湘潭大学运动控制系统试题库.doc

目录㈠直流调速系统(复****P4㈡交流调速系统(回顾)P9㈢交流异步电动机变频调速的理论基础P13㈣交流异步电动机矢量变换控制P17㈤交流异步电动机直接转矩控制P20㈥PWM和SPWMP31㈦双馈调速和内反馈P36㈧绕线转子异步电动机串级调速系统P42㈨无速度传感器调速系统P46㈩同步电机变频调速系统P52(十一)开关磁阻电动机调速控制技术P56(十二)双定子电机调速系统P75(十三)直线电机调速系统P82一、复****直流调速系统问题1-1:电机的分类?①发电机(其他能→电能)直流发电机交流发电机②电动机(电能→其他能)直流电动机:有换向器直流电动机(串励、并励、复励、他励)无换向器直流电动机(又属于一种特殊的同步电动机)交流电动机:同步电动机异步电动机:鼠笼式绕线式:伺服电机旋转变压器控制电机自整角机力矩电机测速电机步进电机(反应式、永磁式、混合式)问题1-2:衡量调速系统的性能指标是哪些?①调速范围D=nmax/nmin=nnom/nmin②静差率S=△nnom/n0*100%对转差率要求高,同时要求调速范围大(D大S小)时,只能用闭环调速系统。③和负载匹配情况:一般要求:恒功率负载用恒功率调速,恒转矩负载用恒转矩调速。问题1-3:请比较直流调速系统、交流调速系统的优缺点,并说明今后电力传动系统的发展的趋势.*直流电机调速系统优点:调速范围广,易于实现平滑调速,起动、制动性能好,过载转矩大,可靠性高,动态性能良好。缺点:有机械整流器和电刷,噪声大,维护困难;换向产生火花,使用环境受限;结构复杂,容量、转速、电压受限。*交流电机调速系统(正好与直流电机调速系统相反)优点:异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、造价低廉,使用环境广,运行可靠,便于制造大容量、高转速、高电压电机。大量被用来拖动转速基本不变的生产机械。缺点:调速性能比直流电机差。*发展趋势:用直流调速方式控制交流调速系统,达到与直流调速系统相媲美的调速性能;-4:直流电机有哪几种?直流电机调速方法有哪些?请从调速性能、?哪些是无级调速?直流电动机中常见的是有换向器直流电动机,可分为串励、并励、复励、他励四种,无换向器直流电动机属于一种特殊的同步电动机。根据直流电机的转速公式,调速方法有变压调速、变电阻调速和变转差率调速。调压调速:调节电压供电电压进行调速,适应于:U≤Unom,基频以下,在一定范围内无级平滑调速。弱磁调速:无级,适用于Φ≤Φnom,一般只能配合调压调速方案,在基频以上(即电动机额定转速以上)作小范围的升速。变电阻调速:有级调速。变转差率调速:无级调速。问题1-5:带有比例调节器的单闭环直流调速系统,如果转速的反馈值与给定值相等,则调节器的输出为(A)A、零;B、大于零的定值C、小于零的定值;D、保持原先的值不变问题1-6:什么是调速范围D?什么是静差率S,两者的关系如何?用什么方法可以使调速系统满足D大S小的控制要求?①调速范围D=nmax/nmin=nnom/nmin②静差率S=△nnom/n0*100%对转差率要求高,同时要求调速范围大(D大S小)时,只能用闭环调速系统。问题1-7:直流调速系统用的可控直流电源有:旋转变流机组(G-M系统)、静止可控整流器(V-M系统)、直流斩波器和脉宽调制变换器(PWM)。名词解释1-8:G-M系统V-M系统PWMPFM①G-M系统:交流电动机拖动直流发电机G实现变流,由直流发电机给需要调速的直流电动机M供电,调节G的励磁电流及改变其输出电压,从而调节M的转速。优点:在允许转矩范围内四象限运行。缺点:设备多,体积大,费用高,效率低,有噪音,维护不方便。②V-M系统:晶闸管,工作在相位控制状态,由晶闸管可控整流器V给需要调速直流电动机M供电,调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位,即可改变整流器V的输出电压,从而调节直流电动机M的转速。优点:经济性和可靠性提高,无需另加功率放大装置。快速性好,动态性能提高。缺点:只允许单向运行;元件对过电压、过电流、过高的du/dt和di/dt十分敏感;低速时易产生电力公害:系统功率因数低,谐波电流大。③PWM:脉冲宽度调制(PWM),晶闸管工作在开关状态,晶闸管被触发导通时,电源电压加到电动机上;晶闸管关断时,直流电源与电动机断开;这样通过改变晶闸管的导通时间(即调占空比ton)就可以调节电机电压,从而进行调速。PWM调速系统优点:系统低速运行平稳,调速范围较宽;电动机损耗和发热较小;系统快速响应性能好,动态抗扰能力强;器件工作早开关状态,主电路损耗小,装置效率较高。PWM调速系统应用:中、小功率系统④PFM脉冲频率调制(PFM),晶闸管工作在开关状态,晶闸管被触发导通时,电源电压加到电动机上;