统主电路由三相交流电供电； (5)此系统具有转速（速度）负反馈环节； (6)改变转速，应调节_RP1_电位器； (7)整定额定转速1500转/分，对应8V，应调节_____RP2______电位器； (8)系统的输出量(或被控制量)是_转速__。 2、晶闸管—电动机系统中，抑制电流脉动可采取的措施是：增加整流电路相数、采用多重化技术、设置平波电抗器。 3、调速系统转速控制的要求主要集中在三个方面，具体为调速、稳速、加减速。 4、直流调速系统的主要形式是晶闸管－电动机调速系统，简称为V-M系统。 5、数字测速方法有T、M及M/T三种，其中M 适应于高速；T适应于低速；M/T具有M 和T的优点。选择题 1、转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是（B） A、PID B、PI C、P D、PD 2、静差率和机械特性的硬度有关，当理想空载转速一定时，特性越硬，则静差率(A) A、越小 B、越大 C、不变 D、不确定

3、下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是(D) A、降电压调速 B、串级调速 C、变极调速 D、变压变频调速 4、可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是(B) A、比例控制 B、积分控制 C、微分控制 D、比例微分控制 5、控制系统能够正常运行的首要条件是(B) A、抗扰性 B、稳定性 C、快速性 D、准确性 6、在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的稳定精度(A) A、越高 B、越低 C、不变 D、不确定 7、常用的数字滤波方法不包括(D) A、算术平均值滤波 B、中值滤波 C、中值平均滤波 D、几何平均值滤波 8、转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是(A) A、ACR B、AVR C、ASR D、ATR 9、双闭环直流调速系统的起动过程中不包括(D) A、转速调节阶段 B、电流上升阶段 C、恒流升速阶段 D、电流下降阶段 11、下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是(D) A、饱和非线性控制 B、转速超调 C、准时间最优控制 D、饱和线性控制 12、下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是(C) A、降电压调速 B、变极对数调速 C、变压变频调速 D、转子串电阻调速 13、SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的(A) A、正弦波 B、方波 C、等腰三角波 D、锯齿波 14、下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是(B) A、高阶 B、低阶 C、非线性 D、强耦合 15、在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是(A) A、故障保护 B、PWM生成 C、电流调节 D、转速调节 16、比例微分的英文缩写是(B) A、PI B、PD C、VR D、PID 17、调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准(C) A、平均速度 B、最高速 C、最低速 D、任意速度 18、下列异步电动机调速方法属于转差功率馈送型的调速系统是(D) A、降电压调速 B、串级调速 C、变极调速 D、变压变频调速 19、在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越高,则系统的稳定精度(A) A、越高 B、越低 C、不变 D、不确定 20、采用旋转编码器的数字测速方法不包括(D) A、M法 B、T法 C、M/T法 D、F法 21、转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是(C) A、ACR B、AVR C、ASR D、ATR 22、下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中，错误的是(B) A、只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的 B、反馈控制系统可以抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动 C、反馈控制系统的作用是：抵抗扰动、服从给定 D、系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度

《电力拖动》复习习题及答案

《电力拖动》复习习题及答案姓名_________ 座号_______ 得分________ 一、填空 30% 1.工作在额定电压交流 1200 伏及以下或直流 1500 伏及以下的电器称为低压电器。 2. 按钮的触头允许通过的电流较小，一般不超过 5 安。 3.低压短路器用作电源总开关或电动机控制开关时，在电源进线侧必须加装刀开关或熔断器等，以形成明显的断开点。 4.熔断器主要由熔体、熔管和熔座三部分组成。 5.热继电器的热元件要串接在三相主电路中，常闭触头要串接在控制电路中。 6.凸轮控制器启动操作时，手轮不能转动太快，应逐级启动，防止电动机的启动电流过大，停止使用时，应将手轮准确地停止零位。 7布线顺序一般以接触器为中心，由里向外，由低至高，先控制电路，后主电路进行，以不妨碍后续布线为原则。 8.电源进线应接在螺旋式熔断器的下接线座上，出线应接在上接线座上。 9.交流接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧装置和辅助部件组成。 10.电路图一般分为电源电路、主电路和辅助电路三部分绘制。 11.生产机械运动部件在正、反转两个方向运转时，一般要求电动机能实现正反转控制。 12．要使三相异步电动机反转，就必须改变通入电动机定子绕组的三相电源相序，即只要把接入电动机三相电源进线中的任意两相对调接线即可。二、选择题 20% 1. HK系列开启式负荷开关可用于功率小于（A）kW的电动机控制线路中。 A．5.5 B．7.5 C．10 2. 能够充分表达电气设备和电器的用途及线路工作原理的是（B）。 A．接线图 B．电路图 C．布置图 3.熔断器的额定电流应（B）所装熔体的额定电流。 A．大于 B．大于或等于 C．小于 4．机床电路中多采用（ B ）系列熔断器作为短路保护。

