《運(yùn)動(dòng)控制》期末復(fù)習(xí)題1

1、一、填空題1.晶閘管的常見(jiàn)封裝外形有螺栓型、平板型、（塑封型）。 2.型號(hào)為KP200-10D的普通晶閘管的主要技術(shù)參數(shù)是：額定電壓為 1000 V。3.電力電子器件按照其開(kāi)通、關(guān)斷的控制方式，可分為不可控型、半控型和 全控 型三大類。4.過(guò)電壓主要是指操作過(guò)電壓和 雷擊 過(guò)電壓兩類。5.在高壓整流設(shè)備中，可將數(shù)只晶閘管串聯(lián)使用，以共同分擔(dān)高電壓。為了解決靜態(tài)均壓?jiǎn)栴}，可在每只晶閘管上并聯(lián) 均壓電阻 。6. IGBT 綜合了MOSFET和GTR的輸入阻抗高、工作速度快、通態(tài)電壓低、阻斷電壓高、 承受電流大的優(yōu)點(diǎn)。7.普通晶閘管是三端器件，三個(gè)引出電極分別為：陽(yáng)極、陰極和 門 極。8.普通晶閘管

2、的外形主要有塑封形、 螺栓 形和平板形三種。為了便于散熱，額定電流大于200A的晶閘管的外形一般為 平板 形。9.目前常用的具有自關(guān)斷能力的電力電子元件有GTR、GTO、 IGBT 等幾種。10.電力電子器件按驅(qū)動(dòng)電路的性質(zhì)可分為電流型器件和 電壓 型器件。11.要使三相全控橋式整流電路正常工作，對(duì)晶閘管觸發(fā)方法有兩種，一是用單寬脈沖觸發(fā)； 二是用雙窄 脈沖 觸發(fā)。12.逆變電路的交流側(cè)接電網(wǎng)，稱為 有源 逆變。13.三相半波可控整流電路中，帶大電感負(fù)載無(wú)續(xù)流二極管時(shí)，電路的移相范圍是 0 90 度。14.要使三相全控橋式整流電路正常工作，晶閘管的觸發(fā)方法有兩種，一是用單寬脈沖觸發(fā)；二是用 雙

3、窄 脈沖觸發(fā)。15.三相全控橋式整流電路，要求共陰極組晶閘管的觸發(fā)脈沖相位間隔 120 度。16.在三相全控橋式整流電路中，電阻性負(fù)載，當(dāng)控制角 60 度時(shí)，電流連續(xù)。17.直流斬波電路是將_直流_電能轉(zhuǎn)換成直流電能的電路。18.脈沖寬度調(diào)制逆變電路可以實(shí)現(xiàn)調(diào)壓和調(diào) 頻 。19.電流型逆變器中間直流環(huán)節(jié)儲(chǔ)能元件是 電容 。20.在三相全控橋式變流電路中，控制角與逆變角之間的關(guān)系為_(kāi)互補(bǔ)_。21.直流動(dòng)電機(jī)電樞回路串電阻調(diào)速的特點(diǎn)是：外接電阻越大，轉(zhuǎn)速 速降 越大，機(jī)械特 性越軟。22.正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）變換器的作用是：把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、 寬度 可變的脈沖電壓系列，從而

4、可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。23.根據(jù)整體結(jié)構(gòu)和能量轉(zhuǎn)換方式的不同，變頻器分為 交-直-交 和交-交變頻器兩大類。24.自動(dòng)控制系統(tǒng)有兩種最基本的控制形式，即開(kāi)環(huán)控制和_ 閉環(huán)控制 _。25.開(kāi)環(huán)控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式，其特點(diǎn)是：在控制器與被控對(duì)象之間只有正向控制作用，而沒(méi)有 反饋 作用。26. 設(shè)置雙閉環(huán)控制的一個(gè)重要目的就是要獲得接近理想的 啟動(dòng)過(guò)程 。27.調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)性能指標(biāo)是：調(diào)速范圍和 靜差率 。28.反饋控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能，它能有效地抑制一切被負(fù)反饋環(huán)所包圍的前向通道上的 擾動(dòng)作用 ，但完全服從給定。29.為了解決轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)存在的 過(guò)電流 問(wèn)題，

