电力拖动系统稳定运行的条件

“电力拖动控制系统”习题

第一章习题

1-1 某V-M系统，电动机数据为：Pnom=10kW，Unom=220V，Inom=55A，nnom=1000r/min，Ra=0.1Ω。若采用开环控制系统，且仅考虑电枢电阻引起的转速降。

1．要求s=10%，求系统调速范围。

2．要求调速范围D=2，则其允许的静差率s为多少？ 3．若要求D=10，s=5%，则允许的转速降Δnnom为多少？

1-2 在电压负反馈单闭环有静差调速系统中，当下列参数变化时系统对其是否有抑制调节作用，为什么？

1．放大器的放大系数Kp。 2．供电电网电压。 3．电枢电阻Ra。 4．电动机励磁电流。 5．电压反馈系数γ。

1-3 某调速系统的调速范围是150~1500r/min，即D=10，要求静差率s=2%，此时系统允许的稳态速降是多少？如果开环系统的稳态速降是100r/min，此时闭环系统的开环放大系数应有多大？

1-4 在教材图1-23（P19）所示的转速负反馈有静差系统中，当Un*不变时调整转速反馈电位计RP2，使转速反馈系数α增大至原来的2倍。试问电动机转速n是升高还是下降？系统的稳态速降比原来增加还是减小？对系统稳定是有利还是不利？为什么？

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授课日期 班 级

课题： 绪论 第一单元 课题一 低压电器的分类和常用术语 教学目的、要求：了解电力拖动的意义、定义、组成；了解本课程学习的注意事

项；熟悉低压电器的分类方法和常用术语的含义。

教学重点、难点：电力拖动的定义、组成；低压电器的分类方法和常用术语的含

义。 授课方法：讲授法、演示法 教学参考及教具（含电教设备）：

授课执行情况及分析：完成此次教学任务

教学过程及时间分配 新 授 (25min) 一：电力拖动

1-1

1．直流调速系统，目前常用的可控直流电源有（BCD，1-1） A 旋转变流机组 B 静止式可控整流器 C 直流斩波器 D 脉宽调制变换器 E 变频器

3． 目前直流调速系统采用的主要方案是（C，1-1 ）。 A 变电阻调速 B 变电流调速 C 变电枢电压调速 D 变励磁磁通调速 6． 下面哪一个不是全控器件。（D，1-1） A GTO B GTR C P-MOSFET D SCR

19．在V-M 系统中，抑制电流脉动的措施是（C，1-2 ）。 A 设置电流互感器 B 设置环流电抗器 C 设置平波电抗器 D 设置阻容吸收

7． 下列哪个整流电路的整流电路脉波数是3.（B，1-2） A 单相全波 B 三相半波 C 三相全波 D 六相半波

1．V-M 系统在高速运行时系统的功率因素很低。 （×，1-1） 2．由全控整流电路构成的V-M 系统可以获得二象限运行。 （√，1-1） 6．三相可控直流电源，V-M 系统在上世纪60~70 年代得到广泛应用，目前只用于小容量系统。 （×,1-1）

1． 什么是两点式控制？1-1

直流斩波器的工作方式之一。当负载电流或电压低于某一最小值时，使晶体管触发导通；当

电流或电压达到某一最大值时，使晶体管关断。

1-1

1．直流调速系统，目前常用的可控直流电源有（BCD，1-1） A 旋转变流机组 B 静止式可控整流器 C 直流斩波器 D 脉宽调制变换器 E 变频器

3． 目前直流调速系统采用的主要方案是（C，1-1 ）。 A 变电阻调速 B 变电流调速 C 变电枢电压调速 D 变励磁磁通调速 6． 下面哪一个不是全控器件。（D，1-1） A GTO B GTR C P-MOSFET D SCR

19．在V-M 系统中，抑制电流脉动的措施是（C，1-2 ）。 A 设置电流互感器 B 设置环流电抗器 C 设置平波电抗器 D 设置阻容吸收

7． 下列哪个整流电路的整流电路脉波数是3.（B，1-2） A 单相全波 B 三相半波 C 三相全波 D 六相半波

1．V-M 系统在高速运行时系统的功率因素很低。 （×，1-1） 2．由全控整流电路构成的V-M 系统可以获得二象限运行。 （√，1-1） 6．三相可控直流电源，V-M 系统在上世纪60~70 年代得到广泛应用，目前只用于小容量系统。 （×,1-1）

1． 什么是两点式控制？1-1

直流斩波器的工作方式之一。当负载电流或电压低于某一最小值时，使晶体管触发导通；当

电流或电压达到某一最大值时，使晶体管关断。

电力拖动自动控制系统总复习例题

一、 填空题（10分）每小题2分

得分 1. V –M 系统的开环机械特性由连续段与断续断组成。连续段的特性比较硬 ,改变控制角?时是一族平行的直线,在断续区的特性呈现显著非线性，特性软，理想空载转速高。 2. 单闭环调速系统采用PI调节器校正环节解决了动静特性间的矛盾，而保留电流截止环节是为解决启动时冲击电流过大的问题，当减速或停车时，由于可控硅电路的电流不能反向，不能产生制动转矩，欲要快速制动就需增设能耗制动线路。

3. 静差率与机械特性的硬度有关，特性越硬，静差率越小，则稳态精度越高，同样硬度的特性，理想空载转速越低，静差率越大，则稳速的精度越差。

4. 双闭环调速系统，在启动过程的大部分时间内，转速调节器处于饱和状态，此时它起着饱和非线性控制作用；当转速超调后，转速调节器退出饱和，它才真正发挥线性（速度）调节作用。