电力拖动复习题大题及答案

电力拖动复习题大题及答案电力拖动复习题大题及答案电力拖动是现代工业中常用的一种传动方式，它通过电动机将电能转化为机械能，实现机械设备的运行。在工程技术领域，电力拖动的应用非常广泛，涉及到电力系统、机械传动、自动化控制等多个方面。为了帮助大家更好地理解电力拖动的原理和应用，下面将给出一些电力拖动的复习题大题及答案。一、选择题 1. 电力拖动系统中，下列哪一种电动机常用于驱动负载较大的设备？ A. 直流电动机 B. 交流异步电动机 C. 交流同步电动机 D. 步进电动机答案：B 2. 在电力拖动系统中，控制电路中常用的元件是： A. 电容器 B. 变压器 C. 电感器 D. 继电器答案：D 3. 电力拖动系统中，下列哪种传动方式不属于电力传动？ A. 齿轮传动 B. 带传动

C. 链传动 D. 液压传动答案：D 4. 电力拖动系统中，下列哪种控制方式可以实现电机的正反转？ A. 单相控制 B. 直流控制 C. 变频控制 D. 三相控制答案：C 5. 在电力拖动系统中，下列哪种保护装置可以防止电机过载？ A. 熔断器 B. 隔离开关 C. 接触器 D. 电流互感器答案：A 二、填空题 1. 电力拖动系统中，电动机的输入功率为____，输出功率为____。答案：电动机的输入功率为电源供给的功率，输出功率为电动机传递给负载的功率。 2. 电力拖动系统中，控制电路中常用的元件有____、____和____。答案：控制电路中常用的元件有继电器、接触器和开关。 3. 电力拖动系统中，电动机的转速可以通过____控制。

答案：电动机的转速可以通过变频控制实现。 4. 电力拖动系统中，电动机的正反转可以通过____控制。答案：电动机的正反转可以通过控制电路中的正反转开关实现。 5. 电力拖动系统中，常用的保护装置有____和____。答案：常用的保护装置有熔断器和热继电器。三、简答题 1. 请简要介绍电力拖动系统的工作原理。答案：电力拖动系统的工作原理是将电能转化为机械能，实现机械设备的运行。电源通过电缆供给电动机，电动机将电能转化为机械能，通过传动装置传递给负载，从而实现负载的运动。 2. 电力拖动系统中，为什么需要保护装置？答案：电力拖动系统中，负载的运行过程中可能会出现各种故障，如电机过载、短路、过压等。保护装置可以及时检测到这些故障，并采取相应的措施，保护电动机和负载不受损坏。 3. 电力拖动系统中，如何实现电动机的调速？答案：电力拖动系统中，可以通过变频器实现电动机的调速。变频器可以改变电源的频率，从而改变电动机的转速。通过调节变频器的输出频率，可以实现电动机的调速。总结：电力拖动是现代工业中常用的一种传动方式，它通过电动机将电能转化为机械能，实现机械设备的运行。在电力拖动系统中，常用的电动机是交流异步电动机，常用的控制元件是继电器、接触器和开关。电力拖动系统的工作原理是将

