运动控制复习答案版

1、运动控制1、 填空题1.过电压主要是指操作过电压和 浪涌 过电压两类。2.普通晶闸管的外形主要有塑封形、 螺栓 形和平板形三种。为了便于散热，额定电流大于200A的晶闸管的外形一般为 平板 形。3.在三相全控桥式整流电路中，电阻性负载，当控制角 60 度时，电流连续。4.电流型逆变器中间直流环节储能元件是（大） 电感 。5.目前常用的具有自关断能力的电力电子元件有GTR、GTO、MOSFET(IGBT) 等几种。6. IGBT 综合了MOSFET和GTR的输入阻抗高、工作速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大的优点。7.三相半波可控整流电路中，带大电感负载无续流二极管时，电路的移相范围是0

2、90度。8.要使三相全控桥式整流电路正常工作，晶闸管的触发方法有两种，一是用单宽脉冲触发；二是用 双窄 脉冲触发。9.直流动电机电枢回路串电阻调速的特点是：外接电阻越大，转速 降落 越大，机械特性越软。10.正弦波脉宽调制（SPWM）变换器的作用是：把恒定的直流电源电压调制成频率一定、 脉冲宽度 可变的脉冲电压系列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电机转速。11.直流斩波电路是将 直流 电能转换成直流电能的电路。12.脉冲宽度调制逆变电路可以实现调压和调 频 。13.开环控制是一种最简单的控制方式，其特点是：在控制器与被控对象之间只有正向控制作用，而没有 反馈控制 作用。14.在三相全控

3、桥式变流电路中，控制角与逆变角之间的关系为=1800-。15.调速系统的静态性能指标是：调速范围和 静差率 。16.反馈控制系统具有良好的抗扰性能，它能有效地抑制一切被负反馈环所包围的前向通道上的 扰动（干扰） ，但完全服从给定。17.为了解决转速负反馈系统存在的 过电流 问题，可以引入带电流截止环节的电流负反馈。18.对各种常用的交流异步电动机调速方法，从能量的角度，根据转差功率是否回收利用，可以分为：转差功率消耗型调速系统、转差功率 回馈 型调速系统、转差功率不变型调速系统。19.有许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速地起动和制动，这就需要电力拖动系统具有 四 象限

4、运行的特性，也就是说，需要可逆的调速系统。20. 设置双闭环控制的一个重要目的就是要获得接近理想的 启动过程 。二、选择题1.下列电力电子器件中属于不可控型的是（ 快速恢复二极管 ）。2.晶闸管的伏安特性是指（ 门极电压与门极电流的关系）。3.在现在的制造水平下，容量最大的电力电子器件是（ GTO ）。4.双极型功率晶体管与VDMOS的复合器件是（ IGBT ）。5.IGBT的三个引出电极分别是（栅极、发射极、集电极）。6.实现晶闸管过电压保护的是（ RC电路 ）。7.双向晶闸管的额定通态电流是用（ 交流有效值 ）表示。 8.若晶闸管并联使用，通常采取如下措施：（电阻均流法、电抗均流法 ）9.

5、晶闸管门极触发信号刚从断态转入通态即移去触发信号，能维持通态所需要的最小阳极电流，称为（ 掣住电流 ）。 11.造成逆变失败的原因：（ ）A.触发电路工作不可靠。不能适时、准确地给各晶闸管分配触发脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等。B.晶闸管发生故障。器件失去阻断能力，或器件不能导通。C.交流电源异常。在逆变工作时，电源发生缺相或突然消失而造成逆变失败。D.换相裕量角不足，引起换相失败。应考虑变压器漏抗引起的换相重叠角、晶闸管关断时间等因素的影响。 12.开关器件换相的形式有（ ）A.器件换相 B.电网换相 C.负载换相 D.强迫换相 13.可实现有源逆变的电路为（ 单相全控桥可控整流电路 ）。14

6、.单相半控桥式整流大电感负载电路中，为了避免出现一个晶闸管一直导通，另两个整流二极管交替换相导通的失控现象发生，采取的措施是在负载两端反并联一个（ 二极管）。15.三相半波可控整流电路，电阻性负载，晶闸管可能承受的最大正向电压为（U2），设U2为变压器二次侧相电压有效值。16.三相半波可控整流电路，电阻性负载，当控制角为（30150o ）度时，整流输出电压与电流波形断续。 17.三相桥式全控整流电路，在交流电源一个周期里，输出电压脉动（ 6 ）次。18.三相全控桥式整流电路在宽脉冲触发方式下一个周期内所需要的触发脉冲共有六个，它们在相位上依次相差（ 60° ）。19.若要增大SPWM