5、可以引入帶電流截止環(huán)節(jié)的電流負(fù)反饋。30.對(duì)各種常用的交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法，從能量的角度，根據(jù)轉(zhuǎn)差功率是否回收利用，可以分為：轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)、轉(zhuǎn)差功率 回饋 型調(diào)速系統(tǒng)、轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)。31.有許多生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)既能正轉(zhuǎn)，又能反轉(zhuǎn)，而且常常還需要快速地起動(dòng)和制動(dòng)，這就需要電力拖動(dòng)系統(tǒng)具有 四 象限運(yùn)行的特性，也就是說(shuō)，需要可逆的調(diào)速系統(tǒng)。32.單相半控橋式整流電路中，若出現(xiàn)一個(gè)晶閘管直通，另兩個(gè)二極管輪流導(dǎo)電180的情況時(shí)，則表示該電路發(fā)生了 失控 。33.單相半波可控整流電路中，從晶閘管開(kāi)始導(dǎo)通到關(guān)斷之間的角度稱為_(kāi)觸發(fā)延遲角_。34.阻感性（大電感）負(fù)載的單相橋式全控

6、整流電路中，如果不接續(xù)流二極管，該電路的移相范圍是 0 90 0。35.在高壓整流設(shè)備中，可將數(shù)只晶閘管串聯(lián)使用，以共同分擔(dān)高電壓。為了解決靜態(tài)均壓?jiǎn)栴}，可在每只晶閘管上并聯(lián) 均壓電阻 。36.具有大電感負(fù)載和續(xù)流二極管的單相半波整流電路的移相范圍為 0 180 0。37.在三相可控整流電路中，0的地方（自然換相點(diǎn)）為相鄰線電壓的交點(diǎn)，它距對(duì)應(yīng)線電壓波形的原點(diǎn)為 30度 。38.三相全控橋的共陽(yáng)極組各器件的導(dǎo)通順序依次為VT2,VT4,VT6，其中VT2對(duì)應(yīng)于_W_相。39.將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能后，反饋至交流電網(wǎng)的逆變電路稱為 有源逆變 。40.直流動(dòng)電機(jī)電樞回路串電阻調(diào)速的特點(diǎn)是：外接電

7、阻越大，轉(zhuǎn)速 速降 越大，機(jī)械特性越軟。41.根據(jù)整體結(jié)構(gòu)和能量轉(zhuǎn)換方式的不同，變頻器分為 交-直-交 和交-交變頻器兩大類。42.在雙向晶閘管的4種觸發(fā)方式中， 一正 方式的觸發(fā)靈敏度最高。43.在升壓斬波電路中，已知電源電壓Ud=20V，導(dǎo)通比Kt=0.6，則負(fù)載電壓Ud=_50_V。44.電流型逆變器中間直流環(huán)節(jié)儲(chǔ)能元件是 電容 。45.雙閉環(huán)直流調(diào)速的起動(dòng)過(guò)程可按電流波形分為：電流上升階段、 恒流升速 階段和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。46.使已導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷的條件是使流過(guò)晶閘管的電流減小至 維持電流 以下。47.三相半波可控整流電路中，三個(gè)晶閘管的觸發(fā)脈沖相位按相序依次互差 120 0。48.有

8、源逆變產(chǎn)生的條件之一是：變流電路輸出的直流平均電壓Ud的極性必須與整流時(shí)輸出的極性_極性相同_，且滿足|Ud|IL。（ ）2.雙向晶閘管與普通晶閘管一樣，額定電流也用通態(tài)電流平均值表示。（ ）3.雙向晶閘管正反兩個(gè)方向都能導(dǎo)通，門極加正負(fù)電壓都能觸發(fā)。常采用的觸發(fā)方式為-和+（ ）4. GTR的二次擊穿的持續(xù)時(shí)間很短，一般在納秒至微秒范圍，常常立即導(dǎo)致器件的永久損壞。必需避免。（ ）5.電壓控制器件驅(qū)動(dòng)功率小，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單可靠，工作頻率高。該類器件有P-MOSEET、IGBT等。（ ）6.逆變器輸出頻率較高時(shí)，電路中的開(kāi)關(guān)元件應(yīng)采用電力晶體管。（ ）7.無(wú)論是降壓式斬波變換電路，還是升降壓式斬