电力拖动技能训练复习题及答案

电力拖动技能训练期末复习题一、判断题 1、光标按钮可用于需长期通电显示处，兼作指示灯使用。正确答案：错误 2、热继电器的整定电流是指热继电器工作而不动作的电流。正确答案：错误 3、只要超过热继电器的整定电流,热继电器就会立即动作。正确答案：错误 4、交流接触器在线圈电压小于85%UN时也能正常工作。正确答案：错误 5、电阻测量法要在线路断电的情况下进行测量。正确答案：正确 6、普通万用表不能测量交流电压。正确答案：错误 7、熔断器的熔断时间随电流的增大而减小，是反时限特性。正确答案：正确 8、电压测量法要在线路通电的情况下进行测量。正确答案：正确 9、熔断器和热继电器都是保护电器,两者可以相互代用。正确答案：错误 10、在实际工作中,只要观察到同一种故障现象,则说明发生故障的部位一定相同。正确答案：错误 11、短路接通能力是指在规定的条件下，包括开关电器短路在内的接通能力。答案：错误 12、短路分断能力是指在规定的条件下，包括开关电器短路在内的分断能力。答案：错误 13、低压断路器只能起控制电路接通和断开的作用，不能起保护作用。答案：错误 14、低压断路器中电磁脱扣器的作用是实现失压保护。答案：错误 15、DZ5系列断路器的热脱扣器和电磁脱扣器均设有电流调节装置。答案：正确 16、低压断路器各脱扣器的动作值一经调整好，不允许随意变动，以免影响脱扣器的动值。答案：正确 17、HK系列开启式负荷开关没有专门的灭弧装置，因此不宜用于操作频繁的电路。答案：正确 18、开启式负荷开关用做电动机的控制开关时，应根据电动机的容量选配合适的熔体并装于开关内作短路保护。答案：错误 19、HH系列封闭式负荷开关操作机构具有快速分断装置，开关的闭合和分断速度与操作者手动速度无关。答案：正确 20、由于负荷开关采用了扭簧储能结构，故开关的闭合和分断速度与手动操作无关。

电力拖动自动控制系统复习题及答案

一、基础题 1、反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。 2、带比例放大器的反馈控制闭环调速系统是有静差的调速系统，采用比例积分（PI）调节器的闭环调速系统是无静差的调速系统。 3、实际上运算放大器的开环放大系数并不是无穷大，特别是为了避免零点飘移而采用准IP调节器。 4、对于调速系统，最重要的动态性能是抗扰性能，主要是抗负载扰动和抗电网电压扰动的性能。 5、调速系统的动态指标以抗扰性能为主，而随动系统的动态指标则以动态跟随性能为主。 6、超调量的表达式为：δ＝(Cmax－C∞)/C∞×100％。 7、在基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于恒转矩调速性质，而在基频以上，转速升高时转矩降低，属于恒功率调速。 8、当电动机由三相平衡正弦电压供电时，磁链幅值一定时，u S的大小与电压角频率δ1 成正比，其方向则与磁链矢量正交。 9、调速系统的动态性能就是抵抗扰动的能力。 10、抗扰性能是反馈控制系统最突出的特征之一。 11、转速反馈闭环调速系统的精度信赖于给定和反馈检测精度。 12、比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状；而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史。 13、在起动过程中转速调节器ASR经历了快速进入饱和、饱和、退饱和、三种情况。 14、自动控制系统的动态性能指标包括：跟随性能指标和扰动性能指标。 15、动态降落的表达式为：(△Cmax/Cb) ×100％。 16、基频以上变频调速属于恒功率调速。 17、异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 18、两种最基本的直流调速方式为：调压调速方式和弱磁调速方式。 19、在典型II型系统性能指标和参数的关系分析中，引入了h，h 是斜率为–20dB/dec的中频段的宽度，称作中频宽。 20、Ws*＋W =W1* 是转差频率控制系统突出的特点或优点。 21、异步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组成。 22、转速电流双闭环调速系统在起动的恒流升速阶段中，转速调节器是饱和的，电流调节器是不饱和的。 23、异步电动机变压变频调速时，采用恒转子磁通φmr控制方式，可获得线性机械特性。 24、在直流电机单闭环调速控制系统中，对于反馈环的扰动，系统是无能为力的。 25、在单闭环调速成系统中，为了实施限流保护，可以引进电流截止负反馈环节。 26、转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制转差角频率Ws* 。 27、异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 28、在矢量控制变频调速成系统中，转子磁链定向条件下，有电动机转矩与定子电流转矩分量成正比的关系。 29、直接转矩控制系统，在它的转速环里面，利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩。 30、不同电机模型彼此等效的原则是：在不同坐标下所产生的合成磁动势完全一致。 31、按转子磁链定向的矢量控制的意义是定子电流的励磁分量与转矩分量是解耦的。 32、对于三相异步交流电机，直接转矩控制系统和矢量控制都能获得较高的静、动态性能。二．简答 1. 转速调节器作用？答：1）转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速n很快的跟随给定电压Un变化，稳态时可以减小转速误差，如果采用PI 调节器，则可实现无静差。 2）对负载变化起抗扰作用， 3）其输出限幅值决定电动机允许的最大电流。 2.电流调节器的作用？答：1)作为内环的调节器，在转速外环的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压Ui变化。 2）对电网电压的波动起及时抗扰作用， 3）在转速动态过程中，保证获得电动机允许的最大电流，从而加速动态过程， 4）当电动机过载甚至堵转是时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。 3.转差频率控制的规律？P150 答：1）在不同的定子电流值时，Us=f(W1,Is)函数关系控制定子电压和频率，就能保护气隙磁通恒定， 2）在Ws小于等于Wsm的范围内，转矩Te基本上与Ws成正比，条件是气隙磁通不变。 4.非独立控制励磁的调速系统系统设计要求？答：根据E = Keφn 原理，若能保持电动势E不变，则减少电动机的励磁磁通，可以达到提高转速的目的。为此，在励磁控制系统中引入电动势调节器AER，利用电动势反馈，使励磁系统在弱磁调速过程中保持电动势 E 基本不变。 5.反馈控制系统的规律？答：1）比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统； 2）反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定； 3）系统的精确依赖于给定和反馈检测的精度。 6.双闭环直流调速系统的起动过程的特点？答：1）饱和非线性控制，2）转速超调，3）准时间最优控制。 7.开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系？答：1）闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬的多； 2）闭环系统的静差率要比开环系统小的多； 3）如果所要求的静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范围。 8.异步电机数学模型的性质？