7、逆变器的输出电压，可采用的控制方法是（ 增大正弦控制电压幅值 ）。20.具有“挖土机特性”的调速系统是（ 电流截止负反馈 ）21.自动控制的直流调速要求在一定范围内平滑调速以哪种方法最好（ 调节电枢供电电压 ）。22.交流异步电动机调速中不属于改变转差率的调速是：（ 变频调速 ）23. 自动控制的直流调速系统以哪种调速为主？（ 变压调速 ）24.双闭环直流调速系统的设计原则是（ “先内环，后外环” ）25.关于交流异步电动机变压变频调速系统不正确的是（ 在进行电机调速时，不需考虑电机中的每极磁通量）。26.逆变电路是（DC/AC变换器）。27.PWM逆变器的特点是（ 逆变电路即变压又变频 ）。

8、28.关于交流异步电动机变压变频调速系统不正确的是（ 在进行电机调速时，不需考虑电机中的每极磁通量m ）。29.开环自动控制系统在出现偏差时，系统将（ 不能消除偏差 ）。30.与V-M系统相比，不属于直流PWM调速优点的是：（开关频率低，电流不容易连续 ）。31.通常在晶闸管触发电路中，若改变（ 控制电压 ）的大小时，输出脉冲相位产生移动，达到移相控制的目的。32.在有源逆变电路中，逆变角的移相范围应选（ 35º90º ）为最好。33.升压斩波电路中，已知电源电压Ud=12V，导通比Kt=1/3，则负载电压U0=（18V ）。34.降压斩波电路中，已知电源电压U=20V，负

9、载电压U=10V，管子开通时间为2ms，则斩波周期为（ 4ms ）。35.无静差调速系统中必须有（ 比例-积分 ）调节器。36.在单闭环调速系统中，电流截止负反馈的作用是（保护电机与机械设备不受损坏）。37.在调速系统中当电流截止负反馈参与系统调节作用时，说明调速系统主电路电流（ 过大 ）。38.双闭环调速系统中，电流环的输入信号有两个，即（ 主电路的反馈电流 ）信号和速度环的输出信号。39.带有速度、电流双闭环调速系统，在启动时速度调节器处于（ 饱和 ）状态。40.交流异步电动机调速中不属于改变转差率调速的是：（电磁转差离合器调速 ）。三、判断题 （ ）1. GTR的二次击穿的持续时间很短，

10、一般在纳秒至微秒范围，常常立即导致器件的永久损坏。必需避免。（  ）2.在普通晶闸管组成的全控整流电路中，带电感性负载，没有续流二极管时，导通的晶闸管在电源电压过零时不关断。（ × ）3.双向晶闸管正反两个方向都能导通，门极加正负电压都能触发。常采用的触发方式为-和+（ ）4.电压控制器件驱动功率小，驱动电路简单可靠，工作频率高。该类器件有P-MOSEET、IGBT等。（ × ）5.逆变器输出频率较高时，电路中的开关元件应采用电力晶体管。（ × ）6.无论是降压式斩波变换电路，还是升降压式斩波变换电路，输入和输出的极性都相同。（ × ）7.闭环

11、系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电阻。（ ）8.电流截止负反馈是一种只在调速系统主电路过电流下起负反馈作用的环节，用来限制主电路过电流。（ × ）9.电流源型逆变器（Current Source Inverter- CSI），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，输出交流电压是矩形波或阶梯波，或简称电流型逆变器。（ × ）10.绕线转子异步电动机串级调速是指，转子附加电动势与定子电动势有相同的频率，可同相或反相串接，引入可控的交流附加电动势。（ × ）11.双闭环调速系统的静特性在负载

12、电流达到 Iamax 后，电流调节器饱和，转速调节器起主要调节作用，系统表现为电流无静差，得到过电流的自动保护。（ ）12.双闭环调速系统，负载扰动作用在电流环之后，因此只能靠转速调节器ASR来产生抗负载扰动的作用。（ ）13.采用P放大器控制的有静差的调速系统，Kp 越大，系统精度越高；但 Kp 过大，将降低系统稳定性，使系统动态不稳定。（ ）14.闭环系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降。（ ）15.如果既要稳态精度高，又要动态响应快，只要把比例和积分两种控制结合起来就行了，这便是比例积分控制。（ ×

