运动控制系统(交流部分)历题.docVIP

东 北 大 学 秦 皇 岛 分 校 课程名称： 交流电机控制技术A 考核类别： 必选 考试形式：开卷 授课专业： 自动化 考试日期： 试卷：共 3 页 题号 一 二 三 总分 得分 阅卷人 填空题：（每空2分，共20分） 1．交流电动机包括异步电动机和同步电动机两大类，而异步电动机主要有鼠笼转子异步电动机和____________________两种。根据异步电动机的转速公式 ____________________，异步电动机的调速方法可分为：变极对数调速、____________________和变定子供电频率调速（即变压变频调速）三种。根据同步电动机的转速公式 ____________________，并且由于同步电动机的极对数是固定不变的，因此只能采用________________。 2．从能量转换的角度看，异步电动机的调速系统又可以成三类：①转差功率消耗型调速系统，常见方法有____________________、转差离合器调速、____________________；②转差功率馈送型调速系统，常见方法有____________________；③转差功率馈送型调速系统，常见方法有变极对数调速和变压变频调速。 3．异步电动机变频调速常规控制策略有：____________________、转差频率控制、____________________和直接转矩控制。根据后两者存在的缺点，目前提出了多种改进的控制策略，主要有自适应控制、鲁棒控制、 非线性控制和智能控制等。 二、问答题：（每题10分，共50分） 1．画出带转速负反馈闭环控制的交流变压调速系统的原理图和静特性曲线，并简要说明工作原理。 2．写出和画出异步电动机在下面三种方式的电压－频率协调控制时的机械特性方程式和机械特性曲线，并对这三种控制方式的特点加以简要说明。①恒压频比控制②恒控制③恒控制 3．说明转差频率控制的异步电动机变频调速的基本原理。 4．分别画出异步电动机在三相对称正弦电压供电和六拍阶梯波逆变器供电时的定子磁链轨迹，并指出哪一种磁链轨迹较为理想，为什么？ 5． 根据非零电压矢量和零电压矢量对电磁转矩的影响关系，说明直接转矩控制的基本原理。 三．请回答下列有关三相异步电动机矢量控制的基本问题： 1．常说的坐标系是一个什么样的坐标系，有何特点？（5分） 2．依据下面给出的三相异步电动机在两相同步旋转的坐标系上的动态数学模型，推导出三相鼠笼式异步电动机在坐标系上的数学模型。（15分） 坐标上的系磁链方程： ―――――――――――――――――（式1） 坐标系上的电压方程： ――――（式2） 坐标系上的转矩方程： ―――――――（式3） 坐标系上的运动方程： ――――――――――――（式4） 3．依据你所得出的三相鼠笼式异步电动机在坐标系下的数学模型，说明“在以产生相同旋转磁动势为原则的基础上，经过3/2变换和同步旋转变换（VR变换）的异步电动机可以等效成直流电动机，此时对异步电动机的控制可以模仿直流电动机的控制方法”的道理。（10分） （第三题答在答题纸上） 四．请回答下列有关三相异步电动机直接转矩控制的基本问题。 1．如下三相六拍阶梯波逆变器，三组开关按180度导通模式，画出 的波形。同时画出并说明每个工作周期内的电压空间矢量和磁链空间矢量。（10分） - 3 - 学 号 班 级 姓 名 装 订 线 内 不 要 答 题 装 订 线 班 级 班 级 姓 名 姓 名 装 订 线 装 订 线 内 不 要 答 题 学 号 学 号 装 订 线 内 不 要 答 题 装 订 线