电力拖动与运动控制系统(复习题及答案)二

电力拖动与运动控制系统（复习题及答案）作业二 1、可逆和不可逆PWM 变换器在结构形式和工作原理上有什么特点？双极式和单级式可逆PWM 在结构形式和工作原理上有什么相同和不同之处？有制动电路的不可逆PWM 变换器在结构形式上由两个开关器件和两个续流二极管组成。两个开关器件的其中一个是主控管，起调制作用；另一个是辅助管，用于构成电动机的制动电路。二极管的作用是在开关器件关断时为电枢回路提供释放电感储能的续流回路。两个开关器件的驱动电压大小相等，方向相反，这种PWM 变换器组成的调速系统可以在一、二象限运行，在减速和停车时具有较好的动态性能。可逆PWM 变换器按主电路结构有H 、T 型等，H 型PWM 变换器是由四个功率开关器件和四个续流二极管组成的桥式电路，在控制方式上有双极式、单极式和受限单极式三种。双极式H 型可逆PWM 变换器可使电动机在四象限运行，实现正、反转。双极式和单极式可逆PWM 变换器在结构形式及电路图上是相同的，均是由两组不可逆脉宽调制电路组合而成，其中包括四个功率开关器件和四个续流二极管，最多有两个功率开关器件晶体管同时工作。双极式和单极式可逆PWM 变换器工作原理上的不同之处在于四个功率开关器件的驱动脉冲信号，双极式PWM 驱动脉冲信号使得在一周期内的输出电压波形为正负双极性，单极式PWM 驱动脉冲使得在一周期内的输出电压波形始终是单一极性。 2 、某调速系统的调速范围是100-1500r/min ，要求静差率为2%，那么系统允许的静态速降等于多少？如果开环系统的静态速降为100r/min ，则采用转速负反馈时闭环系统的开环放大倍数应为多少？（1）根据题意，1500/min nom n r =，max min 150015100 n D n ===，所以15000.022 2.04(1)150.980.98nom nom n s n D s ??====?-?。（2）根据题意，100/min op n r =，则1001148.022.04 op cl n k n =-=-=。 3 、试简要分析转速负反馈单闭环调速系统的基本性质。说明单闭环调速系统能减少稳态速降的原因。改变给定电压或者调整转速反馈系数能否改变电动机的稳态转速？为什么？转速负反馈单闭环调速系统的基本性质：（1）由闭环系统的理想空载转速*0(1)cl s p n e K K U n C k =+，开环系统的理想空载转速