13、）16.当电流减小到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流，而电流正常时仅有转速负反馈起作用控制转速。这种方法叫做电流截止负反馈，简称截流反馈。（ × ）17. 电枢调速的方法比励磁调速方法，需要的功率小，但是改变转向时间长。（ × ）18.双向晶闸管与普通晶闸管一样，额定电流也用通态电流平均值表示。（ × ）19.直流斩波电路只能实现降低输出直流电压的作用。（ ）20.变频调速实际是改变电动机内旋转磁场的速度，达到改变输出转速的目的。（ ）21.逆变角太小会造成逆变失败。（ ）22.正弦波脉冲宽度调制（SPWM）电路的载波比K愈高，输出电压的谐波含量就愈低。（ &

14、#215; ）23.在变频调速时，为实现恒转矩调速，在调频的同时必须调整电流。（ ）24.闭环系统必须具备的条件是有反馈环节。（ ）25.如果所要求的静差率一定，则闭环系统相比开环系统可以大大提高调速范围。（ × ）26.交流异步电动机在变频调速过程中，应尽可能使气隙磁通大些。（ ）27.串级调速与转子串电阻调速相比，具有效率高、机械特性硬度不变的优点。（ ）28.P调节器的输出量总是正比于其输入量，而PI调节器则不然，其输出量的稳态值与输入无关，而是由它后面环节的需要决定的。后面需要PI调节器提供多么大的输出值，它就能提供多少，直到饱和为止。四、简答题1.晶闸管导通条件和关断的条件

15、。答：导通的条件是：在晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，同时在它的门极和阴极间也加正向电压。 关断的条件是：使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。2.为使晶闸管变流装置正常工作，触发电路必须满足什么要求？答： 触发电路输出的脉冲必须具有足够的功率。 触发脉冲必须与晶闸管的主电路保持同步。 触发脉冲能满足主电路移相范围的要求。 触发脉冲要具有一定的宽度，前沿要陡。3.晶闸管变流器实现有源逆变的条件有哪些？答： 直流侧必须外接直流电源E，且E的极性与晶闸管导通的方向一致，E的数值要大于整流电压Ud的数值。 变流器必须工作在<900区间。 为了保证电流连续，电路中必须串接大电感。4. 在转速负反馈

16、直流调速系统中，当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻、测速发电机励磁各量发生变化时，都会引起转速的改变，问系统对上述各量发生变化引起的转速改变有无调节能力？为什么？答：对电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻各量发生变化引起的转速改变有调节能力；对测速发电机励磁发生变化引起的转速改变没有调节能力。因为反馈控制系统能够有效地抑制被包围在负反馈环内前向通道上的扰动作用。5.实现有源逆变的条件有哪些？答：实现有源逆变的条件可归纳如下： 1) 变流装置的直流侧必须外接有电压极性与晶闸管导通方向一致的直流电源E，且E的数值要大于Ud 2) 变流器必须工作在 90°（ 90

17、76;)区间，使 Ud 0，才能将直流功率逆变为交流功率返送电网 3)为了保证变流装置回路中的电流连续，逆变电路中一定要串接大电抗7.在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI调节器。当系统带额定负载运行时，转速反馈线突然断线，系统重新进入稳态后，电流调节器的输入偏差电压是否为零？为什么？ 五、计算题1.单相桥式全控整流电路（见图2），带阻感性负载，U2=200V， Rd=5，Ld足够大，当=60o时：求整流输出平均电压Ud、平均电流Id，变压器二次侧电流有效值I2；考虑2倍安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流，并选择晶闸管的型号。解：输出平均电压 输出平均电流晶闸管电流有效值变压

18、器二次侧电流有效值 晶闸管承受的最大电压 晶闸管的额定电压 取700V 晶闸管的额定电流取20A 选择晶闸管的型号为KP20-7 2.图3所示降压斩波电路，已知Ud=200V，R=10,开关周期性通断，通20毫秒，关30毫秒，忽略开关导通压降，电感L足够大，求： 占空比； 负载电流IO和功率PO； 若要求负载电流在5A时仍能连续，则电感L最小应取多大？ 若要求纹波电压的峰-峰值UO小于1V，则电容C应取多大？参考公式：临界连续电流纹波电压解：占空比 负载电压 负载电流 负载功率 若IO在5A时处于临界连续状态，则 若要求纹波电压的峰-峰值UO小于1V,则 3.单相桥式全控整流电路带阻感性负载，U2=220V， R=12，L足够大，移相角最小值=30o时，(1)求整流输出平均电压Ud、电流Id ，变压器二次电流有效值I2 ，(2)考虑2倍安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 Ud=0.9 U2cosa=0.9