9、波變換電路，輸入和輸出的極性都相同。（）8.在普通晶閘管組成的全控整流電路中，帶電感性負(fù)載，沒(méi)有續(xù)流二極管時(shí)，導(dǎo)通的晶閘管在電源電壓過(guò)零時(shí)不關(guān)斷。（ ）9.逆變器輸出頻率較高時(shí)，電路中的開(kāi)關(guān)元件應(yīng)采用電力晶體管。（ ）10.圖1所示為單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，在實(shí)際調(diào)試時(shí)，如果將RRP調(diào)得過(guò)大， 電路會(huì)僅輸出一個(gè)脈沖，即電路停振。（ ）11.直流斬波電路只能實(shí)現(xiàn)降低輸出直流電壓的作用。（ ）12.變頻調(diào)速實(shí)際是改變電動(dòng)機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度，達(dá)到改變輸出轉(zhuǎn)速的目的。（ ）13.逆變角太小會(huì)造成逆變失敗。（ ）141.電流源型逆變器（Current Source Inverter- CSI），直流環(huán)節(jié)采用

10、大電感濾波，直流電流波形比較平直，相當(dāng)于一個(gè)恒流源，輸出交流電壓是矩形波或階梯波，或簡(jiǎn)稱電流型逆變器。（ ）15.變頻調(diào)速實(shí)際是改變電動(dòng)機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度，達(dá)到改變輸出轉(zhuǎn)速的目的。（ ）16.正弦波脈沖寬度調(diào)制（SPWM）電路的載波比K愈高，輸出電壓的諧波含量就愈低。（ ）17.在變頻調(diào)速時(shí)，為實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，在調(diào)頻的同時(shí)必須調(diào)整電流。（ ）18.繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速是指，轉(zhuǎn)子附加電動(dòng)勢(shì)與定子電動(dòng)勢(shì)有相同的頻率，可同相或反相串接，引入可控的交流附加電動(dòng)勢(shì)。（ ）19.閉環(huán)系統(tǒng)必須具備的條件是有反饋環(huán)節(jié)。（ ）20.如果所要求的靜差率一定，則閉環(huán)系統(tǒng)相比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)可以大大提高調(diào)速范圍。（ ）

11、21.閉環(huán)系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實(shí)質(zhì)在于它的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，在于它能隨著負(fù)載的變化而相應(yīng)地改變電樞電阻。（ ）22.電流截止負(fù)反饋是一種只在調(diào)速系統(tǒng)主電路過(guò)電流下起負(fù)反饋?zhàn)饔玫沫h(huán)節(jié)，用來(lái)限制主電路過(guò)電流。（ ）23.交流異步電動(dòng)機(jī)在變頻調(diào)速過(guò)程中，應(yīng)盡可能使氣隙磁通大些。（ ）24.串級(jí)調(diào)速與轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速相比，具有效率高、機(jī)械特性硬度不變的優(yōu)點(diǎn)。（ ）25.閉環(huán)系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實(shí)質(zhì)在于它的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，在于它能隨著負(fù)載的變化而相應(yīng)地改變電樞電阻。（ ）26.電流截止負(fù)反饋是一種只在調(diào)速系統(tǒng)主電路過(guò)電流下起負(fù)反饋?zhàn)饔玫沫h(huán)節(jié)，用來(lái)限制主電路過(guò)電流。（ ）27.P調(diào)節(jié)器的輸出量總是正比于其輸入

12、量，而PI調(diào)節(jié)器則不然，其輸出量的穩(wěn)態(tài)值與輸入無(wú)關(guān)，而是由它后面環(huán)節(jié)的需要決定的。后面需要PI調(diào)節(jié)器提供多么大的輸出值，它就能提供多少，直到飽和為止。（ ）28.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流達(dá)到 Iamax 后，電流調(diào)節(jié)器飽和，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無(wú)靜差，得到過(guò)電流的自動(dòng)保護(hù)。（ ）29.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，負(fù)載擾動(dòng)作用在電流環(huán)之后，因此只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR來(lái)產(chǎn)生抗負(fù)載擾動(dòng)的作用。（ ）30.采用P放大器控制的有靜差的調(diào)速系統(tǒng)，Kp 越大，系統(tǒng)精度越高；但 Kp 過(guò)大，將降低系統(tǒng)穩(wěn)定性，使系統(tǒng)動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定。（ ）31.閉環(huán)系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實(shí)質(zhì)在于它的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，在于