电力拖动练习题及答案

练习题一、交流异步电动机转速表达式是什么？ 160(1)(1)f n s n s p = -=- 其中1n 为同步转速，n 为电机转速，s 为转差率二、变频调速的协调控制原则是什么？ 1、恒磁通变频调速：Φ＝const —— 基频以下，即 1 U C f ≈ 2、恒功率变频调速： P ＝const —— 基频以上（弱磁调速） C 三、根据下图，分别指出磁能和磁共能由哪一区域表示？并给出磁能和磁共能的关系。磁能m W 由区域O-a-b 所表示，磁共能m W '由区域O-a-c 所表示。 m m W W i ψ'+= 四、给出Clark 变换 112210A B C V V V V V αβ⎡⎤--⎤⎡⎤ ⎢⎥=⎢⎥⎢⎥ ⎣⎦ ⎢⎥⎣⎦ ，121210A B C V V V V V αβ⎡⎤ ⎡⎤⎡⎤⎥ ⎢⎥=-⎢⎥⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥-⎣⎦ ⎣

五、给出Park 变换 M 11T 11cos sin sin cos V V V V αβθθθθ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦，11M 11T cos sin sin cos V V V V αβθθθθ-⎡⎤⎡⎤⎡⎤ =⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣ ⎦⎣⎦⎣⎦ 六、给出ABC 坐标系统异步电动机的动态数学模型 SS SR S S RS RR R R L L i L L i ψψ⎡⎤⎡⎤⎡⎤ =⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦ ⎣⎦ L U Ri LPi i ω θ ∂=++∂ e 0 120SR T RS L T pi i L θθ∂⎛⎫ ⎪ ∂= ⎪∂ ⎪ ⎪∂⎝⎭ 2m m e m 2L d d T T J R K dt dt θθθθΩ =+++ 其中： 111111111 1111111111111 122 1 1 22 112 2 l SS l l L L L L L L L L L L L L L ⎡ ⎤+--⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-+-⎢⎥⎢⎥ ⎢⎥ --+⎢⎥⎣⎦ ()()()()()()121212121212121212cos cos 120cos 120cos 120cos cos 120cos 120cos 120cos SR L L L L L L L L L L θθθθθθθθθ⎡⎤ +-⎢⎥ ⎢⎥=-+⎢⎥ ⎢⎥+-⎣⎦ 2222222222222222222221 122 11 22 1122 l RR l l L L L L L L L L L L L L L ⎡ ⎤+--⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-+-⎢⎥⎢⎥ ⎢⎥ --+⎢⎥⎣ ⎦ T RS SR L L =，SS SR RS RR L L L L L ⎛⎫ = ⎪⎝⎭ ，m p θθ=

电力拖动试题及答案

1.脉宽调制p5 答:利用电力电子开关的导通与关断，将直流电压变成连续可变的电压，并通过控制脉冲宽度或周期达到变压变频的目的(三种方式)。 2. 直流蓄电池供电的电流可反向的两象限直流斩波调速系统,已知:电源电压Us=300V,斩波器占空比为30%,电动机反电动势E=100V,在电机侧看,回路的总电阻R=1Ω。问蓄电池的电流Id是多少?是放电电流还是充电电流? 图见P103 答:因斩波电路输出电压u0的平均值: U0=ρ×Us=30%×300=90 V < Ea Id=( U0- E)/ R=(90-100)/1=-10A 是充电电流,电动机工作在第Ⅱ象限的回馈制动状态, 直流蓄电池吸收能量。 3. PWM调速系统的开关频率答: 电力晶体管的开关频率越高，开关动态损耗越大；但开关频率提高，使电枢电流的脉动减小，也容易使电流连续，提高了调速的低速运行平稳性，使电动机附加损耗减小；从PWM变换器传输效率最高的角度出发，开关频率应有一个最佳值；当开关频率比调速系统的最高工作频率高出10倍左右时，对系统的动态特性的影响可以忽略不计。 4静差率s与空载转速n0的关系p11 答：静差率s与空载转速n0成反比，n0下降，s上升。所以检验静差率时应以最低速时的静差率为准。 5. 反馈控制有静差调速成系统原理图,各部件的名称和作用。p21 答：①比较器：给定值与测速发电机的负反馈电压比较,得到转速偏差电压ΔUn。 ②比例放大器A：将转速偏差电压ΔUn放大，产生电力电子变换器UPE所需的控制电压Uc。 ③电力电子变换器UPE：将输入的三相交流电源转换为可控的直流电压Ud。 ④M电机：驱动电机。 ⑤TG测速发电机：测速发电机检测驱动电机的转速。 ⑥电位器：将测速发电机输出电压降压，以适应给定电压幅值U*n 。

