机电设备伺服与变频应用行考2

1江苏开放大学形成性考核作业学号姓名课程代码110050课程名称机电设备伺服与变频应用评阅教师第2次任务共4次任务江苏开放大学2一、单项选择题（每小题2分，共16分）题号12345678答案ABCCDCBD1．带二极管整流器的SPWM变频器是以正弦波为逆变器输出波形，是一系列(A)的矩形波。A.幅值不变，宽度可变B.幅值可变，宽度不变C.幅值不变，宽度不变D.幅值可变，宽度可变2．绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（B）。A．10S，输出功率低于输入功率B.0S，输出功率高于输入功率C．10S，输出功率高于输入功率D.0S，输出功率低于输入功率3.普通串级调速系统中，逆变角，则（C）。A.转速上升，功率因数下降B.转速下降，功率因数上升C.转速上升，功率因数上升D.转速下降，功率因数下降4.绕线式异步电动机双馈调速，如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载，则（C）。Ａ.1nn，输出功率低于输入功率B.1nn，输出功率高于输入功率C.1nn，输出功率高于输入功率D.1nn，输出功率低于输入功率（注：n为电动机实际转速，1n为电动机同步转速）5.与矢量控制相比，直接转矩控制（D）。A．调速范围宽B.控制性能受转子参数影响大C.计算复杂D.控制结构简单6．下列不属于自动控制系统对交流伺服电动机的要求的是（C）。A．转速和转向应方便地受控制信号的控制，调速范围要大B．整个运行范围内的特性应接近线性关系，保证运行的稳定性C．控制功率和启动力矩应大D．机电时间常数要小，启动电压要低7．下列不属于以微处理器技术为基础的数字控制方式的特点是（B）。A．系统的集成度较高，具有较好的柔性3B．温度变化对系统的性能影响大C．易于应用现代控制理论，实现较复杂的控制策略D．易于实现智能化的故障诊断和保护，系统具有较高的可靠性。8．基于微处理器的全数字伺服（软件伺服）控制器不具备的特点是（D）。A．控制器硬件体积小、成本低B．控制系统的可靠性高。C．系统的稳定性好、控制精度高。D．硬件电路复杂，不易标准化二、判断题（每小题2分，共18分）题号123456789答案×√××√√××√1．转差频率控制的转速闭环异步电动机变频调速系统实际动静态性能达到直流双闭环调速系统的水平。（×）2．SVPWM控制方法的直流电压利用率比一般SPWM提高了15%。（√）3．串级调速系统的容量随着调速范围的增大而下降。（×）4．交流调压调速系统属于转差功率回馈型交流调速系统。（×）5．普通串级调速系统是一类高功率因数低效率的仅具有限调速范围的转子变频调速系统。（√）6．永磁同步电动机自控变频调速中，需增设位置检测装置保证转子转速与供电频率同步。（√）7．交流调压调速系统属于转差功率不变型交流调速系统。（×）8．转差频率矢量控制系统没有转子磁链闭环。（×）9．在串级调速系统故障时，可短接转子在额定转速下运行，可靠高。（√）三、填空题（每空1分，共28分）1.交流伺服电动机的结构主要可分为定子部分和转子部分,转子的常用结构的有__鼠笼形转子__和非磁性杯形转子。2.交流伺服系统通常由__交流伺服电机_，功率变换器，_速度、位置传感器__及位置、速度、电流控制器等组成。交流伺服系统具有__电流反馈__、__速度反馈__和__位置反馈__的三4闭环结构形式。3．功率变换器主要包括__功率变换主电路_____、__控制电路__、__驱动电路___等。4．交流电机伺服系统通常有两类，一类是___速度__伺服系统；另一类为位置伺服系统。5．交流伺服系统按伺服系统控制信号的处理方法可分为模拟控制方式、数字控制方式、数字一模拟混合控制方式和软件伺服控制方式等。6．交流电机的常用的调速方法有变极(P)调速、变转差(s)调速和变频(f)调速。7．常用的交流调速技术晶闸管调压调速技术、转子串电阻调速技术、晶闸管串级调速技术、变频调速技术。8．根据载波比的变化与否，PWM调制方式可分为同步式、异步式、分段同步式。9.电气控制系统的调速性能指标可概括为静态和动态调速指标。四、简答题（每小题6分，共38分）1．永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优缺点有哪些？答:主要优点有:(1)无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。(2)定子绕组散热比较方便.(3)惯量小，易于提高系统的快速性。(4)适应于高速大力矩工作状态。(5)同功率下有较小的体积和重量.主要缺点:(1)永磁交流伺服系统采用了编码器检测磁极位置，算法复杂；（2)交流伺服系统维修比较麻烦，因为电路结构复杂;(3)交流伺服驱动器可靠性不如直流伺服，因为板件太过于精密。2．交流伺服电动机的理想空载转速为何总是低于同步转速?答:交流伺服电机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似，它的转子通常为笼型结构，也是属于感应电动机，所以理想空载转速总是低于同步转速。3．当控制电压变化时，电动机的转速为何能发生变化？答:对于两相伺服电机。如果励磁绕组和控制绕组中加的电压是对称的，便可得到圆形的旋5转磁场。但如果两者的幅值不同，或是相位差不是90°，得到的便是椭圆形的旋转磁场。改变控制电压的大小或是改变它与励磁电压之间的相位角，都能使电动机气隙中旋转磁场的椭圆度发生变化，从而影响电磁转矩，当负载转矩一定时，达到改变转速的目的。4.交流伺服系统主要包括啊几个闭环结构，各部分的作用是什么？答:交流伺服系统具有电流反馈、速度反馈和位置反馈的三闭环结构形式，其中电流环和速度环为内环(局部环).位置环为外环(主环)。电流环的作用是使电机绕组电流实时、准确地跟踪电流指令信号，限制电枢电流在动态过程中不超交流伺服电机及其控制过最大值，使系统具有足够大的加速转矩.提高系统的快速性。速度环的作用是增强系统抗负载扰动的能力，抑制速度波动，实现稳态无静差。位置环的作用是保证系统静态精度和动态跟踪的性能，这直接关系到交流伺服系统的稳定性和能否高性能运行，是设计的关键所在。5．交流伺服中电流检测如何实现？常用方法有哪些？答:交流伺服系统电流检测装置通常采用电阻隔离检测或霍尔电流传感器。直流伺服电机只需一个电流环，而交流伺服电机(两相交流伺服电机除外)则需要两个或三个。其构成方法也有两种:一种是交流电流直接闭环:另一种是把三相交流变换为旋转正交双轴上的矢量之后再闭环，这就需要把电流传感器的输出信号进行坐标变换的接口电路。6．什么是SPWM波形？产生SPWM波形的方法有哪些？答:把每一等份的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的等高矩形脉冲来代替，矩形脉冲的中点与正弦脉冲的中点重合，且使各矩形脉冲面积与相应各正弦部分面积相等，形成脉冲序列。各矩形脉冲在幅位不变的条件下，其宽度随之发生变化。这种脉冲的宽度按正弦规律变化并和正弦波等效的矩形脉冲序列称为SPWM(SinusoidalPWM)波形。通常产生SPWM波形的方法主要有两种:一种是利用微处理器计算查表得到，它常需复杂的算法；另一种是利用专用集成电路(ASIC)来产生PWM脉冲，不需或只需少许编程，使用起来较为方便。完成日期（学生填写）：2016.4.176得分：评阅时间：课程名称：机电设备伺服与变频应用第2次任务评阅教师：