13、它能隨著負(fù)載的變化而相應(yīng)地改變電樞電壓，以補(bǔ)償電樞回路電阻壓降。（ ）32.如果既要穩(wěn)態(tài)精度高，又要?jiǎng)討B(tài)響應(yīng)快，只要把比例和積分兩種控制結(jié)合起來(lái)就行了，這便是比例積分控制。（ ）33.當(dāng)電流減小到一定程度時(shí)才接入電流負(fù)反饋以限制電流，而電流正常時(shí)僅有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起作用控制轉(zhuǎn)速。這種方法叫做電流截止負(fù)反饋，簡(jiǎn)稱截流反饋。（ ）34. 電樞調(diào)速的方法比勵(lì)磁調(diào)速方法，需要的功率小，但是改變轉(zhuǎn)向時(shí)間長(zhǎng)。（ ）35.三相半波可控整流電路能夠用于有源逆變電路中。四、簡(jiǎn)答題1.晶閘管導(dǎo)通條件和關(guān)斷的條件。（P9）2.按內(nèi)因和外因兩方面分類簡(jiǎn)答，在電力電子電路中，過(guò)電壓產(chǎn)生的原因。3.過(guò)電壓保護(hù)的常用方法有哪些

14、？4.為使晶閘管變流裝置正常工作，觸發(fā)電路必須滿足什么要求？5.晶閘管變流器實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件有哪些？(P96)6.指出造成逆變失敗的幾種主要原因。7. 在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)電壓、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流、電樞電阻、測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁各量發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)引起轉(zhuǎn)速的改變，問(wèn)系統(tǒng)對(duì)上述各量變化引起的轉(zhuǎn)速改變有無(wú)調(diào)節(jié)能力？為什么？8.轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)能夠降低穩(wěn)態(tài)速降的實(shí)質(zhì)是什么？(P13)9.在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)電壓、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流、電樞電阻、測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁各量發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)引起轉(zhuǎn)速的變化，問(wèn)系統(tǒng)對(duì)上述各量有無(wú)調(diào)節(jié)能力？為什么？10.簡(jiǎn)述雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程

15、的特點(diǎn)。11.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是多少？并簡(jiǎn)要說(shuō)明。12.在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個(gè)調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器。當(dāng)系統(tǒng)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速反饋線突然斷線，系統(tǒng)重新進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓是否為零？為什么？五、計(jì)算題（共3小題，每小題10分，共30分）1.單相橋式全控整流電路帶阻感性負(fù)載，U2=220V， R=10，L足夠大，移相角最小值=30o時(shí)，(1)求整流輸出平均電壓Ud、電流Id ，變壓器二次電流有效值I2(2)考慮1.5倍的安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。2.圖3所示降壓斬波電路，已知Ud=100V，R=

16、5,開(kāi)關(guān)周期性通斷，通40微秒，關(guān)60微秒，忽略開(kāi)關(guān)導(dǎo)通壓降，電感L足夠大，求： 占空比； 負(fù)載電流IO和功率PO； 若要求負(fù)載電流在5A時(shí)仍能連續(xù)，則電感L最小應(yīng)取多大？ 若要求紋波電壓的峰-峰值UO小于2V，則電容C應(yīng)取多大？參考公式：臨界連續(xù)電流紋波電壓3.在圖示升壓斬波電路中，已知E=40V，負(fù)載電阻R=20，L值和C值極大，采用脈寬調(diào)制控制方式，當(dāng)T=50s，ton=30s時(shí)，計(jì)算：輸出電壓平均值Uo，輸出電流平均值Io；若要求紋波電壓0.5V，電容C最小應(yīng)取多大？（參考公式：）4.有一V-M調(diào)速系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：PN =2KW，UN =220V，IN =10A，nN =1500r/min，電樞電阻Ra =2，整理裝置內(nèi)阻Rrec=1，觸發(fā)電流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks=25。速度反饋系數(shù)=0.01.要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍D =20，靜差率s5%。（1）計(jì)算開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降nop和調(diào)速要求