电力拖动试汇总题库带规范标准答案

《电力拖动控制线路与技能训练》教学大纲及复习习题库版本：中国电力出版社主编：程建龙定价：29.80元适用班级：13电大二代课人：田芳于长超出题人：田芳于长超制定时间：2014年审核人：

电力拖动》教学大纲第一章异步电动机的基本控制线路及常用低压电器掌握：低压电器的使用维护、型号命名、选择、安装。掌握手动、点动、连续等常规电路的原理、分析方法。重难点：低压电器的范围及应用、低压电器的分类、常用低压配电电器及其使用注意事项、常用低压控制电器及其使用注意事项，电路原理分析。第二章直流、同步电动机基本控制线路及控制线路设计方法了解：直流电动机的结构与原理重难点：他励直流电动机的基本控制线路删除：并励直流电动机的基本控制线路、串励直流电动机的基本控制线路第三章常用机械的电气控制线路了解：常用控制线路电路分析、生产机械电器控制设备的维护及检修方法。重难点：生产机械电器控制设备的原理分析。第四章电动机的自动调速及其调试与维修概述（删除）

电力拖动试题库重点部分绪论一、填空 1、电源分交流电源和（）。二、名词解释 2、电力拖动

三、简答 3、电力拖动装置一般由哪几部分组成？ 4、电力拖动装置中电动机的作用是什么？ 5、按电动机的组合数量来分，电力拖动的发展经历了哪几个阶段？第一章异步电动机的基本控制线路及常用低压电器第一节三相异步电动机的手动正转控制线路一、填空 6、低压断路器类型品种很多，常用的有（）、框架式、（）、漏电保护式。 7、低压熔断器广泛用于低压配电系统和控制系统中，主要用作（）保护。 8、低压熔断器在使用时（）联在被保护的电路中。 9、负荷开关分为（）负荷开关和封闭式负荷开关两种。 10、负荷开关一般在照明电路和功率小于（）KW的电动控制线路中。 11、低压断路器又称（）。 13、低压控制电器依靠人力操作的控制电器称为( ) 。 14、低压控制电器根据信号能自动完成动作的称为( ) 。 15、断路器的文字符号是( ) 。 17、熔断器文字符号是（）。 18、负荷开关分为（）负荷开关和封闭式负荷开关两种。

《电力拖动基础》练习册及答案

14、电力拖动基础复习题答案 1.简答题 1、什么是电力拖动？ 2、为什么说他励直流电动机具有硬特性？2 额定速降较小，直线的斜率较小 3、画出电力拖动系统的示意图。3 4、电力拖动系统由哪几部分组成？ 5、画出反抗性恒转矩负载的特性。 6、画出位能恒转矩负载的特性，并举例说明。 7、画出通风机负载的负载特性。 8、固有机械特性的条件是什么？ 9、要改变一台他励电动机的旋转方向都有哪些措施？改变电枢电流方向或者励磁电流方向 10、为什么他励直流电动机与串励直流电动机相比，串励直流电动机牵引电机使用时更具有优势？10，串励直流电动机具有软特性 11、他励直流电动机电阻起动时，切换电流I 2越大越好吗？11为什么？不是，1 2越大起动的级数越多，设备越复杂 12、他励直流电动机电阻起动时，由一条特性曲线转换到另外一条曲线上，在转换的瞬间，转速，电枢电流都发生什么变化？12 转速不变，电枢电流突变13、为什么实际的电力拖动系统通常是一个多轴系统？把多轴系统折算为单轴系统时，哪些量需要进行折算？13 工作机构需要的转矩和转速不能够和电动机达到一致，所以需要传动机构，转矩和飞轮矩的折算般要求电动机的机械特性是向下倾斜还是向上翘的？向下 15、为什么串励直流电动机不允许过分轻载运行？15 转速大大高于额定转速