5. 转速电流双闭环系统中，对于电网电压的波动电流调节器起主要抗扰调节作用，对于负载的波动转速调节器起主要的抗扰调节作用。

6. 双闭环直流调速系统的启动过程可分为电流上升阶段、恒流加速阶段、转速调整阶段、稳定运行阶段。

7. 环流可分为两大类：静态环流和动态环流。

8. 在直流电机可逆调速

考试内容及要求

第一章转速负反馈单闭环直流调速系统

1．反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析 （1）调速系统的转速控制要求及两个稳态指标

（2）晶闸管－电动机系统（V-M系统）的开环机械特性

（3）转速负反馈单闭环有静差调速系统的组成、稳态结构图及其静特性 （4）开环机械特性与闭环静特性的关系

（5）反馈控制规律（闭环系统的基本性质）和系统稳态抗扰性能分析 （6）转速负反馈单闭环调速系统的稳态参数计算 2．单闭环调速系统的动态结构图和动态抗扰性能分析 3．无静差调速系统

（1） 系统无静差的实现方法 （2） 无静差调速系统的组成及其特点

第二章 转速、电流双闭环调速系统和调节器的工程设计方法 1．转速、电流双闭环调速系统

（1）双闭环调速系统的组成、稳态结构图及其静特性 （2）双闭环调速系统的稳态工作点及其稳态参数计算 （3）双闭环调速系统的动态结构图及其动态性能分析 2．调节器的工程设计方法

（1）典型I、II型系统的结构、特点及其性能指标与可调参数的关系 （2）系统结构（如小惯性和大惯性环节）的近似处理 （3）调节器校正及其参数选择

（4）利用实际系统的动态结构图，根据典型I、II型系统的结构、特点和性能，选择调节器的类型及其参数

电力拖动练习题 A.电压 B.种类 C.容量 D.转速

班级 姓名 学号 三、判断题

习题一

一、填空题

1、直流电动机的起动方法有( )和( )。 2、直流电机的电磁转矩是由( )和( )共同作用产生的。

3、三相旋转磁势的转速与( )成正比，与( )成反比。

4、变压器额定电压下负载运行时，负载电流增大，铜损耗会( )；铁损耗会( )。

5、电压互感器使用时副边不允许( )电流互感器使用时副边不允许( )。

6、一台6极三相异步电动机接于50HZ的三相对称电源；其s=0.05，则此时转子转速为( )r/min，定子旋转磁势相对于转子的转速为( )r/min。

7、变压器铁心导磁性能越好，其励磁电流越( )。 8、当s在( )范围内异步电机处于电动机状态，此时电磁转矩为( )性质。

9、变极调速只适用于( )电动机，变极的方法是( )。

10、直流电动机拖动恒转负载进行调速时，应采用( )和( )调速方法，而拖动恒功率负载时应采用( )调速方法。 二、选择题

1、他励直

华科,电气,电力拖动

实验及第三、四、五章作业

实验联系人： 马超：13163387806;韦忠朝课堂 陈昕：15072486089 夏胜芬课堂 第三章作业：3-5,3-6,3-8,3-9 第四章作业：4-5,4-6,4-8,4-9 第五章作业：5-6,5-8,5-9,5-10,5-13

华科,电气,电力拖动

第5章 异步电动机调压调速系统5.1 交流调速系统概述5.1.1 交流调速的发展概况交流调速系统：由交流电动机拖动、电机转速为控制目标的电力拖动自动控制系 统 直流电动机优点：调速性能好 直流电动机缺点：体积大、容量小、制造成本高、有机械换向装置，维护困难 交流电动机优点 ：结构简单可靠，维护少，无机械换向火花，制造成本低 20世纪70年代，研究开发高性能的交流调速系统，期望用它来节约能源。 同期，电力电子技术、大规模集成电路、各种控制理论、计算机控制技术的 飞速发展，为交流调速电力拖动的发展创造了有利条件。 20世纪80年代，原有的交直流调速拖动系统的分工格局被逐渐打破。 20世纪90年代，交流调速系统已经占到了调速系统的主导地位。 目前的许多交流调速系统在装置容量上、动静态性能上、可四象限运 行的要求上，以至在系统制造成本上都可以与直

电力拖动练习题 A.电压 B.种类 C.容量 D.转速

班级 姓名 学号 三、判断题

习题一

一、填空题

1、直流电动机的起动方法有( )和( )。 2、直流电机的电磁转矩是由( )和( )共同作用产生的。

3、三相旋转磁势的转速与( )成正比，与( )成反比。

4、变压器额定电压下负载运行时，负载电流增大，铜损耗会( )；铁损耗会( )。

5、电压互感器使用时副边不允许( )电流互感器使用时副边不允许( )。

6、一台6极三相异步电动机接于50HZ的三相对称电源；其s=0.05，则此时转子转速为( )r/min，定子旋转磁势相对于转子的转速为( )r/min。

7、变压器铁心导磁性能越好，其励磁电流越( )。 8、当s在( )范围内异步电机处于电动机状态，此时电磁转矩为( )性质。

9、变极调速只适用于( )电动机，变极的方法是( )。

10、直流电动机拖动恒转负载进行调速时，应采用( )和( )调速方法，而拖动恒功率负载时应采用( )调速方法。 二、选择题

1、他励直

电力系统暂态稳定实验

一、实验目的

1．通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。 2．学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施 3．用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的非周期分量波形图，并进行分析。

二、原理与说明

电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。

正常运行时发电机功率特性为：P1＝（Eo×Uo）×sinδ1/X1； 短路运行时发电机功率特性为：P2＝（Eo×Uo）×sinδ2/X2； 故障切除发电机功率特性为： P3＝（Eo×Uo）×sinδ3/X3；

对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，δmax也不同，使对故障切除的时间要求也不同。

同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使δmax增加