16、他励直流电动机的调速都有哪几种方式？16 调压，电枢回路串电阻和削弱磁通 17、他励直流电动机的理想空载转速和负载时的转速降各与哪些因素有关17？电压，磁通以及电机常数 18、他励直流电动机制动运行分为哪几种方式？ 19、什么是三相异步电动机的固有机械特性？ 20、请你说明三相异步电动机能耗制动的工作原理？20 21、三相异步电动机调速都有哪几种方法？ 22、三相绕线转子异步电动机串级调速都有哪些优缺点？ 23、三相异步电动机定子调压调速都有哪些有缺点？ 24、三相异步电动机的制动都有哪几种方式？24 25、什么是三相异步电动机的回馈（再生）制动？ 26、对三相异步电动机起动的要求是什么？26 起动电流小，起动转巨大 27、他励直流电动机电枢串电阻的人为机械特性会有什么特点？ 28、改变他励直流电动机电源电压时的人为机械特性有什么特点？ 29、削弱改变他励直流电动机磁场时的人为机械特性有什么特？ 30、他励直流电动机起动时，起动电流的确定要考虑哪些因素？ 31、什么是三相绕线转子异步电动机转子串接电阻起动？91 逐段切除电阻的转子串电阻的分级起动 32、容量较大的他励直流电动机为何不能采取直接起动的方式进行起动？32 33、在要求有较大的起动转矩和较小的起动电流的场合，为何采用深槽式和双笼型双笼异步电动？33 34、电磁转差离合器都有哪几部分组成？ 35、三相子异步电动机变极调速都有哪几种方式？35

电力拖动自动控制系统习题集附带参考答案

一、选择题 1．转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是 A．PID B．PI C．P D．PD 2．静差率和机械特性的硬度有关;当理想空载转速一定时;特性越硬;则静差率A．越小B．越大C．不变D．不确定 3．下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是 A．降电压调速B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速根据能量转换的角度看;把调速系统分为三类第一类：转差功率消耗型;包括将电压调速;转差离合器调速;转子串电阻调速第二类：转差功率馈送型;包括串级调速;双馈电动机调速第三类：转差功率不变型;包括变极调速;变频变压调速 4．可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行;实现无静差调速的是 A．比例控制B．积分控制C．微分控制D．比例微分控制积分控制可以使系统在无警察的情况下保持恒速运行;实现无静差调速 5．控制系统能够正常运行的首要条件是 A．抗扰性B．稳定性C．快速性D．准确性控制系统正常工作;稳定性是首要条件.. 6．在定性的分析闭环系统性能时;截止频率ωc越低;则系统的稳定精度 A．越高B．越低C．不变D．不确定截止频率与相角裕度对应;截止频率越高;系统响应变快;但稳定性变差.. 7．常用的数字滤波方法不包括 A．算术平均值滤波B．中值滤波 C．中值平均滤波D．几何平均值滤波

8．转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是 A ．ACR B ．AVR C ．ASR D ．ATR 9．双闭环直流调速系统的起动过程中不包括 A ．转速调节阶段 B ．电流上升阶段 C ．恒流升速阶段 D ．电流下降阶段 10．三相全波整流电路的平均整流电压为 A ．20.9cos U α B ．21.17cos U α C ．22.34cos U α D ．21.35cos U α 11．下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是 A ．饱和非线性控制 B ．转速超调 C ．准时间最优控制 D ．饱和线性控制 12．下列交流异步电动机的调速方法中;应用最广的是 A ．降电压调速 B ．变极对数调速 C ．变压变频调速 D ．转子串电阻调速 13．SPWM 技术中;调制波是频率和期望波相同的 A ．正弦波 B ．方波 C ．等腰三角波 D ．锯齿波 14．下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是 A ．高阶 B ．低阶 C ．非线性 D ．强耦合 15．在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是 A ．故障保护 B ．PWM 生成 C ．电流调节 D ．转速调节 16．比例微分的英文缩写是 A ．PI B ．PD C ．VR D ．PID 17．调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准 A ．平均速度 B ．最高速 C ．最低速 D ．任意速度 18．下列异步电动机调速方法属于转差功率馈送型的调速系统是 A ．降电压调速 B ．串级调速 C ．变极调速 D ．变压变频调速